JP2010536010A - 電気化学腐食電位装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、本明細書に参照として組み込まれる2004年9月28日出願の米国出願第10/951,531号の一部継続出願である。
本発明は、原子力発電所の構成品の電気化学腐食電位の決定に関する。さらに本発明は特に、原子力発電所の原子炉冷却剤システムにおいて、冷却水温度にてジルコニウム燃料棒、および(原子炉設備システムの)様々な設備材料双方の電気化学腐食電位を決定するための装置および方法を提供し、電気化学腐食電位は、燃料棒から離れた電位測定によって決定される。
・不活性水状態;
・0.68ppm〜1.6ppm3段階の水素噴射;
・2.2ppm〜8ppm3段階の酸素噴射;および
・閉ループ内でのメタノール2ppmおよび酸素2ppm(メタノールリフレッシュなし)。
12 原子炉
13 原子炉冷却剤システム
14 冷却水入口
18 燃料アセンブリ
20 原子炉出口
22 加圧器
24 ヒーター制御装置
26 ヒーター
34 制御バルブ
36 残留熱除去ポンプ
38 熱交換器
40 入口/出口
42 蒸気発生器
44 蒸気発生器第二入口
46 蒸気発生器第二出口
48 原子炉冷却剤システム蒸気発生器入口
50 原子炉冷却剤システム蒸気発生器出口
54 残留熱除去入口ライン
60 給水パイプ
62 気水分離器
64 蒸気乾燥器
66 主蒸気パイプ
70 内部ジェットポンプ
80 再循環ポンプ
102 制御棒
104 燃料棒
106 スペーサ
110 燃料アセンブリ上部
112 燃料アセンブリ下部
200 プローブ
202 プローブ
204 導線
206 導線
208 装置
210 コンピュータ
212 プリンタ
214 データ記憶装置
216 ディスプレイ装置
601 冷却ジャケット
602 冷却ジャケット
603 冷却ジャケット
604 冷却ジャケット
605a 熱電対
605b 熱電対
605c 熱電対
606 加熱されたジルカロイ電極
607 高温度Ag/AgCl参照電極
609 プラチナ電極
610 非加熱347SS電極
611 ふた
612 開口部
Claims (26)
- ジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定するシステムであって、
原子炉内または該原子炉に隣接するシステム内のどちらかに配置された少なくとも二つの電気化学センサであって、少なくとも二つの該電気化学センサのうち少なくともひとつの電気化学センサは、ジルコニウム電極を含み、かつ少なくとも二つの前記電気化学センサは、少なくとも二つの該電気化学センサそれぞれが取り付けられた表面の電気化学腐食電位に比例する電圧を測定する、少なくとも二つの電気化学センサと、
前記ジルコニウム電極を加熱する手段と、
少なくとも二つの前記電気化学センサによって生成された電圧を受け入れるために構成された装置であって、少なくとも二つの前記電気化学センサの電圧に基づいてジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定するために構成された前記装置と
を備えるジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定するシステム。 - 前記ジルコニウム電極を加熱するための前記手段が、前記ジルコニウム電極に挿入された加熱棒であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記ジルコニウム電極が、前記燃料棒表面温度にほぼ等しい温度に加熱されていること特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記ジルコニウム電極が、約250℃〜400℃の範囲の温度に加熱されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも2つの前記電気化学センサのうち少なくとも1つが、前記ジルコニウム燃料棒以外の原子力発電所の構造要素に一致する材料を備える電極を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも2つの前記電気化学センサから生成された電圧を受け取るために構成されている前記装置が、ポテンショスタットであることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記ポテンショスタットに接続されたコンピュータをさらに備えることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記コンピュータに接続されたディスプレイ装置と、
データ記憶装置および前記コンピュータが、無線技術を介して互いにデータを送信するよう構成されている、前記コンピュータに接続されたデータ記憶装置と、
前記コンピュータに接続されたプリンタと
をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載のシステム。 - 前記コンピュータが、前記ジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定するために、少なくとも2つの前記電気化学センサから得られた電圧値を平均化するよう構成されていることを特徴とする請求項7に記載のシステム。
- 少なくとも2つの前記電気化学センサのそれぞれが、ジルコニウム電極を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも2つの前記電気化学センサのそれぞれが、異なるジルコニウム合金電極を含むことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
- 少なくとも2つの前記電気化学センサが、前記原子炉に隣接したシステムに配置され、前記放射線分解主生成物の半減期が、放射線分解主生成物が少なくとも2つの前記電気化学センサに達する時間を越えない程度に、少なくとも2つの前記電気化学センサが前記原子炉に十分近いことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- ジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定する方法であって、
少なくとも2つの電気化学腐食センサのうち少なくとも1つが加熱されたジルコニウム電極を含んでいる少なくとも2つの該電気化学腐食センサを、原子炉内または前記原子炉に隣接したシステム内のどちらかに配置するステップと、
少なくとも2つの前記電気化学腐食センサの間に電圧を生成するステップと、
前記電圧に誘起された電流を測定するステップと、
誘起された前記電流に基づいたジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定するステップと
を備えるジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定する方法。 - 前記加熱されたジルコニウム電極が、前記燃料棒表面温度にほぼ等しい温度に加熱されていることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記加熱されたジルコニウム電極が、約250℃〜400℃の範囲の温度に加熱されていることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 少なくとも2つの前記電気化学腐食センサが、前記原子炉内に配置されていることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 少なくとも2つの前記電気化学腐食センサの位置が、核燃料集合体の底のひとつおよび上端のひとつであることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 少なくとも2つの前記電気化学腐食センサが、前記原子炉に隣接したシステム内に配置されていること特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記加熱されたジルコニウム電極が、前記燃料棒表面温度にほぼ等しい温度に加熱されていること特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記加熱されたジルコニウム電極が、約250℃〜400℃の範囲の温度に加熱されていることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記加熱されたジルコニウム電極が、前記燃料棒表面温度にほぼ等しい温度に加熱されていること特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記加熱されたジルコニウム電極が、約250℃〜400℃の範囲の温度に加熱されていることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 前記放射線分解主生成物の半減期が、放射線分解主生成物が少なくとも2つの前記電気化学センサに達する時間を越えない程度に、少なくとも2つの前記電気化学腐食センサが、前記原子炉に十分近いことを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 他の原子力発電所システムと比べて原子力発電所のどのシステムが腐食の危険にあるかを決定する方法であって、
原子炉内または原子炉に隣接したシステム内のいずれかに少なくとも2つの電気化学腐食センサを配置するステップであって、少なくとも2つの電気化学腐食センサのうち少なくとも1つが加熱されたジルコニウム電極を含んでいるステップと、
少なくとも2つの前記電気化学腐食センサの間に電圧を生成するステップと、
前記電圧に誘起された電流を測定するステップと、
誘起された前記電流に基づいたジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位を決定するステップと、
前記ジルコニウム燃料棒の電気化学腐食電位をジルコニウム構造要素と、ステンレス鋼構造要素と、それらの組合せとから成るグループ部材との電気化学腐食電位を比較するステップと
を備える他の原子力発電所システムと比べて原子力発電所のどのシステムが腐食の危険にあるかを決定する方法。 - 少なくとも2つの前記電気化学腐食センサが、前記原子炉内に配置されていることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 少なくとも2つの前記電気化学腐食センサが、前記原子炉に隣接するシステム内に配置されていることを特徴とする請求項24に記載の方法。
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