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後藤 純孝*; 佐藤 治; 田所 啓弘
JAERI-Research 99-046, 167 Pages, 1999/07
JAERI-Research-99-046.pdf:8.9MB
二酸化炭素の将来的な排出削減ポテンシャルを分析するために、MARKALモデルの枠組みを利用して我が国の長期エネルギーシステムのモデル化を行うとともに、エネルギー技術特性のデータベースを作成した。まず、2050年までに利用可能な主要エネルギー源とエネルギー技術を組み込んだ基準エネルギーシステムを構築した。このシステムは、25種類の一次エネルギー源、33種類の発電・熱供給技術、97種類のエネルギー変換・貯蔵・送配技術、及び170種類の最終消費技術等で構成されている。次に、システムに含まれる個別エネルギー技術の特性に関するデータベースを作成した。特性データはエネルギーキャリアの入出力量、効率、設備利用率、耐用年数、建設費、運転維持費、CO
排出係数、そのほかである。システムには多数のエネルギー技術が含まれるため、本報告書では供給サイドのモデル化に焦点を当てるとともに、最終消費技術を除くエネルギー技術のデータベースを収録した。
佐藤 治; 下田 誠*; 立松 研二; 田所 啓弘
JAERI-Research 99-015, 95 Pages, 1999/03
JAERI-Research-99-015.pdf:7.17MB
我が国の長期エネルギーシステムを対象に二酸化炭素の排出削減ポテンシャルと費用に関する分析を行った。分析には、国際エネルギー機関(IEA)・エネルギー技術システム解析プログラム(ETSAP)の下で共同開発したMARKALモデルを利用した。分析対象期間を1990年から2050年までとし、今後の経済成長を仮定してエネルギーサービス需要を設定した。また、化石燃料の価格と入手可能量、原子力及び自然エネルギーの利用可能量などを仮定した。これらの前提条件の下で、原子力利用の有無、二酸化炭素回収・投棄の有無、天然ガスの利用可能規模をパラメータとした複数のエネルギー需給シナリオを作成し、二酸化炭素の排出量と費用を比較検討した。その結果、原子力利用がない場合には石炭への依存が増大して二酸化炭素の排出抑制が困難である、回収・投棄は排出削減に有効であるが、原子力利用に比べて大きな費用負担を伴う、天然ガスの利用拡大のみでは二酸化炭素を十分抑制できないなどの所見を得た。
田所 啓弘; 梶山 武義; 山口 俊雄*; 境 直人*; 亀山 秀雄*; 吉田 邦夫*
International Journal of Hydrogen Energy, 22(1), p.49 - 56, 1997/00
被引用回数：14 パーセンタイル：67.08(Chemistry, Physical)熱化学法による水素製造UT-3プロセスは、ベンチスケールモデルプラントによる連続運転が達成されている。この連続運転から得られた実験データを用いて、実用プラントの概念を設定し、技術・経済性評価を行った。とくに、UT-3プロセスの熱効率を向上させるために、鉄反応器に膜分離装置を新たに設置して反応転化率を高めた。その結果、プロセス熱効率は向上し、約45%達成可能との見通しを得た。また、経済性の面では、膜分離装置の材料費は安価なため、今後、装置の生産量が増えれば分離膜採用の経済的メリットが得られることから、本プロセスに膜分離装置を適用することはかなり魅力があるとの結論を得た。
田所 啓弘; 佐藤 治; 安川 茂; 林 敏和*
Nucl. Eng. Des., 136, p.211 - 217, 1992/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)小型モジュール型高温ガス炉が経済的競合力を有するための条件及び高温核熱利用のエネルギー・環境面からみた役割について検討し、以下の結論を得た。小型モジュール型高温ガス炉はモジュラー化、安全系の設計簡素化などによりスケール指数0.7程度が可能であれば、習熟のスロープが0.9程度でも大型炉と充分に競合しうることが示された。また、電力市場においては、需要地近接立地を想定すれば、建設費及び運転維持費が大型炉の1.4倍高くなっても、石炭火力やLWR発電と比較して完全な競争力を有することが判った。更に、高温核熱を化石燃料の改質、水素製造、メタノール合成等に利用することにより、石油輸入量を低く抑え、SO,NO
