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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。

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

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

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Posted by ちゅん