M501G シリーズ

ガスタービン
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  • ガスタービン単体出力

    27-28万kW級

  • コンバインドサイクル出力

    40-43万/80-86万/128万kW級

  • コンバインドサイクル効率

    60%超

高性能・大容量60Hz発電用ガスタービン

1997年2月、燃焼器の冷却に蒸気を利用した1,500℃級M501G形ガスタービンの初号機が商業運転を開始しました。現在の主力機であるGACシリーズは、従来の蒸気冷却燃焼器に代えて最新の空気冷却燃焼器を採用したガスタービンです。この燃焼器の冷却には、空気圧縮機の吐出空気を使用するため、蒸気サイクル系統からの冷却用蒸気を必要とせず、プラント運用の柔軟性が高まります。

全体構造

ガスタービンの本体は、1970年代初頭に採用され40年以上にわたって実績を積み重ねた基本構造を踏襲しています。その主なものは次のとおりです：

  • 熱影響の少ない空気圧縮機側軸端での駆動方式
  • シンプルな1軸、2軸受支持の組み立て式ロータ
  • コンバインドサイクルの配置に有利な軸流排気
  • 分解点検の容易な水平2分割の車室構造

圧縮機

高度な空力設計手法により設計された、大容量、高効率、高圧力比の軸流圧縮機です。可変式の入口案内翼により、起動時の運用安定性を確保し、コンバインドサイクル運転時には部分負荷性能の改善を図っています。

燃焼器

予混合式低NOx燃焼器は、蒸気冷却式で、パイロットバーナ1本とそれを取り囲む8本のメインバーナで構成され、燃焼領域の燃空比が調整可能な空気バイパス機構を備えています。

GACシリーズでは、燃焼器を空冷式とし、ボトミングサイクルからの冷却用蒸気が不要となるため、プラントの柔軟な運用が可能となりました。

タービン

三次元空力設計を採用した4段軸流タービンで、前方3段が空冷翼です。そのうち1、2段翼には遮熱コーティング（TBC）を施した一方向凝固（DS）材を使用しています。高温化にもかかわらず、高度な冷却技術とTBCの採用により、タービン翼は従来機並のメタル温度を維持しています。

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構造要目

M501G1 M501GAC
圧縮機 段数 17 17
燃焼器 個数 16 16
冷却方式 蒸気冷却 空気冷却
タービン 段数 4 4
ロータの形式 1軸形 1軸形
出力軸 圧縮機側 圧縮機側
定格回転速度 3,600 rpm 3,600 rpm
ガスタービン本体 長さ×幅×高さ 12.9×5.1×5.5m 12.9×5.1×5.5m
概略重量 295 ton 295 ton

ガスタービン単体性能

M501G1 M501GAC
周波数 60 Hz 60 Hz
ISO定格出力 267,500 kW 283,000 kW
熱効率 39.1 % LHV 40.0 % LHV
熱消費率（LHV基準） 9,211 kJ/kWh 9,000 kJ/kWh
排ガス流量 612 kg/s 618 kg/s
排ガス温度 601 ℃ 617 ℃
排気排出物 NOx 15 ppm@15%O2 15 ppm@15%O2
CO 9 ppm@15%O2 9 ppm@15%O2
ターンダウン負荷 50 % 50 %
負荷変化率 18,000 kW/分 18,000 kW/分
起動時間 30 分 30 分

コンバインドサイクル性能

M501G1 M501GAC
1 on 1（一軸形） プラント出力 398,900 kW 427,000 kW
プラント熱効率 58.4 % LHV 60.5 % LHV
2 on 1 プラント出力 800,500 kW 856,000 kW
プラント熱効率 58.6 % LHV 60.7 % LHV
3 on 1 プラント出力 1,285,000 kW
プラント熱効率 60.7 % LHV
起動時間 -

配置例 - 一軸形

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  • ガスタービン
  • 蒸気タービン
  • 発電機
  • 吸気フィルタ
  • 排ガスボイラ
  • 電気・制御パッケージ
  • 主変圧器
  • 復水器

配置例 - 別軸形（2 on 1）

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  • ガスタービン
  • GT発電機
  • 蒸気タービン
  • ST発電機
  • 吸気フィルタ
  • 排ガスボイラ
  • 電気・制御パッケージ
  • GT主変圧器
  • ST主変圧器
  • 復水器

主な納入実績

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KEILCO Ilijan（フィリピン）
1,250,000kW、M501G×4

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台湾電力・大潭発電所（台湾）
4,200,000kW、M501G×8 & M501F×6

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株式会社 JERA・新名古屋火力発電所8号系列
1,600,000kW、M501G1×4

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関西電力・堺港発電所（関西電力㈱殿ご提供）
2,000,000kW、M501G1×5

最近の受注実績

形式×台数 営業運転開始 プラント仕様
PGE・Carty（アメリカ） M501GAC×1 2016 コンバインドサイクル
ODEC・ Wildcat Point（アメリカ） M501GAC×2 2017 コンバインドサイクル
北陸電力･富山新港火力発電所 M501GAC×1 2018 コンバインドサイクル
NTE Energy・ Middletown（アメリカ） M501GAC×1 2018 コンバインドサイクル
NTE Energy・ Kings Mountain（アメリカ） M501GAC×1 2018 コンバインドサイクル

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