電験三種 令和7年度上期 電力 問2｜発電（火力発電）

電験三種「電力」の「発電（火力発電）」に関する問題（令和7年度上期 問2）。正答は(5)です。

タービン出力P=175MW、効率η=92%、入口エンタルピー32500kJ/kg、復水器入口エンタルピー30800kJ/kgから、蒸気のエンタルピー差Δh=32500-30800=1700kJ/kgが実際にタービンで仕事に変換される落差です。蒸気量G[t/h]は G=P×3600/(Δh×η) で求められ、G=175000×3600/(1700×0.92)≒402,813kg/h≒403t/hとなり、正答は(5)の403です。

【タービン使用蒸気量の計算】（令和7年度上期 問2）

タービン出力P=175MW=175,000kW、蒸気タービン効率η=0.92、タービン入口エンタルピーh1=32,500kJ/kg、復水器入口エンタルピーh2=30,800kJ/kg。

① 理論落差（蒸気1kgあたりが持つ利用可能なエネルギー差）

Δh=h1-h2=32,500-30,800=1,700 kJ/kg

② 出力とエンタルピー差・効率・蒸気量の関係

P[kW] = G[kg/h]×Δh[kJ/kg]×η / 3600

これをGについて解くと G = P×3600/(Δh×η)

③ 代入

G = 175,000×3600/(1,700×0.92) = 630,000,000/1,564 ≒ 402,813 kg/h ≒ 402.8 t/h

選択肢のうち最も近いのは(5)の403t/hで、これが正答。

【タービン出力とエンタルピー差の関係の深掘り】（令和7年度上期 問2）

汽力発電のタービンは、入口の高温高圧蒸気が持つエンタルピーh1と、復水器入口（タービン出口）での蒸気のエンタルピーh2との差Δh=h1-h2を仕事に変換して出力を得る。このΔhは「理論落差」に相当し、タービンの実際の出力は理論落差に蒸気の質量流量Gと機械的・内部損失を含めたタービン効率ηを掛けたものになる。

単位に注目すると、G[kg/h]×Δh[kJ/kg]はkJ/hという仕事率の単位を持つため、これをkW（=kJ/s）に揃えるには3600（1時間=3600秒）で割る必要がある。本問ではP[kW]=G[kg/h]×Δh[kJ/kg]×η/3600の関係を立て、Gについて逆算すればよい。

計算の際は、Δh=1,700kJ/kgという値が「蒸気1kgが実際に仕事として取り出せる最大のエネルギー」であり、そこに効率92%を乗じることで実際にタービンが取り出す仕事量になる点を理解しておく。もし効率を考慮し忘れると、G=175,000×3600/1,700=370,588kg/h≒371t/hとなり選択肢に一致しない。また効率で割るべきところを掛けてしまうと370.6×0.92≒341t/hとなり、(4)の341を選んでしまう。公式のどこに効率が入るかを正確に押さえることが重要である。同種の計算は水力発電の出力計算（P=9.8QHη）とも構造が似ており、「理論値×効率=実際の出力」という考え方は電験三種の発電分野全体で繰り返し出題される基本パターンである。