of 42 /42

JAEAjolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA...Kays Kays [11] Nu 0.022Re Pr 0.8 0.5 Nu Re Pr 1 2.3-1 2.3-1 2.2-1 JAEA-Technology 2007-041 - 6 - 6 3.1

  • Author
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of JAEAjolissrch-inter.tokai-sc.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA...Kays Kays [11] Nu 0.022Re Pr 0.8 0.5 Nu Re Pr...

  • ������������������������

    �����������

    ����������������������������������������������������

    ������������������������

    ���������

    ���������

    ����������������������

    �����������

    ��������

    ����������������

    ���������

    �������������������������������������������

    ����������������������������������������

    ���������

    �����������

    �����������������������

    �������������������������������������

    ���������������

    ������������������������

    �������������������������������

    ����

    ��������

  • http://www.jaea.go.jp/index.shtml

    319-1195 2 4

    029-282-6387, Fax 029-282-5920

    319-1195 2 4

    This report is issued irregularly by Japan Atomic Energy Agency

    Inquiries about availability and/or copyright of this report should be addressed to

    Intellectual Resources Section, Intellectual Resources Department,

    Japan Atomic Energy Agency

    2-4 Shirakata Shirane, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken 319-1195 Japan

    Tel +81-29-282-6387, Fax +81-29-282-5920

    © Japan Atomic Energy Agency, 2007

  • ii

    �������� IS ������������������

    ������������ �����������

    ����������

    ��� �� � ��� ��*� � ��� �� � �� ��� � �� �� � �� ���

    (2007 � 4 � 11 ���)

    ����������������������������� IS �������������

    �������������������������������������������

    �����������������������������������300��500���

    �����������������������������������100������

    �������������������������������������������

    ���������������SiC ����������������������������

    ����������SiC��������������������������������

    ���������������������������������SiC ��������

    ��������SiC������������������������������������

    ������������������������������������������

    ������������������ SiC �����������������������

    ����������������������

    �����������������������������������������

    ���������� 16-17 ����������������������������������������311-1195� ������������� 2-4 * ���(2006 � 10 ��� IS ���������������)

    JAEA-Technology 2007-041

  • ii

    ii

    JAEA-Technology 2007-041

    Test Fabrication of Sulfuric Acid Decomposer Applied for Thermochemical Hydrogen Production

    IS Process

    Hiroki NOGUCHI, Hiroyuki OTA*, Atsuhiko TERADA, Shinji KUBO,

    Kaoru ONUKI and Ryutaro HINO

    Nuclear Applied Heat Technology Division

    Nuclear Science and Engineering Directorate

    Japan Atomic Energy Agency

    Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken

    (Received April 11, 2007)

    Thermo-chemical Iodine-Sulfur (IS) process produces large amount of hydrogen effectively

    without carbon dioxide emission. Since the IS process uses strong acids such as sulfuric acid and

    hydriodic acid, it is necessary to develop large-scale chemical reactors featuring materials that

    exhibit excellent heat and corrosion resistance. A sulfuric acid decomposer is one of the key

    components of the IS process plant, in which sulfuric acid is evaporated and decomposed into water

    and sulfur trioxide under temperature range from 300 ºC to 500ºC using the heat supplied by high

    temperature helium gas. The decomposer is exposed to severe corrosion condition of sulfuric acid

    boiling flow, where only the SiC ceramics shows good corrosion resistance. However, at the current

    status, it is very difficult to manufacture the large-scale SiC ceramics structure required in the

    commercial plant. Therefore, we devised a new concept of the decomposer, which featured a counter

    flow type heat exchanger consisting of cylindrical blocks made of SiC ceramics. Scale up can be

    realized by connecting the blocks in parallel and/or in series. This paper describes results of the

    design work and the test-fabrication study of the sulfuric acid decomposer, which was carried out in

    order to confirm its feasibility.

    Keywords� Sulfuric Acid Decomposer, Thermochemical IS Process, Hydrogen Production, HTTR,

    SiC Ceramics

    A part of the study was performed by JAEA in the “Development of Nuclear Heat Utilization

    Technology” under the auspices of the Ministry of Education, Culture, Sports and Technology in the

    fiscal year 2004 and 2005.

