「歴史を学べば未来は拓けるーー火力発電の歴史」

日曜日１８時のフジテレビ系列のアニメ「ちびまる子ちゃん」の主題歌「踊るポンポコリン」のなかでエジソンは偉い人ととうフレーズがでてくる。エジソンはどこが偉かったのだろうか。


　エジソンは火力発電の普及に関して画期的な発明をいくつも行っている。高校生などが学ぶ世界史や日本史での技術史は成功例を平版になぞっていくだけなので技術者・経営者の苦闘や当時の社会での受け入れられ方、公害や事故などについて印象に残らないことがおおい。
（東大入試型の歴史に関する小論文をかくようなときにこのようなテーマがあると別論であろう）

　２００年あれば技術はおちつく、という観点から技術者経営者の苦心や失敗までふくめてひろい範囲での火力発電の歴史がとかれている。ボイラ、蒸気タービン、制御について図や写真を多用してわかりやすく説明している。
歴史を学べば未来は拓ける―火力発電の歴史―
平成２５年１２月２０日　初版発行
編　者　火力原子力発電技術協会
発行者　船橋　信之
発行所　一般社団法人　火力原子力発電技術協会
ＩＳＢＮ９７８−４−９０４７８１−０２−９
Ｃ３０５４

目次

１．ボイラ編
　　１．はじめに
　　２．ボイラの基本原理と特徴
　　　２.１火力発電所の三大構成機器
　　　２.２ボイラの諸形式
　　　２.３ボイラ伝熱面構成
　　　２.４ボイラ用燃料
　　３．ボイラ発達の歴史
　　　３.１ボイラ発達の諸段階
　　　　３.１.１ボイラを分離したニューコメンの機関
　　　　３.１.２復水器を分離したワットの機関
　　　　３.１.３火力発電所の出現
　　　　３.１.４水管ボイラの実用化
　　　　３.１.５貫流ボイラの発明
　　　　３.１.６米国における貫流ボイラの開発
　　　　３.１.７人物伝
　　　３.２我が国の発電用ボイラの変遷
　　　　３.２.１ １９００年（明治３３年）頃まで
　　　　３.２.２ １９０１年〜第２次世界大戦まで
　　　　３.２.３第２次世界大戦〜１９６０年前半まで
　　　　３.２.４ １９６０年後半〜１９９０年まで
　　　　３.２.５ １９９１年〜現在まで
　　　　３.２.６技術導入から国産技術への過程での苦心
　　　３.３今後の見通し
　　　　３.３.１Ａ-ＵＳＣへの道
　　　　３.３.２使用炭種の拡大
　　　　３.３.３運用柔軟性（Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）への対応
　　４．おわりに
　　　＜謝辞＞
　　　参考文献


２．蒸気タービン編
　　１．はじめに
　　２．蒸気タービンの起源
　　３．近代的蒸気タービンの始まり
　　　３.１最初の衝動タービンと反動タービン
　　　３.２その後の蒸気タービンの歩み
　　　　３.２.１軸流タービン
　　　　３.２.２輻流タービン
　　４．蒸気タービンの基本形式と翼列の基本性能
　　　４.１蒸気タービンの基本形式
　　　　４.１.１常軌の作動による分類
　　　　４.１.２蒸気の流れの方向による分類
　　　　４.１.３タービンの車室の数による分類
　　　　４.１.４タービンの軸の数による分類
　　　　４.１.５ボイラとの蒸気のやりとりによる分類
　　　　４.１.６被駆動機との結合方法による分類
　　　　４.１.７機能・用途による分類
　　　４.２蒸気タービン翼列の基本構造
　　　　４.２.１単式衝動タービン
　　　　４.２.２速度複式衝動タービン
　　　　４.２.３圧力複式衝動タービン
　　　　４.２.４軸流反動タービン
　　　　４.２.５輻流反動タービン
　　　　４.２.６ラジアルタービン
　　　４.３蒸気タービン翼列の基本性能
　　　　４.３.１実際の翼列のモデル
　　　　４.３.２単純化した翼列のモデル
　　５．２０世紀初頭までの蒸気タービン
　　　５.１反動タービン
　　　５.２衝動タービン
　　　　５.２.１カーチスタービン
　　　　５.２.２ラトータービン
　　　　５.２.３舶用衝動タービン
　　６．日本における蒸気タービンの発達（１９４０年代まで）
　　　６.１近代動力ことはじめ
　　　　６.１.１発電用
　　　　６.１.２船舶用
　　　６.２国産第１号蒸気タービン
　　　６.３タービン国産技術の発達（１９４０年代まで）
　　　　６.３.１海軍工廠
　　　　６.３.２三菱重工業（株）長崎造船所
　　　　６.３.３（株）日立製作所日立工場
　　　　６.３.４（株）川崎造船所（現在の川崎重工業（株）神戸工場）
　　　　６.３.５三菱重工業（株）神戸崎造船所
　　　　６.３.６石川島芝浦タービン（株）（現在の（株）東芝）
　　　６.４ １９４０年代までのタービンの例
　　　　６.４.１発電用
　　　　６.４.２船舶用
　　７．日本における戦後の蒸気タービンの歩み
　　　７.１発電用
　　　７.２船舶用
　　８．蒸気タービン技術の発展
　　９．蒸気条件の向上
　　　９.１ １９８０年代以降の日本における蒸気条件向上の動き
　　　９.２蒸気タービンの高温化のための開発の歴史
　　　　９.２.１材料の開発
　　　　９.２.２構造の開発
　１０．翼列性能の向上
　　　１０.１翼の発展の歴史
　　　　１０.１.１板曲げ翼の時代
　　　　１０.１.２平行翼の時代
　　　　１０.１.３振り翼の時代
　　　　１０.１.４完全３次元翼の時代
　　　１０.２平行翼から完全３次元翼へ
　　　　１０.２.１平行翼
　　　　１０.２.２新反動翼（振り翼）
　　　　１０.２.３完全３次元翼
　１１．低圧最終翼の開発
　１２．蒸気タービンのコンパクト化
　１３．社会のニーズに応じて
　　　１３.１産業用タービン
　　　１３.２蒸気タービンの制御方法の発展
　　　１３.３地熱タービン
　　　　１３.３.１地熱発電の歴史
　　　　１３.３.２地熱発電のしくみと蒸気タービン
　　　１３.４排熱回収タービン
　　　　１３.４.１熱水タービン
　　　　１３.４.２特殊流体タービン
　１４．２１世紀の蒸気タービン
　１５．おわりに
　　　参考文献


