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化石エネルギーの高効率化技術

化石エネルギーとしての石炭は長期にわたり安定供給が期待される。近年、それらの高効率利用として、図に示すようなA-USC発電システムを採用している石炭ガス化発電システムの開発や微粉炭火力の蒸気条件の高温高圧化に関する研究が精力的に行われている。本研究部門においては、超高温高圧の微粉炭火力の高温部材の長期信頼性、安全性の確保のために超高温で長期耐久性を有する材料の安定性を研究する。蒸気条件として、700℃級の次世代型超高温高圧タービンの高温部材として使用されるNi基鍛造超合金の高温水蒸気環境中での、(1)材料劣化メカニズムの解明 (2)破壊メカニズムの評価と材料強化機構の検討を行っている。

A-USCプラントのシステム概要図

蒸気条件として、圧力30MPa以上、温度700℃以上を目指しており、同環境中における負荷応力、環境、材料組成の影響評価ならびに劣化発生のメカニズム解明を目指す。それらの知見に基づき従来想定されてきた実機応用の際の問題を再確認し、700℃級蒸気タービンの実機での損傷形態を予測し、合金適用性等についての指針を得る。

断面図