令和6年度 下期 学科試験 問16 解説 火力発電のサイクル

再熱サイクルの図から、各機器を特定するには「蒸気の流れ」を追うことが最も確実です。まず、もっとも判別しやすい復水器（D）を特定し、そこから順に蒸気の経路をたどることで正解を導き出せます。

蒸気の流れとサイクルの構造

火力発電所の再熱サイクルは、ボイラで作った蒸気のエネルギーを効率よく取り出すための仕組みです。

1. ボイラ（A）で発生した蒸気は、まず過熱器（B）でさらに高い温度の過熱蒸気にされます。これが高圧タービンを回します。
2. 高圧タービンから出た蒸気は、まだエネルギーが残っていますが、そのまま低圧タービンへ入れると水分を含んでタービンを傷める可能性があります。そこで、一度ボイラへ戻し、再熱器（C）で再び加熱します。
3. 再熱された蒸気は低圧タービンを回し、最後に復水器（D）へ送り込まれて冷却・凝縮され、水に戻ります。

機器を特定するための思考プロセス

この問題では、図中の四角い枠全体がボイラ本体を指しています。

まず、図の右下にあり、タービンから出てきた蒸気を水に戻す役割を持つ機器が復水器（D）です。選択肢の中でDが復水器になっているのは「ハ」しかありません。これだけで答えが決まります。

次に内部構造を確認します。ボイラ内には、蒸気をさらに高温にする過熱器（B）と、一度膨張した蒸気を再度熱する再熱器（C）が配置されています。蒸気の経路に従い、ボイラ（A）→過熱器（B）→高圧タービン→再熱器（C）→低圧タービン→復水器（D）という順序を理解していれば、図の配置と選択肢が一致することが確認できます。

火力発電の効率向上における位置づけ

この知識は、単に試験に合格するためだけでなく、発電所の運用効率を理解する上で非常に重要です。再熱サイクルは、蒸気を再加熱することで「タービン出口での蒸気の湿り度を下げる」という目的があります。これによりタービンの翼を保護し、熱効率を向上させています。

試験においては、この図の配置を丸暗記するのではなく、蒸気が「熱を加えられる場所（過熱器・再熱器）」と「仕事をする場所（タービン）」と「熱を奪って水に戻す場所（復水器）」という役割の繋がりをイメージすることが、安定した得点に繋がります。

参考リンク

• 火力発電所における再熱サイクル（電験・電気工事士試験対策）
• 【火力発電】蒸気タービンの再熱サイクルって何？（YouTube解説動画）
• 蒸気動力サイクル（熱力学・アカデミックな定義）