JP5705600B2 - Main steam moisture measuring device, main steam moisture measuring method and nuclear power plant - Google Patents

Main steam moisture measuring device, main steam moisture measuring method and nuclear power plant Download PDF

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Description

本発明は、原子力発電プラントの主蒸気中の湿分を測定する主蒸気湿分測定装置、主蒸気湿分測定方法及び原子力発電プラントに関するものである。   The present invention relates to a main steam moisture measuring device, a main steam moisture measuring method, and a nuclear power plant for measuring moisture in main steam of a nuclear power plant.

原子力発電プラントを構成する蒸気タービンには、原子炉内の蒸気発生器で生成される蒸気を用いる高圧タービンと、高圧タービンで一度使用した蒸気を再び用いる低圧タービンとがある。蒸気タービンの高効率化、及び蒸気タービンの品質を維持するためには、できるだけ湿分の少ない蒸気を蒸気タービンに送ることが望ましい。例えば、所定量以上の湿分が含有された蒸気を蒸気タービンに送った場合は、蒸気タービンのロータ等の耐久性が低下するおそれがある。   Steam turbines constituting a nuclear power plant include a high-pressure turbine using steam generated by a steam generator in a nuclear reactor and a low-pressure turbine using steam once used in the high-pressure turbine. In order to improve the efficiency of the steam turbine and maintain the quality of the steam turbine, it is desirable to send steam with as little moisture as possible to the steam turbine. For example, when steam containing a predetermined amount or more of moisture is sent to the steam turbine, the durability of the rotor of the steam turbine may be reduced.

特許文献1には、蒸気タービンに送られる蒸気中の湿分を低い値に管理するために、蒸気タービンの入口近傍、または蒸気発生器の出口近傍の湿分を、カロリーメータを用いて測定する湿分計測方法が記載されている。この湿分計測方法は、主蒸気管を流通する蒸気を断熱膨張させた過熱蒸気の温度を計測して、得られる蒸気のエンタルピーから蒸気中の湿分を算出する方法である。   In Patent Document 1, in order to manage the moisture in the steam sent to the steam turbine to a low value, the moisture near the inlet of the steam turbine or the outlet of the steam generator is measured using a calorimeter. A moisture measurement method is described. This moisture measuring method is a method of measuring the temperature of superheated steam obtained by adiabatic expansion of the steam flowing through the main steam pipe and calculating the moisture content in the steam from the enthalpy of the steam obtained.

特許文献2には、主蒸気管内を流れる水蒸気から抽気された気体廃棄物処理系の排ガスをモニタする放射線モニタへのN−13の影響を軽減し、放射線モニタの放射性希ガスへの感度を高めるとともに、燃料破損により発生する放射性希ガスの検出感度を高めることができる燃料破損検出装置およびその検出方法が記載されている。この燃料破損検出方法は、非放射性アルゴンガスをトレーサガスとして原子炉内に導入し、放射化されたAr−41を排ガス放射線モニタにより検出して、原子炉内の核燃料の破損を監視するものである。   In Patent Document 2, the influence of N-13 on the radiation monitor that monitors the exhaust gas of the gas waste treatment system extracted from the water vapor flowing in the main steam pipe is reduced, and the sensitivity of the radiation monitor to the radioactive noble gas is increased. In addition, a fuel breakage detection apparatus and a detection method thereof that can increase the detection sensitivity of radioactive noble gas generated by fuel breakage are described. In this fuel damage detection method, non-radioactive argon gas is introduced into a nuclear reactor as a tracer gas, and activated Ar-41 is detected by an exhaust gas radiation monitor to monitor nuclear fuel damage in the nuclear reactor. is there.

実公昭61−45469号公報Japanese Utility Model Publication No. 61-45469 特許第3592474号公報Japanese Patent No. 3592474

蒸気タービンに送られる蒸気中の湿分の値は好ましくは0.1%以下、より好ましくは0.03%以下とすることが要求されている。しかしながら、特許文献1のカロリーメータ法による湿分計測方法は、±0.1%程度の測定誤差が生じてしまう。蒸気中の湿分測定では、この測定誤差は大きく、カロリーメータ法による精密な湿分測定を行うことが困難であるという問題があった。またカロリーメータ法は、高温・高圧配管近傍での作業を伴うため、作業安全性が悪いという問題があった。   The value of moisture in the steam sent to the steam turbine is preferably 0.1% or less, more preferably 0.03% or less. However, the moisture measurement method based on the calorimeter method of Patent Document 1 causes a measurement error of about ± 0.1%. In the measurement of moisture in steam, this measurement error is large, and there is a problem that it is difficult to perform accurate moisture measurement by the calorimeter method. In addition, the calorimeter method has a problem that work safety is poor because it involves work near high-temperature and high-pressure piping.