,CO排出消滅にも多大に寄与する可能性があることが示された。
安川 茂; 佐藤 治; 田所 啓弘; 梶山 武義; 新良 貴肇*; 今田 昌秀*; 下山田 佳敬*
日本原子力学会誌, 33(12), p.1131 - 1141, 1991/12
被引用回数：2 パーセンタイル：31.86(Nuclear Science & Technology)日本のエネルギーシステムを対象に、2030年に至る炭酸ガス排出抑制ポテンシャルを省エネルギー、燃料切替、技術代替方策を考慮しながらMARKALモデルにより解析した。これらの方策のなかで、核エネルギーは発電やプログラムヒート利用を通して炭酸ガス排出を大幅に削減できること、すなわち1990年の総排出量の10%から2000年、2010年、2030年にはそれぞれ16%、21%、42%の消滅レベルとなることがわかった。
竹田 武司*; 田所 啓弘; 安川 茂
JAERI-M 90-082, 44 Pages, 1990/05
本報告書は、高温ガス炉の核熱利用による水蒸気改質プロセスの低温稼動の可能性について計算コードHIGHTEXを使用して解析した研究成果をまとめたものである。本研究においては、水蒸気改質反応と水性ガス交換反応による水素製造プロセスの熱物質収支を含めた総合的な検討を行い、その際、水素製造能力は商用規模20000(Nm
/hr)とした。解析の結果、低温水蒸気改質反応において生じる製品収率の低下はプロセスガス入口圧力を下げ、スチーム・カーボン比を高くすることで補えることがわかった。また、蒸気タービンの抽気蒸気を利用して原料ガスを予熱する水素製造プロセスの核熱熱量原単位およびプラント熱効率は高温ケースに対しそれぞれ0.91(Mcal/Nm)、92.4(%)、低温ケースに対し0.92(Mcal/Nm)、92.0(%)との試算結果を得た。
田所 啓弘; 佐藤 治; 安川 茂; 林 敏和*
Proc. for the Seminar on 10th Int. Conf. SMiRT, p.VI.6.1 - VI.6.8, 1989/00
小型モジュール型高温ガス炉が経済的競合力を有するための条件及び高温核熱利用のエネルギー・環境面からみた役割について検討し、以下の結論を得た。小型モジュール型高温ガス炉はモジュラー化、安全系の設計簡素化などによりスケール指数0.7程度が可能であれば、習熟のスロープが0.9程度でも大型炉と充分に競合しうることが示された。また、電力市場においては、需要地近接立地を想定すれば、建設費及び運転維持費が大型炉の1.4倍高くなっても、石炭火力やLWR発電と比較して完全な競争力を有することが判った。更に、高温核熱を化石燃料の改質、水素製造、メタノール合成等に利用することにより、石油輸入量を低く抑え、SO、NO、CO排出削減にも多大に寄与する可能性があることが示された。
安川 茂; 佐藤 治; 田所 啓弘; 永野 隆夫*; 新良 貴肇*; 下山田 佳敬*
JAERI-M 88-263, 61 Pages, 1988/12
環境排出物の消滅を考慮した場合の燃料の需給構成ならびにエネルギー技術の構成を日本の将来のエネルギーシステムを対象にMARKALモデルで解析した。基準エネルギーシステム(RES)は、燃料の転換、エネルギー変換、産業、民生。輸送の全部門を含んでいる。取り上げられた環境排出物はSO、NO、COおよび放射能であり、解析対象の期間は1985年から2025年までである。
安川 茂; 萬金 修一; 佐藤 治; 田所 啓弘; 中野 泰行*; 永野 隆夫*
JAERI-M 87-188, 25 Pages, 1987/11
