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論文

Forced convection heat transfer of subcooled liquid nitrogen in horizontal tube

達本 衡輝; 白井 康之*; 畑 幸一*; 加藤 崇; 塩津 正博*

AIP Conference Proceedings 985, p.665 - 672, 2008/03

液体水素の熱伝達に関する知見は中性子源用モデレータの設計に重要である。本研究では、ポンプを使用せずに強制流動を発生できる実験装置を開発した。その基礎研究として、サブクールの液体窒素を用いて水平円管発熱体における強制対流熱伝達を圧力,温度,流速を種々に変化させて実験を行った。本実験装置で、最大で7m/s流速が得られた。発熱体はステンレス製で、内径5.4mm,長さ100mmの円管発熱体で、その外側はFRPにより断熱されている。非沸騰域の熱伝達係数,DNB熱流束は、流速とサブクール度とともに大きくなる結果が得られた。非沸騰域において、無次元数Nu/Pr$$^{0.4}$$はReの0.8乗に比例する関係が得られた。Reが低くなると、実験結果はその相関関係からずれ、プール中の自然対流熱伝達から得られる値に漸近する結果が得られた。さらに、DNB熱流束を予測する相関式の導出も行い、実験結果を15%以内で表すことができた。

論文

Thermal stress analysis for a transfer line of hydrogen moderator in J-PARC

達本 衡輝; 勅使河原 誠; 麻生 智一; 大都 起一; 前川 藤夫; 加藤 崇

AIP Conference Proceedings 985, p.1225 - 1232, 2008/03

JSNSでは、1MW級の核破砕中性子源用モデレータとして超臨界圧水素を採用し、高い中性子性能を得るために3つのモデレータ容器を用いられる。モデレータ容器とその輸送配管は高い放射線場にさらされるため、6年ごとに交換しなければならない。交換の際に、水素配管の取り外し作業だけは、人が行うため、交換位置であるベッセル上部での放射線量を十分下げる必要があり、モデレータの輸送配管の配管径をできるだけ小さくし、幾つかの曲がり部を設ける設計を行った。さらに、20Kに冷却した際に発生する熱収縮による低温配管と常温配管の接触を避けるために、スペーサーを導入した。複雑なモデレータ用水素輸送配管の熱収縮による変形、及び、応力集中を解析コードを用いて評価した。許容応力以下に保ち、かつ、配管の接触を避けられる最適なスペーサーの挿入位置を得ることができた。

論文

The JT-60SA cryoplant current design status

Henry, D.*; Michel, F.*; Roussel, P.*; Reynaud, P.*; Journeaux, J. Y.*; Mar$'e$chal, J. L.*; Balaguer, D.*; Roux, C.*; 松川 誠; 吉田 清

AIP Conference Proceedings 985, p.445 - 452, 2008/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.07

幅広いアプローチ活動のフレームの下で建設する、サテライトトカマクJT-60SA用のクライオプラントを、2014年の運転開始に向けてCEA(フランス)が調達する。JT-60SAの概念設計報告書によれば、保守や改造のためのシャットダウンを除いて、年間少なくも6か月の運転が予定されている。JT-60SAの運転シナリオでは、クライオプラント及び冷媒分配システムは、装置の異なる運転状態に対応する必要がある。クライオプラントはおもに4.5KのHe冷凍機と80Kのガス循環ループからなり、それぞれは液体窒素のプリクーラを有している。これらは、超伝導コイルや80Kサーマルシールド、及びダイバータ用のクライオパネルの入熱を同時に除去しなくてはならない。本文では、まずプロセスフロー図と最新のクライオプラントの設計現状について述べる。続いて、通常運転モードとダイバータクライオパネルの再生運転について言及する。

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