正答1
解説
正解は1です。
超臨界圧力とは、水の臨界圧力(約22MPa)を超える圧力のことです。
臨界圧力を超えると水と蒸気の区別がなくなり、ドラムで蒸気と水を分離できません。
そのため、ドラムを持たない構造のボイラーが必要になります。
【選択肢別解説】
1:○ 貫流ボイラーが該当します。
貫流ボイラーは、長い管の一端から給水し、加熱・蒸発・過熱を順に行って他端から蒸気を取り出します。
ドラムが不要なので、超臨界圧力ボイラーに採用されます。
2:× 熱媒ボイラーは該当しません。
熱媒ボイラーは、水の代わりに熱媒油などを使い、低い圧力で高温の熱媒を得るボイラーです。
3:× 二胴形水管ボイラーは該当しません。
蒸気ドラムと水ドラムを持ち、水と蒸気の密度差で水を循環させる自然循環式のボイラーです。
密度差がなくなる超臨界圧力では循環も気水分離もできません。
4:× 強制循環式水管ボイラーは該当しません。
ポンプで循環を補って高圧に対応させた形式ですが、ドラムで気水を分離する点は自然循環式と同じです。
そのため、超臨界圧力には用いられません。
5:× 流動層燃焼ボイラーは該当しません。
流動層燃焼は、砂などの層を空気で流動させて燃料を燃やす燃焼方式であり、超臨界圧力のための構造ではありません。
【ポイント】
自然循環式は、圧力が高くなるほど水と蒸気の密度差が小さくなり、循環力が弱まります。
臨界圧力を超えると気水分離ができないため、超臨界圧力ボイラーは貫流ボイラーになります。