    *: TOSHIBA (Enrolled in the IS process technological group until October, 2006)

  • iii

    iii

    �� �

    1�� ����.............................................................................................................................1 2� �� ...................................................................................................................................3 2.1 �����.....................................................................................................................3 2.2 ���� ........................................................................................................................3 2.3 ������ .................................................................................................................3

    3� �������������������� ............................................................................6 3.1�� ................................................................................................................................6 3.2 ���� ........................................................................................................................6 3.3 ���� ........................................................................................................................7 3.3.1� ��������...................................................................................................7 3.3.2� ������ ..........................................................................................................7

    3.4 �� ...............................................................................................................................73.5 ���..............................................................................................................................8

    4�� SiC��������� ......................................................................................................9 4.1 �� ...............................................................................................................................94.2 ������� SiC���� ..........................................................................................9 4.3 ���� SiC���� .....................................................................................................9

    5������������ ...................................................................................................11 6� ��������............................................................................................................12 6.1 ������ ...............................................................................................................12 6.2������ ................................................................................................................13 6.3���������.....................................................................................................13

    7� ���................................................................................................................................15 � �......................................................................................................................................16 ���� ................................................................................................................................17

    JAEA-Technology 2007-041

  • iv

    iv

    Contents 1� Introduction.........................................................................................................................1 2� Decomposer Design .............................................................................................................3

    2.1 Objective.......................................................................................................................3 2.2 Design Concept..............................................................................................................3 2.3 Specification..................................................................................................................3

    3� Thermal and Stress Analysis for SiC Ceramic Block ..............................................................6 3.1 Objective of analysis ......................................................................................................6 3.2 Analytical Condition ......................................................................................................6 3.3 Analytical Results ..........................................................................................................7

    3.3.1� Analysis of Temperature Distribution .......................................................................7 3.3.2� Analysis of Stress Distribution .................................................................................7

    3.4 Evaluation .....................................................................................................................7 3.5 Conclusion ....................................................................................................................8

    4�� Fabrication of SiC Ceramic Block ........................................................................................9 4.1 Objective of Fabrication .................................................................................................9 4.2 High Strengthened Reaction Sintering SiC Block .............................................................9 4.3 Atmospheric Sintering SiC Block....................................................................................9

    5� Development of High Temperature Corrosion Resistant Seal.................................................11 6� Test Fabrication of Sulfuric Acid Decomposer .....................................................................12

    6.1 Design of Test Article ..................................................................................................12 6.2 Fabrication of Test Article ............................................................................................13 6.3 Structural Confirmation Test.........................................................................................13

    7� Conclusion ........................................................................................................................15 Acknowledgement ...................................................................................................................16 Reference ..............................................................................................................................17

    JAEA-Technology 2007-041

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 1 -

    1

    1�� ����

    ���������������������������� IS ����[1]��������

    �������������������������������������������

    ������������������������������������300��500��

    ������������������������������������100�����

    �����������������������������[2]�

    ������������������������SiC ������������������

    ��������[3]�������������������� SiC ������������

    ���������������������������������������IS ��

    ������������������������ 30m3/h �����������������

    ������������������������[4]�

    �����������������������SiC �������������������

    �������������������������������������������

    ����������������������������SiC ��������������

    ��SiC������������������������������������������

    ��������������������������������������������

    ���950������������������������������[5]�������

    ���������������������������������������������

    ����������

    ��������������������������������������������

    ����������������������������������������������

    �������������������������������������������

    ��������������������������������������������

    ������������������������ SiC ������������������

    ��� [6�7�8]�

    �������������������������������������500��

    4MPa �����������������������������������(1x10-4 Pa�

    m3/s)�������������������[7�8]����SiC ������������ CIP

    ����������Cold Isostatic Press��������������������������

    �������� 25cm��� 75cm� SiC ������������[8]��� SiC ���� 2 ��

    �����IS �������������������������������������

    �����0.6G�������������������������������������

    �[9]�

    ������������������������������������������

    ���������������30m3/h ���������������IS ����������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 2 -

