問題 14

次の各文章の【1】～【14】の中に入れるべき最も適切な字句等をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。（配点計50点） (1) 蒸気タービンの経年劣化について考える。 1) 回転部を持つタービンのグランドラビリンス、ノズルラビリンス、チップフィンなどでは、経年的に回転部と静止部の接触による損傷や磨耗で【 1 】が増大し、漏洩(ろうえい)損失を増加させる。この損傷や磨耗の主要な原因は、頻繁な起動停止、許容値以上の負荷変動、給水加熱器からの【 2 】の逆流などにより、タービン内の上下間温度差で生じるケーシングやロータの熱変形である。

2) 酸化物、化合物などが蒸気中にキャリーオーバしてタービンに飛来し、動翼や静翼に付着して【 3 】が大きくなると、翼の摩擦係数が増加する。これがさらに成長すれば、翼のプロファイルを崩して段落特性を変化させ、内部効率を低下させると共に、蒸気の通過面積を減少させるに至る。 3) タービン翼の第1段静翼に生じる侵食の主な原因は、ボイラチューブの【 4 】の飛来によるものであり、ひいては後縁形状の変化、蒸気通路面積の増大、段落流量や各部圧力の変化などを生じさせ、その結果内部効率を低下させる。また、復水タービンの最終段動翼においては、【 5 】によるドレンエロージョンが生じやすく、第1段静翼の場合と同様に内部効率の低下を招く。

(2) 内燃機関の特徴及び環境対策について考える。 1) ピストンの往復運動によりシリンダ容積の変化を行わせる構造の内燃機関は、【 6 】形の熱機関である。【 7 】サイクルの応用である火花点火方式のガソリン機関と、ディーゼルサイクルの応用である圧縮着火方式のディーゼル機関に分けられており、コンパクトで起動・停止操作も容易である。

2) 内燃機関の排ガス中に含まれる大気汚染物質は、NOx、CO、未燃炭化水素、すすなどであり、そのうちNOxについては、次のようなことが生成条件となる。 ・燃焼温度が高いこと ・燃焼時間が【 8 】こと ・酸素濃度が高いこと また、NOxの排出削減対策としては次のようなことが考えられる。 ・燃料中の【 9 】分の少ないこと ・燃焼温度の低下を図ること ・排ガス再循環・希薄燃焼をさせること ・触媒で【 10 】処理させること

(3) ガスタービンの構造について考える。 1) 燃焼器出口は【 11 】に接続されており、燃焼器出口のガスの温度には、機器の効率及び耐熱性を考慮して、適正温度を保持し、ばらつきを小さくすることが要求される。その要求温度は理論燃焼温度より相当低いので、希釈空気を導入して適正温度に下げている。希釈空気の導入により、同時に燃焼器構成材料の【 12 】も狙っている。

2) タービン部は、燃焼器出口より高温燃焼ガスを導入して動翼により高速回転して動力を発生するので、その動翼では【 13 】への耐力を含めた耐熱性に対する考慮が必要である。通常は、【 14 】の一部をバイパスさせて羽根の内部に導き、衝突による内部冷却と翼表面に吹き出すことによるフィルム冷却を行う。