JP5662054B2 - 腐食電位センサ - Google Patents
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Description
沸騰水型原子炉(BWR)では構造材料が腐食環境となる原子炉冷却水(炉水)に曝されているため、SCC対策の一つとして水素注入が国内外で広く行われている。
原子炉圧力容器内(炉内)の炉水が放射線分解により腐食の原因となる酸素や過酸化水素が生成され、この酸素や過酸化水素によって腐食環境が形成してしまう。そこで特許文献1による水素注入では、給水系を通じて炉水に水素を添加し、酸素や過酸化水素と反応させて水に還元させている。その結果、酸素及び過酸化水素濃度が低下し、構造材料の腐食電位(Electrochemical Corrosion Potential)が低下するためにSCCの発生及び進展速度が緩和されるようになっている。
さらに、特開平4-223299号公報(特許文献2)では、水素注入時の腐食電位低下を促進する従来技術が開示されている。これは、白金族貴金属元素が有する水素の電気化学反応への触媒作用を利用して、水素注入適用時に腐食電位をより大きく低下させるものである。
図1は原子力プラントの概略構成図である。
図2は再循環系配管に取り付けられた腐食電位センサを示す構成図である。
図1において、原子力プラントは、原子炉30、給水系、再循環系、主蒸気系、タービン37、復水器38及び原子炉浄化系を備えている。原子炉30は、原子炉圧力容器31を有し、炉心32が原子炉圧力容器31内に配置されている。複数の燃料集合体(図示せず)が炉心32内に装荷されている。
図2において、腐食電位センサ10aを設置するための分岐管部47が再循環系配管34に取付けられている。腐食電位センサ10aは、電位検出部11が再循環系配管34の中心軸を向くように配置されて分岐管部47内に挿入されて固定されている。この分岐管部47の端部と腐食電位センサ10aとの間は、再循環系配管34内を流れる炉水が漏洩しないように、シール部材にてシールされている。
リード線19は電位検出部11に接続され、この電位検出部11及び金属筐体18が絶縁体15にろう付けされている。このリード線19は電位検出部11からリード線引き出し冶具20を貫通し、エレクトロメータ27に接続される。
図3において、基準電位を発生する腐食電位センサとして、本実施例では銀/塩化銀電極48を内包した銀/塩化銀型腐食電位センサ10aを使用している。腐食電位センサ10aの金属部材の外周にネジ加工が施され、内周にネジ加工を施した高純度サファイヤ製絶縁体壁49が金属部材の外周に取り付けられている。
図4は本発明の第2の実施例を備えた腐食電位センサの断面図である。
図5は本発明の第3の実施例を備えた腐食電位センサの断面図である。
図5において、本実施例は腐食電位センサとしてジルコニア隔膜型の腐食電位センサ10aに、ネジ切り等の加工を加えることなくそのまま使用したものである。つまり、分岐管47の内周に水蒸気中で酸化被膜を形成させたジルコニウム合金製円筒状絶縁部材49をネジ込みにより固定したものである。
図6は本発明の第4の実施例を備えた腐食電位センサの断面図である。
Claims (7)
- 原子炉を構成する配管と、この配管と直交するように設けられた分岐管と、前記配管内を通流する炉水に接触するように前記分岐管に固定された電位検出部と、この電位検出部の側面を覆う円筒状の絶縁体とを備えた腐食電位センサにおいて、
前記電位検出部の上面は前記配管の内壁面と同一平面となるように前記分岐管に固定され、
前記絶縁体が円筒状の絶縁部材であり、前記電位検出部の上面側が開放されている前記絶縁部材が、前記分岐管内に配置されて前記電位検出部を前記分岐管に固定するセンサボディ、及び前記分岐管の内面のいずれかに取り付けられており、前記絶縁部材の、前記電位検出部の上面側の端面が、前記絶縁部材の軸方向において前記電位検出部の上面と同じ位置に位置し、
前記電位検出部の側面と前記絶縁部材との間に、前記電位検出部を取り囲む隙間を設けたことを特徴とする腐食電位センサ。 - 請求項1記載の腐食電位センサにおいて、
前記円筒状の絶縁部材はジルコニア、サファイヤ、アルミナ、ダイヤモンドであることを特徴とする腐食電位センサ。 - 請求項1記載の腐食電位センサにおいて、
前記絶縁部材は表面に酸化被膜を付与したジルコニウムと、表面に酸化被膜を付与したアルミニウムの中から選択された物質であることを特徴とする腐食電位センサ。 - 請求項1記載の腐食電位センサにおいて、
前記腐食電位センサと前記絶縁部材は機械的締結、ロウ付け、溶接、高温はんだから選ばれた少なくとも1つの方法で結合されることを特徴とする腐食電位センサ。 - 請求項1記載の腐食電位センサにおいて、
前記分岐管の内面と前記絶縁部材は機械的締結、ロウ付け、溶接、高温はんだから選ばれた少なくとも1つの方法で結合されることを特徴とする腐食電位センサ。 - 請求項1記載の腐食電位センサにおいて、
沸騰水型原子炉の炉浄化系、ボトムドレン、再循環系、及び圧力容器内の中から選ばれた少なくとも一つ以上の場所に設置された腐食電位センサ。 - 請求項1記載の腐食電位センサにおいて、
加圧水型原子炉の一次系、二次系に設置された腐食電位センサ。
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