《電力》〈新エネルギー発電〉[H24:問2]地熱発電の発電方式に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,地熱発電の発電方式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ものを解答群の中から選びなさい。

地熱発電の方式は地熱流体の\( \ \fbox {  (1)  } \ \)によっていくつかの方式に分けられる。

地熱流体が加熱蒸気あるいはわずかに熱水を含む場合には,\( \ \fbox {  (2)  } \ \)器で蒸気のみを取り出し,タービンを回して発電を行う。タービン出口側に関しては,出力を大きくとるためにタービンの出口側に凝縮器を設置して背圧を低くする方式が一般的である。

地熱流体中の熱水割合が高い場合は,\( \ \fbox {  (2)  } \ \)後の熱水から再度蒸気を\( \ \fbox {  (3)  } \ \)し,タービンの中段に送り発電を行うフラッシュ発電方式が採用される。

熱水の温度は低いが熱水量が十分な場合,熱水の熱エネルギーによって\( \ \fbox {  (4)  } \ \)の熱媒体を加熱沸騰させ,その蒸気でタービンを回して発電を行う\( \ \fbox {  (5)  } \ \)方式が採用されることがある。

〔問2の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&(イ)& 加 熱     &(ロ)& バイナリー     &(ハ)& 復 水 \\[ 5pt ] &(ニ)& トータルフロー発電       &(ホ)& 濃度比     &(ヘ)& 汽水分離 \\[ 5pt ] &(ト)& 気 化     &(チ)& 熱併給発電      &(リ)& 高沸点 \\[ 5pt ] &(ヌ)& 抽 出     &(ル)& 汽水比     &(ヲ)& 低沸点 \\[ 5pt ] &(ワ)& 過 熱     &(カ)& 冷 却     &(ヨ)& \mathrm {PH} \ 値 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

地熱発電の方式に関する問題です。火力発電や原子力発電と似ているところがあるため,きちんと理解していれば勘が働きやすく理解もしやすい問題であるかと思います。

1.地熱発電の方式
①フラッシュ発電方式
地中から取り出した蒸気又は熱水を汽水分離器で蒸気と水に分離(フラッシュ)して,蒸気をタービンへ送り,タービンを回転させる発電方式。
熱水の割合が多い場合には汽水分離後の熱水からさらに汽水分離し,二次蒸気としてタービン中段以降に入れる場合もあります。
地中の蒸気がタービンに送られるため,不純物やドレンが入り,腐食をもたらす可能性があるので注意を要します。


出典:GDI株式会社地熱開発 HP

②バイナリー発電方式
地中から取り出した蒸気又は熱水を蒸発器へ供給し,蒸発器で水より低沸点(気体になりやすい)の媒体(フロン等)と熱交換してタービンへ送り,タービンを回転させる発電方式。
地中から取り出す蒸気又は熱水において,熱水の割合が高い場合,他の用途で使用した排水を利用した場合にはこの方式が採用されることが多いです。
構造が複雑になりますが,タービン側には不純物が流れない特長もあります。


出典:GDI株式会社地熱開発 HP

【解答】

(1)解答:ル
題意より解答候補は,(ホ)濃度比,(ル)汽水比,(ヨ)\( \ \mathrm {PH} \ \)値,になると思います。ワンポイント解説「1.地熱発電の方式」の通り,蒸気と水の割合,すなわち汽水比により発電方式は変わります。

(2)解答:ヘ
題意より解答候補は,(イ)加熱,(ハ)復水,(ヘ)汽水分離,(ト)気化,(ヌ)抽出,(ワ)過熱,(カ)冷却,等になると思います。ワンポイント解説「1.地熱発電の方式」の通り,蒸気と水を分離するのは汽水分離器となります。
その他の用語のうち,火力発電で特に重要となるのは,蒸気を飽和蒸気から過熱蒸気にする過熱器,タービンで仕事をした蒸気を復水にする復水器となるので,覚えておきましょう。

(3)解答:ヌ
題意より解答候補は,(イ)加熱,(ハ)復水,(ヘ)汽水分離,(ト)気化,(ヌ)抽出,(ワ)過熱,(カ)冷却,等になると思います。汽水分離から出た熱水を一旦タンク(フラッシュタンク)に溜め,そこから蒸気を取り出すことを抽出と言います。

(4)解答:ヲ
題意より解答候補は,(リ)高沸点,(ヲ)低沸点,等になると思います。ワンポイント解説「1.地熱発電の方式」の通り,低沸点の媒体であれば,水では蒸気にならない温度でも気体になることができるので,低沸点となります。

(5)解答:ロ
題意より解答候補は,(ロ)バイナリー,(ニ)トータルフロー発電,(チ)熱併給発電,になると思います。ワンポイント解説「1.地熱発電の方式」の通り,低沸点の媒体を沸騰させて,その蒸気でタービンを回して発電を行う方式をバイナリー方式と言います。



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