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Preliminary analyses on hydrogen diffusion through small break of thermo-chemical IS process hydrogen plant

熱化学法ISプロセス水素製造プラントにおける小口径破断による水素拡散予備解析

Somolova, M.*; 寺田 敦彦; 竹上 弘彰; 岩月 仁

Somolova, M.*; Terada, Atsuhiko; Takegami, Hiroaki; Iwatsuki, Jin

日本原子力研究開発機構では、高温工学試験研究炉(HTTR)に熱化学法ISプロセス水素製造プラントを接続して最高1000m$$^{3}$$/hの水素を製造する原子力水素実証プラント(HTTR-IS)の概念設計研究を進めている。HTTR-ISの概念設計の一環として、ISプロセスの水素配管の小口径破断の予備解析を行った。これは、安全解析評価の第1段階となるもので、本報告では、乱流シミュット数に着目した拡散モデルをCFDコードに組み込んで得られた水素拡散挙動の解析結果について述べる。乱流シュミット数に随伴する定数を修正することにより、解析結果を実験結果とよく一致させることができた。

Japan Atomic Energy Agency has been conducting a conceptual design study of nuclear hydrogen demonstration plant, that is, a thermo-chemical IS process hydrogen plant coupled with the High temperature Engineering Test Reactor (HTTR-IS), which will be planed to produce a large amount of hydrogen up to 1000m$$^{3}$$/h. As part of the conceptual design work of the HTTR-IS system, preliminary analyses on small break of a hydrogen pipeline in the IS process hydrogen plant was carried out as a first step of the safety analyses. This report presents analytical results of hydrogen diffusion behaviors predicted with a CFD code, in which a diffusion model focused on the turbulent Schmidt number was incorporated. By modifying diffusion model, especially a constant accompanying the turbulent Schmidt number in the diffusion term, analytical results was made agreed well with the experimental results.

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