Experimental study on helium gas flow through pebble bed of ceramic tritium breeder in a test blanket module

テストブランケットモジュールにおけるトリチウム増殖セラミクスペブルベッドを通過するヘリウムガスの流れに関する研究

吉河 朗; 関 洋治; 廣瀬 貴規; 谷川 尚; 鶴 大悟; 横山 堅二; 江里 幸一郎; 鈴木 哲; 榎枝 幹男; 深田 智*

Yoshikawa, Akira; Seki, Yohji; Hirose, Takanori; Tanigawa, Hisashi; Tsuru, Daigo; Yokoyama, Kenji; Ezato, Koichiro; Suzuki, Satoshi; Enoeda, Mikio; Fukada, Satoshi*

ITERへの導入を予定している日本のテストブランケットモジュールにおいて、トリチウム増殖を目的として固体リチウムセラミクスであるLiTiOペブルをトリチウム増殖領域に充填する。炉運転時において、増殖領域で生成したトリチウムは、ヘリウムガスを増殖領域に流すことで回収するが、その際、効果的なトリチウム回収の観点から、ペブル充填層中におけるヘリウムガスの流れを評価することは重要である。そこで本研究では、増殖材充填層内に直径1mmのLiTiO又はガラスペブルを充填し、ヘリウムガスを流量0-50L/minで流通して、充填層の圧力損失を測定し、推算値との比較を行った。その結果、LiTiO及びガラスペブルともにヘリウムガス流量の増加に伴い、圧力損失は増加した。また、ガラスペブルの測定値は推算値と同程度の値を示したが、LiTiOペブルを充填した場合では、推算値よりも高い圧力損失値を示した。本結果より、充填したペブルの表面状態により圧力損失は変化することが示された。

The distributions of the helium gas flow in the pebble beds were estimated by the measurement and the calculation of the pressure drops from the view point of the effective tritium recovery in a Japanese test blanket module for ITER. The pebbles of a glass or LiTiO with the diameter of 1.0 mm were packed and the helium gas was purged with the flow rates of 0-50 L/min in the membrane box. The pressure drops on the flow rates of the helium gas was measured with the differential manometer in each pebble bed. It was observed that the distribution of the pressure drop was linearly increased with the increase of the flow rate in all the cases of the pebble beds. The pressure drop in LiTiO pebble bed was larger than that of the glass pebble bed. It was considered that the difference of the pressure drops between the different kinds of the pebbles was derived from the difference of the surface roughness of pebbles.