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電験三種 電力:汽力発電・火力発電

水力発電電力
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仕組み

復水器

・汽力発電所で最も大きな損失は,復水器の冷却水に持ち去られる熱量
(入熱の半分くらい)
・復水器では、海水が通る管での非接触の表面復水器が主流。
cf) 地熱発電の復水器は、冷却水を直接噴射する、直接復水器が主流。
・冬は温度が低くなるので、蒸気の凝縮が多くなり、真空度が高まる。
⇒真空度が高い = 熱効率が上昇
・真空度を保つため、空気排出装置がある

熱効率について

・一般的な汽力発電の熱効率 = 40%
・コンバインドサイクルの熱効率 = 50%

熱効率を高めるには?

タービン入口蒸気は高温高圧,タービン出口は低温低圧であればあるほど熱効率は高くなる

4つの熱効率向上法

  1. 蒸気の高温・高圧
  2. 復水器内の真空度
  3. 排ガス温度を下げる ※下げる過ぎると煙突内部で腐食
  4. 燃焼温度の上昇 = 燃焼空気量を抑える ※抑え過ぎると一酸化炭素発生

問題演習

過去問演習

※B問題でほぼ毎年出題

語句について

●エンタルピー[kJ]とは
空気が持つ熱量(エネルギー)のこと
単位:kJ

●比エンタルピーとは?
1kgあたりのエンタルピー
単位:kJ/kg

●水の比エンタルピー
1kg の水を 0℃から 100℃まで上昇させるには 419kJ の熱量が必要です。
⇒水の比熱 4.19kJ/kg℃

●蒸発の比エンタルピー(r)
沸騰温度にある水 1kg を蒸気に変えるのに必要な熱量です。水/蒸気混合状態での温度は変化せず、全てのエネルギーは、水を蒸気に変えるのに使用されます。蒸発熱や気化熱と同義語です。

③飽和蒸気の比エンタルピー(h”)
これは、飽和蒸気が保持する全エネルギーで、次式のように、単純に水のエンタルピーと蒸発のエンタルピーの和で表せます。

● ワット[W]とジュール[J] 基本変換

1[W] = 1[J/s] だから、1[kW] = 1[kJ/s] 。よって 1[kW] = 3600[kJ/h]

  • 1[kW] = 3600[kJ/h]
  • 指数処理
  • 発電端熱効率ηP = 出力熱量 / 入力熱量[←燃料から求める]
  • 発電端熱効率ηP = ボイラ効率ηB × タービン室効率 ηT × 発電機効率ηG

●所内率・・・発電機出力のうち何%を発電所自体で消費するかを表したもの

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