The plant efficiency of a nuclear fusion power plant is considered. During nominal operation, the plant efficiency is determined by the thermodynamic efficiency and the recirculated power fraction. However, on average the reactor operates below the nominal power, even when the long shutdown periods for large maintenance are left outside the averaging. Hence, next to the recirculated power fraction the capacity factor must be factored in. An expression for the plant efficiency which incorporates both factors is given. It is shown that the combination of high recirculated power fraction and a low capacity factor, results in poor plant efficiency. This is due to the fact that in a fusion reactor the recirculated power remains high if it runs at reduced output power. It is argued that, at least for a first generation of power plants, this combination is likely to occur. Worked out example calculations are given for the models of the power plant conceptual study. Finally, the impact on the competitiveness of fusion on the energy market is discussed. This analysis stresses the importance of the development of plant designs with low recirculated power fraction.
核融合発電所のプラント効率について考察する。定格運転時において、プラント効率は熱効率と再循環動力割合によって決定される。しかしながら、大規模な保守のための長期間の停止を平均化の対象から除外したとしても、平均的には原子炉は定格出力未満で運転される。したがって、再循環動力割合に加えて、設備利用率を考慮に入れなければならない。両方の要素を組み込んだプラント効率の式を示す。高い再循環動力割合と低い設備利用率の組み合わせが、低いプラント効率をもたらすことが示される。これは、核融合炉においては、出力を低下させて運転した場合でも再循環動力が高いまま維持されるためである。少なくとも第一世代の発電所においては、このような組み合わせが生じる可能性が高いと論じる。核融合発電所の概念設計研究のモデルに対して、具体的な計算例を示す。最後に、エネルギー市場における核融合の競争力への影響について考察する。この分析は、再循環動力割合の低いプラント設計の開発の重要性を強調するものである。