今回は令和6年度下期 電力科目 A問題2を解説します。汽力発電で熱効率の向上を図る方法として、誤っているものを選ぶ問題です。
4つは教科書どおりの向上策ですが、1つだけ主語がすり替わっています。再生サイクルで効率を上げるのは「給水温度」であって「抽気温度」ではない——ここに気付けるかどうかが勝負です。
出題のポイント
令和6年度下期 電力科目 A問題2：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 電力科目 【火力】 令和6年度下期 A問題2
汽力発電において、熱効率の向上を図る方法として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
高温高圧の蒸気を使用する。
復水器の真空度を高める。
再熱サイクルを利用する。
給水加熱器で抽気温度を上げる。
節炭器で排ガス温度を下げる。
ポイント解説：再生サイクルで上げるのは「給水温度」であって「抽気温度」ではない
(4)が誤り：給水加熱器は、タービンの途中から取り出した蒸気（抽気）の熱で給水を温める装置である。熱効率が上がるのは給水温度が上がることでボイラで加えるべき熱が減り、平均受熱温度が高くなるからで、向上策として正しい表現は「給水加熱器で給水温度を上げる」。一方「抽気温度を上げる」とは、より高圧・高温の段から蒸気を抜くということであり、その蒸気はタービンで仕事をする前に抜かれてしまうのでタービン出力が減ってしまう。抽気の温度（抽気圧力）には最適値があり、高くすればするほど効率が上がるわけではない。よって熱効率向上策としては誤り。
その他は正しい向上策：(1)高温高圧の蒸気を使えば熱落差が大きくなり、受熱の平均温度が上がって効率が向上する。(2)復水器の真空度を高めるとタービンの背圧（出口圧力）が下がり、熱落差が大きくなって効率が向上する。(3)再熱サイクルは高圧タービンで仕事をした蒸気を再熱器で温め直して低圧タービンへ送る方式で、効率向上に加えて低圧タービン翼の湿り（浸食）も軽減できる。(5)節炭器は排ガスの余熱で給水を加熱する装置で、排ガス温度が下がる＝捨てていた熱を回収したということなのでボイラ効率が上がる。よって答えは(4)。
問題の解説
STEP1 (4)の主語を確認
給水加熱器で効率が上がるのは「給水温度」が上がるから。「抽気温度を上げる」は正しい表現ではない。
STEP2 なぜ抽気温度ではだめか
抽気温度を上げる＝高圧段から抜く＝タービンで仕事をする前に蒸気を抜くのでタービン出力が減る。抽気圧力には最適値がある→(4)が誤り。
STEP3 他を確認
(1)高温高圧＝熱落差増、(2)真空度↑＝背圧↓で熱落差増、(3)再熱サイクル、(5)節炭器で排ガス熱回収——いずれも正しい向上策。
答え：(4)
💡 覚え方
汽力発電の熱効率向上策：①高温高圧の蒸気を使う（熱落差増・平均受熱温度↑）②復水器の真空度を高める（背圧↓で熱落差増）③再熱サイクル（高圧T→再熱器→低圧T。湿り軽減にも効く）④再生サイクル＝抽気で**給水温度**を上げる（給水加熱器の段数を増やすほど効率↑）⑤節炭器・空気予熱器で排ガス熱を回収（排ガス温度↓）。「抽気温度を上げる」は向上策ではない——抽気は手段、上げたいのは給水温度。
⚠️ よくある間違い
再生サイクルの向上策は「給水温度を上げる」「給水加熱器の段数を増やす」——「抽気温度を上げる」ではない。復水器は「真空度を高める」（＝圧力を下げる）で効率向上。節炭器は「排ガス温度を下げる」で効率向上（熱を回収したから下がる）——温度を上げるではない。方向を逆に覚えないこと。
まとめ
| (1)高温高圧の蒸気 | 熱落差が増え平均受熱温度↑→正しい |
| (2)復水器の真空度↑ | 背圧↓で熱落差増→正しい |
| (3)再熱サイクル | 効率向上＋低圧タービンの湿り軽減→正しい |
| (4)抽気温度を上げる | 上げるべきは給水温度。抽気温度↑はタービン仕事が減る→誤り |
| (5)節炭器で排ガス温度↓ | 排熱を回収した結果→正しい。答えは(4) |
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