潜熱蓄熱を用いた核熱利用システムの熱負荷変動吸収

Absorption of thermal load change of nuclear heat application systems by the use of latent heat storage technology

椎名 保顕; 西原 哲夫 

Shiina, Yasuaki; Nishihara, Tetsuo

環状流路の内管と外管の間に相変化媒体(PCM)を配すると、PCMの相変化潜熱により内管を流れる伝熱流体温度の変動を低減化することができる。そこで、入口流体温度が周期的に変動する場合の伝熱流体温度変動の低減効果を、近似解析及び数値解析により求めた。その結果、ステップ状温度変化に対する近似解を得るとともに、PCMの熱伝導率を高くすると、低減効果が高くなることがわかった。この結果を用いて、核熱利用システムが、カスケード式に高温ガス炉に接続された場合の上流側システムの熱負荷変動を吸収する装置の実現可能性について検討した。10MWの熱を利用するシステムで、最大100Kの温度変動が発生した場合に、それに対処できる時間を3時間とすると、その間の熱負荷吸収に必要なPCMの量は約15m程であり、IHXと同じ寸法の伝熱管を用いると配管長さが約7mあれば温度変動を5K以内に低減化できることから、十分実現可能であることが示された。

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