JP2000147184A - 水質センサー - Google Patents
水質センサーInfo
- Publication number
- JP2000147184A JP2000147184A JP10336460A JP33646098A JP2000147184A JP 2000147184 A JP2000147184 A JP 2000147184A JP 10336460 A JP10336460 A JP 10336460A JP 33646098 A JP33646098 A JP 33646098A JP 2000147184 A JP2000147184 A JP 2000147184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water quality
- oxide
- quality sensor
- metal body
- silver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、原子炉炉内等の発電プラント
での使用中に腐食減肉を起さないような健全な水質セン
サーを提供する。 【解決手段】感知部と、該感知部と電気的に接線したリ
ード線と、円筒形状の金属ボディーと、該金属ボディー
と前記感知部とを単結晶イットリア安定化ジルコニアか
らなる電気絶縁体によって接合され、前記リード線と金
属ボディーとをミネラルインシュレーテッドケーブルに
て電気的に絶縁して結合したことを特徴とする水質セン
サー。
での使用中に腐食減肉を起さないような健全な水質セン
サーを提供する。 【解決手段】感知部と、該感知部と電気的に接線したリ
ード線と、円筒形状の金属ボディーと、該金属ボディー
と前記感知部とを単結晶イットリア安定化ジルコニアか
らなる電気絶縁体によって接合され、前記リード線と金
属ボディーとをミネラルインシュレーテッドケーブルに
て電気的に絶縁して結合したことを特徴とする水質セン
サー。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽水炉プラント等
で用いられる構造材料を取り巻く水質環境のパラメータ
を計測する新規な水質センサーに関する。
で用いられる構造材料を取り巻く水質環境のパラメータ
を計測する新規な水質センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平4−256850 号公報には、中性子束
中で容易に劣化しない材料で構成され、原子炉内部で冷
却材を監視するのに適した銀／塩化銀基準電極、につい
て記載されている。本電極の電気絶縁体としてアルミナ
またはサファイアが用いられている。しかし、上記特開
平4−256850 号公報においては、アルミナ素材またはサ
ファイア素材の耐食性に関する記載はない。
中で容易に劣化しない材料で構成され、原子炉内部で冷
却材を監視するのに適した銀／塩化銀基準電極、につい
て記載されている。本電極の電気絶縁体としてアルミナ
またはサファイアが用いられている。しかし、上記特開
平4−256850 号公報においては、アルミナ素材またはサ
ファイア素材の耐食性に関する記載はない。
【０００３】特開昭55−142134号公報には、酸素イオン
電導性セラミックスとして安定化酸化ジルコニウム等を
用い、電気化学システムとして金属とその金属の酸化物
を構成要素とした水素イオンセンサーについて記載され
ている。しかし、上記特開昭55−142134号公報において
は、実際にセンサーを発電プラント等に据え付ける際に
溶接等が施工される電極ボディーと安定化酸化ジルコニ
ウム管とを接合する具体的な手段や、安定化酸化ジルコ
ニウム等の耐食性に関する記載はない。
電導性セラミックスとして安定化酸化ジルコニウム等を
用い、電気化学システムとして金属とその金属の酸化物
を構成要素とした水素イオンセンサーについて記載され
ている。しかし、上記特開昭55−142134号公報において
は、実際にセンサーを発電プラント等に据え付ける際に
溶接等が施工される電極ボディーと安定化酸化ジルコニ
ウム管とを接合する具体的な手段や、安定化酸化ジルコ
ニウム等の耐食性に関する記載はない。
【０００４】プロシーディングス，オブ，インターナシ
ョナル，シンポジウム，オン，プラント，エイジング，
アンド，ライフ，プレディクション，オブ，コローディ
ブル，ストラクチャーズ，１９９５年５月１５−１８日
日本 札幌，p.４１３（Proceedings of Internation
al Symposium on Plant Aging and LifePrediction of
Corrodible Stractures, May １５−１８, １９９５,
Sapporo,Japan, p.４１３)には、沸騰水型原子炉の炉内
計装管，再循環系，ボトムドレインラインに、電気絶縁
体としてサファイアを採用した塩化銀電極型腐食電位セ
