《電力》〈火力〉[R01:問5]コンバインドサイクル発電に関する論説問題

【問題】

【難易度】★☆☆☆☆（易しい）

ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクル発電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)　燃焼用空気は，空気圧縮機，燃焼器，ガスタービン，排熱回収ボイラ，蒸気タービンを経て，排ガスとして煙突から排出される。

(2)　ガスタービンを用いない同容量の汽力発電に比べて，起動停止時間が短く，負荷追従性が高い。

(3)　ガスタービンを用いない同容量の汽力発電に比べて，復水器の冷却水量が少ない。

(4)　ガスタービン入口温度が高いほど熱効率が高い。

(5)　部分負荷に対応するための，単位ユニットの運転台数の増減が可能なため，部分負荷時の熱効率の低下が小さい。

【ワンポイント解説】

コンバインドサイクル発電のフロー及び熱効率に関する問題です。コンバインドサイクル発電の系統図はイメージできるようにしておきましょう。

1.コンバインドサイクル発電
コンバインドサイクル発電は，ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた方式の発電であり，ガスタービンの高温排熱を排熱回収ボイラで回収し，蒸気タービンで発電します。
熱効率が従来の汽力発電(約40％)に比べ格段に高く，近年は耐熱材料の採用によるガスタービンの高温化により，約60％程度まで上昇しています。

【解答】

解答：(1)
(1)誤り
図1のように空気の流れは水色線で示され，燃焼用空気は空気圧縮機，燃焼器，ガスタービン，排熱回収ボイラ，蒸気タービンを経て，排ガスとして煙突から排出されます。蒸気タービンは通過しません。

(2)正しい
問題文の通りです。コンバインドサイクルは蒸気タービンのサイクルを担う水の量が少ないので，起動停止時間が短く，負荷追従性も高くなります。

(3)正しい
問題文の通りです。(2)と同様，コンバインドサイクルは蒸気タービンのサイクルを担う水の量が少ないので，復水器の冷却水量が少ないです。

(4)正しい
問題文の通りです。ガスタービンは入口温度が高ければ高いほど熱効率は向上します。

(5)正しい
問題文の通りです。図1はガスタービンと蒸気タービンを一つずつ持つコンバインドサイクルですが，ガスタービンと蒸気タービンはそれぞれ分けて設計できるため，負荷変動が大きい場合は蒸気タービンを２つや３つに分けて設計することが可能となります。