復水器が蒸気を水に戻す理由と、タービンの効率が上がる仕組みを確認する問題です。『冷やす → 凝縮 → 低い排気圧力』のつながりを押さえましょう。
問題文と選択肢｜【電験3種】令和8年度上期 電力 問3
問題文
問３ 次の文章は，火力発電所の復水器に関する記述である。
火力発電所の復水器は，蒸気タービンの排気を冷却水で冷やし，排気を (ア) させて水に戻し，復水を回収する装置である。内部の (イ) を保持することで，タービンの入口蒸気と出口蒸気の (ウ) を大きくし，蒸気タービンの (エ) を高めている。
上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
| (ア) | (イ) | (ウ) | (エ) | |
|---|---|---|---|---|
| (1) | 凝縮 | 真空度 | 圧力差 | 効率 |
| (2) | 凝縮 | 真空度 | 圧力差 | 回転速度 |
| (3) | 膨張 | 温度 | 温度差 | 回転速度 |
| (4) | 凝縮 | 温度 | 温度差 | 効率 |
| (5) | 膨張 | 真空度 | 温度差 | 回転速度 |
出典：電気技術者試験センター・公式問題PDF（該当問題を切り抜き）／公式解答PDF
解答・解説
解答
（1）凝縮・真空度・圧力差・効率
空欄を埋めた問題文
次の文章は，火力発電所の復水器に関する記述である。
火力発電所の復水器は，蒸気タービンの排気を冷却水で冷やし，排気を （ア）凝縮 させて水に戻し，復水を回収する装置である。内部の （イ）真空度 を保持することで，タービンの入口蒸気と出口蒸気の （ウ）圧力差 を大きくし，蒸気タービンの （エ）効率 を高めている。
- STEP1蒸気を水へ戻す過程を確認する冷却 → 凝縮 → 復水
- STEP2低い排気圧力を保つ仕組みを確認する凝縮と空気抽出
- STEP3圧力差と効率を結び付ける出口圧力を下げ、仕事を増やす
STEP1｜蒸気を水へ戻す過程を確認する
タービンを出た蒸気は、復水器の冷却管で冷やされて液体の水になります。気体が液体になる変化が『凝縮』です。膨張は体積が増える変化なので、ここには入りません。
回収した水を再びボイラへ送ることで、発電所内で水を循環させられます。一般的な表面復水器では、蒸気と冷却水は管の壁で隔てられ、直接混ざりません。
STEP2｜低い排気圧力を保つ仕組みを確認する
蒸気は水になると体積が大きく減ります。さらに、蒸気が凝縮する温度に対応した低い圧力を保つため、復水器内部は大気圧より低い状態になります。
この状態を保つため、内部に入り込んだ空気などの非凝縮性ガスは空気抽出装置で取り除きます。『凝縮するだけで完全な真空になる』と考えないことが大切です。
STEP3｜圧力差と効率を結び付ける
タービンは、高い圧力の蒸気を膨張させて仕事を取り出します。入口条件が同じなら、出口側の圧力を低くすると、蒸気がより大きく膨張でき、取り出せる仕事が増えます。
したがって、入口と出口の圧力差を大きくし、タービンの効率を高めるという組合せになります。回転速度を上げるための装置ではありません。
最後に、3つだけ確認
1. 凝縮は、気体から液体への変化。
2. 真空度が高いほど、絶対圧力は低い。
3. 復水器の効果は効率の向上。回転速度の上昇と混同しない。
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