MLF低温水素システム用ヘリウム冷凍機の性能回復への取り組み

Efforts to recover performance of helium refrigerator for cryogenic hydrogen system at MLF

麻生 智一 ; 勅使河原 誠   ; 長谷川 勝一   ; 武藤 秀生; 青柳 克弘; 野村 一隆; 高田 弘   

Aso, Tomokazu; Teshigawara, Makoto; Hasegawa, Shoichi; Muto, Hideki; Aoyagi, Katsuhiro; Nomura, Kazutaka; Takada, Hiroshi

物質・生命科学実験施設(MLF)の核破砕中性子源では、ターゲットで発生した高速中性子を冷中性子に冷却するために、超臨界圧(1.5MPa)の低温水素(18K)を3基のモデレータに供給し、発生する核発熱(約3.8kW)を強制方式で冷却する。水素系の冷却はヘリウム冷凍機で行う。これまで、中性子利用実験のために約2-3ヶ月の連続運転を行ってきたが、2015年から冷凍機内の熱交換器と内部吸着器(ADS)で運転中に圧力損失が増加し、冷凍機の冷却性能が低下して長期間の安定運転に支障を来す状態となった。冷凍機昇温後の運転再開時には圧力損失は解消されることから、水分や窒素などの不純物が原因と考え、熱交換器とADSの再生などの対策を施したが、状況は改善されなかった。一方、熱交換器入口配管で紫外光による油の反応があったため、油の蓄積が原因となり得ると判断し、2016年夏季保守期間に、熱交換器をフロン洗浄してADSを新品に交換した。11月から再開した運転では、圧力損失の増加は生じていない。

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