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Hydrogen permeation through heat transfer pipes made of Hastelloy XR during the initial 950$$^{circ}$$C operation of the HTTR

ハステロイXR製中間熱交換器伝熱管のHTTR高温試験運転における水素透過評価

坂場 成昭 ; 大橋 弘史 ; 武田 哲明

Sakaba, Nariaki; Ohashi, Hirofumi; Takeda, Tetsuaki

HTTRの中間熱交換器(ハステロイXR製)におけるトリチウム透過の防止は、高温ガス炉に化学プラントを接続する際の重要な課題の一つである。本報では、HTTRに水素製造装置を接続する際に化学プラントであるISシステムの非原子力級可に資するため、HTTRの高温試験運転における実測値をもとに水素透過を保守的に評価した。ハステロイXRの活性化エネルギー及び頻度因子は、707Kから900Kにおいて、それぞれ、65.8kJ/mol, 7.8$$times$$10$$^{-9}$$m$$^{3}$$(STP)/(m$$ast$$s$$ast$$Pa$$^{0.5}$$)と評価された。これらの値は、従来の値と同程度である。また、最確値による評価の結果から、トリチウム透過を妨げる酸化膜が伝熱管表面に形成されていることが示唆された。

The permeation of hydrogen isotopes through the Hastelloy XR high-temperature alloy adopted for the heat transfer pipes of the intermediate heat exchanger in the HTTR, is one of the concerns in the hydrogen production system, which will be connected to the HTTR in the near future. The hydrogen permeation between the primary and secondary coolant through the Hastelloy XR was evaluated using the actual hydrogen concentration observed during the initial 950$$^{circ}$$C operation of the HTTR. The hydrogen permeability of the Hastelloy XR was estimated conservatively high as follows. The activation energy E$$_{0}$$ and pre-exponential factor F$$_{0}$$ of the permeability of hydrogen were E$$_{0}$$ = 65.8 kJ/mol and F$$_{0}$$ = 7.8$$times$$10$$^{-9}$$m$$^{3}$$(STP)/(m$$ast$$s$$ast$$Pa$$^{0.5}$$), respectively, in the temperature range from 707K to 900K.

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パーセンタイル:43.58

分野:Materials Science, Multidisciplinary

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