《電力》〈火力〉[H22:問1]汽力発電所の再熱サイクル及び再生サイクルに関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

次の文章は，汽力発電所（コンバインドサイクル発電所を除く）の蒸気サイクルに関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる最も適切な語句を解答群の中から選びなさい。

蒸気タービンを用いた汽力発電所（コンバインドサイクル発電所を除く）の蒸気サイクルは$ \ \fbox {　（１）　} \ $が基本であるが，その熱効率を向上させるために再熱サイクルや再生サイクルが採用される。

a.再熱サイクル

$ \ \fbox {　（１）　} \ $の熱効率は，入口温度が一定の場合，蒸気タービンの$ \ \fbox {　（２）　} \ $を高めることによって改善されるが，これに伴って排気蒸気の$ \ \fbox {　（３）　} \ $が増加する。$ \ \fbox {　（３）　} \ $の増加はタービンに悪影響を与えるため，タービン内で膨張した蒸気を再びボイラへ送って再加熱して再度タービンに送り，最終圧力まで膨張させるサイクルを再熱サイクルという。

b.再生サイクル

$ \ \fbox {　（１）　} \ $では，復水器で捨てる熱量がボイラでの供給熱量に対して大きい割合を占める。この熱量を軽減して熱効率を高めるため，蒸気タービン内で膨張している途中の蒸気の一部を$ \ \fbox {　（４）　} \ $し，その蒸気がもつ顕熱や蒸発潜熱の放出によって$ \ \fbox {　（５）　} \ $を加熱する過程を取り入れたサイクルを再生サイクルという。

これによりタービンが直接行う仕事は減少するが，復水器で捨てる熱量も減少し，全体としての熱効率が向上する。

〔問1の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　湿り度　　　　　&（ロ）&　入口圧力　　　　　&（ハ）&　抽　気 \\[ 5pt ] &（ニ）&　カルノーサイクル　　　　　&（ホ）&　ブレイトンサイクル　　　　　　　&（ヘ）&　再熱蒸気 \\[ 5pt ] &（ト）&　出口圧力　　　　&（チ）&　過熱度　　　　　&（リ）&　乾き度 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　冷却水　　　　&（ル）&　出口温度　　　　　&（ヲ）&　給　水 \\[ 5pt ] &（ワ）&　ランキンサイクル　　　　　　　&（カ）&　排　気　　　　&（ヨ）&　脱　気 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

汽力発電所の再熱サイクルと再生サイクルに関する問題です。
いずれも熱効率を向上させるものということと名称は似ていますが，内容は全く違いますので，系統図と一緒にしっかりと理解しておくようにしましょう。

1.再熱サイクル
蒸気タービンを高圧タービンと中低圧タービンに分け，高圧タービンで仕事をした蒸気を再度ボイラに戻し再熱器で再加熱し，中低圧タービンに送るサイクルです。
これにより，ボイラの熱を効率よく回収し熱効率を上げることができ，さらに中低圧タービン最終段の蒸気の湿り度を小さくすることができます。

出典：電験戦士教本「火力発電」　P.90
https://denkenia-archives.stores.jp/items/63ba451e6a2a0a1507b46fe2

2.再生サイクル
タービンの中段から蒸気（抽気）を取り出し給水を温めるサイクルで，タービンの仕事量は減少しますが，それ以上に復水器への通水量が減ることにより熱放出が減るため，全体として熱効率が向上します。
通常の汽力発電では再熱サイクルと再生サイクルを組み合わせ，抽気も複数段から供給するのが一般的です。