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西原 哲夫; 高野 栄
JAERI-Tech 99-080, p.30 - 0, 1999/11
水蒸気改質器はHTTR水素製造システムの主要機器の1つで、管外を約880
の高温ヘリウムガスが、管内を水素、水蒸気などの混合ガスであるプロセスガスが流れる。そのバウンダリーを形成する触媒管にはハステロイXRを使用する。ハステロイXRはヘリウム雰囲気で使用することを前提として材料強度基準が定められており、プロセスガスに対する適用性は明らかになっていない。そこで、プロセスガス雰囲気における腐食特性を明らかにし、予腐食材を用いた引張、疲労及びクリープ試験から強度低下量を測定することにより、既存の材料データがそのまま適用可能か評価するための試験(触媒管健全性試験)を計画した。本報告は、全体計画、腐食試験装置の概要、及び酸化雰囲気中での腐食試験結果についてまとめたものである。
稲垣 嘉之; 大内 義弘; 藤崎 勝夫; 加藤 道雄; 宇野 久男; 林 光二; 会田 秀樹
JAERI-Tech 99-074, p.63 - 0, 1999/10
HTTR熱利用系として、天然ガスの水蒸気改質(反応式:CH
+H
O=3H+CO)による水素製造システムが計画されている。HTTRと水蒸気改質システムの接続の前に、安全性及び制御性の実証、水素製造性能の確認等を目的として、HTTR水銀製造システムの1/30スケールモデルである炉外技術開発試験装置の製作を進めている。炉外技術開発試験装置は、中間熱交換器から下流の主要機器を模擬したもので、原子炉の代わりに電気ヒーターを使用して110Nm
/hの水素を製造する能力を有する。水蒸気改質器は、水蒸気改質により水素を製造する主要な機器である。炉外技術開発試験装置の水蒸気改質の製作においては、ヘリウムガスからの熱の有効利用並びにコンパクトな構造を目指して、バイヨネット型触媒管の採用、触媒管外表面に設けた直交フィンによるヘリウムガスの伝熱促進等の工夫を行った。また、伝熱促進を行うためには触媒管の肉厚を10mm程度にする必要があるため、触媒管の設計においては、ヘリウムガスとプロセスガスの全圧を考慮する全圧設計ではなく、両者の差圧をもとに触媒管の肉厚を定める差圧設計を適用した。この設計方法は、高圧ガス保安協会より初めて認可された。また、水蒸気改質器は可燃性ガスと電気ヒーターを内蔵することから防爆構造とした。本報告書は、炉外技術開発試験装置の水蒸気改質器の構造、触媒管差圧設計及び防爆構造の認可にかかわる内容について述べたものである。