ンサーと白金電極型腐食電位センサーを設置し、腐食電
位をモニタリングした結果が記載されている。しかし、
酸素イオン電導性セラミックスとして安定化酸化ジルコ
ニウム等を用い、電気化学システムとして金属とその金
属の酸化物を構成要素としたセンサーについては記載が
ない。
ョナル，シンポジウム，オン，プラント，エイジング，
アンド，ライフ，プレディクション，オブ，コローディ
ブル，ストラクチャーズ，１９９５年５月１５−１８日
日本 札幌，p.４１３（Proceedings of Internation
al Symposium on Plant Aging and LifePrediction of
Corrodible Stractures, May １５−１８, １９９５,
Sapporo,Japan, p.４１３)には、沸騰水型原子炉の炉内
計装管，再循環系，ボトムドレインラインに、電気絶縁
体としてサファイアを採用した塩化銀電極型腐食電位セ
ンサーと白金電極型腐食電位センサーを設置し、腐食電
位をモニタリングした結果が記載されている。しかし、
酸素イオン電導性セラミックスとして安定化酸化ジルコ
ニウム等を用い、電気化学システムとして金属とその金
属の酸化物を構成要素としたセンサーについては記載が
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】サファイアを構成要素
とし該サファイアと金属との接合構造を有するセンサー
においては、高温高圧水の流水中、または中性子照射場
の高温高圧水の流水中にてサファイアに腐食減肉が生じ
る条件がある。
とし該サファイアと金属との接合構造を有するセンサー
においては、高温高圧水の流水中、または中性子照射場
の高温高圧水の流水中にてサファイアに腐食減肉が生じ
る条件がある。
【０００６】本発明の目的は原子炉炉内等の発電プラン
トでの使用中に腐食減肉を起こさないような健全な水質
センサーを提供することにある。
トでの使用中に腐食減肉を起こさないような健全な水質
センサーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】中性子照射場の高温高圧
水の流水中における腐食試験の結果、単結晶のイットリ
ア安定化ジルコニアが全く腐食減肉を起こさないことが
わかった。そこでセンサーを構成するセラミックスとし
て単結晶のイットリア安定化ジルコニアを用いることに
より、原子炉炉内等の発電プラントでの使用中に腐食減
肉を起こさないような健全な水質センサーを提供するこ
とができる。
水の流水中における腐食試験の結果、単結晶のイットリ
ア安定化ジルコニアが全く腐食減肉を起こさないことが
わかった。そこでセンサーを構成するセラミックスとし
て単結晶のイットリア安定化ジルコニアを用いることに
より、原子炉炉内等の発電プラントでの使用中に腐食減
肉を起こさないような健全な水質センサーを提供するこ
とができる。
【０００８】本発明は、感知部と、該感知部と電気的に
接続したリード線と、円筒形状の金属ボディーと、該金
属ボディーと前記感知部とを単結晶イットリア安定化ジ
ルコニアからなる電気絶縁体によって接合され、前記リ
ード線と金属ボディーとをミネラルインシュレーテッド
ケーブルにて電気的に絶縁して結合したことを特徴とす
る水質センサーにある。
接続したリード線と、円筒形状の金属ボディーと、該金
属ボディーと前記感知部とを単結晶イットリア安定化ジ
ルコニアからなる電気絶縁体によって接合され、前記リ
ード線と金属ボディーとをミネラルインシュレーテッド
ケーブルにて電気的に絶縁して結合したことを特徴とす
る水質センサーにある。
【０００９】更に、本発明は、円筒形状の一方の端が閉
じており、他方の端が開放した形状を有する単結晶イッ
トリア安定化ジルコニアからなる電気絶縁体の前記開放
端と円筒形状の金属ボディーの一方の開放端とが接合さ
れ、前記電気絶縁体の閉じた端部の内部に設けられた金
属と該金属の酸化物との混合物中にリード線が埋設さ
れ、前記リード線と金属ボディーとをミネラルインシュ
レーテッドケーブルにて電気的に絶縁して結合したこと
を特徴とする水質センサーにある。
じており、他方の端が開放した形状を有する単結晶イッ
トリア安定化ジルコニアからなる電気絶縁体の前記開放
端と円筒形状の金属ボディーの一方の開放端とが接合さ
れ、前記電気絶縁体の閉じた端部の内部に設けられた金
属と該金属の酸化物との混合物中にリード線が埋設さ
れ、前記リード線と金属ボディーとをミネラルインシュ
レーテッドケーブルにて電気的に絶縁して結合したこと
を特徴とする水質センサーにある。
【００１０】前記金属ボディーは長手方向に２つに分割
されており、特に絶縁体側が４０〜４３重量％ニッケル
−鉄合金，コバール，１０重量％以上のロジウム−白金
合金のいずれかからなることが好ましい。
されており、特に絶縁体側が４０〜４３重量％ニッケル
−鉄合金，コバール，１０重量％以上のロジウム−白金