    2

    ������

    ���������������������� SiC�������������������

    ���������������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 3 -

    3

    � 2� ��2.1 �����

    IS�����������������������������������������

    ������������������������������������������

    ������������������������������������������

    ������������������������������������ SiC�������

    �������������������[3]�����������������������

    �����������������������������������������

    �������������������������������

    2.2 ����

    ���������������� 90wt%����������������� SO3����

    �������������� 50%����� IS �������������������

    30m3/h� IS���������������������������� 2.2-1�������

    2.2-1 ������������� SiC ���������������������������

    �����������������������������������������

    14.8mm ������ 32 ���������� 38 ��� 70 ����������������

    ���� 1.5m��������������������������������������

    ������ 0.75m �����������������������2 �����������

    ��������������������������������������������

    ���������������������������������������������

    ��������������������������������������������

    ������������������������������������������

    �������������������������������������������

    ������������������������������������������

    ������������������������������������� 6 �����

    ���

    2.3 ������

    ������������������������������������ 2.3-1 ��

    ������������������ 2MPaG ��������������������

    ��������������������������������������������

    �������H2SO4�H2O+SO3������������������

    �����������������������������������

    (a) ���������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 4 -

    4

    �������������������������������

    �������1.5m

    ���������� 32 �

    ���������� 14.8mm

    1 �������������� 0.0021kg/s

    ���������������80kW/m2 ��������������������

    ������[10]�����

    � �3224.6 XffY ps�

    l

    hRY�

    23

    212

    2

    1 qRhgc

    PMX

    vvl

    lpl

    ��

    ���

    � �� �

    � �� �3

    37.0

    3131

    ca

    c

    ap pp

    ppppf

    ��

    ��

    ��

    sf ���������������

    pf �������1�

    h������ [W/m2K]R�������� [�]

    l� ������� [W/mK]M ������=900[m-1]�P������=1.976[W]�

    plc ����� [J/kgK]

    l� ����� [kg/m3]g������� [m/s2]� ������ [N/m]

    v� ������ [kg/m3]

    vh� ���� [kJ/kg]q����� [W/m2]p���� [Pa]

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 5 -

    5

    ap ������ [Pa]

    cp ������ [Pa]

    (b) ���������

    ���������������������������������

    �������1.5m

    ������������ 38 �

    ������������ 14.8mm

    1 ���������������� 0.0024kg/s

    ����������������������� Re�6000�Pr�0.7 ���������

    ����� Kays ��������Kays ��[11]�������

    5.08.0 PrRe022.0�Nu

    ��

    Nu ������Re �������Pr �������

    �������������������������1 ��������������

    ���������� 2.3-1 ��� 2.3-1 ����������� 2.2-1 ���������

    �������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 6 -

    6

    � 3� ��������������������

    3.1 ��

    �������������������������������������������

    ��������������������������������������������

    ��������� SiC ���������������� SiC ������������

    ��������� SiC �������������������������������

    SiC ��������������

    3.2 ����

    (1) �������������������

    ������������������������������������������

    ��� 90°��1 / 4 �����������������������������������

    �����������������/�������������������������

    ��������������������������

    (2) ����

    (a)� ���

    ���������������������������������������

    �����������������������������������������

    ����������������������������������������

    ����������� ������������������������������

    �������� 2.3-1 ������������������������������

    ����� ��������������������������������

    (b)� ��

    ���������������� 4MPa ���� 2MPa ��������������

    ��������������������������������������� ��

    �� 4MPa �����������������

    (3) �����

    �������������� 3.2-1 ������������������������

    ����

    ������ABAQUS Ver . 6.4

    ��������DC3D8 �3 ����������8 ������������

    ��������C3D8 �3 ����������8 �����������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 7 -

