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Research and development of HTTR hydrogen production systems

HTTR水素製造システムの研究開発

塩沢 周策; 小川 益郎; 稲垣 嘉之; 小貫 薫; 武田 哲明; 西原 哲夫 ; 林 光二; 久保 真治 ; 稲葉 良知 ; 大橋 弘史 

Shiozawa, Shusaku; Ogawa, Masuro; Inagaki, Yoshiyuki; Onuki, Kaoru; Takeda, Tetsuaki; Nishihara, Tetsuo; Hayashi, Koji; Kubo, Shinji; Inaba, Yoshitomo; Ohashi, Hirofumi

核熱を用いた水素製造に関する開発研究が1997年1月から文部科学省の受託研究として開始された。HTTRに接続する水素製造システムはHTTRにより供給される10MWの核熱を用いて天然ガスの水蒸気改質により約4000m$$^{3}$$/hの水素が製造可能なように設計が進められている。HTTR水素製造システムは世界で初めて原子炉に接続されるものであり、実証試験を行う前に炉外実証試験を実施することとした。HTTR水素製造システムにおける制御性,安全性及び主要機器の性能を確証するために、約1/30スケールモデル炉外試験装置を建設した。炉外実証試験と平行して、安全審査や解析コード開発に必要な詳細データを取得するために、要素試験として触媒管の腐食試験,伝熱管や触媒管の水素同位体試験及び高温隔離弁の健全性試験を実施している。また,より効果的でさまざまな核熱利用に対して、ISプロセスと呼ばれる熱化学法による水素製造技術の基礎研究を進めている。本論文では原研におけるHTTR水素製造システム開発研究の現状と今後の計画を述べる。

The research and development program on nuclear production of hydrogen was started on January in 1997 as a study consigned by Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology. A hydrogen production system connected to the HTTR is being designed to be able to produce hydrogen of about 4000 m3/h by steam reforming of natural gas, using a nuclear heat of 10 MW supplied by the HTTR. In order to confirm controllability, safety and performance of key components in the HTTR hydrogen production system, the facility for an out-of-pile test was constructed on the scale of approximately 1/30 of the HTTR hydrogen production system. Essential tests are also carried out to obtain detailed data for safety review and development of analytical codes. Other basic studies on the hydrogen production technology of thermochemical water splitting called an iodine sulfur (IS) process, has been carried out for more effective and various uses of nuclear heat. This paper describes the present status and a future plan on the R&D of the HTTR hydrogen production systems in JAERI.

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