電験三種 R5年度上期 電力 問3 問題と解説

　問 題　　　　　

次の文章は、火力発電所に関する記述である。

火力発電所において、ボイラから煙道に出ていく燃焼ガスの余熱を回収するために、煙道に多数の管を配置し、これにボイラへの(　ア　)を通過させて加熱する装置が(　イ　)である。同じく煙道に出ていく燃焼ガスの余熱をボイラへの(　ウ　)空気に回収する装置が、(　エ　)である。

上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

• (ア)　　　(イ)　　　(ウ)　　　(エ)

1. 給水　　再熱器　　燃焼用　　過熱器
2. 蒸気　　節炭器　　加熱用　　過熱器
3. 給水　　節炭器　　加熱用　　過熱器
4. 蒸気　　再熱器　　燃焼用　　空気予熱器
5. 給水　　節炭器　　燃焼用　　空気予熱器

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

(　ア　)と(　イ　)に関して、ボイラから出てきた煙道ガスはまだかなり熱く、これをそのまま捨てるのは熱エネルギーの無駄になります。そこで、節炭器では、煙道ガスの持つ熱を、ボイラへ入る直前の給水を過熱するために使います。

ちなみに、節炭器という名前は、「石炭を節約する」というところから来ています。今の時代は燃料が石炭とは限りませんが、ともかく、熱効率を上げて燃料を節約できる、という意味が含まれています。

よって、(　ア　)には「給水」が、(　イ　)には「節炭器」が入ります。

なお、(　ア　)の選択肢には「蒸気」もありますが、ボイラという設備の仕組みを考えると、(　ア　)に「蒸気」を入れるのは不適切であることが判断できます。というのも、ボイラは給水された水を加熱して蒸気に変える設備です。

よって、問題文に「ボイラへの(　ア　)」とあって選択肢が「給水」または「蒸気」であれば、ボイラに入るのは「給水」であると判断することができます。

また、(　イ　)の選択肢には「再熱器」がありますが、これは、高圧タービンで仕事をした蒸気を再加熱し、その後、中・低圧タービンで仕事をさせるためのものです。これにより、熱効率の向上とタービン翼の腐食防止につながります。

(　ウ　)と(　エ　)に関して、節炭器を抜けた後の排ガスもまだ熱を持っているため、今度は燃焼室に入る直前の燃焼用空気を温めるのに使います。

このための熱交換器を空気予熱器といいます。節炭器では排ガスの熱で水を温めたのに対し、空気予熱器では排ガスの熱で空気を温めます。これらはどちらも、熱効率の向上につながります。

よって、(　ウ　)には「燃焼用」が、(　エ　)には「空気予熱器」が入ります。

なお、(　ウ　)の選択肢には「加熱用」もありますが、空気の熱によってボイラの水を加熱しているわけではないので、これは不適切です。空気を使って燃料を燃焼させ、その熱でボイラの水を蒸気に変えています。

また、(　エ　)の選択肢には「過熱器」がありますが、これは、ボイラと高圧タービンの間に設置する装置で、ボイラを出た後のわずかに水分が残っている蒸気をさらに過熱することで、完全な蒸気へと変えます。

以上から、

1. 給水
2. 節炭器
3. 燃焼用
4. 空気予熱器

となるので、正解は(5)です。