• 2019年8月31日

水力発電所の構成要素

水力発電所の構成要素:例題 出典:電験二種二次試験「電力・管理」 平成27年度問5 (問題文の記述を一部変更しています) 次の文章は、水力発電所に関する記述である。 文中の$\fbox{  }$に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選びなさい。   水路式発電所は河川の$\fbox{ (1) }$を利用して落差を得る方式であり、ダム式発電所はダムの$\fbox{ (2) }$を利用し […]

  • 2019年6月29日

自流式発電所を設置する河川の年間平均流量と発電所の最大出力

本記事では、自流式発電所を設置する河川の年間平均流量と発電所の最大出力の関係について、例題を通じて解説する。 自流式発電所を設置する河川の年間平均流量と発電所の最大出力:例題 出典:電験二種二次試験「電力・管理」 平成30年度問1 河川の流域面積が$200\mathrm{km^2}$,年間降水量が$1500\mathrm{mm}$,流出係数$0.7$の河川がある。 この河川に最大使用水量が年間平均 […]

  • 2019年5月21日

放射性原子の放射崩壊に関する例題

本記事では、旧制度の電験一種「理論」科目でも出題された、放射性原子の放射崩壊に関する例題について取り上げる。 放射性原子の放射崩壊:例題 出典:電験一種筆記試験「理論」 昭和43年問1 放射性原子の放射崩壊をする割合が1秒間に$3.7\times10^{10}$個である場合の放射能を1キュリーという。   また,原子数$N$[個$/\mathrm{cm^3}$]が崩壊減少する時間的割合は […]

  • 2019年5月17日

火力発電所の熱サイクルと熱効率

本記事では、火力発電所の蒸気タービンを用いた各熱サイクルと、その熱効率について解説する。 ランキンサイクル ランキンサイクルの概要 蒸気タービンを用いた火力発電で利用される基本的な熱サイクルがランキンサイクルである。   図1にランキンサイクルを用いた火力発電所の装置概要図を示す。   図1 ランキンサイクルの装置概要図   また、図2に摩擦損失を伴わないランキンサイ […]

  • 2019年4月26日

水力発電の計算における基本式

本記事では、水力発電関連の計算に必要な「ベルヌーイの定理」「理論水力および発電出力」「水車の比速度」の式を導出する。 ベルヌーイの定理 ベルヌーイの定理の式 ある完全流体(粘性のない流体)の流れについて、エネルギー保存則より、下記の式が成り立つ。 $$H+\frac{v^2}{2g}+\frac{p}{\rho g}=\mathrm{const} ・・・(1)$$   ただし、 $H$: […]

  • 2019年1月21日

コンバインドサイクル発電方式

コンバインドサイクル方式の特徴 従来の汽力発電プラントと比較した場合の特徴は下記となる。   起動時間が短い 小容量機の組み合わせであることから、負荷変化率が大きくとれるため。   また、ガスタービンを使用した小容量機のため、起動時の暖機運転に要する熱量および時間が少なくてすむことから、汽力発電プラントと比較すると起動時間が短い。 起動から定格負荷までの起動時間は、1000MW […]

  • 2019年1月21日

火力発電所の大気汚染防止対策

本記事では、火力発電所の大気汚染物質の種類と汚染防止対策について記述する。 大気汚染物質の種類 ばいじん 燃料中の不燃物質および燃焼後の灰およびすす。   硫黄酸化物 燃料中の硫黄分によるSO2およびSO3。   窒素酸化物 燃料中の窒素分によるNOxと、空気中の窒素によるNOx。   窒素酸化物の発生原因は次の二つ。 燃料の燃焼に伴い燃料中の窒素(N)分が酸素と反応 […]

  • 2019年1月21日

タービン発電機の特徴

本記事では、火力発電所および原子力発電所におけるタービン発電機について記述する。 参考として水車発電機についても説明する。 火力タービン発電機 (出典:三菱日立パワーシステムズ) 回転速度 回転速度は3000[min-1]@50Hz、3600[min-1]@60Hzと高速。   軸の設置方向 横軸型。回転速度が速いことから、軸方向に細長い構造となっており、軸受にはスラスト軸受が採用される […]

  • 2019年1月21日

タービン発電機の冷却方式

本記事では、火力発電所向け大容量タービン発電機の冷却方式に採用される水素冷却方式、水冷却方式について解説する。 水素冷却方式 採用の理由 火力用タービン発電機はほとんどが2極の高速機であり、風損による効率低下が問題となる。水素は密度が空気の7%ときわめて軽いため、通風損失や回転子摩擦損が空気に比べて10%程度となり、効率が1~2%向上する。 水素の比熱は空気の14倍であるから、冷却効果が向上する。 […]

  • 2019年1月20日

各発電方式の特徴・課題

電気技術者にとって、各発電方式の説明は基本中の基本である。 各方式の特徴・課題について説明する。 水力発電   水力発電の特徴 水力発電は、太陽熱などによって海などの低い所にある水が蒸発し、雨や雪によって再び地上に戻る自然循環サイクルを利用しているため、エネルギー源としてのコストが少なくて済む。水力エネルギーは純国産でクリーンであり、電源の多様化および環境問題への貢献度も高い。 調整池式 […]