問題 14

次の各文章の【1】～【18】の中に入れるべき最も適切な字句、数値又は記述をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。なお、【15】は2箇所あるが、同じ記号が入る。(配点計50点) (1) 蒸気タービン本体の損失と性能劣化について考える。 1) 蒸気タービン本体の損失は、内部損失と外部損失に大別される。 内部損失は、翼の空気力学的損失と排気損失に大別される。翼の空気力学的損失にはノズル及び回転羽根自体の形状によって生じる【 1 】等がある。また、排気損失には最終段羽根出口から【 2 】までの通路で発生する排気室損失等がある。 外部損失には外部漏れ損失、機械損失、放熱損失などがある。このうち最も支配的なものは【 3 】である。 これらの損失をできるだけ少なくして蒸気タービンの性能低下を防止することは、省エネルギーを図る上で重要である。

2) 蒸気タービン本体の性能低下の要因としては、 ・鉄やシリカなどの酸化物が動翼や静翼に付着することによる翼の摩擦損失の増加や、蒸気の通過面積を【 4 】させる翼へのスケール付着 ・ボイラからの硬い酸化スケールの飛来により主に【 5 】に生じやすい侵食や、復水タービンの最終段動翼における【 6 】による侵食 ・グランドラビリンス等の回転部と静止部の接触による損傷・摩耗で生じる【 7 】の増大などが挙げられる。

(2) 内燃機関の排ガス中に含まれる大気汚染物質としては、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)、一酸化炭素(CO)、未燃炭化水素(HC)、ばいじんなどがある。ここでは、内燃機関のうちのディーゼル機関の大気汚染対策について考える。 ディーゼル機関の排ガス中のCOやHC成分は、火花点火機関より【 8 】。 ディーゼル機関のSOxの排出量の低減は【 9 】で対処しうる。 ディーゼル機関のNOxについては、一般に【 10 】[ppm]程度のレベルにある。NOxの排出量の低減対策としては、ディーゼル機関の排ガス中の残存酸素濃度が高いことにより【 11 】の使用が困難なため、燃焼改善又は選択還元脱硝法などの手法が採られてきている。

(3) ガスタービンの構成要素である圧縮機について考える。 1) ガスタービンに用いられる圧縮機の種類のうち、大型のガスタービンには、大流量に適し、高圧力も得やすい【 12 】圧縮機が使用されている。 2) ガスタービンの運転範囲を制限する要因の一つの現象に、圧縮機が低流量の運転に移行していくときに風量、圧力が脈動し、圧縮機本体及び風道を含む自励振動が起こる【 13 】がある。

3) 圧縮機の起動中の低回転時では、後方段で空気が十分に【 14 】されないため、吸気流量が減少して前方段で【 15 】が発生する。このため、圧縮機中間段から【 16 】し、吸気流量を増加させたり、圧縮機入口に【 17 】を設置し、圧縮機初段での吸気の【 18 】を適切にして【 15 】による空気の乱れを防止したりしている。