高温エネルギー変換技術としてのガスタービンの現在と今後の展開 Views on the Future of Gas Turbine System as Energy Conversion Technology

エネルギーは現代社会の基礎を成すものであり, エネルギー資源無くして現在の生活は成り立たない. 最も一般的に使用されているエネルギー資源である化石燃料は有限であり, これを如何に高効率に利用するかが重要な課題である. 化石燃料から動力へのエネルギー変換を行う有効な技術として, ガスタービンシステムが挙げられる. ガスタービンは圧縮機, 燃焼器, タービンから構成され, 作動流体である燃焼ガスが構成器内を高速で流れる速度型機関である. 蒸気タービンと組み合わせたコンバインドサイクルや, 電力だけでなく熱の供給も併せて行うコージェネレーションなどのシステムにより, 非常に高いエネルギー変換効率を得ることができる. また, ガスタービン単体の効率も, 一方向凝固技術や空気膜冷却技術の発展によって年々向上している. 筆者らが提案する新しいコンセプトに基づいた発電システムと最先端の実証機を紹介し, ガスタービンの今後を展望する.

Energy is the basis of industrial civilization. Without it, modern life would cease to exist. The important point is that limited fossil fuels are converted into energy in a more efficient way. One of the most effective conversion systems is a gas turbine, which is a major power source used in the generation of electricity. A gas turbine is comprised of three main sections a compressor, a combustor, and a power turbine. Compressed air and fuel are burned in a combustor, and the resulting hot gas is allowed to expand through a turbine to perform work.<BR>Thermal efficiency of the gas turbine increases with the rise of Turbine Inlet Temperature (TIT). TIT is, however, limited with the heat-resisting temperature of the first stage nozzle and turbine blades. This physical limit is always climbing with the advances in materials technology.<BR>System design including gas turbine has also been developed vigorously. Cogeneration is the system that supplies not only electric power but also steam or hot water. The application of this system has been popularized for both society and industry.<BR>As a present trend, a new concept system that was named “Chemical gas turbine system” and the latest actual machine “501 G” are introduced.