電力（発電・送配電）応用問題
火力発電所において、蒸気タービンの入口蒸気の温度・圧力を高めた場合（高温高圧化）、発電プラントの熱効率はどのように変化し、その理由は何か。最も適切な記述はどれか。
A.熱効率は低下する。高温高圧化により復水器での熱損失が増大するためである。
✗ 高温高圧化により熱効率は向上する。復水器での熱損失が増大するのではなく、高温熱源の利用効率が改善される。
B.熱効率は変化しない。蒸気の温度・圧力はサイクル効率に影響しないためである。
✗ 蒸気の温度・圧力はサイクル効率に直接影響する。ランキンサイクルの効率は蒸気条件に依存するため誤りである。
C.熱効率は向上する。カルノーサイクルの原理から高温熱源の温度が高いほど理論効率が高くなるためである。← 正解
✓ 正解です。カルノー効率η = 1 - T₂/T₁ において高温熱源T₁が高いほど効率が向上する原理に基づき、高温高圧化は熱効率改善に有効である。
D.熱効率は向上する。高温高圧化によりタービンの回転数が増加し機械損失が減少するためである。
✗ 高温高圧化の効率向上はタービンの回転数増加によるものではなく、熱力学的なサイクル効率の向上によるものである。