原動機（蒸気動力プラント、冷凍装置）過去問（Q15）

2025年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2025-15：2025年度 第15問（問題）

次の１～６の記述は、蒸気動力プラントおよび冷凍装置について述べたものです。その内容が最も適切なものを３つ選び、その番号を答えてください。

１．炉筒煙管組合せボイラは、丸ボイラに分類され、その構造から水部が大きいので負荷変動の影響を受けにくく、ボイラ効率の高いものもある。

２．線図上で蒸気の種類や状態量を知ることができる蒸気線図のうち、縦軸に比エンタルピーｈ[kJ/kg]、横軸に比エントロピーｓ[kJ/(kg･K)]をとったｈ－ｓ線図は、インジケータ線図とも呼ばれる。

３．ボイラに設置した空気予熱器は、炉内または煙道に設けた多数の細い管からなる熱交換器で、燃焼ガスやその余熱を利用して加熱する。

４．貫流ボイラは、水の循環がないのでボイラ胴を必要としない。

５．間接冷却式冷凍用ターボ冷凍機において、冷媒は、状態変化をしながら、膨張弁 → 蒸発器 → 遠心圧縮機 → 凝縮器の順に流れる。

６．吸収冷凍機は、冷媒の中に潤滑油が混入すると性能が低下するので、吸収器と再生器の間に油分離器を設置する。

2024年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2024-15：2024年度 第15問（問題）

次の１～３の記述は、蒸気動力プラントと冷凍装置について述べたものです。あああ にあてはまる最も適切なものを下の選択肢からそれぞれ１つずつ選び、その記号を答えてください。

１．飽和水のエンタルピーが419kJ/kg、蒸発潜熱が2256kJ/kg、乾き度が0.5の湿り蒸気のエンタルピーは （１） kJ/kgである。

《選択肢》
ア．1338 イ．1547 ウ．1893 エ．2466

２． （２） は、燃焼ガスの余熱を利用してボイラへの給水を予熱する。

《選択肢》
ア．エコノマイザ イ．下降管 ウ．給水加熱器 エ．水管

３．蒸気圧縮冷凍機において、蒸発器入口の冷媒は （３） である。

《選択肢》
ア．過冷却液 イ．過熱蒸気 ウ．湿り蒸気 エ．飽和蒸気

2023年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2023-15：2023年度 第15問（問題）

次の１～６の記述は、蒸気動力プラントと冷凍装置について述べたものです。その内容が最も適切なものを３つ選び、その番号を答えてください。

１．基本的な蒸気動力プラントは、給水ポンプ・ボイラ・過熱器・蒸気タービン・復水器などで構成されるが、給水ポンプにはおもに再生ポンプが用いられる。

２．一般に蒸気動力プラントの作動流体には水を用いるが、この水が給水ポンプ・ボイ ラ・過熱器・復水器で受けた機械的エネルギーや熱エネルギーの一部は、蒸気タービンで仕事に変換される。

３．標準大気圧のもとでは、100℃ の水を飽和水といい、100℃ 未満の水を圧縮水という。

４．飽和水の加熱によって生じた飽和蒸気の中に、飽和水の細かい粒が一様に混在しているとき、この飽和蒸気と飽和水の混合物を湿り飽和蒸気あるいは湿り蒸気という。

５．ターボ冷凍機の遠心圧縮機は、冷媒中の液体分をフィルタで完全に分離した低圧の冷媒蒸気を吸い込み、高圧の冷媒蒸気にする。

６．吸収冷凍機の凝縮器から蒸発器に移動する流体は、冷媒液である。

2022年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2022-15：2022年度 第15問（問題）

