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論文

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モデルの空力性能試験計画

高田 昌二; 滝塚 貴和; 國富 一彦; Yan, X.; 谷平 正典*; 伊高 英彦*; 森 英二*

日本原子力学会和文論文誌, 2(3), p.291 - 300, 2003/09

GTHTR300用ヘリウムガス圧縮機は、3次元空力設計により、高いサージマージン30%を保持しつつ高いポリトロープ効果90%を達成できた。ヘリウムガス圧縮機は、高ボス比のために翼高さに対してチップクリアランスが相対的に大きく、多段型となるので、性能とサージマージンが低下しやすい。本圧縮機は既存の産業用空気圧縮機の空力設計手法及びデータをもとに設計した。本設計手法のヘリウムガス圧縮機への適用の妥当性を評価するために、実機の1/3で4段の圧縮機モデルによる性能試験を計画した。作動流体をヘリウムガス,入口設計圧力を0.88PMaとして十分高いレイノルズ数範囲でデータを取得する。本件は、文部科学省から原研への委託により実施している電源特会「核熱利用システム技術開発」の「高温発電システム」の内容に関するものである。

報告書

高温ガス炉用ヘリウムガスタービンの空力設計に関する検討; ガスタービン設計条件の影響に関する検討

内海 亮二*; 武藤 康; 石山 新太郎

JAERI-Tech 99-016, 155 Pages, 1999/03

JAERI-Tech-99-016.pdf:5.86MB

高温ガス炉ガスタービン発電システムのタービン及び圧縮機につき、Craig,Cox & Wilson及びKoch,Smith & Wilsonのモデルに基づく設計・性能推定プログラムを作成した。それらを用いて、システムの出力(流量)と作動ガス圧力を系統的に変えた3600rpm一軸式ガスタービンの概略設計検討を実施し、これらによる形状や性能の変化を明らかにした。また空力的・強度的に妥当な設計が可能となる出力と圧力の範囲が存在することを明らかにした。ただし本検討は軸受や軸系の技術的成立性について考慮しておらず、今後これらの面から、現存技術で設計が成立するための技術の見極めが必要であると思われる。一軸式では設計が困難な小出力・高圧の設計条件に対する対応策として、発電端出力100MWe、入口圧力6MPaの二軸式ガスタービンの計画を実施し、成立性が高く、かつ高効率の設計を得た。このケースでは、磁気軸受も現在の設計技術にて設計が可能と考えられる。

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