JP5608153B2 - 化学プローブ組立体及び原子炉内で化学プローブ組立体を用いる方法 - Google Patents
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Description
冷却材の化学的性質が原子炉運転に大きな影響を及ぼす場所であるが、これまでは達成することができなかった。ECPプローブ組立体は、延長部を含むことができ、該延長部を通じて組立体を所望の位置の近傍構造に固定できるようになる。例示的な方法は、流体がECPプローブ組立体を通って流れるようにECPプローブ組立体を位置決めすることができる。例示的な方法は更に、通信導管が炉心シュラウド壁34を下り炉心プレート48に延び、更に炉心プレート48を超えて計装管50に延びることにより、原子炉内でECPプローブと計装管との間に通信導管を接続することができる。
図2は、例示的な実施形態のECPプローブ組立体100の例図である。図2に示すように、ECPプローブ組立体100は、少なくとも1つのECPプローブ150を含む。例えば、ECPプローブ組立体は、4つのECPプローブ150a、150b、150c、150d、又は他のいずれかの所望の数のプローブを含むことができる。ECPプローブ150は、公知のタイプのECPプローブとすることができる。例えば、引用により全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第5,192,414号は、冷却材中のステンレス鋼のECPを測定するためにステンレス鋼電極を備えたECPプローブを開示している。ステンレス鋼構成要素のECP、すなわち損傷の可能性は、冷却材と接触したときにステンレス鋼電極に発生する電圧によって測定することができる。或いは、例えば、双方とも引用により全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第6,222,307号及び第6,623,611号は、pHレベルのような冷却材特性に基づいて、ジルカロイのような他の材料のECPを測定するプラチナ及び/又はジルコニウム合金先端を備えた他のタイプのECPプローブを開示している。
例示的な方法は、原子炉において例示的な実施形態のECPプローブ組立体100のようなECPプローブ組立体を設置する段階を含む。例示的な方法は、原子力発電プラント内にECPプローブ組立体を設置するための位置を決定する段階を含む。運転中の原子炉内で流れている冷却材と接触するあらゆる位置を選ぶことができる。この位置は、計装管のアクセス又は他の原子炉容器アパーチャのアクセスには依存しない。例えば、図3に示すように、シュラウドヘッド39の直ぐ下にあるフランジにおいて炉心シュラウド34の内側円周面の付近の位置は、炉心シュラウド34内の溶接部に近接していること、これらの構成要素及び溶接部が受ける放射線レベルが高いこと、及び/又はその位置の直ぐ下で炉心36(図1)から出た後に高い熱エネルギーを冷却材が処理することによるその位置での冷却材の化学的性質に起因して、関心のある位置とすることができる。炉心シュラウド34上の位置付近には容器アパーチャ又は他のアクセス点が存在しないか、又は僅かしか存在しない場合があるので、ここに設置された例示的な実施形態のECPプローブ組立体は、プラント運転及び監視の改善のために固有のデータを集めることを可能にすることができる。このような位置として、ECPプローブ組立体は、炉心シュラウド壁34上の主要な溶接継手の熱影響域付近の金属化学的性質を検出することができ、ECPプローブ150a、150b、150c、150dは、正確なECP測定を行うために、検出された金属面から約0.25インチ以内に離れて垂直方向で整列することができる。冷却材中の材料ECP特性の同様の関心事項に基づいて、原子力プラント及び/又は原子炉内の他の位置を選ぶことができる。
12 原子炉圧力容器(RPV)
15 蒸気乾燥器構造体
20 制御ブレード
28 下部ヘッド
29 上部ヘッド
34 炉心シュラウド、炉心シュラウド壁
36 原子炉心、炉心
38 シュラウド支持体
39 セパレータ管組立体、シュラウドヘッド
48 炉心プレート
50 計装管
100 例示的な実施形態のECPプローブ組立体、ECPプローブ組立体、組立体
110 構造体
