試験に出ろ 電気工事施工管理技士

2.1 電気設備(発電設備)


 あ、前回後半の「避雷器」というのは、この電気設備の分野に入っていたんですな。ま、どーでもいいんですけどね。


「 水 力 発 電 」


 えー、この分野で試験に出ろと思っているのは貯水池式調整池式の区別であります。貯水池調整値。どちらも「ちょ」で始まって「ち」で終わるため、ちょっち混同しやすいです。そこを試験作成者につけ込まれやすいわけですね。で、この2つの池はどちらも河川の流量を調整するためにありまして、深夜とか負荷の少ない時に水を貯めておいて、ピーク負荷時に水を放流して発電するというシステムをとっております。

 貯水]池 : 季節的周期で河川の流量を調整する。例えば豊水期貯水し、渇水期放出する。

 調整]池 : 時間単位または日数単位で流量を調整する。例えば夜間の余剰水量を貯水し、昼間のピーク負荷時に放流する。

 えー、どちらがどちらかというのは言葉のもつフィーリングで判断するしかありません。名古屋では調子にのって、いい気になっている様子を「ちょーすいとる」と表現するわけですが、ま、「ちょーすいとる季節労働者」とでも覚えておきますか。ちなみに「夜は水を貯める時間」って、「夜でも灯りをつけてやらないと燃えないのぉ。」といったタイプの人の立場はどうなるんだ?…というと、そういう場合は火力発電所で作った電気とかを使えばいいわけです。ピーク時の使用電力に合わせて発電所を作ると夜間とかは設備が無駄になっちゃうので、こういうところで調整をはかるわけですな。これをもっと積極的に実施しているのが揚水]式発電所というヤツでありまして、これはどういう方式なのかというと、深夜の余った電気でポンプを回して上部の貯水池に水を揚げておいて、昼間のピーク負荷時にその水を使って発電するというシステムであります。なんか、すごーく無駄なことをしているような気がしないでもないんですが、発電量の調整という意味ではとっても有効な方式なんだそうです。とにかくまあ、「井上陽水夜中に頑張る」と覚えておきましょう。リバーサイドホテルでハッスルするんでしょうな、おそらく。

 で、この井上揚水発電所で使われる発電発動機というのは、夜中はポンプを回すためのモーターとして用いられ、昼間は逆に水の落ちる勢いで回転させて電気を起こす発電機として用いられます。まさに一石二鳥といった感じですな。で、今まで水の力で他力的に回されていたものを、今度は自分の力で定格回転まで回さなければならないので、そのための始動装置というのが必要となってまいります。で、その始動方式としては以下の4つの種類があるそうです。


 制動巻線]始動方式 : 発電電動機の制動巻線を利用して、かご形誘導電動機の原理で加速する。

 いや、何のことだかよくわかりませんね。とにかくまあ、「せーのぉ!」とマキちゃんが掛け声をかけて、頑張ってモーターを回すような方式であると思われます。

 

  同期 ]始動方式 : 隣の発電機と発電電動機を停止状態において電気的に結合して、発電機を始動することにより同期化力で発電電動機を同一回転速度で加速する。

 いや、何のことだかよくわかりませんね。とにかくまあ、動悸・息切れ・めまいに苦しみながらモーターを回すような方式であると思われます。心臓病をおしての重労働、頭の下がる思いです。


 直結電動機]始動方式 : 発動発電機の軸上に始動用の巻線形誘導電動機を設けて、所内電源からの電力により加速する。

 何となくやってることはわかりますね。ケツに直電動機。ちょっとイイかも?…という気がしないでもありません。


 サイリスタ]始動方式 : 同期始動方式の始動用の発電機をサイリスタ]周波数変換装置によって置換えたもので、系統周波数をサイリスタ]インバータでゼロから系統周波数まで徐々に上げて発電電動機主回路に供給することにより加速する。

 よくわかりませんが、要は哺乳類の力を借りるということでしょう。サイリスたぁ、いいところに目を付けましたな。いや、サイやリスがまともに働くとはとても思えませんけどね。



「 火 力 発 電 」


 で、続いては火力発電です。この分野では環境の問題が出ます。浣腸の問題は出ません。カンピョウの問題も出ません。あとはえーと…特に思いつかないので本題に入りますが、火力発電所で石油とか石炭とか天然ガスとかを燃やすと、煙が出ます。窒素酸化物(NO)とか硫黄酸化物(SO)とか粉塵なんかが出ます。粉塵は出ますが、猿人は出ません。「謎の猿人バーゴンを探せ!」とか言って、出てきたのはただの原住民でしたもんね。で、これらの大気汚染物質を少なくするためには次のような対策が必要となります。

