《電力》〈火力〉[H24:問3]汽力発電所の保護装置に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

汽力発電所の保護装置に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(1)　ボイラ内の蒸気圧力が一定限度を超えたとき，蒸気を放出させ機器の破損を防ぐ蒸気加減弁が設置されている。

(2)　ボイラ水の循環が円滑に行われないとき，水管の焼損事故を防止するため，燃料を遮断してバーナを消火させる燃料遮断装置が設置されている。

(3)　蒸気タービンの回転速度が定格を超える一定値以上に上昇すると，自動的に蒸気止弁を閉じて，タービンを停止する非常調速機が設置されている。

(4)　蒸気タービンの軸受油圧が異常低下したとき，タービンを停止させるトリップ装置が設置されている。

(5)　発電機固定子巻線の内部短絡を検出・保護するために，比率差動継電器が設置されている。

【ワンポイント解説】

火力発電所の安全装置に関する問題で，やや発電を専門にしている方以外の方には厳しい問題かもしれません。重要度としてはそれほど高いとは考えにくいので，サラッと理解する程度で他の問題を優先させた方が良いかもしれません。

1.汽力発電所のボイラ保護装置
①安全弁
ボイラの圧力が一定値以上になった際，機器の破損を防止するために，自動的に弁が開き，蒸気を放出する弁です。

②ボイラ非常停止装置（MFT）
ある条件が発生時，ボイラの爆発や破損，焼損等を防ぐために自動的に燃料を遮断する装置です。例えば，炉内圧力上昇，燃料供給異常，給水異常，通風機停止，タービン・発電機停止等があります。

2.汽力発電所のタービン保護装置
①非常調速機
蒸気タービンが定格の111％以上となり，タービン翼の破損等を防止するために，主蒸気止弁を閉止し，タービンを停止させる装置です。

②タービン保安装置
ある条件が発生した際，タービン保護のため主蒸気止弁，加減弁，再熱蒸気止弁を全閉し，タービンに蒸気が一切行かないようにし，タービンを安全停止させる装置です。タービンの軸受油圧低下，復水器真空度低下，スラスト軸受摩耗，非常調速機動作等があります。

【解答】

解答：(1)
(1)誤り
ボイラ内の蒸気圧力が一定限度を超えたとき，蒸気を放出させ機器の破損を防ぐ弁は安全弁です。蒸気加減弁はタービンの回転数を調整するために，ボイラからタービンに向かう蒸気の量をコントロールする弁です。

(2)正しい
問題文の通り，ボイラ水の循環が円滑に行われないとき，水管の焼損事故を防止するため，燃料を遮断してバーナを消火させる燃料遮断装置が設置されています。強制循環ボイラでは，ボイラ循環ポンプが停止した場合も同様な保護がされています。

(3)正しい
問題文の通り，蒸気タービンの回転速度が定格を超える一定値以上(111％以上）に上昇すると，自動的に蒸気止弁を閉じて，タービンを停止する非常調速機が設置されています。

(4)正しい
問題文の通り，蒸気タービンの軸受油圧が異常低下したとき，タービンの軸受保護のため，タービンを停止させるトリップ装置が設置されています。

(5)正しい
問題文の通り，発電機固定子巻線の内部短絡を検出・保護するために，比率差動継電器が設置されています。発電機の母線側と中性点側にそれぞれ変流器を設け，その比率を見て動作します。