電験三種 R4年度上期 電力 問3 問題と解説

　問 題　　　　　

ある汽力発電設備が、発電機出力19MWで運転している。このとき、蒸気タービン入口における蒸気の比エンタルピーが3550kJ/kg、復水器入口における蒸気の比エンタルピーが2500kJ/kg、使用蒸気量が80t/hであった。

発電機効率が95%であるとすると、タービン効率の値[%]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. 71
2. 77
3. 81
4. 86
5. 90

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

求めたいタービン効率をη[%]とすると、問題文より次の(1)式が成り立ちます。なお、下式では便宜上、1[s]あたりのエネルギー(MW＝MJ/s)で等式を立てていますが、1[min]あたりでも1[h]あたりでも構いません。

よって、(1)式の(汽力発電設備で使う全エネルギー)を求めて計算していけば、タービン効率ηを算出することができます。

ここで問題文を見ると、タービン入口の蒸気の比エンタルピーが3550[kJ/kg]で、タービン出口(復水器入口)が2500[kJ/kg]と与えられています。つまり、タービンの前後で比エンタルピーが(2)式の分だけ減少していることがわかります。

また、1秒あたりに使う蒸気量は、問題文で1時間あたりの蒸気量が80[t/h]と与えられているため、(3)式のように計算できます。

よって、(2)式と(3)式から、タービンの前後で失うエネルギーは(4)式の通りとなります。

ここで、(4)式を(1)式に代入することで、下記のようにタービン効率ηを求めることができます。

以上から、正解は(4)です。