窒素酸化物対策 : 窒素が参加するから窒素酸化物なんかが出来ちゃうんですよね。よって窒素が欠席すれば問題はすべて解決するわけです。殺しましょう。首を絞めればおそらく窒素窒息しちゃうと思います。余計な空気を与えてはいけません。窒素分少ない燃料を使って、過剰空気量少なくする。それがポイントです。あと、窒素酸化物というのは温度が高くなるほど「ふぇ〜熱い〜。」と悲鳴を上げて排出量が増えるそうです。。空気送入法を改善する、供給空気中の酸素濃度を下げるなどして燃焼温度を抑制して、排気ガスをよくせぇ。…というのが業界の合言葉になっております。

硫黄酸化物対策 : 硫黄が参加するから硫黄酸化物なんかが出来ちゃうんですよね。散らしましょう。高い煙突集合煙突を採用して、排煙の拡散を行なうとよいぞよ。…と、水戸黄門の中で角さんも言っておりました。ああ見えて意外と環境問題には詳しいですからねぇ、角さん。助さんはスケベですけどね。

 ということで、火力発電はおしまい。


「 原 子 力 発 電 」


 さ、発電設備の最後は原子力ですね。ンなもん、うちの仕事には関係ねーよ。…と思っている人も多いと思いますが、油断はなりません。その昔、原子力(はらこ・つとむ)という名前の歌手もいましたしね。いや、それがどうした?…と言われると困るんですけどね。で、原子力発電所火力発電所に比べて、発電コストに占める資本比の割合が 高い と言われております。建物を作るのにゼニがかかりそうですもんね。ウランやプルトニウムを貯蔵するのにイナバ物置では心もとないですもんね。いくら「象が乗ってもだいじゃぶ」とは言っても、放射能は筒抜けになりそうですしね。が、同じ発電量を得るための燃料費は原子力発電所のほうが 割安 なんだそうです。ウランなんてものは世の中には売るほどあるようで、店のおじさんに「ウランは売らん。」と販売拒否される心配はほとんどないようです。で、原子力発電所というのはベース電力を担うという役割をもっているそうです。というのも負荷が減ったからといって急に原子炉を止めるわけにもいかないので、負荷の変動は水力発電所なんかで調整するわけでありますな。もっとも中部電力の浜岡原子力発電所はすぐ止まるので、急に負荷が減っても大丈夫なのではないかと思われます。でもって、この分野では原子炉の構成材料という問題が出題されますので、ここはきちんと押さえておきましょう。


減 速 材 : 核分裂が行われている炉心には臨界量以上の核燃料が入っております。量が足らなくなるとステンレスのバケツに入れて継ぎ足したりするわけですね。で、炉心の中にはもうひとつ、高速中性子というのも入っております。どういうものなのかはよくわかりませんが、おそらく「はやいオカマ」のようなものではないかと思われます。で、この「はやいオカマ」というのはヤル事が素早くて、ちょっと油断すると速攻でオカマを掘られたりして、核燃料としてもオチオチしておれません。そこでまあ、「はやいオカマ」を「熱いオカマ」(熱中性子)にまで減速させる必要があるんですが、そのために用いられるのが「減速材」というものであるわけです。で、「減速材」には次のような特性が求められます。

 (1) 原子量小さい元素により構成され、その密度大きいこと。

 (2) 中性子散乱断面積大きく中性子吸収面積小さいこと。

 (3) 熱伝導率 高く 熱的にも放射線に対しても安定した物質であること。

 オカマを減速させるための物質ですんで、オカマをがっかりさせるような性質でないといけません。このオカマは掘るのが好きなんですが掘られるほうも嫌いではなく、小さいと当然の如く哀しみます。が、硬すぎるのは痔のもとなので、あまりに密度が大きいのは嫌がります。このへんの心理が微妙なんですよねぇ。。。で、オカマというのはオカマ・バーで仲間とつるんでいるときは元気がいいんですが、散乱すると大人しくなります。そして彼らは九州男児が大好きです。だから合コンなんかで九州男児の占める割合が小さいと、これはもういけませんね。あとはえーと…熱伝導率ですかぁ。熱伝導率が高いとすぐ熱くなって、そしてすぐに冷めちゃいますんで、これはオカマにとって好ましい状況とはいえません。じっくりと時間をかけて、とろ火のように愛してぇ♪…というのが彼らの理想です。激しいのは痔のもとです。


