Development of strength evaluation method of ceramic reactor for iodine-sulfur process and hydrogen production test in Japan Atomic Energy Agency

原子力機構における熱化学ISプロセス水素製造法に関するセラミックス機器の強度評価法開発及び連続水素製造試験

竹上 弘彰 ; 野口 弘喜  ; 田中 伸幸 ; 岩月 仁 ; 上地 優; 笠原 清司  ; 今井 良行  ; 寺田 敦彦  ; 久保 真治  

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

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉を熱源として利用する熱化学法ISプロセスによる水素製造法の研究開発を行っている。ISプロセスの実用化に向けて、主要反応器について耐食性及び処理性能に関する信頼性評価を完了し、これらの成果を基に、全系を実用工業材料で製作した100NL/h-H規模の連続水素製造試験装置を完成させた。本報では、連続水素製造試験でのヨウ化水素溶液の安定的な送液技術を開発することで、水素製造時間を8時間から31時間に延伸することに成功した。また、セラミクス試験体の破壊試験データを用い、セラミックス構造体の強度推定式を作成することができた。

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 high-temperature gas-cooled reactors. JAEA fabricated main chemical reactors made of industrial structural materials and confirmed their integrity in practical corrosive environments in the IS process. Based on the results of these confirmation tests, JAEA have constructed a 100 NL/h-H-scale test facility made of industrial structural materials. In this report, we succeeded in extending the hydrogen production time from 8 hours to 31 hours by developing a stable hydrogen iodide solution transfer technology in a continuous hydrogen production test. In addition, using the fracture test data of the ceramic specimen, an equation for estimating the strength of the ceramic component was developed.