合金のいずれかからなることが好ましい。
【００１１】また、前記感知部が銀／塩化銀電極または
白金電極であることが好ましい。
白金電極であることが好ましい。
【００１２】金属の酸化物が銀酸化物，銅酸化物，水銀
酸化物，イリジウム酸化物又は鉄酸化物の一種以上から
なることが好ましい。
酸化物，イリジウム酸化物又は鉄酸化物の一種以上から
なることが好ましい。
【００１３】本発明に係る水質センサーは高温水の腐食
電位，ｐＨ，溶存過酸化水素濃度，溶存酸素濃度，溶存
水素濃度及び導電率を検出するものである。
電位，ｐＨ，溶存過酸化水素濃度，溶存酸素濃度，溶存
水素濃度及び導電率を検出するものである。
【００１４】中性子照射場の高温高圧水の流水中におい
ても腐食減肉を起こさないような健全なセンサーを提供
することができれば、プラントのモニタリング情報を安
定に供給することができ、ひいてはプラント運転の高信
頼性につながる。
ても腐食減肉を起こさないような健全なセンサーを提供
することができれば、プラントのモニタリング情報を安
定に供給することができ、ひいてはプラント運転の高信
頼性につながる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１に示す銀塩化銀電極型センサ
ー、図２に示す白金電極型センサー、および図３に示す
ジルコニア隔膜電極型センサーを、図６に示す沸騰水型
原子炉の炉内に原子炉内計装管を通して装着し、炉内構
造材の腐食電位を該センサーを基準電極として測定し、
炉水の水質制御を試みた。
ー、図２に示す白金電極型センサー、および図３に示す
ジルコニア隔膜電極型センサーを、図６に示す沸騰水型
原子炉の炉内に原子炉内計装管を通して装着し、炉内構
造材の腐食電位を該センサーを基準電極として測定し、
炉水の水質制御を試みた。
【００１６】図１に、単結晶イットリア安定化ジルコニ
アを電気絶縁体として採用した銀塩化銀電極型センサー
の構造例を示す。水中に設置され、主に腐食電位を計測
する目的に使用される。図１において、電気絶縁体１は
単結晶イットリア安定化ジルコニアからなり、円筒状の
形状を有する。中間接合部材の外部スリーブ２は低熱膨
脹係数のコバールからなり、電気絶縁体１と銀ロウ付に
より接合される。
アを電気絶縁体として採用した銀塩化銀電極型センサー
の構造例を示す。水中に設置され、主に腐食電位を計測
する目的に使用される。図１において、電気絶縁体１は
単結晶イットリア安定化ジルコニアからなり、円筒状の
形状を有する。中間接合部材の外部スリーブ２は低熱膨
脹係数のコバールからなり、電気絶縁体１と銀ロウ付に
より接合される。
【００１７】SUS316L からなる電極ボディー３は外部ス
リーブ２と溶接されている。内部スリーブ４は４２重量
％ニッケル−鉄合金，コバールまたは０〜１０重量％ロ
ジウム−白金合金からなり、電気絶縁体１と銀ロウ付に
より接合される。円筒状の電気絶縁体１の内側には銀塩
化銀電極５がマウントされる。円筒状の電気絶縁体１の
先端の蓋６により円筒内部の液は外部との間の移動が制
限されるため、円筒状の電気絶縁体１の内部は塩化銀の
溶解度積によって決定される塩化物イオン濃度の溶液と
なり銀塩化銀電極５の電極電位が定まる。蓋６は単結晶
イットリア安定化ジルコニアからなる。芯線７は銀塩化
銀電極５から内部スリーブ４を介して電極ボディー３の
内側に延びている。芯線７は銀ロウ付により内部スリー
ブ４に接合される。電極ボディー３の内側に延びた芯線
７が持つ銀塩化銀電極５の電位信号は、ミネラルインシ
ュレーテッドケーブル８により電極ボディー３の外側に
伝達される。
リーブ２と溶接されている。内部スリーブ４は４２重量
％ニッケル−鉄合金，コバールまたは０〜１０重量％ロ
ジウム−白金合金からなり、電気絶縁体１と銀ロウ付に
より接合される。円筒状の電気絶縁体１の内側には銀塩
化銀電極５がマウントされる。円筒状の電気絶縁体１の
先端の蓋６により円筒内部の液は外部との間の移動が制
限されるため、円筒状の電気絶縁体１の内部は塩化銀の
溶解度積によって決定される塩化物イオン濃度の溶液と
なり銀塩化銀電極５の電極電位が定まる。蓋６は単結晶
イットリア安定化ジルコニアからなる。芯線７は銀塩化
銀電極５から内部スリーブ４を介して電極ボディー３の
内側に延びている。芯線７は銀ロウ付により内部スリー
ブ４に接合される。電極ボディー３の内側に延びた芯線
７が持つ銀塩化銀電極５の電位信号は、ミネラルインシ
ュレーテッドケーブル８により電極ボディー３の外側に
伝達される。
【００１８】図２に、単結晶イットリア安定化ジルコニ
アを電気絶縁体として採用した白金電極型センサーの構
造例を示す。水中に設置され、主に腐食電位を計測する
目的に使用される。図２において、電気絶縁体９は単結
晶イットリア安定化ジルコニアからなり、円筒状の形状
を有する。外部スリーブ１０はコバールからなり、電気
絶縁体９と銀ロウ付により接合される。SUS316L からな