制 御 材 : 炉内には、連鎖反応を制御し倍率を変化させるために制御棒挿入し、これを出し入れできるようにしている…って、何だかいやらしい文面ですなぁ。。。で、核分裂反応というのは核燃料オカマ中性子)にガバッと襲われて始まるドラマでありまして、要はオカマ中性子)の数を減らしてしまえば反応を抑えることが出来るわけです。よって制御棒には中性子を[ 吸収 ]する材料が用いられます。具体的には、ほう素カドミウムハクニウムなどなど。「ほぉ、そうか。九州オカマ、街でパンツ穿くうむ。」ほぉそ、角うむ、穿くうむ。かなり無理があります。


反 射 材 : 炉心の周囲は反射体で囲まれており、中性子 反射 させて、漏れをおさえていると。反射材に求められる性質はずばり「接して漏らさず。」これしかないでしょう。中性子を吸収してはいけません。あくまでも 反射 です。で、反射材の材料としては金属ベリリウム酸化ベリリウム黒鉛などが用いられます。「ぱんつ、ベリべりに破っても、接して漏らさずうむ。」最後の「うむ。」に達観が感じられます。


遮 へ い 材 : 原子炉の外側には遮へいが施されております。いや、いくら反射させたところで「接すれば漏れちゃう」のはやむを得ないところでありまして、となれば安全のためにはゴム状のものをかぶせる等の処置が必要となってまいります。が、相手が放射線ともなるとゴム製品ではちょっぴり心もとないです。「捨てるっす 漏れてルーズな ゴム製品」…というサンリオキャラクター俳句もありましたしね。で、原子炉の遮へい材としては女子高生コンクリート詰め方式とか、ほう素化合物とか、とかが用いられます。でだいじゃぶなのか?…という気もするんですが、原子力(はらこ・つとむ)がイイと言ってるのだから、きっと大丈夫なんでしょう。コンクリ詰めは何となくわかるような気がするので、暗記のポイントはほう素化合物なんですが、「遮へいで、ヘイへイホー。」でいいかと思います。もう、どうだっていいです。


冷 却 材 : 炉心は熱いです。熱いから冷やさなければなりません。で、冷却材に要求される条件としては、次の点があげられます。

(1) 中性子の吸収小さいこと。放射線によって分解・変質しないこと。

(2) 熱輸送能力大きいこと。一般には熱伝導率比熱大きい方が有利となる。

(3) 炉内の構成材料を腐食しないこと。特に冷却材被覆材との間の腐食速度に対する 温度 の影響については、十分な考慮が必要となる。

(4) 安価取扱や運搬が容易であること。

 ま、常識的に見て納得のいく話でありますな。で、上の2つの性質は「減速材」と共通してるじゃん。…ということに気付いた人はエラいです。性質が同じなら減速材冷却材に同じものを使えば勝負が早いわけでありまして、減速材冷却材軽水を用いたものを軽水炉と、重水を用いたものを重水炉といいます。ガス冷却炉というのもあって、これは減速材として 黒鉛 冷却材として炭酸ガスヘリウムといったガスを使います。ガスで冷やすからガス冷却炉というわけですね。サイダー鉛筆でかき回していたら原発が出来ちゃった…という経験は誰にでもあると思いますが、要はこの原理なんですよね。で、今のところ最もポピュラーなのは軽水炉でありまして、 軽水 というのはつまるところ、タダの水ですからね。で、このタイプの原子炉には圧力容器内の圧力を高くして冷却水を沸騰させずに熱水の状態で循環させ、蒸気発生器で熱交換を行ってそこで発生した蒸気を使ってタービンを回す加圧水]形と、圧力容器内で冷却水を沸騰させ、圧力容器上部で気水分離した蒸気を直接タービンへ送る沸騰水]形 とがあります。いや、こうして勉強してみると、原子力発電というのもなかなか面白いものでありますなぁ。わはははははは。


「 燃 料 電 池 」


 で、最近のトレンドはこれです。トレンデーなヤングの間では、一家に一台「燃料電池」がないようでは、ちっともナウくないぜ。…とまで言われております。時代の最先端を走るなら、やっぱ「ねんでん」ぢゃん?…みたいな。で、その話題の「ねんでん」というのは一体どのようなものかと言うと、燃料を使った電池のようなもの。ま、そう覚えておけば間違いはないでしょう。で、現在、最も実用化に近い燃料電池と言われているのがリン酸]型燃料電池というやつです。えーと、発電効率は3545]%程度です。燃料としては天然ガス ナフサ を使います。林(りん)さん(推定年齢3545歳)、天然パーマでフサフサ…と覚えておけば、燃料電池は完璧でしょう。




 ということで、試験まであと1日です。さ、頑張りましょう。


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