次の1～6の記述は、蒸気動力プラントと冷凍装置について述べたものです。その内容が最も適切なものを3つ選び、その番号を答えてください。

1. 超臨界圧のもとで水を加熱した場合、この水、すなわち圧縮水は、飽和水を経ずに、いきなり過熱蒸気になる。
2. 蒸気動力プラントに用いる強制循環ボイラは、蒸発量に等しい量の水を長い管の一端からポンプで押し込み、この管を通過する間に加熱し、過熱蒸気にしてタービンに送りだすので、ボイラ胴は不要である。
3. ボイラの容量は、780t/h のように定格容量、すなわち連続最大負荷における1時間当たりの実際の蒸発量で表すのが一般的である。
4. ボイラの運転中は、負荷の急増や水位の異常な上昇によって水分と蒸気が分離されずにドラムから送り出される現象、すなわちフェード現象にも注意が必要である。
5. 食品工業で多く使用されている間接冷却式冷凍では、冷凍対象物の熱エネルギーを冷凍室で塩化ナトリウム水溶液などのブラインに移し、ブラインに移された熱エネルギーは蒸発器で冷媒に移す。
6. 冷媒に臭化リチウム水溶液を、吸収剤に水を用いる吸収冷凍機では、冷媒は蒸発器、吸収器、熱交換器、再生器、凝縮器の順に循環し、吸収剤は冷媒とともに吸収器、熱交換器、再生器の順に循環する。

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2021年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2021-15：2021年度 第15問（問題）

次の１～３の記述は、蒸気動力プラントと冷凍装置について述べたものです。空欄にあてはまる最も適切なものを下の選択肢からそれぞれ１つずつ選び、その記号を答えてください。

１．ボイラ本体から発生する蒸気は、（ １ ）が１に近い湿り飽和蒸気なので、暖房用や工場の作業用にはそのまま使用する。
《選択肢》
ア．過熱度 イ．乾き度 ウ．湿り度

２．ボイラ水に鉱物質が含まれると、鉱物質が凝縮してドラム・水管・煙管などに固着する（ ２ ）を生成する。このためボイラ水には、不純物や鉱物質などを取り除いた処理水を用いる。
《選択肢》
ア．スケール イ．スラグ ウ．スラッジ

３．吸収冷凍機は、凝縮器、蒸発器、吸収器、再生器、熱交換器などで構成されるが、これらのうち冷凍対象（水）から熱を奪う働きをするのは（ ３ ）である。
《選択肢》
ア．吸収器 イ．熱交換器 ウ．蒸発器

2020年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2020-15：2020年度 第15問（問題）

次の ア～カ の 記述 は、蒸気動力プラントと冷凍装置について述べたものです。その内容が適切なものを３つ選び、その 記号 を答えてください。
ア．炉筒煙管組合せボイラは、水部が小さいために負荷変動の影響を受けやすい。
イ．ボイラの給水ポンプには、多段ディフューザポンプなどが用いられる。
ウ．蒸気圧縮冷凍機 の 冷媒に要求される条件の一つ として 、臨界点が高く、大気圧以上で蒸発し、常温のもとで比較的 高圧 で液化することがある。
エ．ターボ冷凍機の蒸発器内に設けたキャブレター には、冷媒蒸気中のわずかな液体分を分離し、冷媒蒸気だけを遠心圧縮機に送る働きがある。
オ．強制循環ボイラの循環ポンプは、ふつう下降管の途中に設ける。
カ．ボイラ運転中のキャリオーバは、ウ ォ ータハンマの発生の原因となる。

2019年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2019-15：2019年度 第15問（問題）

次の１～６の 記述 は、蒸気動力プラントと冷凍装置について述べたものです。
その内容が正しいものには○で 、誤っているものには× で、それぞれ 答 え て下さい。

１．ボイラは、圧力をほぼ一定に保って蒸気を発生させるが、この圧力を臨界圧力より高くした貫流ボイラは、飽和蒸気を経ずに、圧縮水をいきなり過熱蒸気にすることができる。

２．燃焼ガス中の大きなばいじん粒子はサイクロン分離器で、微細な粒子は電気集じん装置で捕集して除去する。

３．曲管式水管ボイラは、上下二つのドラムを曲水管で連絡 したボイラ本体と、循環ポンプを設けて水の循環を確実にした水冷壁 管 で囲まれた火炉で構成される。

４．食品工業で多く利用されている間接冷却式冷凍では、冷凍室で冷凍対象物の熱エネルギー を冷却管を介してブラインに移し、蒸発器でブラインの熱エネルギーを冷媒に移す。

５．ターボ冷凍機では、蒸発器内に設けた再熱器で冷媒蒸気中に含まれるわずかな冷媒の液体分を分離させるので、圧縮機で圧縮するのは冷媒の乾き飽和蒸気である。

６．吸収冷凍機は、冷媒の中に潤滑油が混入すると性能が低下するので、吸収器と再生器の間に油分離器を設置する。

2018年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2018-15：2018年度 第15問（問題）

