図は、あるランキンサイクルによる汽力発電所のP-V線図である。この発電所が、A点の比エンタルピー 140 kJ/kg, B点の比エンタルピー 150kJ/kg, C点の比エンタルピー 3380 kJ/kg, D点の比エンタルピー 2560kJ/kg, 蒸気タービンの使用蒸気量 100t/h, 蒸気タービン出力 18MWで運転しているとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
タービン効率の値 [%]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(3)。タービン効率 蒸気流量 \( \dot{m} = 100 \text{ t/h} = \dfrac{100 \times 1000}{3600} = 27.78 \text{ kg/s} \) タービンでの理論的な(あるいはエンタルピー降下として与えられた)仕事量は、入口Cと出口Dのエンタルピー差で表される。
詳細解説
タービン効率
蒸気流量 \( \dot{m} = 100 \text{ t/h} = \dfrac{100 \times 1000}{3600} = 27.78 \text{ kg/s} \)
タービンでの理論的な(あるいはエンタルピー降下として与えられた)仕事量は、入口Cと出口Dのエンタルピー差で表される。図のD点は排気点を示す。
蒸気がした仕事(内部仕事) \( P_{in} = \dot{m} (h_C - h_D) \)
\( P_{in} = 27.78 \times (3380 - 2560) = 27.78 \times 820 \approx 22\,780 \text{ kW} = 22.78 \text{ MW} \)
タービン出力(軸出力)が 18 MW なので、効率 \( \eta_T \) は:
\[
\eta_T = \dfrac{18}{22.78} \times 100 \approx 79.0 \%
\]
よって (3)。