今回は平成24年度 電力科目 B問題15を解説します。定格出力300MWの石炭火力発電所について、(a)定格出力で30日間連続運転したときの送電端電力量と、(b)時間帯別の運転表から1日の発電端熱効率を求める問題です。
火力21(令和3年度 B問題15)とほぼ同じ構成の前身問題。(a)は送電端=発電端×(1−所内率)、(b)は表から「出力×時間」を合計して1kW·h=3600kJで熱量に直すだけです。(b)の発電端熱効率に所内率は使いません。
出題のポイント

平成24年度 電力科目 B問題15: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24年度 B問題15
定格出力300[MW]の石炭火力発電所について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(b)の【1日の運転内容】0時〜8時:150MW/8時〜13時:240MW/13時〜20時:300MW/20時〜24時:150MW。1日の間に発熱量28000[kJ/kg]の石炭を1700[t]消費した。
定格出力300[MW]の石炭火力発電所について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 定格出力で30日間連続運転したときの送電端電力量[MW·h]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、所内率は5[%]とする。(1)184 000 (2)194 000 (3)205 000 (4)216 000 (5)227 000 MW·h
(b) 1日の間に下表に示すような運転を行ったとき、発熱量28000[kJ/kg]の石炭を1700[t]消費した。この1日の間の発電端熱効率[%]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
時刻 発電端出力[MW] 0時〜8時 150 8時〜13時 240 13時〜20時 300 20時〜24時 150 (1)37.0 (2)38.5 (3)40.0 (4)41.5 (5)43.0 %
ポイント解説:(a)送電端=発電端×(1−所内率)、(b)表の合計から発電端熱効率
(a) 定格出力300MWで30日間(=24×30=720時間)連続運転したときの発電端電力量は 300×720=216000MW·h。所内率5%が所内で消費されるので、送電端電力量は 216000×(1−0.05)=205200MW·h≒205000MW·h。(a)は(3)。216000をそのまま選ぶと(4)の引っかけに落ちる。
(b) 表から1日の発電端電力量を求める:150×8+240×5+300×7+150×4=1200+1200+2100+600=5100MW·h。1kW·h=3600kJより熱量は 5100×10³×3600=1.836×1010kJ。石炭1700t=1700×10³kgが持ち込んだ熱量は 1700×10³×28000=4.76×1010kJ。よって発電端熱効率は η=1.836/4.76≒0.3857=38.6%≒38.5%。(b)は(2)。発電端熱効率なので所内率5%はここでは使わない。
問題の解説
STEP1 (a)発電端電力量
300MW×24h×30日=216000MW·h。
STEP2 (a)送電端電力量
216000×(1−0.05)=205200≒205000MW·h→(3)。
STEP3 (b)発電端電力量
150×8+240×5+300×7+150×4=5100MW·h。
STEP4 (b)発電端熱効率
η=5100×10³×3600/(1700×10³×28000)=1.836×10¹⁰/4.76×10¹⁰≒38.5%→(2)。
答え:(a)-(3),(b)-(2)
💡 覚え方
送電端電力量=発電端電力量×(1−所内率)。運転表からの電力量=Σ(出力×時間)。発電端熱効率=発電端電力量の熱量÷燃料の熱量(**所内率は使わない**。送電端熱効率なら×(1−所内率))。1kW·h=3600kJ、30日=720h、1t=10³kg。令和3年度B問題15(火力21)が本問の後継——構成がほぼ同じなのでセットで練習すると効率的。
⚠️ よくある間違い
(a)で発電端216000のまま答えない(所内率を引いて205000)。(b)は発電端熱効率なので5100MW·hをそのまま使う(×0.95すると36.6%となり選択肢外か37.0の誤答へ)。表の時間幅(8h・5h・7h・4h=計24h)を正確に拾う。1kW·h=3600kJの換算漏れに注意。
まとめ
| (a)発電端 | 300×24×30=216000MW·h |
| (a)送電端 | 216000×0.95=205200≒205000MW·h→(3) |
| (b)発電端電力量 | 150×8+240×5+300×7+150×4=5100MW·h |
| (b)入熱 | 1700×10³×28000=4.76×10¹⁰kJ |
| (b)発電端熱効率 | 1.836×10¹⁰/4.76×10¹⁰≒38.5%→(2) |
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