【質問】
復水器が持ち去る熱量の問題で比熱や海水の密度が分かりません。
次の問題で解説します。
●問題●
出力700〔MW〕で運転している汽力発電所があり,復水器の冷却に海水を使用している。このときの復水器冷却水の流量は30〔〕,冷却水の温度上昇が7〔℃〕であるとき,次の(a) 及び(b) に答えよ。 ただし,海水の比熱を4.02〔kJ/(kg・K)〕,密度を1.02 × 103 〔
〕,発電機効率を98〔%〕とする。
(a) 復水器で放出される熱量〔kJ/s〕の値として,最も近いのは次のうちどれか。
(1) 6.20 × 104 (2) 2.14 × 105 (3) 8.27 × 105 (4) 8.61 × 105 (5) 10.75 × 105
(b) タービン室効率〔%〕の値として,最も近いのは次のうちどれか。ただし,条件を示していない損失は無視できるものとする。
(1) 42.8 (2) 45.3 (3) 46.2 (4) 47.5 (5) 48.0
●問題と解答●
(a) 復水器で海水へ放出される熱量H は,冷却水が1〔s〕間に持ち去る熱量に等しいから
≒
〔kJ/s〕
(b)
タービン室効率≒0.453 ⇒45.3〔%〕
・海水の比熱について
単位より、1〔kg〕の海水の温度を1〔K〕(=1〔℃〕)変化させるのに必要な熱量です。復水器は蒸気を取り込み海水で冷やして水に変化させる機器です。
そのため、海水の温度が上がる=蒸気の温度が下がるということになります。
・海水の密度について
これも単位より、海水1〔〕当たりの重さ〔kg〕という意味です。したがって、海水の密度〔
〕に冷却水(海水)の流量30〔
〕をかけると、1秒当たりの海水30〔
〕の重さ〔kg/s〕が求められます。
この〔kg/s〕に比熱〔kJ/kg・K〕をかけると、単位は〔kJ/K・s〕となり、この単位
は海水の温度1〔K〕を変化させる、1秒当たりの熱量となります。7℃変化すれば、7をかけます。
復水器は海水で蒸気を冷やす装置ですので、海水の温度を変化させる熱量=復水器が持ち去る熱量となります。