    7

    (4)� ���

    SiC ��������� 3.2-1 ���������������������������

    ���� S35�40[W/mK]��������������� SiC � 130[W/mK]����� SiC

    � 170[W/mK]�������� 3~4 �����������

    3.3 ����

    3.3.1� ��������

    � 3.3-1 ��������������������������������������

    ������������� 2.3-1 ��������������������������

    ������������� 140mm ��������������������������

    ��������������������������������������������

    �������������������������������������������

    ���������������������������������������������

    ��������������������������������������������

    ����� 250ºC ����������������������������������

    �����������������������������������������

    �����������������

    3.3.2� ������

    � 3.3-2 ��� 3.3-1 �������������������� 3.3-2 ��������

    ��������������������������������������������

    ���������������������� 114MPa ����������������

    �������������������������������������������

    �������������������������������������������

    ���������������������

    3.4 ��

    ������������������������������������ SiC ���

    ����� 850MPa �������������������� SiC �������������

    � CERASIC) �������� 450MPa�� 3.4-1 ��� ����������������

    ��������������������������������

    �������������������������������������������

    ��������������[12]�

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 8 -

    8

    � �

    mT

    m

    1

    23 12

    1

    � ����

    � T� �����

    3� �3 �����

    m ����������������������������m ��������������������

    �����m = 9 ������������������������������� SiC

    ( CERASIC ) �������������������������������������

    SiC �����������������

    m = 9 ��������������� 3 �������� 0 .555 ��������������

    ������������������������������

    ���� SiC : 249MPa

    ������� SiC : 471MPa

    ������������������������

    ���� SiC : 2.19

    ������� SiC : 4.14

    �������� SiC �� 2 ������������������������������

    �������������������������������������������

    SiC ��������������������� SiC �����������������

    �� CERASIC �����������������������������������

    ������������������������

    3.5 ���

    ������������������������������������������

    �����������������������������������������

    ��������������������������������������/����

    ������������������������������� SiC ��������

    ���������������������� SiC ��������������������

    �����������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 9 -

    9

    4�� SiC ���������

    4.1 ��

    �������������������������������������������

    ������������������������ SiC �����������������

    ������������������������������������� SiC ����

    ����������������������������������������� SiC

    ���������� SiC ���������������

    4.2 ������� SiC ����

    (1) ����

    ������� SiC ������������������� 4.2-1 ������� SiC �

    �� C ����������CIP ���� �300x800L �������������������

    ����������������������� Si �����������������

    ��������������������

    (2) ����

    ������� SiC �������������������������������

    ����������������������������������������

    4.3 ���� SiC ����

    (1) ����

    ���� SiC ������������������������ SiC ����������

    �������������� 4.2-1 ���������� SiC �������������

    ������������SiC �� Si������������������������

    ����

    ���������������CIP �������������SiC ���������

    ������������������������������������������

    ������������������������������������������

    ����������������������

    �����������������CIP ���� �300×800L ������������

    �����������������������������������������

    �������������������������������

    ���������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 10 -

    10

    ���� SiC �����������������������������������

    ������������������������������� � �����������

    ���������������������������������������������

    ������������������������������ ������������

    �����������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 11 -

    11

    5� �����������

    SiC �����������������������������������������

    �������������������������������������������

    ������������������������������������������

    �������������������� 5-1 ����������������������

    �������������������������������������������

    �����������

    � ������������������������

    � SiC ����������������������������

    � SiC ���������������������������

    ������ 5-2 ���������������������������������

    ��������70�500���������3����������������������

    �������� 4MPa������������������������������ 5-1 ���

    ������������������������������������������(a)��

    3 ������ 500��������(b)�������������������������

    500�����������������������������������������

    ���������������������������������������������

    �����������������������500������������ 7.5x10-8 �

    3.6x10-4Pa�m3/s �����������������(1x10-4 Pa�m3/s)����������

    ���������������2MPa������������������ 10NmL �

    102NL/(�����)����������������������������������

    ����������������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 12 -

    12

    6� ��������

    6.1 ������

    �����������������������������������������

    �����������������������SiC ������������������

    �������������������������� 6.1-1 ��������������

    ���������

