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電験2種過去問【2019年電力 問5】

2022年6月4日

【火力発電】ガスタービン発電の熱サイクル《空所問題》

 次の文章は、ガスタービン発電の熱サイクルに関する記述である。文中の\fbox{空所欄}に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
 燃焼器が1組だけのガスタービン発電における基本熱サイクルを単純\fbox{(1)}といい、基本設備は燃焼器のほかに発電機、\fbox{(2)}、ガスタービンで構成される。図は単純\fbox{(1)}の熱サイクル線図で、燃焼器に相当する軌跡は\fbox{(3)}である。燃焼器で発生した高温高圧の燃焼ガスをガスタービンで\fbox{(4)}させタービン軸を回し仕事をする。受熱量をQ_1、放熱量をQ_2、各点の温度をT_1,T_2,T_3,T_4とすれば、理論熱効率ηは次式で表される。

 \displaystyle\eta=1-\frac{Q_2}{Q_1}

  =1-\fbox{(5)}

[問5の解答群]

\small{\begin{array}{ccc} (イ)&ブレイトンサイクル&(ロ)&1から2    &(ハ)&排熱回収ボイラ\\ (ニ)&カルノーサイクル &(ホ)&断熱膨張    &(ヘ)&\displaystyle\frac{T_1}{T_3}\\ (ト)&2から3     &(チ)&4から3    &(リ)&空気圧縮機  \\ (ヌ)&等圧燃焼     &(ル)&ランキンサイクル&(ヲ)&断熱圧縮   \\ (ワ)&脱硝装置     &(カ)&\displaystyle\frac{T_2-T_1}{T_3-T_4}&(ヨ)&\displaystyle\frac{T_4-T_1}{T_3-T_2}\\ \end{array}}

解答と解説はこちら

解答

\small{\begin{array}{cc} \hline(1)&(イ)&ブレイトンサイクル\\ \hline(2)&(リ)&空気圧縮機    \\ \hline(3)&(ト)&2から3     \\ \hline(4)&(ホ)&断熱膨張     \\ \hline(5)&(ヨ)&\displaystyle\frac{T_4-T_1}{T_3-T_2}\\ \hline\end{array}}

解説

 燃焼器が1組だけのガスタービン発電における基本熱サイクルを単純\fbox{(イ)ブレイトンサイクル}といい、基本設備は燃焼器のほかに発電機、\fbox{(リ)空気圧縮機}、ガスタービンで構成される。図は単純\fbox{(イ)ブレイトンサイクル}の熱サイクル線図で、燃焼器に相当する軌跡は\fbox{(ト)2から3}である。燃焼器で発生した高温高圧の燃焼ガスをガスタービンで\fbox{(ホ)断熱膨張}させタービン軸を回し仕事をする。受熱量をQ_1、放熱量をQ_2、各点の温度をT_1,T_2,T_3,T_4とすれば、理論熱効率ηは次式で表される。

 \displaystyle\eta=1-\frac{Q_2}{Q_1}

  =1-\displaystyle\frac{T_4-T_1}{T_3-T_2}