令和7年度上期電力問3

汽力発電で、水・蒸気・燃焼ガスが機器を通る順序（誤りを1つ選ぶ）

電力A問題配点 5点

出典：一般財団法人電気技術者試験センター令和7年度上期第三種電気主任技術者試験電力科目問題（問題文・選択肢は改変せず、公開PDFの該当ページをそのまま掲載しています）

正解

(5)

正解の出典：同センターが公表している解答

解説

3つの流れを別々に追う問題。とくに燃焼ガス側の順序が問われている。

**水の流れ**：復水器 → 復水ポンプ → 低圧給水加熱器 → 脱気器 → 給水ポンプ → 高圧給水加熱器 → **節炭器（エコノマイザ）** → **蒸気ドラム**。 (1)の「給水ポンプ → 節炭器 → 蒸気ドラム」は正しい。

**蒸気の流れ**：蒸気ドラム → **過熱器** → **高圧タービン** → **再熱器** → 中圧・**低圧タービン** → **復水器**。 (2)「蒸気ドラム → 過熱器 → 高圧タービン」も、(3)「再熱器 → 低圧タービン → 復水器」も正しい。

**燃焼ガスの流れ**：**火炉** → **過熱器** → 再熱器 → **節炭器** → **空気予熱器** → **電気集じん装置** → 誘引通風機 → 脱硫装置 → 煙突。 (4)「火炉 → 過熱器 → 節炭器」は正しい。

問題は(5)の「節炭器 → **電気集じん装置** → **空気予熱器**」で、**電気集じん装置と空気予熱器が逆**になっている。正しくは節炭器のあと空気予熱器を通り、そのあと電気集じん装置に入る。正解は(5)。

順序を丸暗記しなくても、**燃焼ガスは温度の高い順に熱を取られていく**という一本の筋で並べ替えられる。火炉がいちばん高温で、そこから蒸気を過熱する過熱器・再熱器、次に給水を温める節炭器、最後に燃焼用空気を温める空気予熱器。熱を取り切って温度が下がったところで、はじめて集じんや脱硫といった処理に回す。

電気集じん装置が後ろに来るのには理由があって、この装置は高温すぎると集じん率が落ちるうえ、耐熱の問題もある。空気予熱器で熱を回収してガス温度を下げてから通すほうが、装置にとっても効率にとっても都合がよい。

選択肢ごとの理由

(1)正しい。給水ポンプで昇圧した水を節炭器で排ガスの余熱により温め、蒸気ドラムへ送る。
(2)正しい。蒸気ドラムで分離した飽和蒸気を過熱器で過熱蒸気にしてから高圧タービンへ入れる。
(3)正しい。高圧タービンで仕事をした蒸気を再熱器で温め直し、低圧タービンを回して復水器で水に戻す。
(4)正しい。燃焼ガスは火炉から出て、過熱器（と再熱器）、節炭器の順に熱を奪われていく。
(5)これが誤り。正しくは節炭器 → 空気予熱器 → 電気集じん装置。空気予熱器でガス温度を下げてから集じんする。

この論点は、データセンターの現場でこう出てくる

「温度の高いところから順に熱を使い切る」という並べ方は、データセンターの熱設計でもそのまま使う考え方である。サーバが吐く排気は40℃前後で、発電所の排ガスに比べれば低温だが、低温であっても順序を守るかどうかで効率が変わるのは同じ。ホットアイル・コールドアイルを分けて、熱くなった空気を冷たい空気と混ぜる前に回収するのは、温度が高いうちに熱交換したほうが取れる熱が多いからである。混ざってしまうと、同じ熱量でも温度差が小さくなり、熱交換器の効率が落ちる。空気予熱器にあたるのが、外気冷房で使う熱交換器（ロータリー式やプレート式）。冬季に外へ捨てる排熱で外気を温めたり、逆に外気で還り空気を冷やしたりして、冷凍機を回す時間を減らす。「捨てる前にもう一度使う」という発想は発電所と変わらない。そして電気集じん装置が最後に来る理由——機器には適した温度帯がある——も、データセンターでは湿度と粉じんの管理として現れる。外気冷房を採り入れるときは、フィルタの位置と結露の起きる場所を先に決める。順序を間違えると、電気集じん装置を高温側に置くのと同じで、装置が本来の性能を出せない。

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