電験２種過去問【2015年電力管理 問1】

解答

（１）水素冷却方式が採用される理由を水素ガスの特徴を挙げて述べよ。また、安全上留意すべき事項を述べよ。

　空気と比較して水素ガスは密度が小さいため風損が小さく発電効率を向上させることができるほか、熱伝導率、比熱が大きいので冷却効果が高く、発電機の小型化を図ることができる。さらに、加圧して用いることにより、熱容量、熱伝導率が大きくなり、より大きな冷却能力を発揮できる。また、水素ガスは不活性であるため、絶縁物の劣化影響が少ない。以上のように、発電機の機械寸法の大幅な増大を抑えることができるなどの利点があるため、大容量のタービン発電機では、水素冷却方式が採用される。
　また、安全上留意すべき事項については以下のとおり。
　火源があっても酸素がないと燃焼は起こらないが、水素と空気が混合した場合、ある水素濃度の範囲では爆発性になるので、これを防ぐため発電機内部の水素濃度をその範囲よりもある程度高く保つ必要がある。また、発電機内の水素が軸に沿って機外に漏れないようにする必要があり、軸受内部に油膜によるシール機構を施し、ガス漏れを防いでいる。

（２）固定子水冷却方式が採用される理由を水の特徴を挙げて述べよ。

　水は空気や水素と比較して熱容量、熱伝導率が大きく冷却効果が高いので、大容量のタービン発電機では、固定子（電機子巻線）水冷却方式が採用される。

解説

なし