    ��������������������������������

    � �������

    � SiC ����������

    � ������

    � �������

    ���������������������������������������

    ����������

    � �����

    � ��������

    � ��� O ��������

    ��������5 �������������������SiC �����������

    ��������������������2 mm O ���������������������

    �������������������������������������������

    ��������������

    �� SiC ����������

    SiC ����������������������������������������

    ������������������������������������������

    �������������������������������������������

    �������������������������������������������

    �������������������������������������������

    �������������������������������SiC����������

    �(����������)�����������������������������

    ��������������������������������� SUS304 ����

    ����

    �� ������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 13 -

    13

    ����������������������������������������

    �����������������������������������������

    ������������������������������������������

    ������������������������������������������

    100 kg �������� 30,000 kg ������������������������

    ������������������������������������������

    �������������������������������������������

    ������������������������������������������

    �������

    6.2 ������

    � 6.2-1 ���������������������������������� 6.2-2

    �������������������������������������������

    ��������������������������������������������

    �������������������������������������������

    �������������������������������������������

    ������������������SiC �����������������������

    �����

    6.3 ���������

    ����������������������������������������

    ������������������������������������������

    �������������

    � �����

    ���������������������� 2MPa ��������������

    30 ���������������������������������������

    ���

    � ���������

    JIS Z2332 ����������� 6.3-1 �����������������������

    ������������ 5 ������������ 4 ������������ 70 ��

    ������������������������������� 0.2MPa��������

    ����������������������������������������� 1800

    ����600 �������������������������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 14 -

    14

    ������(2.2�2.5)×10-3 Pa�m3/s������������� 1������������

    ����� 0.79Nm3/y ��������������������� 0.2MPa �������

    ������������� 10 �� 2MPa �����������������������

    ���������������

    ��������������������������������� q ����� �p �

    ����� �p�q ���������������������������������

    �� q1 � p1�q2 � p2 ����������������������������

    � � � � � � � q1/q2= (p1/p2)=(4/0.2)=20

    ���0.79×(20) = 15.8Nm3/y �������������� 7m3 ������������

    ����� 2.3������������������������������������

    �����������������������������������������

    �����������������������������������������

    ����������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 15 -

    15

    7� ���

    �� SiC �����������������������������������������

    �������������������SiC ���������������������

    ������������

    ������������������������������������������

    �������

    ������ 30Nm3/h �������������������� 1/1 ���� SiC �����

    ����������������

    �� 500��4MPa �����������������������������������

    �����������������(1x10-4 Pa�m3/s)����������������

    ���

    ������ 30Nm3/h �������������������������������

    �����������������������������������������

    �����������������������SiC ����������������

    ������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 16 -

    16

    � �

    �������������������������������������������

    �����������

    ���������������������������������������

    ������������ 16-17��������������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 17 -

    17

    ����

    [1] K. Onuki, H. Nakajima, I. Ioka, M. Futakawa, S, Shimizu: IS Process for thermo-chemical

    hydrogen production, JAERI-Review 94-006 (1994).

    [2] A. Terada, S. Kubo, H. Okuda, S. Kassahara, N. Tanaka: Development of Hydrogen

    Production Technology by Thermo-Chemical Water Splitting IS Process, Proc. of GLOBAL

    2005, Tsukuba, Japan, Oct 9-13,GLOBAL2005-427.

    [3] S. Kubo, M. Futakawa, I. Ioka, K. Onuki, S. Shimizu, K. Ohsaka, A. Yamaguchi, R. Tsukada,

    T. Goto: Corrosion test on structural materials for Iodine-Sulfur thermochemical

    water-splitting cycle, Proc. 2nd Topical Conf. Fuel Cell Technology, 2003 AIChE Spring

    National Meeting, March 30 - April 3, 2003, New Orleans, USA.

    [4] S. Kubo, S. Kasahara, Y. Inaba, S. Ishiyama, K. Onuki, R. Hino, “A pilot test plan of

    thermochemical water-splitting Iodine-Sulfur process”, Nucl. Eng. Desi., Vol. 233, pp.

    355-362 (2004).

    [5] R. Hino, K. Haga, H. Aita, K. Sekita:R&D on Hydrogen Production by High Temperature

    Electrolysis of Steam, Nucl. Eng. Desi., Vol. 233, pp. 363-375 (2004).

    [6] ����������������������������������������

    ����� ����������, �� 2005-141767

    [7] H. Ota, A. Terada, S. Kubo, S. Kasahara, M. Hodotsuka, R. Hino, T. Inatomi, K. Ogura, M.

    Kobayashi, S. Maruyama: Conceptual Design of Sulfuric-Acid Decomposer for

    Thermo-Chemical Iodine-Sulfur Process Pilot Plant, Proc. 13th Int. Conf. Nucl. Eng., 2005,

    Beijing, China, ICONE13-50494.

