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報告書

令和元年度研究開発・評価報告書; 評価課題「高温ガス炉とこれによる熱利用技術の研究開発」(中間評価)

高速炉・新型炉研究開発部門

JAEA-Evaluation 2020-001, 128 Pages, 2020/08

JAEA-Evaluation-2020-001.pdf:7.44MB

日本原子力研究開発機構は、外部有識者からなる高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会に、2017年4月から2020年3月までの高温ガス炉とこれによる熱利用技術の研究開発に係る第3期中長期計画の中間評価を諮問し、評価を受けた。その結果、3名の委員がS評価及び7名の委員がA評価と評価し、総合評価としてA評価を受けた。また、HTTR-熱利用試験施設の建設段階へ進むに当たっての判断は、HTTRが運転再開を果たし、熱負荷変動試験等の結果を評価してからの判断が適切であり、判断時期を2年程度延期することが妥当であるとされた。本報告書は高温ガス炉及び水素製造研究開発・評価委員会の構成, 審議経過, 評価項目について記載し、同委員により提出された「高温ガス炉及び水素製造研究開発課題評価報告書」を添付したものである。

報告書

Excellent feature of Japanese HTGR technologies

西原 哲夫; Yan, X.; 橘 幸男; 柴田 大受; 大橋 弘史; 久保 真治; 稲葉 良知; 中川 繁昭; 後藤 実; 植田 祥平; et al.

JAEA-Technology 2018-004, 182 Pages, 2018/07

JAEA-Technology-2018-004.pdf:18.14MB

日本における高温ガス炉の研究開発は1960年代後半に開始した。原子力機構は国内メーカーと協力して、システム設計, 燃料, 黒鉛, 金属材料, 原子炉技術, 高温機器, 燃料・黒鉛の照射試験、高温熱利用技術等の研究開発を実施してきた。1990年に日本初の高温ガス炉である高温工学試験研究炉HTTRの建設を開始し、1998年に初臨界に達し、その後、様々な試験運転を行い、日本の高温ガス炉技術を確立するとともに、高温ガス炉が有する固有の安全性を実証してきた。本報告書では、高温ガス炉システムの設計例、日本が有する世界最高の高温ガス炉技術及びHTTRの建設、運転保守を通じて得られた知見、熱利用技術について紹介する。

論文

第4世代原子炉の開発動向,2; 高温ガス炉

國富 一彦; 西原 哲夫; Yan, X.; 橘 幸男; 柴田 大受

日本原子力学会誌, 60(4), p.236 - 240, 2018/04

優れた安全性を有し、950$$^{circ}$$Cの高温熱が取り出せる黒鉛減速ヘリウム冷却型の熱中性子炉である高温ガス炉は、二酸化炭素の排出削減を目的に、発電以外の多様な産業における熱利用が期待されている。日本原子力研究開発機構では、高温工学試験研究炉(HTTR)により高温ガス炉の安全性を実証するとともに、熱利用系の実証に向けた研究開発を進めている。また、産官学と連携して我が国の高温ガス炉技術の国際展開に向けた活動を進めている。本報では、高温ガス炉に関する研究開発の状況及び国内外との協力について紹介する。

論文

世界のトップを走るHTTRプロジェクト

塩沢 周策; 小森 芳廣; 小川 益郎

日本原子力学会誌, 47(5), p.342 - 349, 2005/05

原研では、高温の熱利用による原子力エネルギーの利用拡大を目的として、高温工学試験研究炉を建設し、高効率発電,水素製造等の熱利用を目指した高温ガス炉システムに関する研究開発を進めている。本記事では、HTTRプロジェクトの研究開発を中心に、その経緯,これまでの主要な成果,現状,国際的な動向及び高温ガス炉水素製造システムに関する将来計画等を紹介する。なお、本解説記事は、文部科学省の革新的原子力システム技術開発公募事業「高温ガス炉固有の安全性の定量的実証」に関する技術開発の一環として実施された成果、並びに、文部科学省から原研が受託して実施している電源特会「核熱利用システム技術開発」により得られた成果の一部である。