120 ベンチェリ
130 アクセスプレート
140 通信ポート
141 伝送媒体
150 ECPプローブ
150a ECPプローブ
150b ECPプローブ
150c ECPプローブ, セラミックボール状プローブ
150d ECPプローブ, セラミックボール状プローブ
151 検出ウィンドウ
155 アライメントハウジング
160 冷却材流体流、液体冷却材流、流体冷却材流
170 本体中間延長部
175 下部延長部
200 伝送導管
Claims (10)
- 運転中の原子炉において使用可能な電気化学的腐食電位(ECP)プローブ組立体(100)であって、
運転中の原子炉内の流体が接触したときに、異なる構成要素材料のECPを検出するよう構成された複数のECPプローブ(150)と、
前記複数のECPプローブ(150)を収容し且つ前記流体流路を提供して、該流体が前記組立体を通って流れて前記複数のECPプローブ(150)に接触するようになる構造体(110)と、
前記複数のECPプローブ(150)からの異なる構成要素材料についてのECPを送信するよう構成された少なくとも1つの信号伝送媒体(141)と、
を備える組立体(100)。 - 前記複数のECPプローブ(150)の第1のECPプローブ(150a)及び第2のECPプローブ(150b)が異なる構成要素材料のECPを検出するように構成されている、請求項1に記載の組立体(100)。
- 前記第1のECPプローブ(150a)がステンレス鋼を含み且つステンレス鋼のECPを検出し、前記第2のECPプローブ(150b)がジルコニウム合金を含み且つジルコニウム合金のECPを検出する、請求項2に記載の組立体(100)。
- 前記第1のECPプローブ(150a)及び第2のECPプローブ(150b)の少なくとも1つが、プラチナ及び鉄フェライトセンサを含み、流体のpHに起因した構成要素材料のECPを検出する、請求項2に記載の組立体(100)。
- 前記構造体(110)が、単一の流体入口と単一の流体出口とを含み、単一の流体流路(160)を提供するようにする、請求項1から4のいずれかに記載の組立体(100)。
- 前記信号伝送媒体(141)を外部回路に通信可能に接続するよう構成された通信ポート(140)を更に備え、前記信号伝送媒体(141)が導線であり、前記流体のECPが導線上で電気信号として送信される、請求項1から5のいずれかに記載の組立体(100)。
- 原子炉において電気化学的腐食電位(ECP)プローブ組立体(100)を設置する方法であって、
ECPプローブ組立体(100)を原子炉圧力容器(12)の内部に所望の方向及び位置で固定する段階を含み、
前記ECPプローブ組立体(100)が、
原子炉内で冷却材が接触したときに、異なる構成要素材料のECPを検出するよう各々が構成された複数のECPプローブ(150)と、
前記ECPプローブ(150)を収容し且つ前記冷却材流路を提供して、該冷却材が前記組立体(100)を通って流れて前記複数のECPプローブ(150)に接触するようになる構造体(110)と、
前記複数のECPプローブ(150)からの冷却材のECPを送信するよう構成された少なくとも1つの信号伝送媒体(141)と、
を備え、
前記方法が更に、前記複数のECPプローブ(150)を前記原子炉圧力容器(12)の外部にある受信機に通信可能に接続する段階を含む、
方法。 - 前記原子炉圧力容器(12)内で前記所望の位置に近接する構成要素、前記所望の位置における予想される冷却材状態、及び前記所望の位置における予想される放射線レベルに基づいて、前記所望の位置を決定する段階を更に含む、請求項7に記載の方法。
- 前記所望の位置が、原子炉シュラウド壁(34)の主溶接継手の熱影響域の周りで前記原子炉圧力容器(12)内の炉心(36)上部の前記原子炉シュラウド壁(34)上にある、請求項7または8に記載の方法。
- 前記通信可能に接続する段階が、ECPプローブと前記原子炉内の計装管(50)との間に通信導管(200)を接続する段階を含み、
前記通信導管(200)が、ECPデータを前記原子炉圧力容器(12)外部の前記受信機に送信する信号伝送媒体(141)を備える、
請求項7から9のいずれかに記載の方法。
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