電験三種 R6年度上期 電力 問3 問題と解説

　問 題　　　　　

一般的な排熱回収方式のガスタービンコンバインドサイクル発電を、同一出力の汽力発電と比較した記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. コンバインドサイクル発電の方が、始動・停止時間が短い。
2. コンバインドサイクル発電の方が、負荷変化に対する追従性が高い。
3. コンバインドサイクル発電の方が、熱効率が高い。
4. コンバインドサイクル発電の方が、外気温の最大出力に与える影響が小さい。
5. コンバインドサイクル発電の方が、温排水量が少ない。

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

コンバインドサイクル発電は、ガスタービン発電と汽力発電を繋げたような原理の発電方法です。具体的には、ガスタービン発電を普通に行い、そこから出る排熱を使って、次に続く汽力発電の蒸気を発生させます。

この設問では、問題文に「同一出力の汽力発電方式と比較した」とあるので、この点に注意しながら、各選択肢の正誤について考えていきます。

(1)と(2)はともに正しいです。コンバインドサイクル発電は、ガスタービンを用いない同一出力の汽力発電に比べて、起動・停止時間が短く、負荷追従性が高いという特徴があります。

(3)も正しいです。コンバインドサイクル発電の場合、ガスタービン発電の排熱を捨てずに蒸気タービンで利用しているため、全体としての熱効率が高くなります。

(4)が誤りです。まず、ガスタービン発電では、燃料の燃焼させるために必ず酸素(空気)が必要です。

ここで、外気温が高いと空気は膨張して密度が小さくなり、外気温が低いと反対に空気の密度は大きくなります。つまり、外気温によってガスタービンが取り込める空気量が変動するため、それに応じて出力も変化します。

汽力発電の蒸気タービンでは空気を使用するわけではないので、このような影響は受けません。よって、コンバインドサイクル発電では、汽力発電と比べて最大出力が外気温度の影響を受けやすいといえます。

(5)は正しいです。ガスタービン発電では燃料を燃焼させて発電しているので、復水は発生しません。一方で、汽力発電では蒸気でタービンを回転させるので、こちらは復水を生じます。

そのため、ガスタービンを用いない同一出力の汽力発電に比べると、ガスタービンで発電できる出力分の復水が発生しないため、復水器の冷却水量は少なくて済みます。よって、温排水量も少なくなります。

以上から、正解は(4)となります。