論文

革新型炉としての高温ガス炉の特長,開発現状及び展望

塩沢 周策

季報エネルギー総合工学, 24(1), p.40 - 53, 2001/04

高温ガス炉は、高温の熱が取出せる,固有の安全性が高い,多様な燃料サイクルに対応可能等の既存炉にない特長を有しているため、エネルギー供給の多様化,エネルギー利用分野の拡大に貢献する革新型炉として期待されている。このため、南アPBMR計画,米国/露国GTMHR計画に代表される実用化計画並びに米国NERI計画に代表される革新的次世代炉開発研究等が進められている。一方、我が国では、HTTR計画の下に、わが国最初の高温ガス炉であるHTTRの建設が終了し、現在出力上昇試験が行われている。HTTR計画では今後、全出力試験,原子炉特性試験,安全性実証試験等を進めるとともに、水素製造等高温熱利用に関する研究を並行して行い、わが国の高温ガス炉技術の確立と高度化を目指すことになっている。本稿は、革新型炉としての高温ガス炉の特長と開発の現状について、紹介するとともに、わが国の役割,展望について筆者の考えを述べたものである。

報告書

核熱利用システムの構築に必要な基礎検討

稲葉 良知; 文沢 元雄; 菱田 誠; 小川 益郎; 有富 正憲*; 神前 康次*; 桑原 信一*; 野村 眞一*; 小坂 伸一*; 小林 繁鋪*; et al.

JAERI-Tech 96-019, 122 Pages, 1996/05

JAERI-Tech-96-019.pdf:4.42MB

本来核エネルギーの持つ大きな可能性を、長期的な世界のエネルギー需給において現実に利用可能なものとしていくために、核熱利用の様々な可能性を具体的な利用システムとして構築していく必要がある。本検討では、資源としては豊富に存在するが、取り扱う物量や環境影響という点で最も大きな問題を抱えている石炭と、物量という点で最もコンパクトな原子力を組み合わせたシステムの可能性について重点的な考察を行った。まず石炭の改質技術の最近の開発状況について、石炭ガス化技術開発の立場から検討した。また高温核熱と石炭改質を組み合わせたシステムを比較・検討し、このようなシステムを総合的に評価するモデルの開発を行った。さらに、核熱利用と化学原料製造の関係や開発途上国等での核熱利用の開発状況を調査した。そしてこれらにより、核熱利用システムの有用性を示した。

報告書

核熱利用システムの現状と将来動向

稲葉 良知; 文沢 元雄; 菱田 誠; 小川 益郎; 飯塚 隆行; 有富 正憲*; 神前 康次*; 桑原 信一*; 野村 眞一*; 村上 信明*; et al.

JAERI-Review 96-007, 87 Pages, 1996/05

JAERI-Review-96-007.pdf:2.66MB

本来核エネルギーの持つ大きな可能性を、長期的な世界のエネルギー需給において現実に利用可能なものとしていくためには、核熱利用の様々な可能性を具体的な利用システムとして構築していく必要がある。本報告書では、このような課題に対し、核熱利用システム導入の前提条件と導入シナリオについて検討した。特に、高温核熱と石炭改質を組み合わせたシステムに重点を置いてシステムの設計検討と評価を行った。その結果、本システムでは炭酸ガス排出量を従来のシステムに比べて抑制できる反面、その経済性については炭酸ガス課税がキーポイントになることがわかった。

論文

High-temperature engineering test reactor (HTTR)

馬場 治

Sci. Technol. Jpn., 15(58), p.7 - 9, 1996/00

高温ガス炉は、燃料の被覆にセラミックスを、冷却材にヘリウムガスを用いることにより、1000$$^{circ}$$C程度のエネルギーを取り出すことができる固有の安全性が極めて高い原子炉である。原研では高温ガス炉技術基盤の確立、高度化及び高温化学に関する先端的基礎研究を進めるために、原子炉出口温度950$$^{circ}$$Cの試験研究用高温ガス炉「HTTR」を建設している。HTTR完成の暁には、「高温ガス炉の安全性研究」、「高温核熱利用研究」、「高温工学に関する先端的基礎研究」を進めながら、高温ガス炉の運転・保守・管理技術を修得・蓄積していく。