次の1～6の記述は、蒸気動力プラントと冷凍装置について述べたものです。その内容が正しいものには○で、誤っているものには×で、それぞれ答えて下さい。

1. 線図上で蒸気の種類や状態量を知ることができる蒸気線図のうち、縦軸にエンタルピ -h [kJ/kg]、横軸にエントロピーs [kJ/(kg・K)] をとったh-s線図は、インジケータ線図とも呼ばれる。
2. ボイラの燃焼装置のうち、渦流室式では、固体燃料などの粒子を燃焼装置内の多孔板の上に送り、下から空気を吹き込んでこれらの粒子を浮遊流動化させて燃焼させる。
3. ボイラの付属装置には、燃焼ガスの余熱を利用してボイラへの給水を予熱するエコノマイザや、燃焼用空気を予熱する空気予熱器などがある。
4. ボイラの容量は、一般に定格容量すなわち連続最大負荷における1時間当たりの実際の蒸発量 [kg/h]で表すが、換算蒸発量 [t/h] や伝熱面積 [㎡] などで表すこともある。
5. 蒸気圧縮冷凍機の主要な構成機器には、膨張弁・蒸発器・圧縮機・凝縮器などがあるが、小形の冷凍機では膨張弁のかわりにマノメータを用いることもある。
6. 成績係数が4.64の冷凍機をヒートポンプとして用いた場合、ヒートポンプとしての成績係数は5.64である。

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2017年：蒸気動力プラント、冷凍装置

2017-15：2017年度 第15問（問題）

次の1～6の記述は、蒸気動力プラントおよび冷凍装置について述べたものです。その内容が正しいものには○で、誤っているものには×で、それぞれ答えて下さい。

1. ボイラの火炉には、重油などの液体燃料・液化天然ガスなどの気体燃料・微粉炭燃料などの燃焼に用いるバーナ、あるいは粒状の固体燃料を燃焼させる流動層燃焼装置などの燃焼装置を設ける。
   
2. 給水ポンプと管群などで構成される強制循環ボイラは、蒸発量に等しい量の水をポンプで長い管の一端から押し込み、この管を通過する間に、順次加熱して過熱蒸気にする。
   
3. 曲管式水管ボイラや放射ボイラでは、蒸発管内の密度の小さい水および蒸気の混合体と、下降管内の密度の大きい水との密度の差を利用してボイラ水を循環させている。
   
4. ボイラ・過熱器・復水器などの熱交換器での伝熱を向上させるためには、これらに用いる管などの材質の選択とともに、その厚さを薄くして熱通過率K $[W/(m^2・K)]$の値を小さくすることも重要である。
   
5. ハイドロクロロフルオロカーボン (HCFC)の代替物質として開発された特定フロン、すなわちハイドロフルオロカーボン(HFC)は、オゾン破壊係数 (ODP)が0(ゼロ)で、地球温暖化係数 (GWP) も小さい。
   
6. 水と臭化リチウム水溶液を用いた吸収冷凍機は、機器内部を真空状態で運転するので、大気が侵入することのないように注意する必要がある。

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2016年：内燃機関、蒸気動力プラント、冷凍装置

2016-15：2016年度 第15問（問題）

次の1～6の記述は、内燃機関、蒸気動力プラント、冷凍装置について述べたものです。その内容が正しいものには○を、誤っているものには×を、それぞれ解答用紙に記入して下さい。

1. 代表的な単式タービンであるド・ラバルタービンは、おもに中間冷却再熱再生サイクルの発電用ガスタービンに用いられる。
   
2. 再熱サイクルを行う蒸気動力プラントでは、ボイラ水タンクに蓄えられたボイラ水は、給水ポンプ → ボイラ→過熱器 → 低圧タービン→再熱器 → 高圧タービン → 復水器の順に循環する。
   
3. 再生サイクルを行う蒸気動力プラントでは、再生器での加熱に蒸気や温水、都市ガスなどの燃焼熱、あるいは廃熱などを利用できるので、経済的な運転ができる特徴がある。
   
4. 間接冷却式冷凍用ターボ冷凍機において、冷媒は、状態変化をしながら、膨張弁 → 蒸発器 → 遠心圧縮機→ 凝縮器の順に流れる。
   
5. ボイラ本体はその容積の70～80%がボイラ水で満たされているが、この値が小さなボイラには始動が早いという特徴がある。
   
6. ボイラを効率の高い順に示すと、貫流ボイラ、大形水管ボイラ、炉筒煙管組合せボイラ、煙管ボイラとなる。

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