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C 圧縮機とTタービンアセンブリ
w高温熱交換器
ʍ低温熱交換器
~機械的負荷、例発電機
閉サイクルガスタービンは、密閉された熱力学システムの一部として、作動流体としてガス（空気、窒素、ヘリウム、アルゴンなど）を使用するタービンです。[1] [2]熱は外部から供給されます。[3]このような再循環タービンはブレイトンサイクルに従います。[4] [5]
背景
密閉サイクルガスタービン（CCGT）の最初の特許は1935年に発行され、1939年に初めて商業的に使用されました。 [3] 1978年までに7台のCCGTユニットがスイスとドイツで製造されました。 [2]歴史的に、CCGTは「瀝青炭、褐炭、高炉ガスなどの燃料」を使用した外燃機関として最も多く使用されていましたが、特に高効率の複合サイクルシステムでは、よりクリーンな燃焼燃料（「ガスまたは軽油」など）を使用するオープンサイクルガスタービンに取って代わられました。 [3]空気ベースのCCGTシステムは、非常に高い可用性と信頼性を実証しています。[6]これまでで最も注目すべきヘリウムベースのシステムは、ドイツで1975年から1987年まで稼働していた50メガワットのコジェネレーションプラントであるオーバーハウゼン2でした。 [7]この技術が最初に開発されたヨーロッパと比較すると、CCGTは米国ではあまり知られていません。[8]
原子力
ヘリウムベースの閉サイクルガスタービンを動かすガス冷却炉は、 1945年に提案されました。 [8] 1960年代初頭の実験的なML-1原子炉は、0.9 MPaで動作する窒素ベースのCCGTを使用していました。[9]キャンセルされたペブルベッドモジュラー原子炉は、ヘリウムCCGTと結合されることが意図されていました。[10]将来の原子炉（第4世代原子炉）は、発電にCCGTを使用する可能性があります。[3]たとえば、Flibe Energyは、CCGTと結合した液体フッ化トリウム原子炉を製造する予定です。 [11]
発達
閉サイクルガスタービンは、将来の高温太陽光発電[3]や核融合発電[2]での使用が期待されている[疑わしい–議論の余地あり]。
これらは長期宇宙探査に使用する技術としても提案されている。[12]
超臨界二酸化炭素密閉サイクルガスタービンが開発中である。「超臨界CO 2サイクルの主な利点は、大幅に低い温度（550℃対850℃）でヘリウムブレイトンサイクルと同等の効率性を実現することである」が、圧力が高い（20MPa対8MPa）という欠点がある。[13] サンディア国立研究所は、 2019年までに10MWeの超臨界CO 2実証CCGTを開発することを目標としていた。 [14] [リンク切れ ]
参照
参考文献
- ^ 原子力密閉サイクルガスタービンにおける窒素または空気とヘリウムの比較 | Atomic Insights
- ^ abc 「高性能発電プラント向けブレイトンサイクルの評価」(PDF) 。 2010年6月29日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2012年6月10日閲覧。
- ^ abcde Frutschi, Hans Ulrich (2005). クローズドサイクルガスタービン. ASME Press. ISBN 0-7918-0226-4. 2011年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年12月7日閲覧。 注:前書き (序文と紹介を含む、PDF リンク) はオープン アクセスです。
- ^ 熱力学と推進力：ブレイトンサイクル
- ^ 高温ガス冷却炉用ヘリウムガスタービン技術のレビュー 2012年4月26日アーカイブ、Wayback Machine
- ^ Keller, C. (1978). 「クローズドサイクルガスタービンに関する40年間の経験」Annals of Nuclear Energy . 5 (8–10): 405–422. doi :10.1016/0306-4549(78)90021-X.
- ^ 「原子力発電：小型モジュール炉」。Power Engineering 2012年6月7日。 2012年6月7日閲覧。[永久リンク切れ ]
- ^ ab McDonald, CF (2012). 「ガスタービン発電所および試験施設におけるヘリウムターボ機械の運転経験」.応用熱工学. 44 : 108–181. doi :10.1016/j.applthermaleng.2012.02.041.
- ^ 「ML-1 モバイル パワー システム: 箱に入った原子炉 | Atomic Insights」。2012 年 7 月 22 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012 年6 月 6 日閲覧。
- ^ IAEA技術委員会会議「モジュラーHTGR用ガスタービン電力変換システム」[ permanent dead link ]、2000年11月14～16日にカリフォルニア州パロアルトで開催。国際原子力機関、ウィーン（オーストリア）。ガス冷却炉に関する技術作業部会。IAEA-TECDOC--1238、pp:102-113 [ permanent dead link ]
- ^ Flibe Energyの紹介: YouTubeビデオ(約20分)とPDF 2012年4月5日にWayback Machineでアーカイブされたスライド
- ^ 非エンジニア向けガスタービン入門（5ページ参照）
- ^ V. Dostal、MJ Driscoll、P. Hejzlar、「アーカイブコピー」（PDF） 。 2010年12月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2011年12月7日閲覧。
{{cite web}}: CS1 maint: アーカイブされたコピーをタイトルとして (リンク) MIT-ANP シリーズ、MIT-ANP-TR-100 (2004) - ^ サンディア国立研究所: 超臨界 CO2-ブレイトンサイクル
- http://www.appliedthermalfluids.com/home/brands-manufacturers/exxonmobil-aviation-jet-oils/mobil-jet-oils/ [永久リンク切れ ]
外部リンク
- 米国特許 5309492「閉サイクルガスタービンシステムの制御」
- 従来燃料および核燃料用の産業用密閉サイクルガスタービン（1967）
- YouTubeの Brayton Lab (サンディア国立研究所、2014 年)
- 「航空ジェットオイル」[永久リンク切れ ]