| 研究課題/領域番号 |
21246141
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
相良 明男 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (20187058)
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| 研究分担者 |
室賀 健夫 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (60174322)
長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40311203)
田中 照也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (30353444)
菱沼 良光 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (00322529)
近藤 正聡 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (70435519)
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| キーワード | 溶融塩ブランケット / 強制循環ループ / Flibe / Flinak / 燃料回収 / 熱交換器 |
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| 研究概要 |
当該研究では溶融塩ブランケットの循環条件での水素と熱の回収両立実験を世界で初めて行い、物理化学工学に渡る基礎的特性を明らかにするとともに、システム統合技術の構築を飛躍的に前進させることを目指している。
H22年度は、溶融塩ループ"Orosh^2i-1"の本体循環ループの製作を完了し、80℃の温水を用いた低温領域での遠心ポンプの性能試験およびループ循環試験を実施した。ループに用いる作動流体である溶融塩LiF-NaF-KF(Flinak)中への水素チャージ方法として、水素ガス吹き込み法を検討し、静止場のFlinak(600℃)中へのバブリング試験を実施した。溶融塩中の気泡の挙動や、気泡との水素輸送特性を理解した上で、ループ運転温度600℃における低い気泡レイノルズ数(Re=67.6)条件の総括水素輸送係数(h=1.5x10^<-3>m/s)を獲得した。一方、アルゴンガスを用いてバブリングにより水素を回収する場合は、水素チャージよりも低い輸送係数が示唆された。この水素チャージ試験においては、固体電解質水素センサーを用いてパージガス中の水素分圧測定を長時間実施し、測定の応答性や安定性を確認した。
また、ループ装置からの水素回収試験を行うために、HFによる腐食に強く、水素透過データが比較的豊富な純Niを水素透過壁材料として選択し、水素回収モジュールの設計・製作を行った。他に、V,Nb,Ta系の先進水素透過材料の特性評価を行った。ループ装置に接続予定の回収ガス分析装置については、性能試験を実施し、溶融塩Flinakを1000℃まで加熱して質量分析器による放出ガス分析が可能であることを確認した。ループ装置おいて高温溶融塩からの水素漏洩を抑制するためのセラミック被覆については、MOCVD法の原料錯体ガス導入法を工夫することにより、ステンレス円管内に酸化エルビウム被覆を均一に施すことに成功した。
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