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報告書

GTHTR300磁気軸受支持ターボマシンの振動解析,1

黒河内 直浩; 高田 昌二; 稲垣 嘉之

JAEA-Technology 2007-021, 72 Pages, 2007/03

JAEA-Technology-2007-021.pdf:4.62MB

本報では、GTHTR300用ガスタービン発電機を支持する磁気軸受の制御系の設計で使用する回転軸の近似モデル構築に必要な基礎データを取得するため、3次元有限要素解析により、GTHTR300発電機回転軸の振動特性を模擬した1/3スケールモデル磁気軸受開発試験装置による試験データをもとに、回転軸の固有振動数の軸受剛性依存性,軸方向振幅分布,高周波固有振動数を予測する解析モデルの検証を行い、その妥当性を明らかにした。この結果をもとにGTHTR300用ガスタービン発電機回転軸について、固有振動数及び軸方向の振動特性を予測できた。本数値解析結果は、磁気軸受の制御系の設計に必要不可欠である回転軸の近似モデルである「はりモデル」の構築に反映させる計画である。

報告書

高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)用ヘリウムガス圧縮機インレットディストーションによる性能への影響評価(受託研究)

高田 昌二; 滝塚 貴和; Yan, X.; 黒河内 直浩; 國富 一彦

JAEA-Technology 2005-007, 241 Pages, 2006/02

JAEA-Technology-2005-007.pdf:48.98MB

高温ガス炉ガスタービン発電システム用ヘリウムガス圧縮機では、入口主配管を吸込ケーシングの分配流路の流れ方向に直角に接続するため、分配流路に流入した流れが分配流路壁面からはく離して、逆流領域を形成することにより流動抵抗を増加させる。分配流路内における全圧の周方向差の増加に伴い、翼列入口での流速の差が増加し、圧縮機性能を劣化させるインレットディストーションが発生する可能性がある。圧縮機モデル性能試験装置により、インレットディストーションの大きさを変化させた試験を実施し、圧縮機性能への影響を評価した。逆流発生領域前後で周方向流速を均一化させるよう壁面から流れを注入して、はく離と逆流を解消させることにより、設計点でインレットディストーションを約2$$sim$$3%低減でき、定格流量における翼列間断熱効率を約0.5%向上させることができた。サージ点修正流量を10.0kg/sから9.5kg/sまで低減した。吸込ケーシング入口主配管にオリフィスを設置してインレットディストーションを約4%増加させることにより、翼列間断熱効率が約1%低下した。以上の結果から、定格流量における翼列間断熱効率のインレットディストーションに対する相関式を並行圧縮機モデルに基づき導出した。試験から得られた効率のレイノルズ数依存性から予測した断熱効率は90.2%であった。試験結果を用いて検証された設計コードによる実機圧縮機の効率は89.7%とよく一致し、設計値89.0%を満足した。

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