液体水素の浸漬冷却・強制冷却特性に関する基礎研究

• 研究課題/領域番号: 20760141
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 達本 衡輝 独立行政法人日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究員 (70391331)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2008年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 液体水素 / 熱伝達 / 超伝導機器冷却 / 核破砕中性子源

研究概要

液体水素の強制対流熱伝達に関する基礎特性データを取得するために新規に実験装置を開発し、採用した原理により、安定な液体水素の強制対流の発生と流量計測に成功した。供試体にはステンレス製の円管流路を用い、0.4MPaから臨界圧まで広範囲の圧力条件下における液体水素の強制対流熱伝達データを取得した。核沸騰領域における熱輸送限界値に関する圧力、液温、流速、および、流路形状の依存性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a thermal-hydraulics experimental system for high Tcsuperconductors cooled by liquid hydrogen (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Tatsumoto, Y.Shirai, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani, T.Kato, M.Futakawa, K.Kinoshita
  • 雑誌名: Journal of Physics ; Conference Series 234 ページ: 32056-32056
• [雑誌論文] Boiling heat transfer from a horizontal flat plate in a pool of liquid hydrogen (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shirai, H.Tatsumoto, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani
  • 雑誌名: Cryogenics 50 ページ: 410-416
• [雑誌論文] Forced flow boiling heat transfer of liquid hydrogen for superconductor cooling (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Shirai, H.Tatsumoto, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi Y.Naruo, Y.Inatani, K.Kinoshita
  • 雑誌名: Cryogenics in Press
• [雑誌論文] Development of a thermal-hydraulic experimental system for high Tc superconductors cooled by liquid hydrogen (2010)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝
  • 雑誌名: Journal of Physics ; Conference Series 巻: 234 ページ: 32056-32056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Forced convection heat transfer of subcooled liquid hydrogen in a small tube
  • 著者名/発表者名: H.Tatsumoto, Y.Shirai, M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi, Y.Naruo, Y.Inatani, T.Kato, M.Futakawa, K.Kinoshita
  • 雑誌名: Proceedings of ICEC23-ICMC2010 採用決定
• [雑誌論文] Axial Temperature Distribution in A Heated Pipe Cooled by Forced Flow of Liquid Hydrogen
  • 著者名/発表者名: Y.Shirai, H.Tatsumoto, H.Kobayashi, K.Yoshikawa., M.Shiotsu, K.Hata, H.Kobayashi., Y.Naruo, Y.Inatani, K.Kinoshita.
  • 雑誌名: Proceedings of ICEC23-ICMC2010 採用決定
• [学会発表] 垂直円管内超臨界水素の強制対流熱伝達 (2010)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝
  • 学会等名: 2010秋季低温工学超伝導学会
  • 発表場所: 鹿児島(日本)
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] Forced convection heat transfer of subcooled liquid hydrogen in a small tube (2010)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝
  • 学会等名: 第23回国際低温技術学会・国際低温材料会議
  • 発表場所: プロツワフ(ポーランド)
  • 年月日: 2010-07-20
• [学会発表] Forced flow boiling heat transfer of liquid hydrogen for superconductor cooling (2009)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝
  • 学会等名: 応用超伝導・低温工学アジア会議(ACASC2009)
  • 発表場所: 松江(日本)
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] 高温超電導材冷却を目的とした液体水素熱流動特性試験装置-設計・試験方法- (2009)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝
  • 学会等名: 2009秋季低温工学超伝導学会
  • 発表場所: 岡山(日本)
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] J-PARC低温水素システムについて (2009)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝
  • 学会等名: 2009年第1回水素エネルギー応用技術研究会
  • 発表場所: 神戸(日本)
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] Development of a thermal-hydraulic experimental system for high Tc superconductors cooled by liquid hydrogen (2009)
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝
  • 学会等名: 第9回応用超伝導ヨーロッパ会議(EUCAS2009)
  • 発表場所: ドレスデン(ドイツ)
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 高温超電導材冷却を目的とした液体水素熱流動特性試験装置-概要-
  • 著者名/発表者名: 白井康之, 達本衡輝, 畑幸一, 塩津正博, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文
  • 学会等名: 2009年秋季低温工学・超電導学会
• [学会発表] 高温超電導材冷却を目的とした液体水素熱流動特性試験装置-設計・試験方法-
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝, 白井康之, 畑幸一, 塩津正博, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文
  • 学会等名: 2009年秋季低温工学・超電導学会
• [学会発表] 液体水素のプール冷却における熱伝達
  • 著者名/発表者名: 吉川浩太郎, 小林啓人, 白井康之, 塩津正博, 達本衡輝, 畑幸一, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文
  • 学会等名: 2009年秋季低温工学・超電導学会
• [学会発表] 液体水素の強制対流沸騰熱伝達
  • 著者名/発表者名: 塩津正博, 吉川浩太郎, 小林啓人, 白井康之, 畑幸一, 達本衡輝, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文, 木下勝弘
• [学会発表] 液体水素のプール冷却における熱伝達-サブクールの影響-
  • 著者名/発表者名: 塩津正博, 小林啓人, 吉川浩太郎, 白井康之, 畑幸一, 達本衡輝, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文
  • 学会等名: 2010年春季低温工学・超電導学会
• [学会発表] 液体水素強制対流定常熱伝達特性実験-第2報-
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝, 小林啓人, 吉川浩太郎, 白井康之, 塩津正博, 畑幸一, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文, 木下勝弘
  • 学会等名: 2010年春季低温工学・超電導学会
• [学会発表] 垂直円管内超臨界水素の強制対流熱伝達
  • 著者名/発表者名: 達本衡輝, 塩津正博, 小林啓人, 吉川浩太郎, 白井康之, 畑幸一, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文
  • 学会等名: 2010年秋季低温工学・超電導学会
• [学会発表] 液体水素のプール冷却における過渡熱伝達特性
  • 著者名/発表者名: 塩津正博, 小林啓人, 竹上秦樹, 白井康之, 畑幸一, 達本衡輝, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文
  • 学会等名: 2010年秋季低温工学・超電導学会
• [学会発表] 強制対流液体水素の飽和沸騰DNB熱流束表示式
  • 著者名/発表者名: 竹上秦樹, 小林啓人, 吉川浩太郎, 白井康之, 塩津正博, 畑幸一, 達本衡輝, 小林弘明, 成尾芳博, 稲谷芳文
  • 学会等名: 2010年秋季低温工学・超電導学会