純酸素燃焼ガスタービンで燃焼器に蒸気を注入する理由は？

質問

閉サイクル・復水型の純酸素燃焼ガスタービンについて質問です。この種類のものはどれも燃焼器に蒸気を注入する仕組みを取り入れているようですが、なぜでしょうか？蒸気を注入しないほうが効率も良さそうに見えるのですが…。ある資料には希釈のためと書いてありましたが、どうしてそうしなければならないのか分かりません。

回答No.1

chie65536

ガスタービンエンジンは、タービンを回し続ける必要があります。

タービンを「回し続ける」には、燃焼室で燃料を「燃やし続ける必要」があります。

さて、一定量の水素と酸素を「最も効率良く燃焼させる」と、どうなるでしょう？

「どっかん！」と爆発的に燃焼し、すべての水素と酸素が反応して水になり、エネルギーが一気に放出されます。そして、爆発の後は、燃焼が継続しません。

燃焼が継続しない場合、タービンは停止します。つまり「エンストする」のです。

爆発により燃焼を食い止めるのは、油田火災の消火にも利用されています。

タービンを回し続けるには燃焼させ続けなければならず、燃焼させ続けるには爆発的燃焼が起きないようにせねばならず、爆発的燃焼が起きないようにするには希釈する必要があり、希釈する為に蒸気を注入するのです。

タービンエンジンは、燃料の爆発によりピストンを動かすレシプロエンジンとは異なり、燃料に爆発されては困るのです。