熱化学水素製造法ISプロセス用高温継手の開発; 皿バネ締結機構の機能評価試験及びガスケット候補材のシール性評価試験結果

Development of high-temperature joints for thermochemical hydrogen production by IS process; Applicability examination of the coned-disk springs assembly and seal performance test of candidate gaskets

金川 昭宏*; 岩月 仁 ; 石倉 修一; 小貫 薫; 日野 竜太郎

Kanagawa, Akihiro*; Iwatsuki, Jin; Ishikura, Shuichi; Onuki, Kaoru; Hino, Ryutaro

熱化学法ISプロセスは、地球温暖化ガスである二酸化炭素を排出することなく大量の水素を効率的に製造することが可能であり、高温ガス炉からの核熱を熱源として使用する。ISプロセスは強酸である硫酸やヨウ化水素酸を高温高圧下で使用する。このため、耐熱性に加えて耐腐食性の材料で大型化学反応器の開発が必須である。特に、ISプロセスの主要機器であるSO分解器は、高温高圧のヘリウム(He)ガス用の圧力容器とHeガス加熱によるSO分解のための内部構造物から構成され、内部構造物の接続部は最高700Cにまで達する。そこで、高温条件までシール性能が確保できるようにSiCボルトと皿バネを用いた高温継手機構を考案し、その有効性確認試験、及び候補となるガスケットのシール性能試験を実施した。その結果、適切なガスケット材を組合せることにより、高温時でもシール性は維持できることを確認した。

Thermo-chemical Iodine-Sulfur (IS) process can produce large amount of hydrogen effectively without emission of greenhouse effect gas such as carbon dioxide, where nuclear thermal energy of a high temperature gas-cooled reactor (HTGR) is adopted as a heat source. The IS process uses strong acids such as sulfuric acid and hydriodic acid in high temperature and pressure conditions. Therefore, it is necessary to develop large-size chemical reactors featuring materials that exhibit high temperature and corrosion resistance. A SO decomposer, which is one of key components of the IS process, consists of a pressure vessel for high temperature and high pressure helium gas and an internal structure for SO decomposition by the latent heat of the helium gas. Since joints of the internal structure will be heated up to 700C, we designed a high-temperature joint coupled with coned-disk springs and SiC bolts (coned-disk springs assembly) so as to keep seal performance under high temperature condition. This report presents applicability examination results of designed coned-disk springs assembly as well as seal performance test results of candidate gaskets.