る電極ボディー１１は外部スリーブ１０と溶接されてい
る。内部スリーブ１２は４２％ニッケル−鉄合金，コバ
ールまたは０〜１０％ロジウム−白金合金からなり、電
気絶縁体９と銀ロウ付により接合される。円筒状の電気
絶縁体９の先端には白金電極１３が銀ロウ付により接合
される。白金電極型センサーが置かれる水中に水素があ
る濃度以上溶存していれば、白金電極１３は水素電極と
して作用し白金電極１３の電極電位が定まる。芯線１４
は白金電極１３から内部スリーブ１２を介して電極ボデ
ィー１１の内側に延びている。芯線１４は銀ロウ付によ
り内部スリーブ１２に接合される。電極ボディー１１の
内側に延びた芯線１４が持つ白金電極１３の電位信号
は、ミネラルインシュレーテッドケーブル１５により電
極ボディー１１の外側に伝達される。
アを電気絶縁体として採用した白金電極型センサーの構
造例を示す。水中に設置され、主に腐食電位を計測する
目的に使用される。図２において、電気絶縁体９は単結
晶イットリア安定化ジルコニアからなり、円筒状の形状
を有する。外部スリーブ１０はコバールからなり、電気
絶縁体９と銀ロウ付により接合される。SUS316L からな
る電極ボディー１１は外部スリーブ１０と溶接されてい
る。内部スリーブ１２は４２％ニッケル−鉄合金，コバ
ールまたは０〜１０％ロジウム−白金合金からなり、電
気絶縁体９と銀ロウ付により接合される。円筒状の電気
絶縁体９の先端には白金電極１３が銀ロウ付により接合
される。白金電極型センサーが置かれる水中に水素があ
る濃度以上溶存していれば、白金電極１３は水素電極と
して作用し白金電極１３の電極電位が定まる。芯線１４
は白金電極１３から内部スリーブ１２を介して電極ボデ
ィー１１の内側に延びている。芯線１４は銀ロウ付によ
り内部スリーブ１２に接合される。電極ボディー１１の
内側に延びた芯線１４が持つ白金電極１３の電位信号
は、ミネラルインシュレーテッドケーブル１５により電
極ボディー１１の外側に伝達される。
【００１９】図３に、単結晶イットリア安定化ジルコニ
アを酸素イオン導電性隔膜として採用したジルコニア電
極型センサーの構造例を示す。水中に設置され、主に腐
食電位を計測する目的に使用される。図３において、酸
素イオン導電性隔膜１６は単結晶イットリア安定化ジル
コニアからなり、円筒状であり一方の端が閉じた形状を
有する。スリーブ１７は４２％ニッケル−鉄合金，コバ
ールまたは０〜１０％ロジウム−白金合金からなり、酸
素イオン導電性隔膜１６と銀ロウ付により接合される。
SUS316L からなる電極ボディー１８はスリーブ１７と溶
接されている。酸素イオン導電性隔膜１６の閉じた端の
内面には電気化学システム１９が接している。電気化学
システム１９は金属とその金属の酸化物を構成要素と
し、ここでは鉄と酸化鉄からなる。酸素イオン導電性隔
膜１６が１５０℃以上の高温環境に置かれ、酸素イオン
導電性を発現したならば、ジルコニア電極型センサーは
鉄酸化鉄電極として電極電位が定まる。芯線２０は電気
化学システム１９から電極ボディー１８の内側に延びて
いる。電極ボディー１８の内側に延びた芯線２０が持つ
電気化学システム１９の電位信号は、ミネラルインシュ
レーテッドケーブル２１により電極ボディー１８の外側
に伝達される。
アを酸素イオン導電性隔膜として採用したジルコニア電
極型センサーの構造例を示す。水中に設置され、主に腐
食電位を計測する目的に使用される。図３において、酸
素イオン導電性隔膜１６は単結晶イットリア安定化ジル
コニアからなり、円筒状であり一方の端が閉じた形状を
有する。スリーブ１７は４２％ニッケル−鉄合金，コバ
ールまたは０〜１０％ロジウム−白金合金からなり、酸
素イオン導電性隔膜１６と銀ロウ付により接合される。
SUS316L からなる電極ボディー１８はスリーブ１７と溶
接されている。酸素イオン導電性隔膜１６の閉じた端の
内面には電気化学システム１９が接している。電気化学
システム１９は金属とその金属の酸化物を構成要素と
し、ここでは鉄と酸化鉄からなる。酸素イオン導電性隔
膜１６が１５０℃以上の高温環境に置かれ、酸素イオン
導電性を発現したならば、ジルコニア電極型センサーは
鉄酸化鉄電極として電極電位が定まる。芯線２０は電気
化学システム１９から電極ボディー１８の内側に延びて
いる。電極ボディー１８の内側に延びた芯線２０が持つ
電気化学システム１９の電位信号は、ミネラルインシュ
レーテッドケーブル２１により電極ボディー１８の外側
に伝達される。
【００２０】表１は、図１の銀塩化銀電極型センサー、
図２の白金電極型センサー、図３のジルコニア電極型セ
ンサーにて採用した単結晶イットリア安定化ジルコニア
の化学組成である。
図２の白金電極型センサー、図３のジルコニア電極型セ
ンサーにて採用した単結晶イットリア安定化ジルコニア
の化学組成である。
【００２１】
【表１】 図４は、表１に化学組成を示した単結晶イットリア安定
化ジルコニアとサファイアの腐食減肉量の比較である。
