JP4876011B2 - プラント運転方法 - Google Patents
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Description
(1)炭素鋼配管の腐食減肉の発生状況を、断続的又は連続的に監視しながらプラントを運転する方法において、当該炭素鋼配管と同じ鋼種の炭素鋼から成る少なくとも3個の電極を、互いに電気的に非接触とした状態で、当該炭素鋼配管を流れる水(水溶液)中に曝露し、測定した当該電極間の電気化学ノイズから算出されるノイズ抵抗の逆数、又はノイズ抵抗、あるいは電気化学的電流ノイズの標準偏差を指標として、プラント運転中の当該炭素鋼配管の複数箇所における腐食減肉の発生有無を、連続的、又は断続的に監視し、その結果に基づいて当該水中に添加する腐食抑制剤の量を制御することを特徴とするプラント運転方法である。
(2)(1)において、実際にプラントにおいて測定した電気化学ノイズから算出したノイズ抵抗の逆数、又はノイズ抵抗、あるいは電気化学的電流ノイズの標準偏差と、予め実験により求めたノイズ抵抗の逆数、又はノイズ抵抗、あるいは電気化学的電流ノイズの標準偏差と腐食速度の関係とを比較して、当該炭素鋼配管の腐食減肉の発生状況を監視する。
(3)(1)又は(2)において、当該電極を、対象とする当該炭素鋼配管内部に設置する。電極と、対象とする炭素鋼配管が曝される水質条件及び流動条件を近づけることができ、当該電極の減肉速度と当該炭素鋼配管の減肉速度とを近づけることができる。これにより、当該電極を用いた電気化学ノイズ測定によって、当該炭素鋼配管の減肉速度を評価できる。
(4)(1)又は(2)において、当該電極を当該炭素鋼配管に接続された採水配管に設置する。これにより、当該採水配管内に当該電極を設置し、当該炭素鋼配管内を流れる水を当該採水配管に導いて電気化学ノイズを測定することによって、当該炭素鋼配管の減肉速度を評価できる。
(5)(1)〜(4)の何れかにおいて、当該炭素鋼配管が給水系配管又は原子炉水浄化系配管である。これにより、当該給水系配管又は当該原子炉水浄化系配管の減肉速度を評価できる。
(6)(1)〜(5)の何れかにおいて、腐食抑制剤は酸素、又はアンモニア、又はモルフォリン、あるいはエタノールアミンである。これにより、当該給水系配管又は当該原子炉水浄化系配管の減肉速度を抑制した運転が可能となる。
(2003)に示されているように、1)電気化学的電位ノイズのみを測定する方法、
2)電気化学的電流ノイズのみを測定する方法、3)電気化学的電位ノイズ及び電気化学的電流ノイズを同時に測定する方法、とに区別される。
ここで、σEはある一定期間内に測定された電気化学的電位ノイズの標準偏差、σIは電気化学的電位ノイズと同時に測定された電気化学的電流ノイズの標準偏差である。Rn-1はS(ジーメンス)の単位を持ち、炭素鋼表面での電荷の授受の容易さ、つまり腐食に関与する酸化還元反応の生じやすさを表している。従って、腐食速度が増加すると、ノイズ抵抗の逆数もまた増加することになる。
Rn-1が下限値になる酸素濃度に制御すれば、腐食減肉を抑制した状態を保持しての運転が可能となる。また、本現象を利用すれば、プラントで酸素濃度を変化させながらRn-1を測定しそのしきい値を求めることで、酸素添加量の最適化を図ることができる。
等に通水され、続いて給水ポンプ110によって多段の給水加熱器111に送水、加熱される。これを給水と呼称する。給水は、200℃程度の脱気された高純度水となり、給水系配管107を通じて、再び原子炉圧力容器101内に供給される。
(秒)毎に電位差値と電流値を保存するためのパーソナルコンピュータ9をA/D変換器8と接続し、パーソナルコンピュータ9と酸素注入装置10(図示は省略)を接続する。
