核熱利用システムによる水素及びDME製造の経済性評価,2

椎名 保顕; 西原 哲夫

JAERI-Tech 2004-057, 51 Pages, 2004/09

JAERI-Tech-2004-057.pdf:2.15MB

本研究では、昨年(2002年)に引き続き水素とDMEに着目し、高温ガス炉の核熱をトータルに利用してそれらを製造するシステムを検討して経済性評価を行い、商用プラントで生産する場合との比較を行った。その結果、水素製造に関しては、高純度ガスを生産するPSAの段数を増やして回収率を高めること等により、商用プロセスと比べて高純度水素ガスの製造単価を約17%、また、間接法によるDMEの生産の場合にも高純度水素を回収する等の工夫を加えることにより、商用プロセスに比べて約17%安く生産できることが示された。しかし、DME生産に関しては産油国で生産する方が安価であり、現在のところ核熱を用いても国内で生産する経済的優位性はない。本評価から、天然ガスからの水素製造に関しては核熱を利用すると経済的であること、さらにCO削減効果も併せると核熱の有効性はさらに高まることが示された。

高温ガス炉

萩原 正紀

原子力年鑑2001/2002年版, p.164 - 170, 2001/11

高温ガス炉開発をはじめとする高温工学試験研究について、平成12年4月から13年5月頃までの活動状況を中心にまとめた。本稿は、高温ガス炉開発の意義、高温工学試験研究炉(HTTR)の状況,出力上昇試験,所内関連部門の活動及び海外における高温ガス炉開発の動向と国際協力について記述している。

高温工学専門部会評価結果報告書

研究評価委員会

JAERI-Review 2000-020, 28 Pages, 2000/09

JAERI-Review-2000-020.pdf:2.43MB

研究評価委員会は、「日本原子力研究所における研究開発評価の基本指針」等に基づき、高温工学専門部会を設置し、高温工学試験研究炉開発部及び核熱利用研究部の研究開発課題について、平成12年度からの5年間の計画事前評価を実施した。高温工学専門部会は平成11年12月27日に開催された。評価は、事前に提出された評価用資料及び専門部会における被評価者の説明に基づき、研究評価委員会によって定められた評価項目、評価の視点、評価の基準に従って行われた。同専門部会がとりまとめた評価結果は、研究評価委員会で審議され、妥当と判断された。本報告書はその評価結果である。

Research and development of HTTR hydrogen production systems in JAERI

塩沢 周策; 小川 益郎; 稲垣 嘉之; 片西 昌司; 武田 哲明; 西原 哲夫; 清水 三郎; 大橋 弘史; 宮本 喜晟

Proceedings of 12th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC 2000) (CD-ROM), 10 Pages, 2000/01

特会委託研究として進めているHTTR水素製造システムの設計、炉外技術開発試験、要素技術開発試験(水素透過試験,触媒管健全性試験等)、熱化学法ISプロセス閉サイクル試験等の研究開発課題の選択、進め方、現状、今後の計画について報告する。水素の潜在的需要について概観し、核熱による水素製造が重要であることを示す。また、研究開発の効率的推進を図るため、水素製造コストの概算値から、水蒸気改質ではエネルギー費、資本費、原料費がほぼ同じ割合を占め、それぞれ対応する研究課題である高効率化、熱利用施設の非原子力級化、高転化率化に関する研究をほぼ均等に進めること、一方ISプロセスではエネルギー費が水素製造コストの70~80%を占めることから、閉サイクル試験及び高効率化に関する研究課題が材料研究課題に比べ水素製造コストに大きく影響することを示した。

高温ガス炉

藤川 正剛; 萩原 正紀

原子力年鑑1999/2000年版, p.173 - 177, 1999/00

高温ガス炉開発をはじめとする高温工学試験研究について、平成10年4月から11年5月頃までの活動状況を中心にまとめた。本稿は、高温ガス炉開発の意義、高温工学試験研究炉(HTTR)の状況、初臨界、所内関連部門の活動及び海外における高温ガス炉開発の動向と国際協力について記述している。

高温ガス炉

萩原 正紀; 重本 雅光; 藤川 正剛

原子力年鑑'98/'99年版, p.166 - 170, 1998/00

高温ガス炉開発を中心とする高温工学試験研究について、平成9年4月から10年6月までの活動状況を中心にまとめたものである。本稿は、高温ガス炉開発の意義、高温工学試験研究炉(HTTR)の状況、燃料、材料、炉工学、核熱利用等の所内各研究部門の活動についてまとめた。さらに、海外における高温ガス炉開発の動向及び国際協力について記述している。

