M501G/GAC シリーズ

発電事業用大型ガスタービン - 60Hz用
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高性能・大容量60Hz発電用ガスタービン

製品特徴

ガスタービン単体出力
28万kW 級
コンバインドサイクル出力
430万/86万/128万kW 級
コンバインドサイクル効率
60% 超
  • GACシリーズは、従来の蒸気冷却燃焼器に代わり、空冷燃焼器を採用
  • 50%（体積比）の水素混焼を米国実機にて実証し、カーボンニュートラルの早期実現に貢献

製品詳細

全体構造

ガスタービンの本体は、1970年代初頭に採用され50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

主要構成技術

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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長期検証 - ガスタービン技術を前進させる 第二T地点

三菱重工は、開発したガスタービンを実証発電設備で検証した後に、お客様に納入するという独自のアプローチをとっています。高砂製作所（兵庫県高砂市）内にある地域の電力網に接続した実証設備複合サイクル発電所（第二T地点）において、実際の発電所と同じ運転を行いながら、新開発技術の長期的な信頼性検証を行っています。製品性能および耐久性を確認するため、約1年（8,000時間）以上の実証運転を行い、お客様へ引き渡し後の故障のリスクを最小限に抑えます。

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水素利用対応能力

米国の電力会社ジョージア・パワー（Georgia Power）とともに、ジョージア州スマーナ（Smyrna）市にある同電力会社のマクドノフ・アトキンソン（McDonough-Atkinson）発電所で、M501GAC形天然ガス焚きガスタービンを使い、部分負荷および全負荷の条件下において、水素を50％混合した燃料による燃焼実証試験に成功しました。

（写真提供：ジョージア・パワー）

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構造要目

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

ガスタービン単体性能

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

コンバインドサイクル性能

M501GAC
1 on 1（一軸形） プラント出力 427,000 kW
プラント熱効率 60.5 % LHV
2 on 1 プラント出力 856,000 kW
プラント熱効率 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

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

代表的な実績

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KEILCO Ilijan

国・地域 フィリピン
プラント Ilijan Power Plant
プラント仕様 コンバインドサイクル× 4台
営業運転開始 2002年
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台湾電力株式会社

国・地域 台湾
プラント 大潭発電所
プラント仕様 コンバインドサイクル× 14台
営業運転開始 2008年
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株式会社 JERA

国・地域 日本
プラント 新名古屋火力発電所8号系列
プラント仕様 コンバインドサイクル× 4台
営業運転開始 2008年
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関西電力株式会社

国・地域 日本
プラント 堺港発電所
プラント仕様 コンバインドサイクル× 5台
営業運転開始 2009年（最終号機2010年）

その他実績

顧客 / プラント 国・地域 営業運転開始 プラント仕様×台数
エルパソ・エレクトリック / ニューマン発電所 アメリカ 2023 コンバインドサイクル×1
エンタジー・テキサス社 / モンゴメリーカウンティ発電所 アメリカ 2021 コンバインドサイクル×2
エンタジー・ルイジアナ社 / レイク・チャールズ発電所 アメリカ 2020 コンバインドサイクル×2
NTE Energy / Middletown Energy Center アメリカ 2018 コンバインドサイクル×1
NTE Energy / Kings Mountain Energy Center アメリカ 2018 コンバインドサイクル×1

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