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摘要：三菱重工将ORC（Organic Rankine Cycle：有机朗肯循环）发电中所使用的全密封无油结构汽轮发电机应用于冷能发电，并通过全球首个“下一代无油冷能ORC涡轮发电机”成功进行了100kW级冷能ORC发电实证试验。通过将液氮用作冷能发电中的冷能，证明了即使在温度低于普通LNG冷能发电的严酷条件下，也能获得制冷剂循环的稳定性和规定的再生输出，而不会因冻结而堵塞。

关键词：三菱重工、ORC发电、冷能、液氮、LNG

要点

◆ 与LNG冷能发电中所使用的传统涡轮结构相比，实现了高可靠性、节省空间和免维护

◆ 使用液氮代替作为冷能的LNG，实证了在极低温环境下的稳定性

◆ 有助于进一步提高LNG冷能发电系统的稳定性和可靠性，未来可用于氢气冷能发电

日本三菱重工业株式会社（以下简称三菱重工）以及三菱重工集团的三菱重工船用机械与设备株式会社（MHI-MME），将ORC（Organic Rankine Cycle：有机朗肯循环）发电中所使用的全密封无油结构汽轮发电机应用于冷能发电（注1），并通过全球首个“下一代无油冷能ORC涡轮发电机”成功进行了100kW级冷能ORC发电实证试验。通过将液氮用作冷能发电中的冷能，证明了即使在温度低于普通LNG冷能发电的严酷条件下，也能获得制冷剂循环的稳定性和规定的再生输出，而不会因冻结而堵塞。

该发电机利用三菱重工集团的涡轮技术和超低温技术自主研发，采用了防止制冷剂泄漏到系统外的气密密封结构和无油磁力轴承。基于ORC发电的应用结果，对冷能发电进行了改进，与传统LNG冷能发电所采用的涡轮结构（一种带轴贯通部分的汽轮机类型，轴承为强制润滑套筒轴承）相比，具有可靠性高、节省空间、免维护等优点。

2023年1月实施的实证实验中的冷能发电基于利用冷能的中间介质朗肯循环法，除了使用液氮（沸点：约-196℃)代替常用的LNG(沸点：约-160℃)之外，还模拟了实际的LNG汽化设备,例如用于船舶的FGSS(Fuel Gas Supply System：燃料气体供应系统)以及海上和陆上LNG汽化设备。通过这些试验，了解了LNG和液氮等超低温介质的相变（注2），掌握了制冷剂循环特性以及确认了可控性等，有望进一步提高LNG冷能发电系统的稳定性和可靠性外，还有望应用于氢气（沸点：约-253℃，被视为有前景的脱碳燃料）的冷能发电。

三菱重工集团正在战略性地致力于加强能源转型业务。通过开发这种下一代涡轮发电机，三菱重工和MHI-MME将未被利用的冷能和废热有效地利用起来，从而为创造新的发电业务做出贡献，同时作为脱碳领域的领先企业，三菱重工也将继续开发有助于减少温室气体排放和保护环境的解决方案。

（注1）将低于常温的温度所产生的温差能量作为旋转力取出，用于旋转发电机的机制。通过利用海水等加热的中间热介质，对冷却至-160℃以下的LNG加热气化所产生的膨胀力使涡轮机等旋转以发电。作为一种可以减少CO₂排放的清洁发电方式，随着LNG需求的增加，其再次受到关注。

（注2）指物质的三种状态（三相）之间的变化，如从液态变为气态。

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通过“下一代无油冷能ORC涡轮发电机”，成功实现氮冷能发电