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火力発電

火力発電の原理

燃料の燃焼によって得られた熱エネルギーを蒸気タービンやガスタービンディーゼル機関などで電気エネルギーに変換する。

 

ランキンサイクル

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復水器に溜まった水を給水ポンプでボイラに送り、蒸気を発生させる。タービン内で蒸気を膨張させ熱エネルギーを運動エネルギーに変換する。仕事を終えた蒸気は復水器で冷却することで水に戻し、再び蒸気を発生させる。このサイクルをランキンサイクルという。

ランキンサイクルでは蒸気圧力が高いほど、加熱する温度が高いほど効率が上昇する。

 

再熱サイクル

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ランキンサイクル内のタービンを高圧タービンと低圧タービンの2つに分ける。高圧タービンを通りある程度膨張した蒸気を取り出し、ボイラ内の再熱器で再加熱し低圧タービンへ送って膨張させる方法があり、これを再熱サイクルと呼ぶ。

再熱器で加熱した蒸気の温度はサイクル全体での平均加熱温度よりも高く、再熱により熱効率は上昇する。しかし再熱時に損失があるため、再熱段数は1段または2段が限度である。

 

再生サイクル

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タービン内で膨張しつつある一部の蒸気を取り出し、復水器からボイラに供給される水の加熱に使う方法がある。 タービン途中の蒸気が持っている熱は全てが捨てる熱ではないが、大部分は仕事に変換できず復水器で水になり捨てられる熱である。そのため途中の蒸気の熱を水の加熱に使えば、ボイラで加熱する前の水の平均温度を上げることができ、全体の熱効率は大幅に上昇する。これを再生サイクルという。

 

再熱再生サイクル

名の通り、再生サイクルと再熱サイクルを組み合わせたもの。

 

有機ランキンサイクル

低沸点の有機液体(トルエンなど)を水の代わりに用いるサイクルのこと。低温の熱源の利用を目的とする。熱源の温度が低いため効率は低いが、従来では利用できなかった低温の熱源を利用できるため注目されている。

 

 

 

画像は全てwikipediaより。