M701J シリーズ
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ガスタービン単体出力
44万-57万kW級
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コンバインドサイクル出力
65万-84万kW級
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コンバインドサイクル効率
64%超
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高信頼性を実証
商用機の累計運転時間100万時間超
最先端技術を適用した最新鋭・大容量
50Hz発電用ガスタービン
Jシリーズガスタービンは、実績のあるGシリーズに、国家プロジェクトとして実施した「1,700℃級ガスタービン技術開発」の成果である高温化要素技術を適用し、タービン入口温度1,600℃を実現しました。
スケール設計機である50Hz発電用M701J形は2016年初めに商用運転を開始しました。M701JAC形ガスタービンは、燃焼器の冷却を蒸気冷却から空気冷却に変更したもので、M701J形ガスタービンと同レベルの性能を保ちながら、起動時間を短縮するなど高い運用性を実現します。
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
圧縮機は、3次元先進設計による軸流式であり、前方段での衝撃波発生による損失を低減し、中後方段での摩擦損失を低減することで性能向上を図りました。入口案内翼と前方3段の可変静翼を制御することにより、起動時の安定的な運転と、コンバインドサイクルの部分負荷性能の改善を図っています。
燃焼器
Gシリーズにて実績のある蒸気冷却方式を採用、燃料と空気のより均質な混合を促進させる改良形燃料ノズルを採用、タービン入口温度の上昇にもかかわらず、Gシリーズと同等のNOx排出濃度を実現しました。
JAC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
Gシリーズに比べてタービン入口温度が100℃高くなりましたが、国家プロジェクトとして実施した「1,700℃級ガスタービン技術開発」の成果である高性能冷却技術と先進遮熱コーティング（TBC）を適用、従来機並の翼メタル温度を維持しています。
構造要目
| M701J | M701JAC | ||
|---|---|---|---|
| 圧縮機 | 段数 | 15 | 15 |
| 燃焼器 | 個数 | 22 | 22 |
| 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 | 3,000 rpm | 3,000 rpm | |
| ガスタービン本体 | 長さ×幅×高さ | 16.7×6.5×6.9 m | 16.7×6.5×6.9 m |
| 概略重量 | 550 ton | 550 ton | |
ガスタービン単体性能
| M701J | M701JAC（2015） | M701JAC（2018） | ||
|---|---|---|---|---|
| 周波数 | 50 Hz | 50 Hz | 50 Hz | |
| ISO定格出力 | 478,000 kW | 574,000 kW | 448,000 kW | |
| 熱効率 | 42.3 % LHV | 43.4 % LHV | 44.0 % LHV | |
| 熱消費率（LHV基準） | 8,511 kJ/kWh | 8,295 kJ/kWh | 8,182 kJ/kWh | |
| 排ガス流量 | 896 kg/s | 1,024 kg/s | 765 kg/s | |
| 排ガス温度 | 630 ℃ | 646 ℃ | 663 ℃ | |
| 排気排出物 | NOx | 25 ppm@15%O2 | 25 ppm@15%O2 | 25 ppm@15%O2 |
| CO | 9 ppm@15%O2 | 9 ppm@15%O2 | 9 ppm@15%O2 | |
| ターンダウン負荷 | 50 % | 50 % | 50 % | |
| 負荷変化率 | 58,000 kW/分 | 66,000 kW/分 | 53,000 kW/分 | |
| 起動時間 | 30分 | 30分 | 30分 | |
コンバインドサイクル性能
| M701J | M701JAC（2015） | M701JAC（2018） | ||
|---|---|---|---|---|
| 1 on 1 （一軸形） |
プラント 出力 |
701,000 kW | 840,000 kW | 650,000 kW |
| プラント 熱効率 |
62.3 % LHV | ＞64.0 % LHV | ＞64.0 % LHV | |
| 2 on 1 | プラント 出力 |
- | ||
| プラント 熱効率 |
- | |||
| 起動時間 | - | |||
配置例 - 一軸形
- 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）
- 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
株式会社 JERA・川崎火力発電所1、2号系列
3,420,000kW、M701G2×4 & M701J×2
最近の受注実績
| 形式×台数 | 営業運転開始 | プラント仕様 | |
|---|---|---|---|
| 株式会社 JERA・川崎火力発電所2号系列 | M701J×2 | 2016 | コンバインドサイクル |