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中桐 俊男; 加瀬 健; 加藤 章一; 青砥 紀身; 高森 裕二*
JNC TN9400 2005-016, 27 Pages, 2005/04
JNC-TN9400-2005-016.pdf:1.37MB
ハイブリッド熱化学法による水素製造のエネルギー効率を向上させるために、同法の水素製造反応である亜硫酸水溶液の電気分解の際の電圧損失を低減させるための技術や電解条件について、調査、検討を実施した。その結果、アノードには電圧損失の低減や硫黄によるカソード被毒の抑制が期待できるとともに、二酸化硫黄吸収部の省略が可能なガス拡散電極が、カソードには電極間距離を最大限に短縮することで電圧損失の低減が見込める膜電極接合体が有望であることがわかった。電解槽としては、反応物質の拡散を促し、電解電流の増加が可能な流動型のセルタイプが有効であることがわかった。また、これらを採用した電解槽では100mA/cm
以上の電流密度が得られており、今年度に設計を行う1L/h程度の水素発生量が見込める装置に利用することが適切であることを提案した。
中桐 俊男; 堀切 守人; 加藤 章一; 加瀬 健; 青砥 紀身; 高森 裕二*; 深作 博*
JNC TN9400 2004-056, 98 Pages, 2004/09
JNC-TN9400-2004-056.pdf:5.58MB
高速増殖炉(FBR)の熱を利用した水素製造方法として提案されたハイブリッド熱化学法の原理実証試験を実施し、本法による水素製造を実証するとともに、さらなる長時間運転および1Nリットル/h水素製造装置開発への課題を摘出した。(1)最大5hの連続運転を行い、ハイブリッド熱化学法により、水から水素と酸素を同時に安定的に発生させることが可能であることを実証した。4回の全系統運転試験における電流値から評価された水素発生速度は 4.03 ミリリットル/h
5.04ミリリットル/h、酸素量は 2.07ミリリットル/h 2.78ミリリットル/hであり、4回の試験の水素量および酸素量の合計は、それぞれ、35.00ミリリットルおよび20.99ミリリットルであった。(2)最高約550度Cの硫酸流通部位に対し、金メッキを施したステンレス製等の機器および配管を使用した結果、硫酸が気体状であると考えられたSO3電解装置内には有意な腐食は認められず、YSZおよびPtメッキ焼成電極の酸素イオン導電性の低下も認められなかった。しかし、SO3電解器出口配管内に凝縮硫酸によると見られる金メッキステンレス配管の腐食が見られた。(3)現状装置での100時間連続運転および新たに1Nリットル/hの水素発生装置を開発するために必要な課題の摘出を行った。
小高 進; 加藤 章一; 川上 朋広*; 鈴木 高一*; 高森 裕二*
JNC TN9450 2003-002, 962 Pages, 2003/03
JNC-TN9450-2003-002.pdf:35.27MB
新技術開発試験グループでは、FBRの構造材料に用いられているSUS304鋼について長期にわたり材料試験を実施してきた。本報告は試験データの拡充が図れたために取りまとめたものである。10万時間を超える長時間試験やナトリウム環境下での試験など多くの貴重な試験データを有するものであり、今後のFBR材料研究に役立つものである。報告内容は以下の通りである。(1)材料 : SUS304鋼、素材(55ヒート), 溶接継手(143ヒート) (2)試験雰囲気 : 大気中, ナトリウム中, 真空中 (3)試験温度 : 室温800
C (4)試験方法 : JIS及び「FBR金属材料試験実施要領書(改訂版)」に準拠した。(5)データ点数 : 引張試験 : 1,185点, クリープ試験 : 1,044点, 疲労試験 : 1,037点, クリープ疲労試験 : 263点, 合計 : 3,529点。なお、本データ集は「FBR構造材料データ処理システム(SMAT)」の帳票を出力したものである。
加藤 章一; 吉田 英一; 石上 勝夫*; 高森 裕二*
JNC TN9400 2003-006, 37 Pages, 2003/02
JNC-TN9400-2003-006.pdf:55.39MB
高クロム鋼は、高温強度特性、熱膨張係数及び熱伝導率等に優れていることから、実用化戦略調査研究における実用化炉の構造材料として期待されている。本研究では、高クロム鋼のHCM12A(2001年度FBR熱処理材)の低サイクル疲労特性に及ぼすナトリウム環境の影響を評価することを目的に、ナトリウム中疲労試験を実施した。ナトリウム中疲労試験には、オーステナイト系ステンレス鋼を構成材料とするナトリウムループを使用した。ナトリウム浸漬条件は、温度550度C、流速1m/sec及び溶存酸素濃度約1ppmである。 本試験の結果、HCM12A(2001年度FBR熱処理材)のナトリウム中疲労寿命は、同一条件下の大気中疲労試験寿命よりも長くなる傾向が認められ、ナトリウム環境の影響による寿命低下は生じないことが分かった。ナトリウム中疲労寿命の増大は、2・1/4Cr-1Mo鋼、Mod.9Cr-1Mo鋼と同様に、主として試験片表面における酸化がナトリウムの還元作用により抑制されることから、疲労き裂の発生寿命が増加したことによるものと考えられる。 また、ナトリウム中における疲労寿命は、現行の大気中データをベースにした評価法によって保守的に予測可能と考えられる。
高井 俊秀; 加藤 章一; 中桐 俊男; 高森 裕二*
no journal, ,
これまで原子力機構では、水を原料としたFBR用水素製造技術として開発中の硫酸の合成・分解反応を組合せた熱電併用ハイブリッドプロセス(ハイブリッド熱化学法)の原理実証実験に成功し、約60時間の連続水素製造試験を実施している。本報では、新たに1Nl/hレベルの水素製造が可能な試験装置を開発したので報告する。