火力52【電験3種 電力】熱効率向上の誤りは真空度を「低く」!向きの入れ替えを見抜く 平成21年度 A問題3 完全解説

電験3種 電力科目【火力】平成21年度 A問題3 誤りは(2)——復水器の真空度は「高く」することで蒸気が十分に膨張する

今回は平成21年度 電力科目 A問題3を解説します。汽力発電所における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。

この問題、実は令和元年度 A問題3(火力24)の前身で、選択肢の構成がほぼ同じ。あちらは「正しいもの」を選ばせて答えが(2)、こちらは「誤っているもの」で真空度の向きを逆にした(2)が答え——設問の向きまで含めて対で覚えると得します。

出題のポイント

目次

平成21年度 電力科目 A問題3: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21年度 A問題3 問題文
平成21年度 電力科目 A問題3 問題文

電験3種 電力科目 【火力】 平成21年度 A問題3

 汽力発電所における、熱効率の向上を図る方法として、誤っているのは次のうちどれか。

タービン入口の蒸気として、高温・高圧のものを採用する。
復水器の真空度を低くすることで蒸気はタービン内で十分に膨張して、タービンの羽根車に大きな回転力を与える。
節炭器を設置し、排ガスエネルギーを回収する。
高圧タービンから出た湿り飽和蒸気をボイラで再熱し、再び高温の乾き飽和蒸気として低圧タービンに用いる。
高圧及び低圧のタービンから蒸気を一部取り出し、給水加熱器に導いて給水を加熱する。

ポイント解説:真空度は「高く」——低くしたら背圧が上がって効率が落ちる

(2)が誤り:蒸気をタービン内で十分に膨張させて羽根車に大きな回転力を与えるには、復水器の真空度を高くする(=復水器内の圧力を下げてタービンの背圧を下げる)ことが必要である。「真空度を低くする」と背圧が上がり、蒸気は膨張しきれず取り出せる仕事が減って熱効率は低下する。効果の説明は正しいのに前提の向きだけが逆という作りで、読み流すと引っかかる。

その他は正しい:(1)タービン入口蒸気は高温・高圧ほど熱落差が大きく効率が上がる。(3)節炭器は排ガスのエネルギーを給水加熱で回収する。(4)高圧タービンから出た湿り飽和蒸気をボイラ(再熱器)で再熱して低圧タービンに用いる——再熱サイクル。(5)高圧・低圧タービンから蒸気を一部抽気して給水加熱器で給水を加熱する——再生サイクル。よって答えは(2)。

問題の解説

STEP1 (2)の向きを確認

膨張を大きくするには真空度を「高く」(背圧を下げる)。「低く」は逆→(2)が誤り。

STEP2 他を確認

(1)高温高圧、(3)節炭器で排ガス回収、(4)再熱サイクル、(5)再生サイクル——いずれも正しい向上策。

STEP3 類題との対応

令和元年度A問題3は同構成の「正しいもの」形式で答えは真空度の(2)——設問の向きごとセットで覚える。

答え:(2)

💡 覚え方
熱効率向上策の「向き」一覧:蒸気は**高温・高圧**/復水器の真空度は**高く**(背圧↓)/節炭器・空気予熱器で排ガス熱を**回収**(排ガス温度は下がる)/**再熱**サイクル(高圧タービン排気を温め直す)/**再生**サイクル(抽気で給水加熱)。誤り選択肢は毎回この向きを1箇所だけ逆にして作られる(H21=真空度を低く/R06下=抽気温度を上げる/R01=4つとも逆で正しいもの選び)。

⚠️ よくある間違い
「真空度を低くする」は誤り——効果の記述(十分に膨張して大きな回転力)が正しいだけに、前提の向きを読み飛ばしやすい。設問が「誤っているもの」か「正しいもの」かも毎回確認(同構成のR01問3は「正しいもの」形式)。

まとめ

(1)入口蒸気高温・高圧を採用→正しい
(2)真空度高くするのが正しい(低くは逆)→誤り
(3)節炭器排ガスエネルギーを回収→正しい
(4)再熱湿り飽和蒸気を再熱して低圧タービンへ→正しい
(5)再生抽気で給水加熱→正しい。答えは(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・熱効率向上方法・「正しいもの」形式(火力24・後継問題):【電力】令和元年度 A問題3

・この年度の問題を通しで解く:電験3種 平成21年度 問題一覧(全4科目)

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