３．制御編
　（１）発電ボイラ制御
　１．はじめに
　２．発電用ボイラ制御装置に変遷
　　２.１ １９００年（明治３３年）頃まで（手動運転）
　　２.２ １９０１年（明治３４年）頃から第２次世界大戦まで
　　　　　（缶前盤からの監視・操作）
　　２.３第２次世界大戦後〜１９６０年（昭和３５年）代前半まで
　　　　　（空気式からアナログ電気式導入へ）
　　　２.３.１ Ｂａｉｌｅｙ社空気式制御装置
　　　２.３.２Ｌ／Ｎ社アナログ電気式制御装置
　　　２.３.３Ｒｅｐｕｂｌｉｃ社アナログ電気式制御装置
　　２.４ １９６０年(昭和３５年)代後〜１９９０年(平成２年)頃まで
　　　　　（アナログ電気式からデジタル式へ）
　　　２.４.１アナログ電気式制御装置
　　　２.４.２アナログ電気式＋デジタル式補完制御装置
　　　２.４.３デジタル式制御装置
　　２.５ １９９１年（平成３年）〜現在まで
　　　２.５.１中央操作室の変遷
　　２.６空気式・アナログ電気式・デジタル式の比較
　３．制御技術の取り組み
　　３.１火力プラント特製の把握
　　　３.１.１プラント制御体力の比較
　　　３.１.２システム応答時間の比較
　　３.２単純化の発想で考案した超臨界圧貫流ボイラの
　　　　　新蒸気温度制御方法
　　　３.２.１素人発想，玄人実行
　　　３.２.２超臨界圧貫流ボイラの新蒸気温度制御方法
　　３.３可視化することで効果を発揮する作図調整法
　　　３.３.１明確な目標を持つことの大切さ
　　　３.３.２作図調整法
　　　３.３.３思考時代の現地調整
　　　３.３.４思考＋シミュレーション時代の現地調整
　４．今後の提言
　　４.１再生可能エネルギー発電増に伴う火力発電の運用性改善
　　　４.１.１欧米と電力系統比較
　　　４.１.２既設コンベンショナル火力機の負荷変化率向上と
　　　　　　　最低負荷の引下げ
　　４.２リモートＰＩ／Ｏシステムの適用
　　　４.２.１地震・津波を耐え抜いた光ファイバーケーブル
　　　４.２.２地震・津波対策としてのリモートＰＩ／Ｏ
　５．おわりに
　　　参考文献


　（２）発電用蒸気タービン制御
　１．はじめに
　２．初期の蒸気タービンの制御
　　２.１パーソンス第１号タービンの制御
　　２.２その後のパーソンスタービンの制御装置
　　　２.２.１Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ１００ｋＷタービンの制御装置
　　　２.２.２Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ Ｓｑｕａｒｅ
　　　　　　　３５０ｋＷタービンの制御装置
　　　２.２.３Ｌｏｓｔ Ｒｏａｄ６，０００ｋＷタービンの制御装置
　　　２.２.４国際第１号蒸気タービンの制御装置
　３．蒸気タービンの制御の理論
　　３.１ガバナとは
　　３.２負荷遮断時の速度制御
　　３.３負荷遮断後の瞬時最大速度の計算法
　４．機械式ガバナ
　　４.１初期の２段抽気腹水タービン機械式ガバナ
　　４.２抽気背圧タービン機械式ガバナ
　　４.３ ２段抽気複式タービン機械式ガバナ
　　４.４再熱式腹水タービン機械式ガバナ
　５．油圧ガバナ
　　５.１ガバナインペラー
　　５.２主ガバナ
　　５.３油圧特製曲線
　　５.４補助ガバナ
　　５.５不可制限器と油圧式ローセレクタ
　　５.６ロードアンティシペータ
　６．電気ガバナ
　７．高圧ＥＨガバナ
　８．タービン出力制御
　　８.１絞り調速（スロットル調速）
　　８.２ノズル締切調速
　　８.３変圧運転
　　８.４各種運転方法の比較
　９．おわりに


　拡大付図−１
　拡大付図−２
　拡大付図−３
　拡大付図−４
　拡大付図−５
　拡大付図−６

索引
プロフィール