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Q&A <2012年>

Q
  1. 将来のヘリカル型核融合発電所について
     将来、137万kwのヘリカル型核融合発電所を作ったとします。そうすると起動用電源として何kwほどの電力が必要になるのでしょうか?又、起動するのにどのくらい時間がかかるのでしょうか?
  2. 水素の製造について  
     大型ヘリカル方式核融合炉で水素の製造が可能との事ですが、どうやって製造する事になるのでしょうか?又、100万kwクラスのLHDでどのくらいの水素が製造可能なのでしょうか?
  3. 起動用電源について
     将来の核融合発電(137万kwクラス)で核融合炉を起動(定期点検後の再起動や自然災害などの緊急停止後の再起動を含む)する時に使用する起動用電源として起動用デイーゼル発電機や大型リチウム蓄電池などいろいろと方法が考えられると思われますが、どのような起動用電源を使う事になるとお考えでしょうか?又、LHDで製造した水素を使って大型燃料電池での起動(再起動)は可能なのでしょうか?
  4. 発電方法について
     将来のヘリカル型核融合発電ではLHDで製造した水素を利用して大型燃料電池と核融合発電を併用した発電という発電方法も可能なのでしょうか?

  1. 将来のヘリカル型核融合発電所について
     電気出力100万kWのヘリカル型核融合炉の設計例では,1時間程度で定常(自己点火)状態にするために必要なプラズマ加熱パワーは大体100 MWと見込まれています。電気出力が137万kWの場合でも同程度です。プラズマ加熱装置の効率は50%程度と見込まれますので,プラズマ立ち上げに必要な外部電力は200 MW程度となります。プラズマの立ち上げは1時間程度ですが,蒸気タービンなどの発電システムの初期起動は温度勾配の制約などにより一日程度が必要ですので,核融合発電所の起動時間は発電システムの設計に依存することになると考えられます。発電システムに同期させてゆっくりと核融合出力を増やす方法や別熱源を準備して発電システムを待機状態にしておいてからプラズマを1時間程度で立ち上げる方法などが考えられます。
  2. 水素の製造について
     核融合炉での水素製造については設計検討例があります。排熱と電気を利用する高温水蒸気の電気分解の検討例では,93%のエネルギー変換効率が期待できると報告されています。通常のアルカリ水電気分解法の効率は80%程度とされていることから排熱利用の効果が大きいといえます。この方法を用いて,電気出力100万kWを全て水素製造に利用すれば1日に668トンを製造できる計算になります。工業的には主に化石燃料の改質や熱分解によって水素製造が行われていますので,これらに核融合炉からの排熱を利用する方法も考えられます。
  3. 起動用電源について
     核融合発電所のプラズマ立ち上げには,200 MW程度の大きな電力を要することから電力系統の発電余力を利用することが想定されています。起動のために容量の大きな発電設備を備える必要は無いと思われます。
  4. 発電方法について
     水素を利用した低コストで高効率の発電システムが確立されれば,水素の供給システムも整備が進み,核融合発電に限らず様々な形式の発電に普及していくことが期待されます。
2012年7月5日

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