第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和4年度(2022年)下期
問25 (電力 問3)
問題文
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問題
第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和4年度(2022年)下期 問25(電力 問3) (訂正依頼・報告はこちら)
- 熱効率が高い。
- 起動・停止時間が短い。
- 蒸気タービンの出力分担が小さいので、復水器の冷却水量が少ない。
- 最大出力が外気温度の影響を受けやすい。
- 大型所内補機が多いので、所内率が大きい。
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この過去問の解説 (3件)
01
コンバインドサイクル発電方式の特徴に関する問題です。
ガスタービンの排熱を再利用するため、
熱効率は高くなります。
蒸気タービンの使用水量が少ないので保有水量が少なく、
起動停止時間が短いです。
蒸気タービンの出力分担が小さく使用水量が少ないので、
復水器の冷却水量も少なくなります。
気温が上がり空気が膨張すると、
ガスタービン入口の空気密度が下がり投入できる燃料が減るため、
最大出力が低下します。
近年ではミスト水噴霧装置をガスタービン吸気口に設置して、
温度上昇による出力低下を抑える対策が取られています。
コンバインドサイクル発電は汽力発電に比べて、
環境対策設備などの大型所内補機が少ないため、
所内率は小さくなります。
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02
コンバインドサイクル発電方式はガスタービンで発電を行った後、その排気ガスを利用して汽力発電を行います。
同一出力の汽力発電方式と比較した主な特徴は以下となります。
①熱効率が高い
・ガスタービンの排気ガスを有効利用するため、熱効率は50~60%程となります。(汽力発電は40%程度)
②起動・停止時間が短い
・急速起動停止が可能なガスタービンと小型の蒸気タービンの組合せなので起動・停止時間は短くなります。
③復水器の冷却水量が少ない
・蒸気タービンの出力が分担され復水器にかかる負荷が少ないので冷却水量も少なくなります。
④外気温度の影響を受けやすい
・ガスタービンと同様に、外気温度が上がると密度の低下した空気を吸入することになり吸い込む空気量が少なく、空気の圧縮量も減少します。
⑤建設費が安価で設備が比較的単純
・ガスタービンと同様に、設備が比較的少なく運転操作が簡単。尚且つ建設費を安く抑える事が出来ます。
以上を踏まえた上で、各選択肢を見ていき誤った記述を選択したいと思います。
冒頭①よりこの記述は適切です。
冒頭②よりこの記述は適切です。
冒頭③よりこの記述は適切です。
冒頭④よりこの記述は適切です。
冒頭⑤の記述より、設備の構造が比較的少ないので所内率は小さくなります。よってこの記述は不適切となります。
コンバインドサイクル発電の特徴に関する問題は頻出しているので、繰り返しの学習で訓練することをお薦め致します。
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03
コンバインドサイクル発電方式の特徴に関する問題です。
コンバインドサイクル発電は、ガスタービンで発電した後の排熱を利用して蒸気を作り、さらに蒸気タービンで発電する方式です。
これにより、熱効率は50〜60%程度と非常に高く、従来の汽力発電(約40%前後)を大きく上回ります。
ガスタービンは構造がシンプルで、起動・停止が速いのが特徴です。
コンバインドサイクルでも、ガスタービン側の起動性の良さが全体の応答性を高めています。
コンバインドサイクルでは、主な出力はガスタービン側で、蒸気タービンは排熱利用による補助的な役割です。
そのため、復水器で冷却すべき蒸気量も少なくなり、冷却水の必要量も減少します。
ガスタービンは吸入空気の密度に依存するため、外気温が高いと空気密度が下がり、出力が低下します。
これはコンバインドサイクルにも影響します。
誤りです。
コンバインドサイクル発電は、所内補機(ポンプやファンなど)が比較的少なく、所内率は低いのが特徴です。
一方、汽力発電はボイラーや大型ポンプなどの補機が多く、所内率が高くなりがちです。
したがって、「所内率が大きい」というのは汽力発電の特徴であり、コンバインドサイクルには当てはまりません。
コンバインドサイクルは構造がシンプルで、補機も比較的少ないです。
一方、汽力発電はボイラや給水ポンプ、脱気装置など大型補機が多く、所内率が高くなりがちです。
つまり、コンバインドサイクルの方が所内率は小さいのが一般的です。
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