今回は平成27年度 電力科目 A問題2を解説します。汽力発電所における再生サイクル及び再熱サイクルについて、誤っているものを選ぶ問題です。
ねらいは装置名の1語。ドラムからの飽和蒸気を過熱蒸気にするのが過熱器、高圧タービンで仕事をした蒸気を温め直すのが再熱器。「〜熱器」の役割分担を正確に覚えているかが試されます。
出題のポイント
平成27年度 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】 平成27年度 A問題2
汽力発電所における再生サイクル及び再熱サイクル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。
再生サイクルは、タービン内の蒸気の一部を抽出して、ボイラの給水加熱を行う熱サイクルである。
再生サイクルは、復水器で失う熱量が減少するため、熱効率を向上させることができる。
再生サイクルによる熱効率向上効果は、抽出する蒸気の圧力、温度が高いほど大きい。
再熱サイクルは、タービンで膨張した湿り蒸気をボイラの過熱器で加熱し、再びタービンに送って膨張させる熱サイクルである。
再生サイクルと再熱サイクルを組み合わせた再熱再生サイクルは、ほとんどの大容量汽力発電所で採用されている。
ポイント解説：過熱器＝飽和蒸気を過熱／再熱器＝タービン排気を温め直す
(4)が誤り：再熱サイクルは、高圧タービンで膨張して湿り気を帯びた蒸気をボイラに戻して温め直し、再び（中・低圧）タービンに送って膨張させる熱サイクル——という説明の流れは正しいが、温め直す装置は再熱器であって「過熱器」ではない。過熱器は蒸気ドラムから来た飽和蒸気を過熱蒸気にしてから高圧タービンへ送る装置で、役割がまったく別。装置名1語のすり替えが本問のねらい。
その他は正しい：(1)再生サイクルはタービン内の蒸気の一部を抽気して給水加熱器でボイラ給水を温めるサイクル。(2)抽気したぶん復水器へ流れ込む蒸気が減るので、復水器で捨てる熱が減り熱効率が向上する。(3)抽出する蒸気の圧力・温度が高いほど給水をより高温まで加熱でき、熱効率向上効果は大きい。(5)大容量の汽力発電所では、再生サイクルと再熱サイクルを組み合わせた再熱再生サイクルがほとんど採用されている。よって答えは(4)。
問題の解説
STEP1 装置名を確認
飽和蒸気→過熱蒸気にするのが過熱器。高圧タービンの排気を温め直すのが再熱器。
STEP2 (4)を判定
再熱サイクルで加熱するのは「再熱器」。「過熱器」とあるので誤り→(4)。
STEP3 他を確認
(1)抽気で給水加熱＝再生サイクル、(2)復水器の損失が減る、(3)抽気の圧力・温度が高いほど効果大、(5)大容量機は再熱再生サイクル——いずれも正しい。
答え：(4)
💡 覚え方
「〜熱器」の役割分担：**過熱器**＝ドラムからの飽和蒸気→過熱蒸気（高圧タービンへ）／**再熱器**＝高圧タービンの排気を温め直す（低圧タービンへ）／**節炭器**＝排ガスの余熱で給水を予熱／**空気予熱器**＝排ガスの余熱で燃焼用空気を予熱。再生サイクル＝抽気で給水加熱→復水器で捨てる熱が減って効率向上。再熱サイクル＝効率向上＋低圧タービン翼の湿り軽減。**再熱再生サイクル**＝両方の組合せで、大容量汽力発電所のほとんどが採用。
⚠️ よくある間違い
過熱器と再熱器のすり替えに気付けるか——「タービンで膨張した蒸気」を扱うのは再熱器。(3)を誤りと迷わない：抽気の圧力・温度が高いほど給水を高温にでき向上効果は大きい（本試験では正しい記述として扱われている）。火力5（R06下問2）の「抽気温度を上げる」とは問われ方が違う点に注意——あちらは向上策の表現として誤り、こちらは効果の大小の記述。
まとめ
| (1)再生サイクル | 抽気してボイラの給水加熱→正しい |
| (2)効率向上の理由 | 復水器で失う熱量が減少→正しい |
| (3)向上効果 | 抽気の圧力・温度が高いほど大きい→正しい |
| (4)再熱サイクル | 加熱するのは再熱器（過熱器ではない）→誤り |
| (5)再熱再生サイクル | 大容量汽力発電所のほとんどで採用→正しい。答えは(4) |
▼あわせて解きたい関連問題
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