電験三種 R2(2020年).電力 問2

[問題]
次の文章は，汽力発電所の復水器の機能に関する記述である。

汽力発電所の復水器は蒸気タービン内で仕事を取り出した後の （ア） 蒸気を冷却して凝縮させる装置である。
復水器内部の真空度を （イ） 保持してタービンの （ア） 圧力を （ウ） させることにより， （エ） の向上を図ることができる。
なお，復水器によるエネルギー損失は熱サイクルの中で最も （オ） 。

上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

[解説・回答]
汽力発電所に関する知識を問う問題です。
汽力発電所とは、ボイラで蒸気を作り、蒸気タービンを用いて電気を作る発電所です。
その構成要素は以下の図の通りです。



ここで、汽力発電の水、蒸気の流れを説明すると以下のようになります。

* 給水ポンプで水に圧力を掛けます(①→②)。
* ボイラと過熱器で水を加熱し、高温・高圧の蒸気を作ります(②→③)。
* タービン内で蒸気を膨張させ、蒸気のエネルギーを回転(機械的)エネルギーに変えます(③→④)。
* 低温・低圧となった蒸気を復水器で水に戻します(④→①)。
尚、このサイクルをランキンサイクルと呼びます。

選択肢を1つずつ見ていくと、

（ア）は"排気"です。これは知らなくても言葉のイメージからわかると思いますが、タービンで仕事をした後の蒸気を排気蒸気と呼びます。
抽気蒸気という言葉もありますが、これはタービンの中段で取り出して給水を温めることなどで使用する蒸気のことです。

（イ）は"高く"です。タービンの入り出口の圧力差を大きくすることで、タービンで取り出せるエネルギーの量を大きく、熱効率を高めることが出来ます。
真空度が高いということは、それだけ真空に近く(=圧力が低く)なるということです。

（ウ）は"低下"です。（イ）の解説の通りです。

（エ）は"熱効率"です。これも（イ）の解説の通りです。

（オ）は"大きい"です。復水器では蒸気のエネルギーを捨てて水に戻すことになるので、サイクルの中でも極端にエネルギー損失が大きくなります。

答え：（３）