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論文

Mass transfer of mixed gas flow crossing a high temperature graphite cylinder with chemical reactions and in-pore diffusion

小川 益郎

Int.J.Heat Mass Transfer, 30(5), p.1017 - 1026, 1987/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:44.59

高温ガス冷却炉での空気侵入事象の研究に関連して、高温の黒鉛多孔質円柱に直交して流れる混合ガス流が化学反応と多孔質内拡散を伴う場合の物質伝達に関して実験的研究を行なった。レイノルズ数を533~2490の範囲で、円柱温度を848~1120$$^{circ}$$Cの範囲で変え、約5%の酸素を含んだ窒素ガス流中に黒鉛円柱を置いた。物質伝達に及ぼす化学反応と多孔質内拡散の影響を調べるために、平均及び局所物質伝達率と腐食速度を求めた。これらの結果、本実験条件下では、化学反応は物質伝達にほとんど影響を与えることはなく、また、物質伝達に及ぼす多孔質内拡散の効果は、既存の腐食速度の関係式と物質伝達の関係式とから評価できる。

論文

高温の黒鉛円柱に直交して流れる混合ガス流が化学反応と多孔質内拡散を伴う場合の物質伝達

小川 益郎

日本機械学会論文集,B, 53(488), p.1351 - 1359, 1987/00

高温ガス冷却炉での空気侵入事象の研究に関連して、高温の多孔質円柱に直交して流れる混合ガス流が化学反応と多孔質内拡散を伴う場合の物質伝達に関して実験的研究を行った。レイノルズ数を533~2490の範囲で、円柱温度を848~1120$$^{circ}$$Cの範囲で変え、5%の酸素を含んだ窒素ガス流中に黒鉛円柱を置いた。物質伝達に及ぼす化学反応と多孔質内拡散の影響を調べるために、平均及び局所物質伝達率と腐食速度を求めた。これらの結果、高温ガス冷却炉の空気侵入時に予想される条件下では、化学反応は物質伝達にほとんど影響せず、また、物質伝達に及ぼす多孔質内拡散の効果は、既存の腐食速度の関係式と物質伝達の関係式から評価できることが明らかになった。

論文

Dimensional change of carbon material under compressive stress at high temperatures

松尾 秀人; 斎藤 保; 佐々木 泰一

High Temperatures-High Pressures, 15, p.707 - 714, 1983/00

炭素質材料は高温ガス冷却炉(VHTR)の炉床部断熱材料の候補材料の1つであり、その圧縮応力下の寸法安定性は研究しなければならない重要な性質のうちの1つである。炭素質材料の圧縮応力下での寸法の経時変化を900$$^{circ}$$C、1000$$^{circ}$$C、1100$$^{circ}$$Cおよび1200$$^{circ}$$Cで0.3MPaの圧縮応力下で約600h、さらに1100$$^{circ}$$Cおよび1200$$^{circ}$$Cで予め熱処理した試料について1000$$^{circ}$$Cで圧縮応力下で測定した。これらの寸法の経時変化に対して圧縮応力付加効果が認められ、これらの結果を高密度、Lc(002)、d$$_{0}$$$$_{0}$$$$_{2}$$および電気比抵抗の変化との関連を考察した。

報告書

The Reaction of Unirradiated and Irradiated Nuclear Graphites with Water Vapor in Helium

今井 久; 野村 真三; 黒沢 武; 藤井 貴美夫; 佐々木 泰一

JAERI-M 9153, 31 Pages, 1980/10

JAERI-M-9153.pdf:1.57MB

高温ガス冷却型原子炉用黒鉛材料の腐食反応挙動に関する基礎データの修得を目的として、ヘリウム中水蒸気による高温腐食反応試験を実施した。10種類以上の照射前黒鉛材料の腐食反応試験を実施するとともに、その中から数種類を選び、JMTRで中性子照射を行い、反応速度の温度依存性、反応次数に及ぼす照射の影響を調べた。1000$$^{circ}$$Cで中性子照射を受けた黒鉛材料の1000$$^{circ}$$Cの反応速度は照射量とともに直線的に増加したが、3.2$$times$$10$$^{2}$$$$^{1}$$n/cm$$^{2}$$の照射量でも2倍以下の増加率であった。反応の活性化エネルギーは中性子照射によってほとんど大部分の黒鉛材料で減少したが、一部の黒鉛材料では増加した。実験はまだバリウムを添加した黒鉛材料についても実施した。バリウムはきわめて強い触媒作用を示すが、中性子損傷効果との間に重複効果は示さなかった。

論文

水素ガス2次冷却系の建設と試験,1; 水素ガス2次冷却系の概要

菱田 誠; 根小屋 真一; 江森 恒一; 小川 益郎; 大内 光男; 岡本 芳三; 佐野川 好母; 中野 忠典*; 萩原 威一郎*; 時枝 潔*; et al.

