火力発電の基本原理ノート
とある国家試験のお勉強をしておりまして、今日は火力発電(汽力発電)の仕組みについてお勉強しましたのでメモ。
どうやって発電しているのか!?
仕組みは簡単。使う装置は下記。
・給水ポンプ
・ボイラー
・タービン
・復水器
※イメージこんな感じ
①給水ポンプで水を送る
②ボイラーで水を蒸発させる
③水蒸気でタービン回る⇒発電される
④湿った水蒸気は復水器→水に変換→給水ポンプへ
ざっくりと簡単に言うとこんな感じ!!
このままだと熱効率が悪い!!
このままだと無駄になってしまう熱が多いです。
という事で各所に熱効率UPさせる秘密兵器が準備されます。
A.抽気タービン
タービン内の蒸気を発電所へ
B.背圧タービン
タービン排気側の蒸気を発電所へ
C.再熱器
D.低圧タービン
E.給水加熱器
タービン排気側の水蒸気を再利用(C、D、E3つセット)
F.節炭器
G.空気予熱器
ボイラーの排熱を再利用(F、G2つ共)
※これらを図に追加するとこんな感じ
わかりづらく申し訳ございませんが、これが現状の画力の限界です。。。
ちなみに水蒸気の体積と圧力の関係を図示したランキンサイクルはこんな感じ。
※イメージ
本当メモ書き程度なので許して。。。笑
復水器のメモ
復水器の部分は最も熱損失が大きいため、
真空度を高く、排気圧力を小さくすることで熱効率をUPさせてる。
ボイラーのメモ
燃料から窒素酸化物(NOx)が生成されて危険なため、
・酸素濃度を低く
・燃焼温度を低く
・節炭器でH2Oに変化させる
という対策をしている。
ちなみにボイラーの種類(電験に出そうなところ)を表にするとこんな感じ
自然循環 ボイラ |
強制循環 ボイラ |
貫流ボイラ | |
特徴 | ・水の比重差を利用 ・亜臨界圧で利用 ・ドラム有り |
・水を強制的に循環 ・ボイラーチューブ径 ⇒小さい ・ドラム有り |
・重量は軽い ・亜臨界圧から 超臨界圧まで利用可 ・ドラム無し |
タービンのメモ
種類を表にするとざっとこんな感じ。
蒸気の取り出し | 役割 | |
復水タービン | 排気側 | タービン内で低圧膨張させる |
背圧タービン | 排気側 | 工場へ |
抽気タービン | 抽気 | 工場へ |
再生タービン | 抽気 | 給水加熱 |