論文

HTTRの開発現状と熱利用試験

斎藤 伸三

原産セミナ-「高温ガス炉開発と熱利用技術の展望」, p.1 - 10, 1992/02

HTTRの設計の詳細を説明し、建設の現状とスケジュールを報告する。また、完成後に予定している熱利用試験の計画について述べる。

論文

21世紀の原子力を予測する; 高温ガス炉

斎藤 伸三

原子力工業, 38(1), p.24 - 30, 1992/01

高温ガス炉の構造と特徴を述べるとともに、高温ガス炉及び利用系について現状の技術レベルと技術開発の展望を詳述した。そして、21世紀中葉における高温ガス炉の利用を、発電、熱電供給、水素、メタノール等の燃料製造、各種産業への利用に分けて予測するとともに、炭酸ガス放出低減への寄与を評価した。

論文

High-Temperature Gas-cooled Reactors (HTGRs) and their potential for non-electric application

斎藤 伸三

Proc. of IEA Int. Conf. on Technology Responses to Global Environmental Challenges,Vol. l, p.393 - 396, 1991/00

原子力はその熱発生過程で炭酸ガスを放出しないので、電力、非電力分野でのシェアを高める必要がある。後者については高温ガス炉が最善である。高温ガス炉は、1000$$^{circ}$$C近い熱を出し、かつ、非常に安全性が高いことから大変高い関心を持たれている。高温ガス炉からの高温の熱は、重質油の回収、石油精製、石油化学、石炭化学、製鉄、水素製造、アルミニウム製造等広く産業界にプロセス用熱として用いることが出来る。さらに、高温から低温までカスケード的に用いると熱利用率は80%にも達する。これらの産業に高温ガス炉を用いることにより炭酸ガス放出を格段に減らすことができる。

論文

高温ガス炉とその利用

宮本 喜晟

熱エネルギー消費と地球環境保護の方法論, p.173 - 187, 1990/05

高温の熱を取り出すことのできる高温ガス炉の特徴を示すとともに、高温ガス炉の熱を利用して水素を製造するプロセスとして代表的な水蒸気改質法、熱化学法、高温水蒸気電解法の原理、システム等について述べる。

論文

炉熱の化学利用

佐藤 章一

日本原子力学会誌, 27(5), p.403 - 410, 1985/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

原子力、特に高温ガス炉の熱エネルギーを化学的に利用して、化石燃料資源の節減あるいは代替に役立てる研究開発が行われてきた。このようなプロセス熱利用高温ガス炉と、炭化水素の改質および熱化学法による水素製造を中心とする、炉熱利用プロセスの研究開発の現状を紹介し、今後の課題を考察した。

論文

多目的高温ガス炉の開発の動向

石川 寛; 青地 哲男; 原 昌雄

日本原子力学会誌, 25(12), p.971 - 978, 1983/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:76.91(Nuclear Science & Technology)

これまで ほとんどの発電に向けられて来た原子力を、わが国のエネルギー需要の60~70%を占める非電力の分野にも導入しようとして、いま日本原子力研究所では多目的高温ガス炉の開発が進められている。そこで海外における高温ガス炉開発の経緯や動向をも含めて、その特徴、必要性、研究開発の状況ならびに熱利用系の考え方についてまとめた。

論文

核熱利用と水素エネルギー

佐藤 章一

日本原子力学会誌, 18(11), p.685 - 690, 1976/11

今後大規模に開発できる可能性のある一次エネルギー源は、原子力である。それを、広い利用分野をもつ水素の熱エネルギーに変換できれば、水素をエネルギー担体とする水素エネルギーシステムの成立が可能になる。水素エネルギーは化石燃料への依存性を低下させるのにも有効であろう。このような非電力利用に適した原子炉は、高温ガス炉であるが、水素製造プロセスなどへの利用には、炉とプロセスの結合の境界に関する検討と、原子炉エネルギーの有効利用が可能な経済的な水素製造プロセスの確立が必要である。

口頭

Features of HTGR and HTGR development in JAEA

稲葉 良知

no journal, , 

高温ガス炉の安全性、熱利用に関する特徴、原子力機構における高温ガス炉開発の状況について、概要をまとめたものである。

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