火力32【電験3種電力】P-V線図からタービン効率と発電機効率を求める！使うのはC点とD点だけ平成28年度 B問題15 完全解説

2026年7月17日2026年7月21日

電験3種電力科目【火力】平成28年度 B問題15 (a)η=18×10³×3600/(100×10³×(3380−2560))=6.48/8.2≒79.0%→(3)　(b)発電端=16/0.95≒16.84MW→16.84/18≒93.6%→(5)

今回は平成28年度電力科目 B問題15を解説します。ランキンサイクルのP-V線図上のA〜D点の比エンタルピーが与えられ、使用蒸気量100t/h・タービン出力18MWのとき、(a)タービン効率と(b)発電機効率を求める問題です。

4点のエンタルピーが並びますが、タービンで使うのは入口C（3380）と出口D（2560）の差＝820kJ/kgだけ。A・Bは給水側の値で、本問では使いません。(b)は所内比率5%で発電端に戻してからタービン出力18MWで割ります。

出題のポイント

平成28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28年度 B問題15 問題文 — 平成28年度電力科目 B問題15 問題文

電験3種電力科目【火力】平成28年度 B問題15

　図は、あるランキンサイクルによる汽力発電所のP-V線図である。この発電所が、A点の比エンタルピー140kJ/kg、B点の比エンタルピー150kJ/kg、C点の比エンタルピー3380kJ/kg、D点の比エンタルピー2560kJ/kg、蒸気タービンの使用蒸気量100t/h、蒸気タービン出力18MWで運転しているとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図は、あるランキンサイクルによる汽力発電所のP-V線図である。この発電所が、A点の比エンタルピー140kJ/kg、B点の比エンタルピー150kJ/kg、C点の比エンタルピー3380kJ/kg、D点の比エンタルピー2560kJ/kg、蒸気タービンの使用蒸気量100t/h、蒸気タービン出力18MWで運転しているとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) タービン効率の値[%]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）58.4　（2）66.8　（3）79.0　（4）95.3　（5）96.7 %

(b) この発電所の送電端電力16MW、所内比率5%のとき、発電機効率の値[%]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）84.7　（2）88.6　（3）88.9　（4）89.2　（5）93.6 %

ポイント解説：タービンはC→Dの熱落差だけ。(b)は所内比率で発電端に戻す

P-V線図の読み方：A→Bが給水ポンプ（復水を昇圧）、B→Cがボイラ・過熱器（受熱して過熱蒸気に）、C→Dが蒸気タービン（断熱膨張して仕事）、D→Aが復水器（放熱して水に戻る）。タービン効率の計算に使うのはタービン入口Cと出口Dの比エンタルピーの差＝3380−2560＝820kJ/kgだけで、AとBの値は使わない（引っかけ）。

(a) 使用蒸気量100t/h＝100×10³kg/hが1時間にタービンへ持ち込む熱は 100×10³×820＝8.2×10⁷kJ/h。一方タービン出力18MW＝18×10³kWの1時間分の仕事は、1kW·h＝3600kJより 18×10³×3600＝6.48×10⁷kJ/h。よって η_t＝6.48×10⁷/8.2×10⁷≒0.7902＝79.0%。(a)は(3)。

(b) 発電機効率は「発電機出力（発電端）÷タービン出力」。与えられた16MWは送電端電力なので、所内比率5%を戻して発電端出力に直す：P_G＝16/(1−0.05)＝16/0.95≒16.84MW。よって η_g＝16.84/18≒0.9357＝93.6%。(b)は(5)。16/18＝88.9%としてしまうと(3)の誤答——送電端と発電端の区別が本問のねらいである。

問題の解説

STEP1　P-V線図の対応

A→B給水ポンプ、B→Cボイラ、C→Dタービン（断熱膨張）、D→A復水器。

STEP2　(a)熱落差と供給熱量

Δh=3380−2560=820kJ/kg。供給=100×10³×820=8.2×10⁷kJ/h。

STEP3　(a)タービン効率

出力=18×10³×3600=6.48×10⁷kJ/h。η=6.48/8.2≒79.0%→(3)。

STEP4　(b)発電端出力に戻す

16MWは送電端。発電端=16/(1−0.05)=16.84MW。

STEP5　(b)発電機効率

η_g=16.84/18≒93.6%→(5)。

答え：(a)-(3)，(b)-(5)

💡 覚え方
P-V線図の対応：A→B**給水ポンプ**／B→C**ボイラ・過熱器**（等圧受熱）／C→D**タービン**（断熱膨張）／D→A**復水器**（等圧放熱）。タービン効率=P_T×3600/(Z×(h_C−h_D))——使うのは**入口と出口の差だけ**（給水側のA・Bは使わない）。**発電端＝送電端/(1−所内率)**、発電機効率＝発電端出力/タービン出力。1kW·h=3600kJ。

⚠️ よくある間違い
4つのエンタルピーが与えられても、タービン効率に使うのはC−Dの820kJ/kgだけ——A・Bを混ぜない。(b)は16MWをそのまま18MWで割らない（88.9%＝(3)の誤答）——送電端→発電端に0.95で「割って」戻してから。所内比率は掛けるのではなく(1−0.05)で割る向き。1kW·h=3600kJの換算を忘れない。

まとめ

P-V線図	A→Bポンプ・B→Cボイラ・C→Dタービン・D→A復水器
(a)熱落差	h_C−h_D=3380−2560=820kJ/kg（A・Bは使わない）
(a)タービン効率	18×10³×3600/(100×10³×820)≒79.0%→(3)
(b)発電端出力	送電端16MW/(1−0.05)≒16.84MW
(b)発電機効率	16.84/18≒93.6%→(5)

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