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HTTR水素製造システム実規模単一反応管試験装置の熱交換器の伝熱性能評価結果(受託研究)

Heat transfer characteristics evaluation of heat exchangers of mock-up test facility with full-scale reaction tube for HTTR hydrogen production system (Contract research)

清水 明; 大橋 弘史; 加藤 道雄; 林 光二; 会田 秀樹; 西原 哲夫; 稲葉 良知; 高田 昌二; 森崎 徳浩; 榊 明裕*; 前田 幸政; 佐藤 博之; 稲垣 嘉之; 塙 博美; 藤崎 勝夫*; 米川 日出男

Shimizu, Akira; Ohashi, Hirofumi; Kato, Michio; Hayashi, Koji; Aita, Hideki; Nishihara, Tetsuo; Inaba, Yoshitomo; Takada, Shoji; Morisaki, Norihiro; Sakaki, Akihiro*; Maeda, Yukimasa; Sato, Hiroyuki; Inagaki, Yoshiyuki; Hanawa, Hiromi; Fujisaki, Katsuo*; Yonekawa, Hideo

従来、高温ガス炉と水素製造設備を接続するためのシステムインテグレーション技術の確立を目的として、HTTRへメタンガスの水蒸気改質による水素製造設備の接続が検討されて来た。その水素製造設備のモックアップモデルである実規模単一反応管試験装置を2001年度に完成し、これまでに水蒸気改質器をはじめ、各種の熱交換器に関する運転データを取得した。本報告では試験装置の水蒸気改質器,蒸気過熱器,蒸気発生器,放熱器,ヘリウムガス冷却器,原料ガス加熱器,原料ガス過熱器等、試験に使用した熱交換器の仕様と構造,文献に掲載された管外と管内の熱伝達率算出式を摘出整理した。また、試験において実測された各熱交換器の出入口温度,圧力,流量のデータから伝熱性能を評価するコードを新規作成した。実測データから得られた熱貫流率と、伝熱式を使って計算した熱貫流率とを比較し評価した。その結果、全機器において伝熱性能と熱効率が妥当であることが確認できた。

Connection of hydrogen production system by steam reforming of methane to the High Temperature Engineering Test Reactor (HTTR) of the Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) has been surveyed until now. Mock-up test facility of this steam reforming system with full-scale reaction tube was constructed in FY 2001, and a lot of operational test data on heat exchanges were obtained in these tests.In this report specifications, structures and heat transfer formulae of steam reformer, steam superheater, steam generator, condenser, helium gas cooler, feed gas heater and feed gas superheater were described. Evaluation codes were newly made to evaluate heat transfer characteristics from measured test data. Overall heat-transfer coefficient obtained from the experimental data were compared and evaluated with the prospective value calculated with heat transfer formulae. As a result, heat transfer performance and thermal efficiency of these heat exchangers were confirmed to be appropriate.

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