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Development program of IS process pilot test plant for hydrogen production with high-temperature gas-cooled reactor

高温ガス炉による水素製造ISプロセスパイロットプラント試験計画

岩月 仁; 寺田 敦彦; 野口 弘喜; 今井 良行; 伊地知 雅典; 金川 昭宏; 大田 裕之; 久保 真治; 小貫 薫; 日野 竜太郎

Iwatsuki, Jin; Terada, Atsuhiko; Noguchi, Hiroki; Imai, Yoshiyuki; Ijichi, Masanori; Kanagawa, Akihiro; Ota, Hiroyuki; Kubo, Shinji; Onuki, Kaoru; Hino, Ryutaro

日本原子力研究開発機構(JAEA)では、将来の水素エネルギー社会を目指してHTTR(高温工学試験研究炉)を用いた水素製造実証試験を計画している。原子力機構ではこれまでに、ベンチ規模のガラス製の水素製造試験装置を用いて、1週間の連続水素製造(水素製造量:30Lm$$^{3}$$/h)に成功しており、この成果を踏まえて、次段階のパイロットプラント試験(水素製造量:30Nm$$^{3}$$/h規模)に移行することを計画している。パイロットプラントは、ガラスライニング,SiCセラミックス等のような工業原料を用いて製作され、2MPaの圧力下で運転予定である。パイロットプラントは、ISプロセス試験装置とヘリウムガス(He)循環装置(Heループ)から構成される。Heループは、400kWのHe加熱器,He循環器及びHe冷却器として機能する蒸気発生器から構成されるHTTRの運転環境を模擬している。設計研究と並行して、高温,高腐食環境下で使用されるH$$_{2}$$SO$$_{4}$$分解器、及びSO$$_{3}$$分解器のようなISプロセスの主要機器は、設計及び試作により製作性が確認されている。また、その他の腐食やHIxプロセスについても、現在研究開発中である。本報では、パイロットプラント試験に向けた現状について報告する。

JAEA has been conducting the HTTR project from the view to establishing technology base on HTGR and also on the IS process. Based on the test results and know-how obtained through the bench-scale tests, a pilot test plant that can produce hydrogen of about 30 Nm$$^{3}$$/hr is being designed. The test plant will be fabricated with industrial materials such as glass coated steel, SiC ceramics etc, and operated under high pressure condition up to 2 MPa. The test plant will consist of a IS process plant and a helium gas (He) circulation facility (He loop). In parallel to the design study, key components of the IS process such as the sulfuric acid (H$$_{2}$$SO$$_{4}$$) and the sulfur trioxide (SO$$_{3}$$) decomposers working under-high temperature corrosive environments have been designed and test-fabricated to confirm their fabricability. Also, other R&D's are under way such as corrosion, processing of HIx solutions. This paper describes present status of these activities.

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