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論文

高温ガス炉ヘリウムガスタービン

高田 昌二; 滝塚 貴和; Yan, X.; 國富 一彦

日本ガスタービン学会誌, 34(2), p.94 - 99, 2006/03

GTHTR300は、原子炉で850$$^{circ}$$Cまで加熱したヘリウムガスでタービンを駆動する直接サイクルガスタービン発電システムである。動力変換系の設計では、可能な限り既存の技術に基づく設計とすることで、要素技術開発項目を少なくした。システムは、中間冷却なし再生式サイクルを採用した。閉サイクルヘリウムガスタービンと圧縮機は高ボス比・多段型となり、端壁境界層厚さが翼高さに対して相対的に厚くなることから、空力性能上不利となるが、これを克服するために翼端壁部の翼入口角を流れに合わせるなどして、設計目標値ポリトロープ効率93%,90%を満足させた。設計の結果、発電効率は45.8%となり、安全性に優れ、発電コストが4円/kWhとなる原子力発電プラントの成立性の見込みが得られた。高効率ヘリウムガス圧縮機の設計手法を構築するために、1/3スケール圧縮機モデルにより、端壁境界層を抑制するための端壁近傍での翼入口角の設定方法を構築するとともに、設計式の係数を修正することにより、目標の90.5%を満足する高効率ヘリウムガス圧縮機の設計を完成させた。

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