試験は、平均中性子照射率７×１０14ｎ／cm2sの下で、
２８８℃の高温高圧流水（流速５０−８０cm／ｓ）中に
て、３９００時間の浸漬を実施した。サファイアは大き
く減肉しているが、単結晶イットリア安定化ジルコニア
は全く減肉していない。
化ジルコニアとサファイアの腐食減肉量の比較である。
試験は、平均中性子照射率７×１０14ｎ／cm2sの下で、
２８８℃の高温高圧流水（流速５０−８０cm／ｓ）中に
て、３９００時間の浸漬を実施した。サファイアは大き
く減肉しているが、単結晶イットリア安定化ジルコニア
は全く減肉していない。
【００２２】図５は、図１，図２および図３に示したセ
ンサーを沸騰水型原子炉に装着し、炉内構造材の腐食電
位を該センサーを基準電極として測定し、炉水のモニタ
リングや水質制御を試みた例である。２２は原子炉圧力
容器、２３は給水系、２４は再循環系、２５は再循環系
ポンプ、２６は原子炉冷却材浄化系、２７は原子炉冷却
材浄化系ポンプ、２８は主蒸気系、２９は高圧タービ
ン、３０は低圧タービン、３１は復水器、３２は低圧復
水ポンプ、３３は復水脱塩装置、３４は高圧復水ポン
プ、３５は低圧給水加熱器、３６は原子炉給水ポンプ、
３７は高圧給水加熱器である。図１，図２および図３に
示したセンサーの組３８，３９，４０は炉内計装管４１
を通して装着される。また、図１，図２および図３に示
したセンサーの組４２はボトムドレインライン４３に設
置される。この部位は、流速が速い環境にある。センサ
ーの組３８，３９，４０，４２の信号は信号測定機４４
に送られ、腐食電位の値がモニタリングされる。
ンサーを沸騰水型原子炉に装着し、炉内構造材の腐食電
位を該センサーを基準電極として測定し、炉水のモニタ
リングや水質制御を試みた例である。２２は原子炉圧力
容器、２３は給水系、２４は再循環系、２５は再循環系
ポンプ、２６は原子炉冷却材浄化系、２７は原子炉冷却
材浄化系ポンプ、２８は主蒸気系、２９は高圧タービ
ン、３０は低圧タービン、３１は復水器、３２は低圧復
水ポンプ、３３は復水脱塩装置、３４は高圧復水ポン
プ、３５は低圧給水加熱器、３６は原子炉給水ポンプ、
３７は高圧給水加熱器である。図１，図２および図３に
示したセンサーの組３８，３９，４０は炉内計装管４１
を通して装着される。また、図１，図２および図３に示
したセンサーの組４２はボトムドレインライン４３に設
置される。この部位は、流速が速い環境にある。センサ
ーの組３８，３９，４０，４２の信号は信号測定機４４
に送られ、腐食電位の値がモニタリングされる。
【００２３】図６は、給水水素注入濃度と図５中のセン
サーの組３８，３９，４０，４２で評価された腐食電位
の関係を示す。水素は図５中の水素注入装置４５を用い
て給水系に注入され、時間の経過と共に水素注入濃度を
増加させている。センサーの組３８，３９，４０，４２
は各組とも水素注入濃度と共に低下する腐食電位を評価
しており、各センサーの組は全て正常に機能しているこ
とがわかる。水素注入濃度に対する腐食電位の低減効果
は、部位によって異なることがわかる。
サーの組３８，３９，４０，４２で評価された腐食電位
の関係を示す。水素は図５中の水素注入装置４５を用い
て給水系に注入され、時間の経過と共に水素注入濃度を
増加させている。センサーの組３８，３９，４０，４２
は各組とも水素注入濃度と共に低下する腐食電位を評価
しており、各センサーの組は全て正常に機能しているこ
とがわかる。水素注入濃度に対する腐食電位の低減効果
は、部位によって異なることがわかる。
【００２４】図７は、図５中のセンサーの組４２の代わ
りに、サファイアを電気絶縁体として採用して製作した
銀塩化銀型センサーおよび白金型センサーを長期的に腐
食電位評価に供した例である。図５中のセンサーの組４
２と同じ部位に設置されたサファイアを用いたセンサー
は、初期においてはリーズナブルな腐食電位評価を提供
し、その機能が健全であることを示す。ところが、サフ
ァイアを用いたセンサーは、ある時間から約−７８０
（ｍＶ vs.ＳＨＥ）の一定の腐食電位を示す。この現象
は、サファイアの腐食減肉が一因となりセンサーの接合
部がシール性を失い、センサーの内部に水が浸入し、ミ
ネラルインシュレーテッドケーブルの電気絶縁性が失わ
れたことに起因する。
りに、サファイアを電気絶縁体として採用して製作した
銀塩化銀型センサーおよび白金型センサーを長期的に腐
食電位評価に供した例である。図５中のセンサーの組４
２と同じ部位に設置されたサファイアを用いたセンサー
は、初期においてはリーズナブルな腐食電位評価を提供
し、その機能が健全であることを示す。ところが、サフ
ァイアを用いたセンサーは、ある時間から約−７８０
（ｍＶ vs.ＳＨＥ）の一定の腐食電位を示す。この現象
は、サファイアの腐食減肉が一因となりセンサーの接合
部がシール性を失い、センサーの内部に水が浸入し、ミ
ネラルインシュレーテッドケーブルの電気絶縁性が失わ
れたことに起因する。
