高考申論題
109年
[輪機技術] 渦輪機
第 一 題
一、蒸汽渦輪機系統中冷凝器真空下降的可能原因為何？請詳述之。（25分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對此類電廠實務與熱機循環異常分析題，考生應先回想『冷凝器維持真空的物理機制』：一是蒸汽凝結成水導致體積驟減，二是抽氣設備移除不凝結氣體。接著從這兩大機制反推，將真空下降的原因分為『冷卻能力不足（熱傳不良/水量水溫問題）』與『不凝結氣體增加（漏氣/抽氣設備故障）』兩大主軸進行結構化論述。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
【破題】 在朗肯循環（Rankine Cycle）中，冷凝器維持高真空旨在降低蒸汽渦輪機的排汽壓力，以最大化渦輪機的作功輸出與系統熱效率。冷凝器真空下降（即排汽壓力升高）將導致發電量減少，嚴重時甚至會引發葉片震動或機組跳機。其根本物理機制可歸結為「冷卻能力下降」與「系統內不凝結氣體增加」兩大範疇。 【論述】
▼ 還有更多解析內容
冷凝器真空下降成因
💡 真空度取決於冷卻水的吸熱能力與系統不凝結氣體的排除率。
- 冷卻能力不足：冷卻水流量不足（泵浦故障或堵塞）或入水溫度過高。
- 熱傳效率退化：銅管內側結垢（Fouling）或外側形成不凝結氣膜。
- 系統密封失效：低壓軸封（Gland Seal）損壞或負壓段管路法蘭漏氣。
- 排除設備故障：蒸汽噴射器（SJAE）動力蒸汽不足或真空泵損壞。
- 熱負荷超限：啟停機或負載驟變時，過多旁通蒸汽進入冷凝器。