原子力研究開発に係る戦略分析や技術アセスメントを行うためにエネルギー・経済・環境領域にまたがる総合モデルシステムを開発している。
安川 茂; 萬金 修一; 佐藤 治; 田所 啓弘; 中野 泰行*; 永野 隆夫*; 山口 和夫*; 上野 精一*
JAERI-M 87-187, 54 Pages, 1987/11
日本原子力研究所とマサチューセッツ工科大学との国際協力研究の下に行ってきた「将来のエネルギーシステムに於ける高温ガス炉と核熱利用の役割」に関するシステム分析研究の目的は、特に環境無排出を目ざす我が国の将来のエネルギーシステムに高温核熱を導入した場合のエネルギー需給、経済発展、環境保全に与える効果とそこでの役割を明確にすると共に、高温ガス炉と核熱関連技術の研究開発に於ける諸課題を抽出することである。
安川 茂; 萬金 修一; 田所 啓弘; 佐藤 治; 山口 和夫; 上野 精一
JAERI-M 86-165, 48 Pages, 1986/11
本報告書は環境無排出を目指す将来のエネルギーシステムにおいて高温ガスス炉と高温核熱の役割の研究で成された解析結果を詳述している。報告書の前半では、基準エネルギーシステムのモデル化、エネルギー技術の特性、シナリオ記述指標、及びシステム最適化の為の行動目的が説明されている。後半では、エネルギー利用効率の時間変化、長期間にわたるエネルギーの需要・供給構造、新エネルギー技術によるエネルギー寄与及び経済性競合、種々のエネルギー活動から生じる環境排出量、国民経済へ、及びからの影響、若干の感度解析、の分析結果がVレビューされている。
田所 啓弘
原子力年鑑'86, p.130 - 135, 1986/00
国内外にわたるエネルギー・原子力動向の1985年1月~12月の1年を中心に、新型路開発の一環としての高温ガス炉についてその概略を記述した。原研の多目的炉開発については、実験炉設計研究と研究開発の概要を紹介した。また、高温核熱利用については、熱電併給プラント、熱化学分解法による水素製造について説明し、これらの技術の実用化に向けての開発体制について言及した。海外事情については、西独、ソ連、中国などの開発状況、および国際協力の現状を紹介した。
近藤 康雄; 田所 啓弘; 菱田 誠; 岡本 政治; 田中 利幸; 佐野川 好母
JAERI-M 84-179, 54 Pages, 1984/10
多目的高温ガス炉に用いられる高温配管において、内部断熱層内の仕切板が破損したときに生じる透過流れを解析する計算機プログラムを開発した。本プログラムは、仕切板で区切られた一層の断熱層を一相系二次元モデルで取扱った。断熱層内の流体運動はDarcy則を適用し、断熱層内の流体の温度は局所的に断熱層の温度に等しいと仮定した。運動方程式及びエネルギー方程式の数値解に当たっては加速リープマン法を適用し、解の発散を避けるために中央差分を用いた。断熱層内の対流が定常状態、又は強制対流の大きさが自然対流に比べてかなり大きい擬定常状態においては解は速やかに収束した。入力データ、出力データ及びそのフォーマット及びプログラムの各要素とそれぞれの機能を付録に説明した。
岡本 政治; 田所 啓弘
JAERI-M 82-106, 55 Pages, 1982/08
本コードは、大型構造機器実証試験装置(HENDEL)の高温機器実証試験郡(T4)の動特性解析を目的に作成したものであるが、本報はその第一段階として、伝熱流動解析モデルとして比較的難解な蒸気発生器について、その解析モデル化及び数値解析手法(非線形連立方程式のニュートン法による解法)について報告するものである。
田所 啓弘; 江崎 正弘; 鈴木 勝男; 瀬谷 東光
JAERI-M 82-043, 44 Pages, 1982/05