【００２５】図８は、図５中のセンサーの組４０で評価
される腐食電位が約５０（ｍＶ vs.ＳＨＥ）を保つよう
に給水系への水素注入を行った例である。センサーの組
４０の信号は図５中の信号測定機４４に送られ腐食電位
の値が測定される。測定された腐食電位の値は図５中の
水素注入量制御用コンピュータ４６に送られ、図５中の
水素注入装置４５による水素注入量を決定する。水素注
入量を決定するアルゴリズムは水素注入量制御用コンピ
ュータ４６の中にプログラミングされている。
される腐食電位が約５０（ｍＶ vs.ＳＨＥ）を保つよう
に給水系への水素注入を行った例である。センサーの組
４０の信号は図５中の信号測定機４４に送られ腐食電位
の値が測定される。測定された腐食電位の値は図５中の
水素注入量制御用コンピュータ４６に送られ、図５中の
水素注入装置４５による水素注入量を決定する。水素注
入量を決定するアルゴリズムは水素注入量制御用コンピ
ュータ４６の中にプログラミングされている。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、中性子が照射され高温
高圧水が速い流速を持つような環境でも長期的に機能を
損なわないようなセンサーが供給できる。従って、原子
炉の炉内においても腐食電位等のデータを安定に取得す
ることが可能になり、炉水環境のモニタリングや、モニ
タリング結果を反映したプラント運転が可能になる。延
いては、炉内構造材料に応力腐食割れ等の損傷を防止す
ることができ、プラントの高信頼性に寄与することがで
きる。
高圧水が速い流速を持つような環境でも長期的に機能を
損なわないようなセンサーが供給できる。従って、原子
炉の炉内においても腐食電位等のデータを安定に取得す
ることが可能になり、炉水環境のモニタリングや、モニ
タリング結果を反映したプラント運転が可能になる。延
いては、炉内構造材料に応力腐食割れ等の損傷を防止す
ることができ、プラントの高信頼性に寄与することがで
きる。
【図１】単結晶イットリア安定化ジルコニアを電気絶縁
体として採用した銀塩化銀電極型センサーの構造。
体として採用した銀塩化銀電極型センサーの構造。
【図２】単結晶イットリア安定化ジルコニアを電気絶縁
体として採用した白金電極型センサーの構造。
体として採用した白金電極型センサーの構造。
【図３】単結晶イットリア安定化ジルコニアを酸素イオ
ン伝導体として採用したジルコニア電極型センサーの構
造。
ン伝導体として採用したジルコニア電極型センサーの構
造。
【図４】中性子照射下の高温高圧流水中における単結晶
イットリア安定化ジルコニアとサファイアの腐食減肉量
の比較図。
イットリア安定化ジルコニアとサファイアの腐食減肉量
の比較図。
【図５】単結晶イットリア安定化ジルコニアを電気絶縁
体または酸素イオン伝導体として採用したセンサーを沸
騰水型原子炉に装着し、炉内構造材の腐食電位を該セン
サーを基準電極として測定し、炉水のモニタリングや水
質制御を試みた例。
体または酸素イオン伝導体として採用したセンサーを沸
騰水型原子炉に装着し、炉内構造材の腐食電位を該セン
サーを基準電極として測定し、炉水のモニタリングや水
質制御を試みた例。
【図６】単結晶イットリア安定化ジルコニアを採用した
センサーで評価された腐食電位と給水水素注入濃度との
関係を示す線図。
センサーで評価された腐食電位と給水水素注入濃度との
関係を示す線図。
【図７】サファイアを採用したセンサーで長期間評価さ
れた腐食電位の例を示す線図。
れた腐食電位の例を示す線図。
【図８】単結晶イットリア安定化ジルコニアを採用した
センサーで評価される腐食電位を一定値に保つように給
水系への水素注入を行った例を示す線図。
センサーで評価される腐食電位を一定値に保つように給
水系への水素注入を行った例を示す線図。
１，９…電気絶縁体（単結晶イットリア安定化ジルコニ
ア）、２，１０…外部スリーブ、３，１１，１８…電極
ボディー、４，１２…内部スリーブ、５…銀塩化銀電
極、６…蓋、７，１４，２０…芯線、８，１５，２１…
ミネラルインシュレーテッドケーブル、１３…白金電
極、１６…酸素イオン伝導体（単結晶イットリア安定化
ジルコニア）、１７…スリーブ、１９…電気化学システ
ム、２２…原子炉圧力容器、２３…給水系、２４…再循
環系、２５…再循環系ポンプ、２６…原子炉冷却材浄化
系、２７…原子炉冷却材浄化系ポンプ、２８…主蒸気
系、２９…高圧タービン、３０…低圧タービン、３１…
復水器、３２…低圧復水ポンプ、３３…復水脱塩装置、
３４…高圧復水ポンプ、３５…低圧給水加熱器、３６…
原子炉給水ポンプ、３７…高圧給水加熱器、３８．３
９，４０，４２…センサーのペア、４１…炉内計装管、
４３…ボトムドレインライン、４４…信号測定機、４５
…水素注入装置、４６…水素注入量制御用コンピュー
タ。
ア）、２，１０…外部スリーブ、３，１１，１８…電極
ボディー、４，１２…内部スリーブ、５…銀塩化銀電
