| 研究課題/領域番号 |
19H02368
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
山本 譲司 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所 海洋開発系, 研究員 (00586703)
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| 研究分担者 |
中島 康晴 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (30344237)
山本 マルシオ 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10608631)
高野 慧 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (90636820)
大坪 和久 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50435773)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
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| キーワード | メタンハイドレート / 管内閉塞 / 低温物質 / 資源開発 / ループ試験 / 高圧試験 / 模型試験 / 表層型 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
表層型メタンハイドレートの回収時において、メタンハイドレートと海水を同時に移送、揚上する場合に、メタンハイドレートが再ガス化して発生したメタンガスの体積膨張に伴う温度の低下が生じ、ガス化したメタンの再ハイドレート化や断熱膨張による海水の凍結現象（断熱冷却）が発生する可能性がある。また、海底移送時には、管内温度が低下した場合、海水の凍結を引き起こす可能性もある。これらの影響により移送管の閉塞が生じることが懸念される。本研究では、移送管内外の速度、温度、圧力、及び伝熱特性の変化によるハイドレート化、海水の凍結といった管内流体の相変化状況について試験により明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、メタンハイドレート等の低温物質を移送する際、移送管内における氷結条件を明らかにするため、常圧環境下及び高圧環境下で模型試験を実施した。
常圧下試験により、管外温度を-4℃まで下げた場合、循環する人工海水はパイプの壁より氷層を形成し閉塞を起こした。熱伝導率の違う管材比較により内部流体への温度伝達に差異が生じるには長時間を要することを確認した。高圧下試験では、ハイドレート生成の安定領域である温度・圧力条件でも、ハイドレートの生成が生じない場合や形成過程が多岐に亘ることが明らかとなった。また人工海水に溶存するガス濃度により、急激にハイドレート化が発生し、管内閉塞が生じる可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
日本周辺海域において存在が確認されているメタンハイドレートは、我が国のエネルギー安定供給に資する有望なエネルギー資源として期待されている。メタンハイドレート等の海底資源を商業規模で生産を行う場合、安定した移送方法を検討する必要があり、移送管内における流体の相変化に伴う凍結等の流動阻害に関する条件を明確にすることが重要である。
本研究では、実験により海水の凍結条件や再ハイドレート化の形成過程が明らかとなり、安定した移送に必要となる環境条件及び懸念要素が明確となった。
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