本報告書は第1次概念設計における冷却系のシステム上の問題について検討した結果をまとめたものである。平常運転時に対しては、中間熱交換器や蒸気発生器の伝熱面積余裕による2次冷却系高温側ヘリウム温度の上昇を調節できる冷却系統改良案をいくつか立案した。そのなかで性能、経済性、安全性の面から総合評価した結果、蒸気発生器に新たにバイパスノズルを取り付ける方式が最も高く評価された。事故時に対しては、主冷却系から補助冷却系への切換えに伴なう関連機器の熱衝撃に関して温度挙動解析を行ない、冷却材温度変化の大きい箇所は単管ミキサ部であることが分かった。また単管ミキサ部の発生応力は構造強度解析の結果から十分に許容できる応力であることが判明した。以上の2項目の調整を経て、平常時及び事故時に求められる冷却機能を満足する冷却系等が可能になった。
安野 武彦; 武藤 康; 江崎 正弘; 鈴木 勝男; 田所 啓弘; 瀬谷 東光
JAERI-M 9277, 133 Pages, 1981/01
本報告書は第1次概念設計に引続いて行った、緊急隔離弁、1次ヘリウム主(および補助)循環機、ならびに単管形式の配管についての概念設計結果をまとめたものである。緊急隔離弁については、形式として内部断熱アングル弁を選定し、構造検討、弁座からのリーク量の推定、弁体、弁座、ディスクの軸対称モデルとしての応力解析を行った。主循環機は、4段圧縮遠心式の水潤滑軸受形式とした。駆動機はかご型誘導電磁機である。補助循環機は、ガス潤滑軸受のサブマージドタイプとした。両者について、性能曲線、羽根車強度、回転軸系特性、ケーシング強度に関する検討を行った。さらに補機系統、駆動用電動機についても検討を行った。単管については、サイジング、熱応力解析の他、保護ダクトを設け圧力管を空冷する方式についても検討を行った。以上の設計検討の結果、これら機器の形式、基本諸元、構造が定まり、フィージビリティが明らかにされた。
田所 啓弘
JAERI-M 9083, 30 Pages, 1980/09
本報告書は、多目的高温ガス炉に用いられる高温配管において、内部断熱層に設けられた仕切板が破損したときに生じる透過流を解析するための計算コードPERFLOW 1の内容と使用方法についてまとめたものである。解析の対象は配管内において仕切板で区切られた1つの内部断熱層とし、その層内を一相系二次元モデルで取扱った。本コードにより、内部断熱層内の温度、流関数、および流速分布などを計算することができる。計算時間(cpu)は、X軸方向の格子数20、Y軸方向の格子数15に対してFACOM230/75システムで約300秒である。
安野 武彦; 武藤 康; 田所 啓弘; 江崎 正弘; 鈴木 勝男
JAERI-M 8881, 73 Pages, 1980/06
単管構造の高温ガス実験炉1次冷却系高温配管について、構造設計およびレイアウト計画を行ない、これに基づきシステム上の問題について検討を加えた。圧力管の外径は660.4mmとし、内部断熱構造としてはライナ側に積層金属断熱層、圧力管側に繊維状断熱層を設ける方式を採用した。本方式の断熱構造は、断熱構造に欠陥の生ずる可能性が少なく、また減圧事故時のライナの座屈強度の点からも、優れた構造であることが判明した。原子炉容器と配管の接続部の構造は、単管方式で、従来どおり下鏡に取り付けるのが良いと考えられる。配管破断事故時の炉心安全性について、2重管との比較の観点から検討を行なったが、差異は認められなかった。
田所 啓弘; 平野 光将; 安川 茂
JAERI-M 8548, 37 Pages, 1979/11
本コードは高温ガス炉で用いられる棒状外面冷却材料および球状燃料の核熱特性を解析するために開発された一次元少数群(最大6群)核熱結合燃焼計算コードであり、核特性としては出力密度分布、高速中性子束分布、熱中性子束分布、燃焼度などを、熱特性としては燃料温度分布および圧力損失などを計算することができる。本コードの特徴は、棒状外面冷却燃料の場合には領域別燃料装荷が取り扱えること、また球状燃料の場合には運転時連続燃料交換が模擬でき、このときに単位体積当りの燃料重量を時間的に変化させて装荷するとこも許されることである。本コードの計算時間(CPU)は軸方向分割数45、径方向分割数8に対して1燃焼ステップ当りFACOM230/75システムで約70秒(2群)~約300秒(6群)である。なおプログラム・ステップ数は約2500である。
