CO_2回収式強相互作用MHD発電機内高速プラズマ動作の安定性に関する研究

CO_2回收强相互作用MHD发生器高速等离子体运行稳定性研究

• 批准号: 10780314
• 负责人: 松尾 哲司
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10780314/
• 关键词: CO_2液化回収; MHD発電機; 安定性解析; 遷音速ディスク形; 衝撃波; 負荷条件; 境界条件; TVD

本年は、前年に開発した、CO_2液化回収式発電システム用MHD発電機の1次元安定性解析手法を用い、安定性解析を行うとともに、2次元安定性解析手法の開発を行った。まず、同システム用MHD発電機として有力な、石炭酸素燃焼遷音速ディスク形発電機の、円筒衝撃波を含めた1次元線形安定性解析を行った。解析対象は熱入力1100MWおよび2000MWの2種類の遷音速ディスク形MHD発電機とした。液体出口境界条件として、総圧一定または静圧一定条件とし、負荷条件としては、定電圧負荷、定電流負荷、または抵抗負荷条件とした。安定性解析の結果、熱入力1100MW機、2000MW機とも、上記の全ての運転条件で安定に動作することが示された。次に、上記の線形安定性解析の結果を検証するため、Chakravarthy-OsherのTVDスキームによる、遷音速ディスク型MHD発電機の時間依存解析コードを開発し、非定常解析を行った。その結果、上述の全ての運転条件について安定性が確認された。すなわち、円筒衝撃波は発電チャネル内に安定に存在し、かつ、設計通りの高い発電出力が得られた。ただし、本研究で開発された線形安定性解析手法は、時間依存解析よりはるかに短い計算時間で安定性を解析できるとともに、安定余裕度を調べることも可能であり、その有効性は大きい。次に、本1次元安定性解析手法を拡張して2次元解析手法を開発した。円周方向に周期的な擾乱を仮定し、2次元の変分方程式を導出する。円筒衝撃波の境界条件のランキン-ユゴニオ条件式を2次元で記述し、また、電磁界および流体の境界条件を与えることにより安定性を決定する特性方程式を得る。

は this year and the year before に open 発 し た, CO_2 liquefaction 収 type 発 electricity back シ ス テ ム with MHD 発 motor の 1 dimensional stability analytical technique を い, stability line を う と と も に, 2 dimensional stability analytical technique の open 発 を line っ た. ま ず, with シ ス テ ム with MHD 発 motor と し て powerful な, carbolic acid burn 焼 moving sound デ ィ ス ク の 発 motor, has drifted back towards &yen; tube contains blunt shock wave を め た line 1 dimensional linear stability analytical を っ た. Analysis of the corresponding <s:1> thermal input force 1100MWおよび2000MW <s:1> two types of <s:1> transfer speed ディス <s:1> type MHD distribution motor と た た. Liquid exit boundary conditions と し て, 総 圧 certain ま た は static 圧 certain condition と し, load conditions と し て 圧 は, electricity load, constant current load, ま た は resistance load conditions と し た. The stability analysis <s:1> results, the heat input force of the 1100MW machine and the 2000MW machine と と, the above record of the <s:1> full て <e:1> operation 転 conditions で stability に action する する とが とが shows された. に, written の linear stability analytical results の を 検 card す る た め, Chakravarthy Osher の TVD ス キ ー ム に よ る, moving speed of sound デ ィ ス ク type MHD 発 motor の time dependent analytical コ ー ド を open 発 し line, the unsteady analytic を っ た. The そ そ result, the above <s:1> complete て <e:1> operation 転 condition に そ て て stability が confirmation された. Youdaoplaceholder0, the impact wave of the cylindrical cylinder is forced to generate チャネ. There is a に stable に in the チャネ. There is a <s:1>, a, and the design is to ensure that the output of the <s:1> high power generation is が. た だ し, this study で 発 さ れ た linear stability analytical technique は, time dependent よ り は る か に い short computing time で stability analytical で を き る と と も に, degree of stability margin を べ る こ と も may で あ り, そ の は have sharper sex き い. Next time に, this one-dimensional stability analysis method を拡, zhang て, and the two-dimensional analysis method を develop た. The な disturbance を仮 definite を仮 of the に period in the direction of the yen and the two-dimensional <s:1> variable equation を leads to する. Has drifted back towards &yen; tube blunt shock wave の boundary conditions の ラ ン キ ン - ユ ゴ ニ オ conditional を 2 yuan account で し, ま た, electromagnetic お よ を の び fluid boundary conditions and え る こ と に よ り stability を decided す る characteristic equation を る.

项目成果

松尾哲司、石川本雄: "CO_2回収式発電システム用オープンサイクル遷音速ディスク形MHD発電機の安定性に関する検討"電気学会新エネルギー環境研究会資料. FTE-99-8. 1-8 (1999)

Tetsushi Matsuo，Motoo Ishikawa：“CO_2 回收发电系统的开循环跨音速盘式 MHD 发电机的稳定性研究”IEEJ 新能源与环境研究组材料 FTE-99-8。

T.Matsuo,M.Ishikawa,J.Umoto: "Stability Analysis of Coal-Oxygen Fired Transonic Disk MHD Generator"Proc.International Conference on MHD Power Generation and High Temperature Technologies 1999. vol.1. 105-112 (1999)

T.Matsuo，M.Ishikawa，J.Umoto：“煤氧燃烧跨音速盘磁流体发生器的稳定性分析”Proc.国际磁流体发电和高温技术会议1999年。第1卷。