日本原子力学会誌, 22(3), p.181 - 188, 1980/00

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

水素ガス二次冷却系は、既設ヘリウムガスループの二次系として設置された最高温度900$$^{circ}$$C,最高圧力42kg/cm$$^{2}$$・Gの水素ガスを循環させる試験装置であり、製鉄に用いる還元ガスとヘリウムガスとの熱交換系を水素ガスとヘリウムガスとの熱交換系で模擬した装置である。本装置は昭和52年1月末に完成し、今日まで約1000時間の高温運転に成功した。また、ヘリウム/水素・熱交換器の水素透過試験をはじめとする各種の試験を行い、多くの貴重なデータを得た。とくに、水素透過の試験では、熱交換器の伝熱管にカロライズ処理を施すことによって、水素透過量が1/30~1/50に減少すること、積算約1000時間の高温運転、温度変化に対しても安定であることを実証した。本報では、水素ガス二次冷却系の概要について報告する。

報告書

高温ガス冷却炉における気体軸受循環機の応用状況

根本 政昭*; 岡本 芳三

JAERI-M 7214, 54 Pages, 1977/08

JAERI-M-7214.pdf:1.9MB

多目的高温ガス実験炉(VHTR,50MWt)の開発にあたり高精度の試験や環境への安全性等の要求事項を満す有力な方法の1つにガス軸受循環機の適用がある。そこで今迄に高温ガス冷却炉用のブロアとして実用ないしは計画されたガス軸受循環機につき調査を行ない次のような事実を明らかにした。(1)すでにテストループや原子炉補機には多数の小型ガス軸受循環機が用いられている。(2)現在では熱出力20MWt程度の実験炉用サーキュレータへジャッキアッブガス機構付きガス軸受の応用開発がなされている。(3)実証炉級の2000~3000HPの出力を必要とする大型ガス軸受循環機は基礎研究の段階にある。

報告書

核エネルギーを利用した水からの水素製造法

上田 隆三; 田川 博章; 佐藤 章一; 安野 武彦; 大野 新一; 前田 充

JAERI-M 5642, 69 Pages, 1974/03

JAERI-M-5642.pdf:2.49MB

クリーン・エネルギー源としての水素について、特に核エネルギーを利用した水からの水素の製造法について、最近の研究を中心に総説に纏めた。内容はつぎの通りである:1まえがき-水素エネルギーの意義と必要性、水素利用研究会の活動について述べた。2水の分解に関する熱力学-一段反応、多段反応による水の熱分解法と熱化学的方法として知られたプロセスの熱力学的可能性の検討。3熱化学的方法-MARK、GE、ANL、EOSの各プロセスの概要と特に重要と思われるいくつかのプロセスについて詳述。4熱化学的方法の熱源と効率-熱源としての高温ガス冷却炉とMARK1との結び付き、熱収支、効率の検討。5放射線化学的方法-放射線分解の特徴と水、炭酸ガスの分解、放射線源について述べた。6光化学的方法-光化学反応の概要と水の光分解について述べた。

論文

高温ガス冷却炉用の被覆粒子燃料の近況

武谷 清昭

日本金属学会会報, 12(3), p.181 - 187, 1973/03

高温ガス炉用被覆粒子燃料の解説と共に最近の進歩についても述べてある。内容としては、1.まえがきの次に2.燃料の製造法について述べているが、ここでは被覆粒子燃料の諸性質と粒子、コンパクト、集合体の製造法を説明した。3.高温ガス炉の燃料として、現在稼働中と設計中の燃料体についての説明を加えてある。4.照射挙動ではFPガス放出、カーネル移動を中心にこの種燃料をLWRのそれと比較に於て、特徴を述べてある。

論文

OGL-1ヘリウムガス精製系試験計画

福原 昌志*; 井崎 隆*; 戸根 弘人; 近藤 欣也*

FAPIG, (69), p.2 - 7, 1973/00

多目的高温ガス冷却炉の開発の一環としてOGL-1が日本原子力研究所材料試験炉(JMTR)に設置され高温、高圧、高中性子束下での燃料および材料の照射、構造材料の強度試験、核分裂放射性物質の挙動など、炉外高温ヘリウムガス・ループなどでは得られない核熱特性を含む種々の試験を行なうことになっている。本試験は高温ガス炉に要求されるガス純度と同等以上のものを得るためのヘリウムガス精製に関する設計データを求めるために行なうもので、OGL-1の設計、製作に反映される。現在、すでに予備試験を含む実験を開始し貴重な経験を得ているが、本稿では試験の必要性、試験計画の概要、装置の紹介をする。

