問われているのは「熱効率の向上を図る方法として誤っているもの」。
令和6年度 下期 第三種電気主任技術者 電力 問2
汽力発電において、熱効率の向上を図る方法として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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汽力発電の熱効率は、ランキンサイクルの平均受熱温度を高め、放熱温度(復水器側)を低くするほど、また損失熱を回収するほど向上する。(1)高温高圧蒸気は平均受熱温度を上げ、(2)復水器真空度を高めると排気圧力・温度が下がって放熱温度が下がり、(3)再熱サイクルは膨張途中の蒸気を再加熱して平均受熱温度を上げ、かつ低圧タービンの湿り度を抑える。(5)節炭器はボイラ排ガスの余熱で給水を加熱し、ボイラ効率を上げる。これらはいずれも効率向上策である。一方,(4)は給水加熱器で「抽気温度を上げる」とする点が誤り。再生サイクルでは抽気した蒸気を熱源として給水へ熱を渡し,給水温度を上げる。抽気蒸気は熱を失い凝縮するので,加熱器が抽気蒸気の温度を上げるわけではない。したがって正答は(4)。
各選択肢の解説
- (1)
高温高圧の蒸気を使用する。
正しい記述。蒸気を高温高圧にすると、サイクルの平均受熱温度が上がり、理論熱効率が向上する。
- (2)
復水器の真空度を高める。
正しい記述。復水器の真空度を高めると、排気圧力とその飽和温度が下がり、放熱温度が低下するため熱効率が向上する。
- (3)
再熱サイクルを利用する。
正しい記述。再熱サイクルは高圧タービンの排気をボイラで再加熱して低圧タービンへ送る方式で、平均受熱温度が上がり、排気の湿り度も低減できるため熱効率向上に寄与する。
- (4)
給水加熱器で抽気温度を上げる。
誤りであり,これが正答。給水加熱器ではタービンからの抽気蒸気を熱源として給水を加熱し,給水温度を上げる。抽気蒸気は熱を放出するため,加熱器で「抽気温度を上げる」という記述は逆である。
- (5)
節炭器で排ガス温度を下げる。
正しい記述。節炭器はボイラ排ガスの余熱で給水を予熱する装置で、排ガス温度を下げて排ガス損失を減らし、ボイラ効率を向上させる。
分野「電力」の学習ポイント
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- 何が問われるか
- 本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
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