Development of a partitionable accumulator with pressure tolerance for the cryogenic hydrogen system at J-PARC

J-PARC低温水素システムにおける高耐圧性を有する分割型アキュムレータの開発

達本 衡輝; 麻生 智一 ; 大都 起一; 川上 善彦

Tatsumoto, Hideki; Aso, Tomokazu; Otsu, Kiichi; Kawakami, Yoshihiko

J- PARC低温水素システムでは、陽子ビームの入射・停止時における大きな圧力変動を抑制するために、ヒータによる熱補償制御とアキュムレータによる容積変動制御を併用したJ-PARC独自の圧力制御機構を採用している。2010年に1号機アキュムレータでリークが見つかった際に暫定的に導入した2号機アキュムレータでは、ベローズ部の耐圧性能が0.96MPaと設計圧力(2.0MPa)より低いことと、伸縮時の大きなヒステリシスによる寿命の低下につながり得ることが欠点であった。そこで、ベローズ部の耐圧性能を高め、組み立て後の水平精度を1度以下に抑え込むことにより伸縮時のヒステリシスがほとんど生じないように改良した。さらに、分割型構造を新たに採用し、狭い真空断熱容器内での設置作業性を平易化し、交換に要する作業期間を従来の半分以下に短縮できた。300kW陽子ビームを用いた特性試験を行った結果、設計どおりの性能を有することを確認した。

A partitionable accumulator with pressure tolerance has been developed to achieve a stable long-term operation for the J-PARC cryogenic hydrogen system. The accumulator has a bellows structure to spontaneously change the volume according to the pressure fluctuation, which is mainly caused by the proton beam operation. The developed accumulator had been installed in 2014 and uniformly expands and contracts with no hysteresis. It is confirmed through a 300-kW proton beam operation that the pressure rise agrees with the predicted value and becomes lower than that for the previous one. It is confirmed that the performance satisfies the requirements.