極、６…蓋、７，１４，２０…芯線、８，１５，２１…
ミネラルインシュレーテッドケーブル、１３…白金電
極、１６…酸素イオン伝導体（単結晶イットリア安定化
ジルコニア）、１７…スリーブ、１９…電気化学システ
ム、２２…原子炉圧力容器、２３…給水系、２４…再循
環系、２５…再循環系ポンプ、２６…原子炉冷却材浄化
系、２７…原子炉冷却材浄化系ポンプ、２８…主蒸気
系、２９…高圧タービン、３０…低圧タービン、３１…
復水器、３２…低圧復水ポンプ、３３…復水脱塩装置、
３４…高圧復水ポンプ、３５…低圧給水加熱器、３６…
原子炉給水ポンプ、３７…高圧給水加熱器、３８．３
９，４０，４２…センサーのペア、４１…炉内計装管、
４３…ボトムドレインライン、４４…信号測定機、４５
…水素注入装置、４６…水素注入量制御用コンピュー
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G060 AA05 AC02 AE17 AE18 AE40 AF08 AF15 AG11 AG15 FA04 FA09 FA15 FB02 2G075 AA02 BA03 BA16 CA40 DA07 DA14 DA16 EA01 FA11 FC14 FC16
Claims (6)
- 【請求項１】感知部と、該感知部と電気的に接続したリ
ード線と、円筒形状の金属ボディーと、該金属ボディー
と前記感知部とを単結晶イットリア安定化ジルコニアか
らなる電気絶縁体によって接合され、前記リード線と金
属ボディーとをミネラルインシュレーテッドケーブルに
て電気的に絶縁して結合したことを特徴とする水質セン
サー。 - 【請求項２】円筒形状の一方の端が閉じており、他方の
端が開放した形状を有する単結晶イットリア安定化ジル
コニアからなる電気絶縁体の前記開放端と円筒形状の金
属ボディーの一方の開放端とが接合され、前記電気絶縁
体の閉じた端部の内部に設けられた金属と該金属の酸化
物との混合物中にリード線が埋設され、前記リード線と
金属ボディーとをミネラルインシュレーテッドケーブル
にて電気的に絶縁して結合したことを特徴とする水質セ
ンサー。 - 【請求項３】前記金属ボディーは長手方向に２つに分割
されており、前記絶縁体側が４０〜４３重量％ニッケル
−鉄合金，コバール，１０重量％以上のロジウム−白金
合金のいずれかからなることを特徴とする請求項１又は
２に記載の水質センサー。 - 【請求項４】前記感知部が銀／塩化銀電極または白金電
極であることを特徴とする請求項１又は３に記載の水質
センサー。 - 【請求項５】前記金属の酸化物が銀酸化物，銅酸化物，
水銀酸化物，イリジウム酸化物又は鉄酸化物の一種以上
からなることを特徴とする請求項２に記載の水質センサ
ー。 - 【請求項６】高温水の腐食電位，ｐＨ，溶存過酸化水素
濃度，溶存酸素濃度，溶存水素濃度及び導電率を検出す
るものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
に記載の水質センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336460A JP2000147184A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 水質センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10336460A JP2000147184A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 水質センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147184A true JP2000147184A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18299374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10336460A Pending JP2000147184A (ja) | 1998-11-12 | 1998-11-12 | 水質センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000147184A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171014A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 加圧水型原子炉内のｅｃｐ測定システム及び加圧水型原子炉用ｅｃｐセンサ |
| JP2009042111A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 腐食電位センサ |
