Conceptual design of electricity and process heat cogeneration system for small-sized high temperature gas-cooled reactor

小型高温ガス炉の電熱併産システムにかかわる概念設計

上地 優; 寺田 敦彦  ; 竹上 弘彰 ; 稲垣 嘉之

Kamiji, Yu; Terada, Atsuhiko; Takegami, Hiroaki; Inagaki, Yoshiyuki

原子力機構では、小型高温ガス炉の熱電併産システムにかかわる概念設計を実施している。本稿では、初期の商用炉あるいは実証炉として、熱出力を50MWとした小型炉コジェネシステムに対して、熱物質収支計算及び熱効率の計算結果を報告する。計算モデルでは、熱利用系として淡水化装置を選択した。淡水化方式は、その信頼性と運転の簡便性から多段フラッシュ方式を採用した。また、熱利用系への熱供給は、蒸気タービンの抽気を用い計算を行った。タービン抽気条件と供給熱量について感度解析を実施し、抽気圧力の上昇、抽気温度の低下により熱効率が向上することを確認した。また、供給熱が増加するに伴い発電量は低下するが、トータルの熱利用率は上昇することを確認した。さらに、各供給熱に対応した淡水化プラントの設備容量を明らかにした。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been conducting a conceptual design of electricity and process heat cogeneration system with a small-sized high temperature gas-cooled reactor (HTGR). In this paper, desalination plant was adopted as a heat utilization plant. Heat and mass balance, and thermal efficiency are obtained as a part of conceptual design by Microsoft Excel model for steady state heat and mass balance. Multi-Stage Flash (MSF) process was selected as a desalination method because of its reliability and operational simplicity. In the calculation, the process heat is supplied from third turbine extraction. This paper shows results of sensibility analysis for the small-sized HTGR cogeneration system for desalination. It was found that the impact of the heat distribution rate and extraction condition.