汽力発電の熱サイクルについて

汽力発電所での発電は、水や蒸気を使った熱のサイクルで行われています。それぞれのサイクルが仕事をして発電のための各装置を動かしています。
本項では、汽力発電で利用されている蒸気、空気のサイクルを取り上げましょう。

汽力発電の基本となる水や蒸気のサイクルをランキンサイクルといいます。
給水ポンプから送水→ボイラで飽和蒸気を作る→過熱器で過熱蒸気にする→過熱蒸気でタービンを回転させる→復水器で蒸気を水に戻す→給水ポンプへ

このようなサイクルに必要な設備や装置について簡単に紹介します。
ボイラとタービンについては別項で取り上げているので、そちらを参照してください。
給水ポンプ
給水の圧力を上げてボイラに送るポンプです。

過熱器
ボイラを出た蒸気はまだ幾らかの水分を含んでいます。その水分を過熱器で過熱し完全な蒸気にするための装置です。

復水器
蒸気を冷却して水に戻し、再び利用できるように変換します。

現在ではこのランキンサイクルのさらに効率を良くしたサイクルが利用されています。

  • 再熱サイクル
  • 再生サイクル
  • 再熱再生サイクル

それぞれのサイクルについて説明しましょう。
再熱サイクル
まず過熱蒸気を使って高圧タービンを回し、排出された蒸気(湿り蒸気)をボイラに戻します。湿り蒸気を再熱器で加熱し水分を取り除いて低圧タービンに送り回転させます。
この高圧と低圧、2つのタービンを使ってはつでんするので、効率を高めることができるのです。

再生サイクル
タービンから出た蒸気の一部を給水加熱器に引き込んで、ボイラに送る給水を加熱するために使用します。復水器で水に戻す熱を減らせるので熱効率が良くなります。

再熱再生サイクル
汽力発電所の多くで利用されているのが再熱再生サイクルで、取り上げた3つの中で最も効率が良いサイクルです。
再熱サイクルと再生サイクルを組み合わせたサイクルで、再熱サイクル、再生サイクルそれぞれの利点を生かしています。

ランキンサイクルは、発電のためのエネルギーの重要なサイクルといえます。
本項で取り上げた基本的なサイクルや設備はしっかりと押さえて汽力発電について理解してください。

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