世界最新の1500°C級H型ガスタービン技術について

摘要

ガスタービンは，古くから動力機関の一つとして認識されてはいたが，一般にはレシプロエンジン，ディーゼル機関あるいは蒸気タービンに比べて知名度の低い時代を過ごしてきた。 しかしながら，1970～1980年代そして1990年代の技術革新によって，ガスタービンはその地位を大幅に向上させた。 初期には，その特長を活かして，非常用あるいはピーク用発電として一部で利用されていたが，1970年代後半に入り，設計技術の革新，高温材料の開発，コーティング技術の革新，翼冷却技術の革新によってタービン入口温度が1000°Cから1100°Cへと上昇し，更に1980年代に入り複合発電コンバインドサイクル技術の概念の導入により，発電の分野でその地位を主役の座に近づけてきた。 1985年に国内で最初に導入された1100°C級GTコンバインドサイクルは，日本の発電技術の歴史の中で大きな意味を持つ発電所といえる。 その後1990年代に入り，材料結晶化の制御技術を初めとする更なる技術革新により，ガスタービンは1300°C級の時代を迎えた。 タービン入口温度上昇に伴う熱効率の改善と，コンバインドサイクルの普及によって，ガスタービンは益々重要な地位を占める動力機関となった。 1990年代には，日本を初め世界各国で多くの1300°C級GTコンバインドサイクル発電所が建設された。 表1に，GEの1300°C級ガスタービンの納入実績を示す。 そして更に21世紀を迎え，ガスタービンはまた大きな技術革新を経て1500°C級の時代に入る。 これらの技術革新は主に大型のガスタービンで実現され，その後同等の技術が小型のガスタービンへと適用されていく。 本報では最新のガスタービン技術として，この1500°C級ガスタービンの開発について概説する。