    [8] ���������������������������������� IS �����

    ������������������������Vol.5�No.1�pp.68-75 (2006)

    [9] H. Noguchi, H. Ota, A. Terada, S. Kubo, K. Onuki, R. Hino: Development of Sulfuric Acid

    Decomposer for Thermo-Chemical IS Process, Proc. of ICAPP2006, June 4-8, 2006, Reno,

    USA, ICAPP2006-6166.

    [10] K. Nishikawa and Y. Fujita: Correlation of nucleate boiling heat transfer based on bubble

    population density, Int. J. of Heat and Mass Transfer, Vol.20, 3, March 1977, Pages 233-245

    [11] W.M. Kays and M.E. Crawford, Convective Heat and Mass Transfer (2nd ed.), McGraw-Hill,

    1980, p. 243.

    [12] �����������������������������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 18 -

    18

    �� �� ��

    �� 2MPaG

    �� 4.0kg/min

    ����� 460/435�

    ���� 90wt% ��

    ���� 455�

    �� 4MPaG

    �� 5.5kg/min ����

    ����� 710/535�

    ���� 83kW

    ����� 80kW/m2

    ����� ��/���� 32 �/38 �

    ����� ��/�� 14.8mm/L1.5m

    � 2.2 -1� ���������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 19 -

    19

    �� �� ����

    ���� kW 82.7

    ����������� � 710�535

    ��������� � 435�460

    ������ MPaG 4.0

    ���� MPaG 2.0

    ������ kg/s 0.091

    ����

    ���� kg/s 0.066

    ���������� mm�� �14.8�38

    �������� mm�� �14.8�32���� ������ � 1.5

    �� ���� ���� ����� ���� ��

    (�) (W/mK) ( MPa ) ( - ) (1/K) (kg/m3)

    0 120.0 3.98E+05 0.27 3.47E-06 3100

    800 81.2 3.98E+05 0.27 3.90E-06 3100

    1300 58.2 3.98E+05 0.27 4.40E-06 3100

    � 2.3-1� 1 ���������������������������

    � 3.2-1� ������� SiC ����

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 20 -

    20

    ������� SiC

    RS-SiC

    ���� SiC

    CERASIC

    �� g/cm3 3.0 3.�

    450�RT����� MPa 850

    450(1450�)

    ���� GPa 370 420

    ���� MPa/m1/2 3.0 3.5

    �� HV 1900 2300

    ���� W/mK 130 170

    3.9 �RT-1073K������ 10-6/K

    4.3 �RT-1473K�4.5

    � 3.4-1� SiC ���

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 21 -

    21

    ���� �����

    ����

    ����

    (Pa�m3/s)

    ����

    ��

    (MPa)

    �����

    ��������

    �������

    ���

    �����3.6x10-4 3.6 1.0x105 N/m

    SiC �������������

    �����������

    ���

    �����2.2x10-6 2.6 1.2x105 N/m

    SiC ��������

    ���������������

    ����

    �����7.5x10-8 4.0 24 MPa

    ���� �����

    ����

    ����

    (Pa�m3/s)

    ����

    ��

    (MPa)

    �����

    ��������

    �������

    ���

    �����6.4x10-8 4.0 2.8x105 N/m

    SiC �������������

    �����������

    ���

    �����2.7x10-4 3.4 3.0x105 N/m

    SiC ��������

    ���������������

    ����

    �����2.8x10-7 4.0 58 MPa

    � 5-1 � ���������

    (a) 3 ����������� 500�

    (b) 3 ����������� 20�

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 22 -

    22

    � 2.2-1� ����������

    He

    He

    H2SO4(liq.)

    H2SO4(vap.),SO3+H2O

    ���������

    ���������

    �������

    �������

    SiC������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 23 -

    23

    ����

    ����

    ����

    ���� ���� ���� ���� ���� ����

    ����������������

    ��

    ��

    ����

    ���

    �����������

    �����������

    ����������

    �������������

    � ������

    � � � He� �� Kays

    � � � �������

    ���

    ���

    ���

    ���

    ���

    ���

    ���

    ���

    ���� ���� ���� ���� ���� ����

    ����������������

    ��

    ��

    ����

    ����

    ����� ���

    ������

    ��

    � ���������

    � ����5�

    1����������

    � 2.3-1� ��������� He������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 24 -

    24

    1.5m

    �0.25m

    ��(vap.)��

    ������

    ������

    SiC�������

    ����(Au)