論文

高温ガス冷却炉の伝熱流動の問題点

岡本 芳三; 秋野 詔夫

日本原子力学会誌, 13(8), p.456 - 461, 1972/00

原子炉の多目的利用拡大を目標として,高温熱利用原子炉の開発が注目され,そのアプローチの1つの方向として,多目的高温ガス冷却炉の開発が具体化しつつある。一般に,多目的高温原子炉とは,高温のもとで熱を定常的に取り出し,製鉄の還元ガスおよび化学反応ガスの加熱熱源に利用しようとするものである。また,発電のみにとどまらず高温化とともに一層広範囲の利用目的に拡大できる可能性がある。本報では,1,000$$^{circ}C$$およびそれ以上の温度条件における高温ガス冷却炉の炉心および熱交換器などの伝熱流動の概要と,それぞれの研究開発上の問題点について列記したものである。

論文

高温熱交換器について

岡本 芳三; 下村 寛昭; 関 昌弘

日本機械学会誌, 75(647), p.1757 - 1764, 1972/00

高温ガス冷却炉,MHD発電,宇宙原子動力炉および宇宙推進炉に使用される高温熱交換器のなかで冷却材温度が700$$^{circ}C$$以上の場合を対象として取上げ,これらの熱交換の方式,機構および技術上の諸問題につき,主として熱水カの立場より解説を行なってみる.

論文

多目的高温ガス冷却炉の開発の動向

能沢 正雄

原子力工業, 16(10), p.6 - 32, 1970/00

原子炉によって得られる熱を発電以外の目的にも利用しょうという考えは,古くから提唱されてきている。たとえば,海水脱塩,地域暖房,工場への水蒸気供給などについてはすでに海外で実際に行なわれている。

報告書

半均質高温ガス冷却炉・ヘリウム浄化系設計書

杉本 栄三; 森島 淳好; 大島 恵一*; 内藤 奎爾; 西田 啓一*; 豊田 省五*; 堀 新*

JAERI 1051, 51 Pages, 1964/01

JAERI-1051.pdf:2.66MB

この報告書は、、半均質高温ガス冷却炉(熱出力31MV)のヘリウム浄化系の設計書であり、日本原子力研究所半均質炉開発室および物理化学研究室と、財団法人工業開発研究所との共同設計によるものである。物理化学研究室では、発生する核分裂生成物およびヘリウム浄化系へ流入する核分裂生成物の量、放射能、decayheatの計算、工業開発研究所では、装置の設計を主として担当した。ヘリウム浄化系は、常温吸着装置、高温精製装置、低音精製装置および補助装置よりなる、作業の結果、浄化系は既存の活性炭吸着法の技術によって、He中の核分裂生成物およびその他の不純物を全部decayさせるか、吸着除去できることが確認された。この設計は、半均質高温ガス冷却ろの設計(JAERIMemo1198、1199)にもほとんどそのまま採用されている。しかし、本設計はまだ基礎設計の段階であり、いくつかの問題を残しているので、実際に建設するためには、これらを解決する必要があるし、また経済性を向上させるためにさらに改良を加える必要がある。

報告書

半均質高温ガス冷却炉の核的設計

安川 茂; 伊勢 武治; 立花 昭*; 中野 秀男*; 菊地 豊彦*

JAERI 1049, 65 Pages, 1963/12

JAERI-1049.pdf:3.6MB

半均質燃料を用いて高温ガス冷却炉を作る考えは、すでに1959年以来アメリカやヨーロッパ各国において注目さててきた。わが国においても諸外国と同時にこの炉型についての研究開発が進められている。本報で半均質燃料を用いた高燃焼高温ガス冷却実験炉の想定の下にその核的特性を調べたもので、臨界量、中性子束分布、出力分布、燃焼度、温度計数等の外に反射体効果、燃料棒効果、毒作用、転換比等が検討されており、また今後の問題点をあげている。その他に$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{2}$$Th-$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{3}$$U系の核定数が与えられている。本設計結果のうち代表的な項目について略記すると、熱出力=31MV、炉寸法:炉心=1300$$phi$$$$times$$1500、反射体厚さ700~1000、燃料装填量:$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{5}$$U=31.3kg、$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{2}$$Th154.4kg、温度:炉心=1200$$^{circ}$$K、反射体=700$$^{circ}$$K~1050$$^{circ}$$K、余剰実効像倍率:0.160$$delta$$k(1200$$^{circ}$$K)0.222$$delta$$k(300$$^{circ}$$K)平均熱中性子束=5.15$$times$$10$$^{1}$$$$^{3}$$n/cm$$^{2}$$・secであり、また燃料温度係数は全動作温度で負である。

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