| JP2018501481A (ja) * | 2014-12-15 | 2018-01-18 | ジョイント・ストック・カンパニー「エーケーエムイー エンジニアリング」 | 気液二相状態の媒体用水素検出器 |
-
1998
- 1998-11-12 JP JP10336460A patent/JP2000147184A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007171014A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 加圧水型原子炉内のｅｃｐ測定システム及び加圧水型原子炉用ｅｃｐセンサ |
| JP2009042111A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 腐食電位センサ |
| JP4709191B2 (ja) * | 2007-08-09 | 2011-06-22 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 腐食電位センサ |
| JP2018501481A (ja) * | 2014-12-15 | 2018-01-18 | ジョイント・ストック・カンパニー「エーケーエムイー エンジニアリング」 | 気液二相状態の媒体用水素検出器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5898595B2 (ja) | 腐食電位センサ | |
| US6278756B1 (en) | Electrochemical corrosion potential sensor with increased lifetime | |
| US5043053A (en) | Reference electrode probe for use in aqueous environments of high temperature and high radiation | |
| US5571394A (en) | Monolithic sensor switch for detecting presence of stoichiometric H2 /O2 ratio in boiling water reactor circuit | |
| US5192414A (en) | Electrode probe for use in aqueous environments of high temperature and high radiation | |
| EP0396365B1 (en) | Electrode probe | |
| JP5281618B2 (ja) | 腐食電位計測方法およびその装置 | |
| JPH0675048B2 (ja) | 高強度核放射線の存在下で使用するための導電率プローブ | |
| JP4181666B2 (ja) | 電気化学的腐食電位センサ | |
| JP2000147184A (ja) | 水質センサー | |
| JP3736131B2 (ja) | センサーとそれを用いたプラント運転方法 | |
| JP4363163B2 (ja) | 腐食電位センサ | |
| US6357284B1 (en) | Ceramic corrosion potential sensor and method for its manufacture | |
| JPH05196592A (ja) | 高温の水性環境に用いる参照電極プローブ | |
| US6623611B1 (en) | Zircalloy tipped ECP sensor electrode | |
| JP5956368B2 (ja) | 腐食電位センサ | |
| JP3886686B2 (ja) | 腐食電位測定装置 | |
| JP2000046790A (ja) | センサーとそれを用いたプラント運転方法 | |
| KR100612270B1 (ko) | 고온 고압 수화학 환경을 위한 외부기준전극 | |
| JP5358554B2 (ja) | 腐食電位センサ及び腐食電位センサの設置構造 | |
| JPH07167821A (ja) | 電気化学モニター | |
| JP2000146891A (ja) | センサー | |
| RU2785081C1 (ru) | Потенциометрический датчик кислорода для измерения концентрации кислорода в жидком металле, его применение для измерения содержания кислорода в жидком натрии ядерного реактора типа бнр | |
| JP5986363B2 (ja) | 腐食電位センサおよび腐食電位センサの設置構造 | |
| JPH06138079A (ja) | 隙間水質測定用電極 |