火力16【電験3種電力】復水器が海水に捨てる熱量とタービン室効率！Q=mcΔTと熱の収支令和4年度下期 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】令和4年度下期 B問題15 (a)Q=24×1.02×10³×4.02×7≒6.89×10⁵kJ/s→(4)　(b)タービン出力612245、η=612245/(612245+688867)≒47.0%→(3)

今回は令和4年度下期電力科目 B問題15を解説します。出力600MW・復水器冷却水量24m³/s・冷却水の温度上昇7℃の汽力発電所について、(a)復水器で海水へ放出される熱量と(b)タービン室効率を求める問題です。

(a)は熱量の基本式Q＝mcΔTだけ。(b)はタービンに入った熱＝タービン出力＋復水器が捨てた熱という熱の収支で分母を作るのがコツ。発電機効率で割ってタービン出力に戻す一手間を忘れないことです。

出題のポイント

令和4年度下期電力科目 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種電力科目火力令和4年度下期 B問題15 問題文 — 令和4年度下期電力科目 B問題15 問題文

電験3種電力科目【火力】令和4年度下期 B問題15

　復水器での冷却に海水を使用する汽力発電所が出力600MWで運転しており、復水器冷却水量が24m³/s、冷却水の温度上昇が7℃であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

　ただし、海水の比熱を4.02kJ/(kg·K)、密度を1.02×10³kg/m³、発電機効率を98%とする。

復水器での冷却に海水を使用する汽力発電所が出力600MWで運転しており、復水器冷却水量が24m³/s、冷却水の温度上昇が7℃であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、海水の比熱を4.02kJ/(kg·K)、密度を1.02×10³kg/m³、発電機効率を98%とする。
(a) 復水器で海水へ放出される熱量の値[kJ/s]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）4.25×10⁴　（2）1.71×10⁵　（3）6.62×10⁵　（4）6.89×10⁵　（5）8.61×10⁵ kJ/s

(b) タービン室効率の値[%]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、条件を示していない損失は無視できるものとする。

（1）41.5　（2）46.5　（3）47.0　（4）47.5　（5）48.0 %

ポイント解説：Q=mcΔT／タービンへの入熱＝タービン出力＋復水器の放出熱

(a) 熱量の基本式 Q＝mcΔT を使う。冷却水は体積流量24m³/sで与えられているので、まず密度を掛けて質量流量に直す：m＝24×1.02×10³＝2.448×10⁴kg/s。したがって Q＝2.448×10⁴×4.02×7≒6.89×10⁵kJ/s。よって(a)は(4)。

(b) タービン室効率は「タービン出力÷タービンに供給された蒸気の熱量」。
まずタービン出力：問題の出力600MWは発電機出力なので、発電機効率98%で割り戻して P_T＝600×10³/0.98≒6.122×10⁵kW＝6.122×10⁵kJ/s。
次に分母（供給熱量）：条件を示していない損失は無視できるので、タービンに入った熱はすべて「タービンの仕事」か「復水器から海水へ捨てられた熱」のどちらかになる。よって供給熱量＝6.122×10⁵＋6.889×10⁵＝1.301×10⁶kJ/s。
したがって η_T＝6.122×10⁵/1.301×10⁶≒0.4706＝47.1%で、最も近いのは47.0%。(b)は(3)。

問題の解説

STEP1　(a)質量流量

体積流量に密度を掛ける。m=24×1.02×10³=2.448×10⁴kg/s。

STEP2　(a)放出熱量

Q=mcΔT=2.448×10⁴×4.02×7≒6.89×10⁵kJ/s→(4)。

STEP3　(b)タービン出力

600MWは発電機出力。発電機効率で割り戻す：P_T=600×10³/0.98≒6.122×10⁵kJ/s。

STEP4　(b)熱の収支で分母

入った熱＝仕事＋捨てた熱。供給熱量=6.122×10⁵+6.889×10⁵=1.301×10⁶kJ/s。

STEP5　(b)タービン室効率

η_T=6.122×10⁵/1.301×10⁶≒47.1%→最も近い(3)47.0。

答え：(a)-(4)，(b)-(3)

💡 覚え方
熱量 Q=mcΔT[kJ/s]（m[kg/s]、c[kJ/(kg·K)]、ΔT[K]）。**体積流量[m³/s]は密度[kg/m³]を掛けて質量流量[kg/s]に直す**。効率の階段：ボイラ→**タービン室効率**（タービン出力/供給熱量）→**発電機効率**→発電端効率。1kW=1kJ/sなので、kWとkJ/sは換算不要でそのまま足せる。「条件を示していない損失は無視」＝タービンへの入熱＝タービン出力＋復水器の放出熱、という熱の収支が使える合図。復水器は汽力発電所で最大の損失箇所（入熱の約半分を海水に捨てる）——本問でも6.89×10⁵/1.301×10⁶≒53%が捨てられている。

⚠️ よくある間違い
(a)体積流量24m³/sをそのまま質量として使わない（密度1.02×10³を掛ける）。(b)出力600MWは**発電機出力**——タービン出力にするには効率で**割る**（掛けると誤答）。分母はタービン出力と放出熱量の**和**（燃料の発熱量ではない）。1kW=1kJ/sなので3600倍の換算は不要——ここは効率・CO₂計算の型（1kW·h=3600kJ）と混同しやすいので注意。

まとめ

(a)質量流量	m=24×1.02×10³=2.448×10⁴kg/s
(a)放出熱量	Q=mcΔT=2.448×10⁴×4.02×7≒6.89×10⁵kJ/s→(4)
(b)タービン出力	600×10³/0.98≒6.122×10⁵kJ/s（発電機効率で割り戻す）
(b)供給熱量	6.122×10⁵+6.889×10⁵=1.301×10⁶kJ/s（仕事＋捨てた熱）
(b)タービン室効率	6.122×10⁵/1.301×10⁶≒47.1%→(3)47.0

▼あわせて解きたい関連問題
・復水器はなぜ真空にするのか（火力10）：【電力】令和5年度下期 A問題3

・この年度の問題を通しで解く：電験3種令和4年度下期問題一覧（全4科目）