제116조(압력방출장치)

[기준규칙]

제7절 보일러 등

제116조(압력방출장치) ① 사업주는 보일러의 안전한 가동을 위하여 보일러 규격에 맞는 압력방출장치를 1개 또는 2개 이상 설치하고 최고사용압력(설계압력 또는 최고허용압력을 말한다. 이하 같다) 이하에서 작동되도록 하여야 한다. 다만, 압력방출장치가 2개 이상 설치된 경우에는 최고사용압력 이하에서 1개가 작동되고, 다른 압력방출장치는 최고사용압력 1.05배 이하에서 작동되도록 부착하여야 한다.

② 제1항의 압력방출장치는 매년 1회 이상 「국가표준기본법」 제14조제3항에 따라 산업통상부장관의 지정을 받은 국가교정업무 전담기관(이하 “국가교정기관”이라 한다)에서 교정을 받은 압력계를 이용하여 설정압력에서 압력방출장치가 적정하게 작동하는지를 검사한 후 납으로 봉인하여 사용하여야 한다. 다만, 영 제43조에 따른 공정안전보고서 제출 대상으로서 고용노동부장관이 실시하는 공정안전보고서 이행상태 평가결과가 우수한 사업장은 압력방출장치에 대하여 4년마다 1회 이상 설정압력에서 압력방출장치가 적정하게 작동하는지를 검사할 수 있다. <개정 2013. 3. 23., 2019. 12. 26., 2025. 10. 1.>

 

[정리]

보일러는 물 같은 액체에 열을 가열해 증기로 바꾸고 증기압을 동력원으로 이용해 열에너지 또는 동력을 얻는 대표적인 기계(설비)이다. 통상 물은 액체가 기체로 변할때 1000배의 체적 증가를 보이는데 쉽게 설명해 물1L를 가열해 완전히 기체(수증기)로 바꾸면 1000L의 체적으로 변환이 되고, 밀폐된용기에서 완전히 증발하게 되면 1000배의 압력이 생기게 된다. 

 이런 상황에서 용기가 1000배의 압력에 견디도록 설계되면 문제가 없지만 1000배의 압력에 견딜려면 더 많은 비용이 들어가고 위험한 상황이 발생할 수 있으므로, 적당한 압력에 도달하면 더이상 압력이 증발하지 않도록 밸브 같은걸 부착하는데, 그것을 압력방출 장치라고 한다.

보일러 이외에도 원자력 발전소 원자로의 경우도 동일한 원리의 장치가 있는데 왼쪽 도면의 맨 위에 있는 PSRV가 압력 방출 장치라고 할 수 있다.

 원자로는 200기압이상의 압력에 대응하는 장치를 사용하므로 당연히 방출장치 제원도 커질 수 밖에 없지만, 보일러는 원자로보단 약한(?) 방출장치를 사용하도록 하고 있다. 

 

법적 규제사항은

당연히 압력용기에는 압력방출장치를 1개이상 설치해야 한다.

압력방출장치는 최고사용압력에 도달하기 작동되도록 해야 한다. (당연히, 최고 압력에 도달했는데 작동하지 않으면 압력방출장치 고유의 역할을 못하게 되니까)

 

압력방출장치를 2개 이상 설치한경우 1개는 최고사용압력 이하에서 방출하도록 설계하고, 다른 하나는 최대 사용압력의 1.05배 이하의 압력에서 작동하도록 설계하는 것이 원칙이다.

 

압력방출장치는 안전에 있어 매우 중요한 부품이므로, 당연히 시험성적 등 공인된 품질을 보장해야 하며, 4년마다 안전히 작동하는지 검사를 받도록 규정되어있다.

 

압력방출장치가 어떻게 작동하는지 원리에 되해서 간단히 설명하면, 2기압에서 작동되는 압력방출장치를 예를 들면 밸브를 달고 밸브뒤에 2기압까지 버틸수 있는 장력을 지닌 스프링을 붙여 놓는것이다. 그럼 내압이 2기압이 되기 전까진 스프링을 밀지 못할 것이고 2기압을 초과하는 순간 밸브가 개방되며 압력을 방출하는 원리이다. (하단 그림 참조)

더 쉽게 설명하면 문 반대쪽에 어른한명이 문을 막고 있으면 아이 한명이 밀면 문은 열수 없고, 어른 한명이 밀어도 문은 열리지 않을 것이다. 하지만, 어른 두명이 문을 밀면 문을 열수 있는것과 같은 원리로 이해하자. (반대쪽에 최홍만이 버티고 있으면 상황이 다르긴 할 것이다.)