Conceptual design of hydrogen production system with thermochemical water-splitting iodine-sulphur process utilizing heat from the high-temperature gas-cooled reactor HTTR

高温ガス炉HTTRの核熱を用いた水分解熱化学ISプロセスによる水素製造システムの概念設計

坂場 成昭 ; 笠原 清司  ; 小貫 薫; 國富 一彦 

Sakaba, Nariaki; Kasahara, Seiji; Onuki, Kaoru; Kunitomi, Kazuhiko

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉HTTRに接続する水素製造システムの概念設計を2005年から開始した。水分解熱化学水素製造ISプロセスがHTTRに接続する水素製造設備の候補である。本報では、HTTR-ISシステムの概念検討結果を示す。HTTR接続の水素製造装置では2次ヘリウムを熱源に使用するが、ISプロセスが原子力クラスでなく化学プラントとして成立するためのシステムフローを提案しヒートマスバランスを含めた基本的成立性を確認した。最適化したHTTR-ISシステムフローを用いた評価の結果、熱効率44%及び水素製造量約1100m/hの達成の見込みが得られた。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) launched a preliminary design of the hydrogen production system by using heat from the Japan's first high-temperature gas-cooled reactor HTTR from 2005. The thermochemical water-splitting iodine sulphur (IS) process is the progressive candidate for its hydrogen production. The conceptual design of the HTTR-IS system is described in this paper. Since the secondary helium of the HTTR will be utilised in this hydrogen production system, the possibility of utilisation of non-nuclear class IS process as a chemical plant is investigated and available structure of the HTTR-IS system with its approved heat mass balance is proposed. Hydrogen production rate of about 1100 Nm/h and its thermal efficiency of 44% were shown by flowsheet evaluation of the HTTR-IS system.