1)無抵抗電流計6で電流(以下、Iと記載する)を測定し、同時に、電位差計5で電位差(以下、Eと記載する)を測定する。E及びIの測定は1s間に1〜10回の頻度で連続的に行い、測定されたE及びIは、時系列データE(t),I(t)としてパーソナルコンピュータ9に内包された記憶装置に格納する。
2)測定されたE(t),I(t)から、最新の500〜3000s間のデータを抽出する。
3)一次近似により直流成分を除去する。これを各々E′(t),I′(t)とする。
4)E′(t)(電位ノイズ)の標準偏差σE及びI′(t)(電流ノイズ)の標準偏差σIを求める。σEは数百μV、σIは数nAのオーダーである。
5)σEとσIから、(数1)を用いてノイズ抵抗の逆数Rn-1を求める。
6)Rn-1を常時監視し、予め定めておいたRn-1のしきい値と比較する。
7)Rn-1がしきい値より小さい場合は、操作を行わず、継続して測定を行う。
8)Rn-1がしきい値を超える値となった場合は、流動加速腐食が生じていると判断されるので、原子力プラントの運転員が酸素注入装置10を操作して、給水系配管107への酸素添加量(注入量)を増加させる。または、パーソナルコンピュータ9から酸素注入装置10に信号を送り、給水系配管107への酸素添加量を増加させても良い。
9)酸素添加量を調整している間も、1s間に1〜10回の測定を継続して行い、連続的にRn-1を算出する。Rn-1がしきい値以下となった時点で、酸素濃度を増加させる操作を停止し、その時点での酸素濃度を保持しながらプラントの運転を継続する。
2 炭素鋼流動加速腐食センサ
5 電位差計
6 無抵抗電流計
7a,7b ローパスフィルタ
8 アナログ/デジタル(A/D)変換器
9 パーソナルコンピュータ
10 酸素注入装置
12 サンプリング配管
20 絶縁材
21 ケーシング
22a,22b,22c MIケーブル
23a,23b,23c 芯線
25 電気化学ノイズ測定装置
26 リード線
101 原子炉圧力容器
102 再循環ポンプ
103 再循環系配管
104 主蒸気系配管
105 タービン
106 復水器
107 給水系配管
108 復水フィルタ
109 復水脱塩器
110 給水ポンプ
111 給水加熱器
112 配管
113 酸素注入系
114a,114b 炉水浄化系配管
115 炉水浄化系ポンプ
Claims (6)
- 炭素鋼配管の流動加速腐食による腐食減肉の発生状況を、断続的又は連続的に監視しながらプラントを運転するプラント運転方法において、
当該炭素鋼配管と同じ鋼種の炭素鋼から成る少なくとも3個の電極を、互いに電気的に非接触とした状態で、当該炭素鋼配管を流れる高純度水の水中に曝露して測定される当該電極間の電気化学ノイズから算出されるノイズ抵抗の逆数、又はノイズ抵抗、あるいは電気化学的電流ノイズの標準偏差を指標として、当該水中に添加する腐食抑制剤の量を制御することを特徴とするプラント運転方法。 - 請求項1において、プラントにおける測定で求めたノイズ抵抗の逆数、又はノイズ抵抗、あるいは電気化学的電流ノイズの標準偏差と、予め実験により求めたノイズ抵抗の逆数、又はノイズ抵抗、あるいは電気化学的電流ノイズの標準偏差と腐食速度との関係を比較して、腐食減肉の発生状況を監視することを特徴とするプラント運転方法。
- 請求項1又は請求項2において、当該電極を当該炭素鋼配管に設置することを特徴とするプラント運転方法。
- 請求項1又は請求項2において、当該電極を当該炭素鋼配管に接続された採水配管に設置することを特徴とするプラント運転方法。
- 請求項1乃至請求項4の何れかにおいて、当該炭素鋼配管が給水系配管又は原子炉水浄化系配管であることを特徴とするプラント運転方法。
- 請求項1乃至請求項5の何れかにおいて、当該腐食抑制剤は、酸素、又はアンモニア、又はモルフォリン、あるいはエタノールアミンであることを特徴とするプラント運転方法。
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