電験３種過去問【2022年(下期)電力 問15】

解答

（a）:（4）が正しい。
（b）:（2）が正しい。

解説

(a)　復水器で海水へ放出される熱量の値[kJ/s]を求める。

復水器冷却水流量

復水器冷却水の流量Q[m³/s]のとき、海水の比熱容量をC[kJ/(kg・K)]、海水の密度をρ[kg/m³]とすると、冷却水の温度がθ[K]上昇したとき、1秒間あたりに冷却水が奪う熱量Wは以下となる。

\(\displaystyle W=QθCρ\text{[kJ/s]}\)

復水器冷却水量が 24 m³/s 、海水の密度が 1.02×10³kg/m³なので、1秒間に復水器を流れる水の質量は
M = 24×1.02×10³ = 24.48×10³ [kg/s]
題意より、冷却水の温度上昇が 7 ℃（ K ） で、海水の比熱は 4.02 kJ/(kg・K)であるので、復水器で冷却水へ放出される熱量は、
Q_L = 24.48×10³×4.02×7 = 688.9×10³ [kJ/s]

(b)　タービン室効率の値[%] を求める。

タービン効率

タービン効率η_T[％]は、タービンに供給されるエネルギーW_Ti[kJ]とタービン出力エネルギーW_To[kJ]の比で表される。

\(\displaystyle η_T=\frac{W_{To}}{W_{Ti}}\times100\text{[%]}\)

題意以外の損失は無視できるので、タービン効率η_T[％]は、
\(\displaystyle η_T=\frac{W_{To}}{W_{Ti}}\times100\)
\(\displaystyle 　=\frac{600\times 10^3}{600\times 10^3+ 688.9\times 10^3}\times100\)
\(\displaystyle 　＝46.55\)[%]
となる。
※\(W_{To}=600\text{[MW]}=600\times 10^3\text{[kJ/s]}\)

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