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HTTR-IS水素製造システムの概念設計

Conceptual design of the HTTR-IS hydrogen production system

坂場 成昭; 佐藤 博之; 原 輝夫; 加藤 竜馬; 大橋 一孝; 西原 哲夫; 國富 一彦

Sakaba, Nariaki; Sato, Hiroyuki; Hara, Teruo; Kato, Ryoma; Ohashi, Kazutaka; Nishihara, Tetsuo; Kunitomi, Kazuhiko

原子炉に接続する水素製造施設は、ほかの水素製造法と比較し、商用段階において経済的に競合できなければならない。そのためには、水素製造施設は一般化学プラントとして原子炉に接続させることが必要不可欠である。そこで、高温ガス炉HTTRに接続する水素製造施設に関する安全論理の構築を目指し、水素製造施設に要求される安全機能及び非「原子炉施設」化について検討した。また、水素製造装置の建設コスト低減による経済性向上のため、HTTRに接続させる熱化学水素製造法ISプロセスを構成するブンゼン反応器及び硫酸分解器について、複数の機能を一体化した構造概念を提案し、機器の合理化及び高性能化について検討した。さらにプロセス条件を緩和させることを可能とするヨウ化水素分解器を提案し、汎用材料及び汎用技術採用の可能性を追求した。また、HTTRの中間熱交換器から供される10MWの熱を用いて1,000Nm$$^{3}$$/h規模の水素製造が可能となるHTTR-ISシステムの基本的成立性を確認した。本報は、高温ガス炉HTTRの核熱を用いて熱化学法ISプロセスにより水素製造を実証するHTTR-ISシステムの概念設計について報告する。

Since hydrogen produced by nuclear should be competitiveness economically compared by other method in a hydrogen society, it is important to built hydrogen production system to be coupled with the reactor as a conventional chemical plant. Japan Atomic Energy Agency started the safety study to establish a new safety philosophy with safety requirements and with considering non-nuclear grade hydrogen production system for the nuclear coupling system. Also, structural concepts with integrating functions for the Bunsen reactor and sulphuric acid decomposer were proposed to reduce construction cost of the IS process hydrogen production system. In addition, HI decomposer which enabled the process condition to be eased and could adopt conventional materials and technologies was studied. Moreover, basic approval of the HTTR-IS system in which the hydrogen production rate of 1,000 Nm$$^{3}$$/h by using the supplied heat of 10 MW from the intermediate heat exchanger of the HTTR was confirmed. This paper describes the conceptual design of the HTTR-IS hydrogen production system.

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