Demonstration of nuclear hydrogen production utilizing the Japan's HTTR; Control scheme evaluation of the HTTR-IS nuclear hydrogen production system

HTTRを用いた原子力水素製造実証計画; HTTR-ISシステム運転制御性評価

佐藤 博之  ; 坂場 成昭 ; 佐野 直樹; 大橋 弘史 ; 橘 幸男 ; 國富 一彦 

Sato, Hiroyuki; Sakaba, Nariaki; Sano, Naoki; Ohashi, Hirofumi; Tachibana, Yukio; Kunitomi, Kazuhiko

原子力水素製造システムの実現には原子炉と化学プラントの運転を調和可能な運転制御法を確立する必要がある。本研究では、HTTR-ISシステムを対象とし、ISプロセスの異常停止時及び再起動時の運転制御法に関する検討を行った。プラント動特性解析コードを用いた評価結果から、ISプロセス異常時において、ISプロセス異常診断法を用いたシーケンス制御を適用することでISプロセス化学反応器への高温ヘリウム流入を防止可能であることを示した。また、1次及び2次ヘリウム系の流量調節をすることで原子炉の運転を継続しつつ、ISプロセスの再起動に合わせた熱供給が可能であることを示した。

One of the key technology requirements to achieve the nuclear hydrogen demonstration is the establishment of control scheme which harmonizes the reactor operation with chemical plant operation. This study focused on developing the control scheme to be considered in the HTTR-IS nuclear hydrogen production system, which are in case of (a) abnormal shut-down and (b) re-start-up of the IS process. The simulation results show that the impact of abnormal events initiated in the IS process on the reactor operation can be effectively minimized by the rapid initiation of diverter valves using model-based fault diagnosis method. Furthermore, the thermal shock to components in the IS process can be prevented in case of re-start-up operation of the IS process by controlling the helium gas flow-rate of primary and secondary cooling system.