2002 Fiscal Year Annual Research Report

ヘリウムによるプラズマMHD発電機の等エントロピー効率の向上

Research Project

Project/Area Number	12305017
Research Institution	TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Principal Investigator	山岬裕之東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50016531)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	村上朝之東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (20323818) 岡村哲至東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (10194391) 奥野喜裕東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (10194507) ビスワスデバシス東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 客員助教授大柿久美子東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教務職員 (00169898)
Keywords	MHD発電 / ヘリウム / 高性能化 / 最高性能樹立
Research Abstract	本研究では、飛躍的に高い発電効率が期待でき、省資源や二酸化炭素の排出を大幅に削減できるMHD発電を研究対象としている。この発電を実用化に近づけるためには、実験室規模の小型の装置で、エンタルピー抽出率(=電気出力/熱入力)として25%、等エントロピー効率(=実際の電気出力/等エントロピー変化での理想的な電気出力)として、60%以上を実証する必要がある。このためには、これまで用いてきたアルゴンと比較して、速度が速く、プラズマの安定性に優れたヘリウムを用いることが有望である。しかしながら、その実験的検証はなく、本研究ではその性能を実験的に調べることを目的とする。平成14年度は、ヘリウムの持つ高い流速という特徴を確認するとともに、運転条件の最適化やスワール導入などの手法を用いて世界最高の等エントロピー効率の達成を目的として研究を行った。その結果、ヘリウムではアルゴンと比較して高電圧型の電圧-電流特性となることを指摘するとともに、アルゴンを上回るエンタルピー抽出率30.3%を得ることができ,同時に世界最高の等エントロピー効率63%の達成に成功した。また,大幅な出力の向上が見られ,1200kWという大出力発電にも成功した。このように,エンタルピー抽出率,出力密度,プラズマの安定化については実用化目標を達成し,また,装置の大きさに強く依存する等エントロピー効率については,実用化目標の80%には及ばないものの,実験室規模の小さな装置で到達可能な目標値を達成でき,これは全MHD研究の中でも金字塔といえるデータとなっている。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] T.Murakami: "Achievement of the Highest Isentropic Efficiency of a Disk MHD generator"Symposium on Advanced Research of Energy Technology 2003. A3.1-A3.8 (2003)
[Publications] H.Imai: "Flow Behavior in a Disk MHD Generator with Helium"14th Int. Conference on MHD Electrical Power Generation. 427-432 (2002)
[Publications] M.Nishihara: "Effect of Niggle Length on Performance of Disk MHD Generator"14th Int. Conference on MHD Electrical Power Generation. 69-74 (2002)
[Publications] T.Murakami: "Performance of Nonequilibrium Supersonic Disk MHD Generator with Helium"14th Int. Conference on MHD Electrical Power Generation. 39-48 (2002)
[Publications] 村上朝之: "非平衡MHD発電プラズマの状態と発電性能に関する解析的検討"電気学会論文誌 B. 122-8. 917-922 (2002)
[Publications] 阿部道子: "エネルギー授受およびローレンツ力が存在する超音速流れの挙動"電気学会論文誌 B. 123-7(未定). (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

ヘリウムによるプラズマMHD発電機の等エントロピー効率の向上

Principal Investigator

山岬 裕之 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50016531)

Research Products

[Publications] T.Murakami: "Achievement of the Highest Isentropic Efficiency of a Disk MHD generator"Symposium on Advanced Research of Energy Technology 2003. A3.1-A3.8 (2003)

[Publications] H.Imai: "Flow Behavior in a Disk MHD Generator with Helium"14th Int. Conference on MHD Electrical Power Generation. 427-432 (2002)

[Publications] M.Nishihara: "Effect of Niggle Length on Performance of Disk MHD Generator"14th Int. Conference on MHD Electrical Power Generation. 69-74 (2002)

[Publications] T.Murakami: "Performance of Nonequilibrium Supersonic Disk MHD Generator with Helium"14th Int. Conference on MHD Electrical Power Generation. 39-48 (2002)

[Publications] 村上朝之: "非平衡MHD発電プラズマの状態と発電性能に関する解析的検討"電気学会論文誌 B. 122-8. 917-922 (2002)

[Publications] 阿部 道子: "エネルギー授受およびローレンツ力が存在する超音速流れの挙動"電気学会論文誌 B. 123-7(未定). (2003)

山岬裕之東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50016531)

[Publications] 阿部道子: "エネルギー授受およびローレンツ力が存在する超音速流れの挙動"電気学会論文誌 B. 123-7(未定). (2003)