Performance degradation of helium refrigerator for liquid hydrogen circulation system of J-PARC high intensity neutron source
- Investigation of performance degradation -
勅使河原 誠, 麻生 智一, 長谷川 勝一, 武藤 秀生, 青栁 克弘, 高田 弘, 池田 裕二郎 （原子力機構）
Abstract:J-PARCの大強度中性子源では、液体水素減速材で冷中性子に冷却するため、液体水素循環系とヘリウム冷凍機から成る2元冷凍システムを用いる。2015年からヘリウム冷凍機内の熱交換器と内部吸着器で圧力損失が増加し、冷凍機の冷却性能が低下し、運転に支障を来す状態となった。圧力損失を引き起こす要因として、ヘリウム冷凍機内へ何らかの要因による不純物の混入や圧縮機からの油の混入が考えられ、ガスクロマトグラフ、四重極質量分析等を用いて運転前後のヘリウムガス中の不純物分析を行った結果、設計で許容される値を超えた不純物量は検出されなかった。また、内部吸着器内の活性炭や熱交換器内部への油の混入も観測されたが、設計範囲内の蓄積量であった。しかしながら、唯一、内部吸着器内の活性炭が飛散しないよう両端に配置したフェルト材の入口側表層に膜状の油の蓄積が見られた。
本報告では、原因を究明するために行ったヘリウム冷凍機内の不純物分析や油蓄積量について評価した結果を報告する。