개요일본의 상용발전은 1880년대경, 왕복증기기관 구동발전설비에서 시작하여 조명용 전력공급을 주로 담당해 왔다. 그 후 동력원으로 전기이용이 이루어져 수요가 급격하게 증가하자 소수력 전원개발이 진행되었지만, 여전히 주 전원(電源) 공급책으로는 화력 건설이 대규모로 진행되었다. 한편 장거리·고압 송전기술의 진보로 대규모 수력발전도 가능해져 산업기반으로써 전력의 지위를 확립하였다. 당시 화력·수력발전설비의 대부분은 수입, 해외 제조업체와 기술 제휴하여 기술을 습득할 수밖에 없었다. 수입기기와 도입기술에 의해 수력은 눈부신 발전을 이뤄냈지만, 화력은 처음부터 수입에 의존하였다. 1908년에 와서야 겨우 일본 최대 터빈발전기 1호 625kVA기가 제작되어 일본의 최초 증기터빈으로 구동되었다.한편, 발전기는 주요 재료의 입수난으로 인해 고속·대용량화가 진전되는데에 어려움이 있었지만, 수입기에 대한 과도한 의존으로 발생한 채무초과와 국제정세 악화에 의한 수입중지 등이 원인이 되어 일본에서도 발전기를 국산화하려는 노력이 가속, 결국 전전(戰前)에 대량 생산에 있어서 세계 톱클래스를 차지하게 되었다. 하지만 제2차 세계대전 전부터 기술적 고립으로기술기반 취약, 재료 입수난, 과혹한 운전 등과 같은 문제가 산적하자, 넘쳐나는 수요에 축적기술로 대응했지만, 기술의 ‘공백시대’는 전후까지 계속되었다.1946년경부터는 전후부흥에 의해 수급은 넘쳐나는데 반해 석탄은 상대적으로 부족하여 화력발전은 저조해지게 되었고, 결국 수력전원개발에 눈을 돌리게 되었다. 처음 건설된 수력 전원개발을 주(主)로 하여 전력회사가 대규모 개발로 대처했는데, 1955년경부터는 본격화 된 전후부흥과 고도경제성장에 따른 수요증가로 인해 수력자원이 고갈되었으며, 이를 대신하여 신설화력발전이 대두되었다.특히, 1960년대 후반에는 중동 대유전 개발로 인해 석유의 경제성이 높아지고 대용량 중유 전소화력이 급증하게 되었다. 1965년대의 전원개발은 기초 부하를 담당하는 대용량·고효율 화력발전, 피크 부하전원으로써 뛰어난 조정능력을 가진 대용량 양수발전, 그리고 미래의 전원구성의 주체로 주목받고 있는 원자력발전의 건설이 주를 이루었다.1965년대 후반 대규모 화력발전으로 인해 사회적 문제로 이슈화된 공해문제와 석유위기 때문에 총 전력량의 약 70%를 담당하는 화력발전의 건설·운용이 재인식되어 ‘에너지 절약’, ‘탈석유’로 전환하는 흐름이 이어졌다. 이러한 상황 아래 1955년경부터는 미래 에너지로서 원자력발전이 개발 착수하게 되었다. 동력로 기술은 전무하였으므로 수입설비에서 시작하여 1963년 10월 26일에 최초 원자력발전에 성공, 현재는 총 발전력량의 약 30%를 담당할 정도로 발전했다.여기에서는 고도로 발전한 화력·원자력용 터빈발전기설비 중 대용량화에 대한 기술개발의 경위를 설명하고, 또 에너지원, 환경, 글로벌화에 관계된 과제는 향후 전망에서 짚어보도록 한다.터빈발전기 기술개발의 변천과 현황 화력·원자력용 발전기 기술개발의 변천은 사회 정세와 플랜트 전체의 동향에 깊게 관계되어 왔다.·에너지 사정(자원확인 가채 매장량, 국가 정책)·전력수급사정·최적 플랜트 용량(경제성, 전력계통운용)·주요 플랜트 구성기기의 기술(특히 원자로)·주요 재료기술과 그 제조능력발전기는 발전시스템의 최후 에너지 변환장치로, 플랜트 신뢰성에 깊게 관련되어 있기 때문에 고신뢰성이 요구되고, 게다가 1축(軸)에서 플랜트 출력 해당 에너지 변환을 하기 때문에 대용량화에 제약이 많다. 특히 화력발전은 2극기, 3000, 3600min-1에서 회전하여, 축재(軸材)가 대용량화에 있어 큰 걸림돌이었다.원자력발전은 1955년 후반에 수입설비로 시작했다. 원자로 특유의 증기조건에서 저속터빈이 채용되어 발전기는 4극이 되었기 때문에, 로터(rotor)의 제약은 대폭으로 경감되고, 화력기 기술은 충분히 대응 가능하였다. 이번 장에서는 터빈발전기 대용량화에 있어 전후(前後)부터의 기술개발 변천을 개략 설명한다. 1. 발전기 기술의 변천-화력전후 부흥시대부터 급속하게 증가한 수요량에 대용량화 등으로 대응해 온 화력용 발전기 기술의 변천을 설명한다.(1) 기술공백시대 기술 격차의 확대① 전전기술의 축적 : 고립하에서의 기술 1937년 중일전쟁 후 기술제휴 상대 회사의 관계자는 퇴각하고 미국과 유럽의 기술동향 등 정보 입수가 어려워졌다. 한편, 2극-30MW, 50MW기 등 세계적 기록 용량기를 완성시켜 전쟁의 수요에 대응했다. 실적은 세계 톱 레벨이었지만, 향후 기술을 개발할 기초 기술력과 시간·자금적 여유는 없어 종전 후까지 진전이 없었다. 1951년에 기록적 공냉기의 축상 2극-43.75MVA기를 축적기술로 완성하였다.② 전후·전중 해외기술과의 격차확대 ‘기술의 공백’ 시대에 미국과 유럽에서는 발전설비의 제조가 순조롭게 계속되었다. 특히 미국에서는 전전부터 오늘날 발전기술의 기초가 된 연구를 진행하여 100MW급 대용량·고성능 화력발전으로 전시의 수요증가에 대응했다. 1950년 해외 전력조사단이 신규 기술과 대규모 제조설비를 견문하고 돌아와 기술격차를 확인하였다.(2) 기술도입 : 제 2차 기술제휴해외 제조업체와의 기술제휴로 도입된 ‘신예 화력’은 고온·고압화, 운전자동화, 열효율 향상, 신뢰성 향상 등을 실현시켜 경제성을 크게 향상시켰다.1955년경부터 수요증가에 당초에는 수력, 후반에는 화력으로 대응함에 따라 신예 대용량 화력이 잇따라 수입되었고, 1962년 ‘화주수종(火主水從)’의 구성이 되었다. 그 후 일본은 국산기술의 교육과 보수(保守)기술의 습득을 위해 1호기는 수입, 2호기 이후는 동형기(同型機)를 국산화하는 케이스를 차례로 늘려 왔다. 기술도입에서 자주기술로의 전환 경위는 전전과 비교하면 상당히 빨랐다. <그림 1>은 개별 계약의 일반적인 기술도입과정을 나타낸 것이다.(3) 수입기술에 의한 제품 국산화