    SiC����

    ��(liq.)��

    � 3.2-1� ������������(�������� ¼����)

    ������������

    ���

    ���

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 25 -

    25

    � 3.3-1� ����������������

    ���������

    ��������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 26 -26

    � 3.3-2� ����������������

    ���

    ������

    He-�����

    �������

    ���250�

    ������

    ���He 4MPa)+�(�����)

    ��������

    ����114MPa

    � (������)

    ��������

    ��������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 27 -

    27

    � 4.2-1� ������� SiC���������

    � 4.3-1� ���� SiC���������

    CIP���

    ����

    ������

    ������� (��)

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 28 -

    28

    �5-1�

    �������������

    ����������

    (O

    .D98

    mm

    ,1m

    m�)

    �����������

    �O

    .D19

    mm

    , 1m

    mt)

    �����������

    (O.D

    118m

    m,0

    .5m

    mt)

    ����������

    ����

    �����������

    ����

    �����������

    ����

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 29 -

    29

    ����������������

    ������

    ��

    ���

    70��

    500�

    ��������

    3�

    ��

    ��������

    ���

    4MP

    a

    ����������O

    .D19

    mm

    , 1m

    mt)

    �������

    ��������

    (O.D

    98m

    m,1

    mm�)

    SiC

    ����

    �(1

    20m

    m��

    50m

    mt)

    ����

    ��������

    ��

    He�

    He�

    ���

    ��

    ��

    O���

    ����

    ���� S

    iC���

    ��

    ���

    SiC

    ����

    �����

    ���

    ��

    ��

    He�

    He�

    ���

    ��

    ��

    O���

    ����

    ���� S

    iC���

    ��

    ���

    SiC

    ����

    �����

    ���

    ��

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 30 -

    30

    �6.1-1�

    �������������(1/2)

    He�

    ����

    ����

    ���

    He�

    ����

    �������

    SiC������

    H2S

    O4(

    liq.)

    H2S

    O4(

    vap.

    ), S

    O3+

    H2O

    He

    He

    He�

    ����

    ����

    ���

    He�

    ����

    �������

    SiC������

    H2S

    O4(

    liq.)

    H2S

    O4(

    vap.

    ), S

    O3+

    H2O

    He

    He

    He�

    ����

    He�

    ����

    ����

    ���

    ����

    ���

    He�

    ����

    He�

    ����

    �������

    �������

    SiC������

    SiC������

    H2S

    O4(

    liq.)

    H2S

    O4(

    vap.

    ), S

    O3+

    H2O

    He

    He

    1.5m

    �0.

    25m

    ��

    (vap

    .)��

    ������

    ������

    SiC

    �����

    ��

    ����

    (Au)

    SiC����

    ��

    (liq.

    )��

    � ������������

    �����������������������

    ��

    (vap

    .)��

    ������

    �������������������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 31 -31

    � 6.1-1� �������������(2/2)

    ������������

    ���������

    �����

    ���

    ����

    ����������

    ���

    ���

    ����������

    ����������

    ����

    ����

    ����������

    �����

    ���

    ����

    ����������

    ���

    ����

    ����

    ������������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 32 -

    32

    �6.2-1�

    ���������������

    ���

    �����

    ��SiC����������

    ��SiC�����

    ���������������

    ��SiC�����

    ��

    ���SiC���������

    ��SiC�����

    ��

    ����������

    �����

    ��

    ���

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 33 -

    33

    �6.2-2�

    ������������

    ����

    ����

    ������

    ��

    ��SiC�

    ����

    ���������

    ���

    �����

    ��������

  • JAEA-Technology 2007-041

    - 34 -

    34

    � 6.3-1� ������������ He�������

  • http://www.jaea.go.jp/index.shtml

    319-1195 2 4

    029-282-6387, Fax 029-282-5920

    319-1195 2 4

    This report is issued irregularly by Japan Atomic Energy Agency

    Inquiries about availability and/or copyright of this report should be addressed to

    Intellectual Resources Section, Intellectual Resources Department,

    Japan Atomic Energy Agency

    2-4 Shirakata Shirane, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki-ken 319-1195 Japan

    Tel +81-29-282-6387, Fax +81-29-282-5920

    © Japan Atomic Energy Agency, 2007