電験三種 令和4年度(2022) 下期 電力 問15(b) 過去問解説
復水器での冷却に海水を使用する汽力発電所が出力600 MWで運転しており，復水器冷却水量が24 m³/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4.02 kJ/(kg・K)，密度を $1.02 \times 10^3$ kg/m³，発電機効率を98 %とする。
(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
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正解は(3)
使う公式
タービン室効率 $\eta_{\mathrm{T}} = \dfrac{P_{\mathrm{T}}}{P_{\mathrm{T}} + Q_{\mathrm{c}}}$（$P_{\mathrm{T}}$：タービン出力、$Q_{\mathrm{c}}$：復水器で捨てる熱）
発電機効率 $P_{\mathrm{G}} = \eta_{\mathrm{G}}P_{\mathrm{T}}$
解説
【考え方】タービンに入った熱は、タービンの出力と、復水器で海水に捨てる熱に分かれます。(a)の熱量を使います。
■1 復水器で捨てる熱（(a)）
1秒間に流れる海水は $24 \times 1.02 \times 10^3 = 24\,480\,\mathrm{kg}$ です。
$Q_{\mathrm{c}} = 24\,480 \times 4.02 \times 7$
$\fallingdotseq 688\,900\,\mathrm{kJ/s}$
1 kJ/s ＝ 1 kW なので $688\,900\,\mathrm{kW} = 688.9\,\mathrm{MW}$
■2 タービン出力
タービン出力は、発電機出力を発電機効率で割って求めます。
$P_{\mathrm{T}} = \dfrac{600}{0.98} \fallingdotseq 612.2\,\mathrm{MW}$
■3 効率を出す
$\eta_{\mathrm{T}} = \dfrac{612.2}{612.2 + 688.9} \times 100$
$= \dfrac{612.2}{1301.1} \times 100 \fallingdotseq 47.0\,\%$
答えは(3)ピヨ。
1秒間に流れる海水は $24 \times 1.02 \times 10^3 = 24\,480\,\mathrm{kg}$ です。
$Q_{\mathrm{c}} = 24\,480 \times 4.02 \times 7$
$\fallingdotseq 688\,900\,\mathrm{kJ/s}$
1 kJ/s ＝ 1 kW なので $688\,900\,\mathrm{kW} = 688.9\,\mathrm{MW}$
■2 タービン出力
タービン出力は、発電機出力を発電機効率で割って求めます。
$P_{\mathrm{T}} = \dfrac{600}{0.98} \fallingdotseq 612.2\,\mathrm{MW}$
■3 効率を出す
$\eta_{\mathrm{T}} = \dfrac{612.2}{612.2 + 688.9} \times 100$
$= \dfrac{612.2}{1301.1} \times 100 \fallingdotseq 47.0\,\%$
答えは(3)ピヨ。
出典：令和4年度（2022） 下期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）電力 問15(b)