アングル型高温隔離弁の概念と炉外実証試験計画

羽田 一彦; 藤崎 勝夫; 小磯 浩司*; 柴田 大受; 稲垣 嘉之; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 97-004, 113 Pages, 1997/02

JAERI-Tech-97-004.pdf:3.88MB

核熱を利用した水蒸気改質水素製造システムは、通常、原子炉建家外に設置するため、HTTRの中間熱交換器と水素製造システムを接続する2次ヘリウム配管は原子炉格納容器を貫通する。このため、貫通部に隔離弁を設置する必要がある。中間熱交換器で加熱されたヘリウムは約905C、4.1MPaで隔離弁を流れるが、このような高温高圧のヘリウム用隔離弁はこれまで実用化されていない。そこで、本報では高温高圧の隔離弁として適した構造のアングル弁について構造概念を提案し、さらに、HTTRでの供用に先立ちこの概念を確証するため、電気加熱による炉外実証試験装置を用いた試験の計画を定めた。

HTTR熱利用系炉外技術開発試験用水蒸気改質器の基本設計の検討

羽賀 勝洋; 日野 竜太郎; 稲垣 嘉之; 羽田 一彦; 会田 秀樹; 関田 健司; 西原 哲夫; 山田 誠也*; 数土 幸夫

JAERI-Tech 96-053, 71 Pages, 1996/11

JAERI-Tech-96-053.pdf:2.22MB

HTTRの目的の一つは高温核熱利用の有効性を実証することにある。HTTRという実炉に世界で初めて高温核熱利用系を接続して実証試験を実施するのに先立ち、機器の高性能化、運転・制御及び安全技術の実証、設計・安全評価解析コードの検証のための炉外技術開発試験が不可欠である。そこで、HTTRの最初の熱利用系として設計検討が進められている水蒸気改質水素製造システムについて、炉外技術開発試験計画を策定し、炉外技術開発試験のための試験装置の設計検討を行った。本報告は、試験装置の中核となる水蒸気改質器の設計検討の成果をまとめたものである。設計に当たっては、反応管が3本の場合と、コストダウンのために反応管を1本にした場合について、それぞれ反応特性、構造強度を解析評価し、その仕様と構造を定めた。

核熱利用システムの構築に関する研究

稲葉 良知; 小川 益郎; 菱田 誠

JAERI-Tech 96-017, 53 Pages, 1996/05

JAERI-Tech-96-017.pdf:1.81MB

核熱利用システムを「原子力の熱エネルギーを利用するために、色々な構成要素(プロセス)-発電プロセス、熱交換プロセス、メタン製造プロセス、水素製造プロセス、淡水化プロセス、エネルギー貯蔵プロセスなど-を有機的に組み上げた一つの組織・集合体」と定義する。このような核熱利用システムにおいて、「個々のプロセスの修正・改新、新たなプロセスの創出、プロセスの組み合わせ方」などを考える。また「構築したシステムの提案理由を明確にすること」を本研究課題とする。本報告では、核熱利用システムの構築に関する研究について、過去の研究例と、本研究の動機、手段・方法、内容の概略、計画などを述べる。また、核熱利用システムに関連して、エネルギー貯蔵、エネルギー輸送、エネルギー変換技術の現状についても概観すると共に、環境保全に対する価値判断において、エクセルギー及び環境の内部化経済の観点から探る。

Present status of R&D on hydrogen production by high temperature elctrolysis of steam

日野 竜太郎; 会田 秀樹; 関田 健司; 羽賀 勝洋; 宮本 喜晟; 岩田 友夫*

JAERI-Research 95-057, 42 Pages, 1995/08

JAERI-Research-95-057.pdf:1.48MB

原研で建設中のHTTRに接続することを目的とした水素製造プロセスの設計検討及び研究開発を進めている。このうち高温水蒸気電解による水素製造法について、これまでに実用的な12セル構造の円筒型電解要素を用いて実験室規模の試験を行い、950Cにおいて単位電解面積当たり約44Nml/cmhの速度で水素を発生させることに成功するとともに、電解試験手順などのノウハウと運転経験を蓄積した。その後、水素製造能力の向上を目指し、電解質自立方式の平板型電解要素を試作し、予備試験では850Cという低温域において約36Nml/cmhの速度で水素を連続的に発生させることができた。本報告では、上記試験の代表的な結果のほか、他機関で実施された高温水蒸気電解試験結果及びHTTR接続のために必要なR&Dについて述べる。