超高温ガス炉用耐熱合金の脱炭を抑制する冷却材の純度管理設備の効率制御方法の検討

Control method of purification system of helium coolant for suppressing decarburization of heat-resistant alloy used in very high temperature gas cooling reactors

濱本 真平  ; 坂場 成昭 ; 竹田 陽一*

Hamamoto, Shimpei; Sakaba, Nariaki; Takeda, Yoichi*

高温ガス冷却炉(HTGR)の冷却材ヘリウムにとって、化学的不純物の制御は重要である。脱炭性雰囲気は、熱交換器に使用される耐熱合金のクリープ破断強度を低下させるからである。本論文は、ヒータ,酸化銅ベッド(CuOT),モレキュラーシーブベッド,コールドチャコールベッドとそれぞれのトラップのバイパスラインから成る、既存のヘリウム純化設備を利用して、不純物濃度を能動的に制御する技術について述べる。解析の結果、CuOTの効率制御が脱炭性雰囲気の改善に有効なことを示した。この効果は、除去されずに増加する水素が、水性ガスシフト反応によって浸炭性雰囲気の形成に有効な一酸化炭素の増加に寄与することに基づく。

Chemistry control is important for the helium coolant of High Temperature Gas-cooled Reactors (HTGRs). Decarburizing atmosphere reduced creep rupture strength of the heat resistant alloy using for the heat exchanger. This paper describes active control of impurities concentration using existing helium purification system which consists of helium heater, Cupper oxide bed (CuOT), Molecular sieve bed, Cold Charcoal bed and each bypass line. Analysis showed that efficiency control of CuOT is effective in an improvement of decarburizing atmosphere. This effect is based on that H which is not removed cause the increase in carbon monoxide effective in formation of carburizing atmosphere by water-gas-shift reaction.