2004 Fiscal Year Annual Research Report
臨界点近傍における気体分子間力特異性に着目した新型ガスタービンサイクルの実証研究
| Project/Area Number |
14208059
|
|---|
| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
|---|
Principal Investigator |
加藤 恭義 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (50323837)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉澤 善男 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (00016627)
加藤 之貴 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (20233827)
|
|---|
| Keywords | 二酸化炭素 / ガスタービン / 臨界点 / 熱交換器 / 伝熱流動試験装置 / 熱電供給 / 高温ガス炉 |
|---|
| Research Abstract |
1.平成15年度に、再生熱交換器試験体の断熱材表面からの放熱量がかなり大きく(〜100W)、伝熱特性はその補正方法によって大きく影響されるという結果を得た。そこで、断熱材外面からヒーターで熱を与えることで、試験体からの放熱量を実質的にゼロにできるように模擬試験装置を改造した。この改造装置を用いて、HEATRIC社(英国)製PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)型再生熱交換器試験体の伝熱流動試験を行った。試験は、CO_2高温ガス炉サイクルの低温高圧側(108℃、6.5〜10.5MPa)と高温低圧側(280℃、2.2〜3.0MPa)を模擬した条件で実施した。試験結果からPCHE型再生熱交換器の総括伝熱係数と圧力損失係数を評価し、レイノルズ数をパラメーターとする実験式を得た。
2.平成15年度において、FLUENTコードを用いて3次元流体解析による流路の最適化研究を行い、HEATRIC社を上回る性能の新型PCHEを開発し、比較試験用として2体のPCHE型再生熱交換器試験体を製作した。HEATRIC社のPCHEはジグザグで連続な流路を持っているが、今回開発したものは不連続なS字型フィンをオフセットに配置する流路構造である。3次元流体解析により、ジグザグな流路では曲がり部下流で渦の形成により大きな圧力損失を生じるが、この流路構造にすることで渦は形成されず、同じ伝熱性能で圧力損失は1/5に低減出来るという画期的な性能改善が予測された。この予測結果を模擬試験により検証した。
|
