《電力》〈火力〉[H27:問2]汽力発電所における再生サイクル及び再熱サイクルに関する論説問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆(普通)

汽力発電所における再生サイクル及び再熱サイクル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) 再生サイクルは,タービン内の蒸気の一部を抽出して,ボイラの給水加熱を行う熱サイクルである。

(2) 再生サイクルは,復水器で失う熱量が減少するため,熱効率を向上させることができる。

(3) 再生サイクルによる熱効率向上効果は,抽出する蒸気の圧力,温度が高いほど大きい。

(4) 再熱サイクルは,タービンで膨張した湿り蒸気をボイラの過熱器で加熱し,再びタービンに送って膨張させる熱サイクルである。

(5) 再生サイクルと再熱サイクルを組み合わせた再熱再生サイクルは,ほとんどの大容量汽力発電所で採用されている。

【ワンポイント解説】

汽力発電所の再熱・再生サイクルに関する問題です。本問は一文字しか間違っていないので,注意して読む必要があります。汽力発電所の概略フローは何度も書いて理解するようにしましょう。

1.汽力発電所の概略フロー
一般的な汽力発電所の概略フローを図1に示します。メカニズムは以下の通りです。

①復水器から出た水は給水ポンプで加圧され,ボイラへ供給され,ボイラで飽和蒸気になります。

②ボイラから出た飽和蒸気は過熱器で過熱蒸気になり高圧タービンに送られます。

③高圧タービンで仕事をした(タービンを回すエネルギーを使用した)蒸気は再熱器に送られ,再び過熱されます。

④再熱器から出た高温再熱蒸気は中低圧タービンへ送られ,中低圧タービンで仕事をし,復水器で復水に凝縮されます。

⑤復水での熱損失を減少させるため,タービン中段から抽気を取り出し,給水を加熱します。

【解答】

解答:(4)
(1):正しい
ワンポイント解説の通り,再生サイクルはタービンタービン内の蒸気の一部を抽出して,ボイラの給水加熱を行う熱サイクルです。

(2):正しい
再生サイクルはタービンから抽気を取り出す分,復水器へ流れ込む蒸気量が減るので,熱効率が向上します。

(3):正しい
再生サイクルの熱効率は,タービンでの熱損失等もあるので,高温・高圧ほど熱損失は少ないですが,高温・高圧ばかりでは配管が大きくなってしまい,配管設計が難しくなることや給水ポンプとの負荷バランスも取れなくなる可能性があります。

(4):誤り
ワンポイント解説の通り,高圧タービンで仕事をした蒸気は再熱器で加熱し,再び中低圧タービンへ送ります。

(5):正しい
問題文の通り,小容量の汽力発電所を除き,大容量の汽力発電所は熱効率向上のため,再熱再生サイクルを採用しています。