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論文

HTTR水素製造システムの系統構成及び制御性

西原 哲夫; 清水 明; 稲垣 嘉之; 谷平 正典*

日本原子力学会和文論文誌, 2(4), p.517 - 524, 2003/12

地球温暖化対策として燃料電池の導入が期待されており、今後、大量かつ安定に水素を供給するシステムが必要となる。原研では試験研究用の高温ガス炉HTTRを用いた水素製造システムの検討を進めている。本報告では、まず、HTTR水素製造システムの技術課題について検討を行った。そして、HTTR水素製造システムの主系統構成、並びに、本システム特有の機器である水蒸気改質器及び高温隔離弁の構造を示した。そして、定格運転時のヒート・マスバランスを設定し、起動運転時のプラント動特性解析をもとに運転制御特性について検討した結果を示した。

論文

高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)用ヘリウムガス圧縮機モデルの空力性能試験計画

高田 昌二; 滝塚 貴和; 國富 一彦; Yan, X.; 谷平 正典*; 伊高 英彦*; 森 英二*

日本原子力学会和文論文誌, 2(3), p.291 - 300, 2003/09

GTHTR300用ヘリウムガス圧縮機は、3次元空力設計により、高いサージマージン30%を保持しつつ高いポリトロープ効果90%を達成できた。ヘリウムガス圧縮機は、高ボス比のために翼高さに対してチップクリアランスが相対的に大きく、多段型となるので、性能とサージマージンが低下しやすい。本圧縮機は既存の産業用空気圧縮機の空力設計手法及びデータをもとに設計した。本設計手法のヘリウムガス圧縮機への適用の妥当性を評価するために、実機の1/3で4段の圧縮機モデルによる性能試験を計画した。作動流体をヘリウムガス,入口設計圧力を0.88PMaとして十分高いレイノルズ数範囲でデータを取得する。本件は、文部科学省から原研への委託により実施している電源特会「核熱利用システム技術開発」の「高温発電システム」の内容に関するものである。

報告書

HTTRに接続する水素製造システムの系統及び機器設計(受託研究)

西原 哲夫; 清水 明; 谷平 正典*; 内田 正治*

JAERI-Tech 2002-101, 46 Pages, 2003/01

JAERI-Tech-2002-101.pdf:2.6MB

地球温暖化の要因となっている二酸化炭素の排出量を削減するため、クリーンな2次エネルギーである水素を積極的に利用することが期待される。産業界では水蒸気改質法により水素を製造することが主流となっているが、化学反応に必要な熱を炭化水素系燃料の燃焼熱で賄っているので、水素製造過程で大量の二酸化炭素を環境に放出している。したがって、水蒸気改質法において熱源に炭化水素系燃料を使用しないシステムを構築できれば、環境への負荷が軽減でき、地球温暖化問題の解決に貢献できる。高温ガス炉は原子炉出口で950$$^{circ}$$Cという高温のヘリウムガスを供給できる原子炉であり、発電のみならず、化学プロセスの熱源として利用することが可能である。原研では、日本初の高温ガス炉であるHTTRを建設し、試験運転を行なっている。そして、このHTTRを用いて、核熱利用技術を確立することを研究課題として掲げ、水蒸気改質法による水素製造プラントをHTTRに接続して水素製造を実証するためのシステム検討を進めている。本報告はHTTR水素製造システムの系統設計及び機器設計の成果を纏めたものである。

論文

高温ガス炉ガスタービンシステム用コンパクト再生熱交換器の開発研究, 1; 超細密オフセットフィンの試作

石山 新太郎; 武藤 康; 谷平 正典*; 緒方 寛*; 上戸 好美*; 猪狩 敏秀*

日本原子力学会誌, 43(6), p.603 - 611, 2001/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:64.69(Nuclear Science & Technology)

日本原子力研究所(以下原研)では、600MWt級の高温ガス炉のガスタービン直接発電システム(HTGR-GT)において約50%の高い熱効率を達成するため、高性能タービン機器のほかに95%以上の高い温度効率のほか、15MW/m$$^{3}$$以上の伝熱密度を有し、高さ6mを越す大型構造体でかつ6MPa以上の高差圧に耐える耐圧構造を有する高性能再生熱交換器の開発を行っている。本論文では、細密オフセットフィン(厚さ$$times$$高さ$$times$$ピッチ(mm): 0.15$$times$$1.5$$times$$1.4)を有するプレートフィン型高性能コンパクト熱交換器実機の製作技術を確立するため、実機の1/20スケールモデル(コアサイズ: 200mm角)試作し、この試験体モデルの気密・耐圧試験などを行うことにより製作健全性を実証し、高性能熱交換器実機を製作するための基本的製作技術の確立を行うことができた。また、本試作を通じて得られた製作精度をもとに、熱交換形式や欠陥率の実機性能に与える影響について考察を行った。

報告書

高温配管の減圧試験

谷平 正典*; 國富 一彦; 稲垣 嘉之; 佐藤 隆*; 宮本 喜晟

JAERI-M 89-051, 60 Pages, 1989/05

JAERI-M-89-051.pdf:1.63MB

急速減圧時における高温配管の特性並びに高温配管内部構造物の健全性を把握するために、高温工学試験研究炉(HTTR)で使用される高温配管とほぼ同一の寸法及び同一の内部構造物を有する高温配管を使用して、減圧試験を行った。試験パラメータは、常温の窒素ガス及びヘリウムガスによる減圧速度(0.14~3.08MPa/s)、スライドジョイント部開口面積(11.9~2036mm$$^{2}$$)、高圧容器内初期圧力(1.0~4.0MPa)である。その結果、ライナー管及び仕切板に発生する最大差圧は、各々2.69MPa、0.45MPaであった。全試験終了後、試験体として使用した高温配管を切断・分解し、内部断熱構造物である仕切板・断熱材・ライナー管及び耐圧管を検査したところ、損傷及び異常は見られなかった。

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