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Current R&D status of thermochemical water splitting hydrogen production iodine-sulfur process in Japan Atomic Energy Agency, 2; Reliability improvements of corrosion-resistant equipment

原子力機構における熱化学法ISプロセスに関する研究開発の現状,2; 耐食機器の信頼性向上

上地 優; 野口 弘喜; 竹上 弘彰; 田中 伸幸; 岩月 仁; 笠原 清司; 久保 真治

Kamiji, Yu; Noguchi, Hiroki; Takegami, Hiroaki; Tanaka, Nobuyuki; Iwatsuki, Jin; Kasahara, Seiji; Kubo, Shinji

原子力機構では、原子力を用いた水素製造法として、高温ガス炉の熱利用法として有力候補の一つである熱化学法ISプロセスに関する研究開発を実施している。原子力機構はこれまでに、ガラス及びフッ素樹脂材料を用いた試験装置により、連続1週間、30NL/hの水素製造を達成した。その後、実用工業材料を用いた主要反応器を製作し、プロセス腐食環境における健全性を確認した。これらの結果を基に、実用工業材料を用いた、水素製造量100NL/h規模の試験設備を建造した。このうちグラスライニング鋼材は、容器、配管及びセンサー保護管等に用いられ、重要な材料の一つである。本報では、グラスライニング製熱電対保護管の信頼性向上に関する技術的要件を整理するとともに、品質向上確認として実施したガラス層のFEM応力解析、熱サイクル試験、曲げ荷重試験及び腐食試験について報告する。

Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been conducting R&D on the thermochemical iodine-sulfur (IS) process for nuclear-powered hydrogen production. The IS process is one of the promising candidates of heat application of the HTGR. JAEA achieved continuous hydrogen production for one week with a hydrogen production rate of 30 NL/h by using a test apparatus made of glass and fluororesin material. Subsequently, JAEA fabricated main chemical reactors made of industrial materials and confirmed their integrity in corrosive environments in the IS process. Based on the results, JAEA has constructed a 100 NL/h-H$$_{2}$$-scale test facility made of industrial materials; one of the important materials is the glass-lined steel for corrosion resistant components such as vessels, pipes and protective sheaths of sensors. This report will present technical matters to improve reliability of the glass-lined protective sheaths of thermocouple. In addition, results of quality confirmation will be presented, which are stress analyses for the glass layer by FEM, tests for heat cycle, bending load and corrosion.

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