また、気体廃棄物処理系に設置される排ガス放射線モニタは、核燃料から発生する放射性希ガスと、水の主成分である酸素原子が原子炉内で放射化して生成するN−13の放射化ガス、およびインリーク空気に含まれる非放射性アルゴンガスが原子炉内で放射化されて生成するAr−41等からのγ線の総量を計測している。しかしながら、特許文献2の非放射性アルゴンガスをトレーサガスとして用いる方法では、核燃料の核分裂以外により生じるN−13,Ar−41の影響を補正するために装置が複雑になるという問題があった。   Further, the exhaust gas radiation monitor installed in the gas waste treatment system is a radioactive noble gas generated from nuclear fuel and an N-13 activation gas generated by activating oxygen atoms, which are the main components of water, in the reactor. , And the total amount of γ-rays from Ar-41 and the like generated by non-radioactive argon gas contained in in-leakage air being activated in the nuclear reactor. However, the method using the non-radioactive argon gas of Patent Document 2 as a tracer gas has a problem that the apparatus becomes complicated in order to correct the influence of N-13 and Ar-41 caused by other than nuclear fission.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、精度良く主蒸気中の湿分を測定することができる主蒸気湿分測定装置、主蒸気湿分測定方法及び原子力発電プラントを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a main steam moisture measuring device, a main steam moisture measuring method, and a nuclear power plant that can accurately measure the moisture in the main steam. Is an issue.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の主蒸気湿分測定装置は、主蒸気中の湿分を測定する主蒸気湿分測定装置であって、給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素を添加する薬剤注入部と、蒸気発生器と湿分分離加熱器との間に配置された機器に導入された蒸気の流量を計測する第1の蒸気流量計測部と、機器のドレンに導入された蒸気の流量を計測する第2の蒸気流量計測部と、蒸気発生器のブローダウン水に含まれるトレーサ元素濃度を計測する第1の計測部と、機器のドレン水に含まれるトレーサ元素濃度を計測する第2の計測部と、第1の蒸気流量計測部および第2の蒸気流量計測部が取得した蒸気の流量と、第1の計測部および前記第2の計測部が取得したトレーサ元素濃度と、に基づいて主蒸気中に含まれる湿分を算出する湿分算出部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the main steam moisture measuring device of the present invention is a main steam moisture measuring device for measuring moisture in the main steam, and is used for secondary cooling of a water supply line. A chemical injection unit for adding a tracer element to water, a first vapor flow measurement unit for measuring the flow rate of steam introduced into a device disposed between the steam generator and the moisture separator and heater, Included in the drain water of the device, the second steam flow measuring unit that measures the flow rate of the steam introduced into the drain, the first measuring unit that measures the tracer element concentration contained in the blow-down water of the steam generator The second measuring unit for measuring the tracer element concentration, the steam flow rate acquired by the first steam flow rate measuring unit and the second steam flow rate measuring unit, and the first measuring unit and the second measuring unit are acquired. Tracer element concentration, and the moisture contained in the main steam Characterized in that it and a moisture calculation unit for calculating a.

この構成によれば、主給水ラインの二次冷却水に極微量のトレーサ元素を添加し、SGブローダウン(SGBD)水中および主蒸気ラインに設置されている機器のドレン水中に含まれるトレーサ元素濃度および主蒸気ラインに設置されている機器に導入された蒸気の流量を測定し、得られたトレーサ元素濃度および蒸気流量から主蒸気中の湿分を算定することができる。   According to this configuration, a trace amount of tracer element is added to the secondary cooling water of the main water supply line, and the concentration of the tracer element contained in the SG blowdown (SGBD) water and the drain water of the equipment installed in the main steam line. Further, the flow rate of the steam introduced into the equipment installed in the main steam line can be measured, and the moisture content in the main steam can be calculated from the obtained tracer element concentration and the steam flow rate.

本発明の主蒸気湿分測定装置のトレーサ元素は、リチウム(Li)であることが、好ましい。   The tracer element of the main vapor moisture measuring device of the present invention is preferably lithium (Li).

この構成によれば、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することができる。   According to this configuration, moisture in the main steam can be accurately measured by using a trace amount of lithium (Li) element for the tracer.

本発明の主蒸気湿分測定装置の薬剤注入部は、復水脱塩装置と蒸気発生器との間の給水ラインに設置されて、ここを流れる二次冷却水にトレーサ元素を添加することが、好ましい。   The chemical injection part of the main steam moisture measuring device of the present invention is installed in the water supply line between the condensate demineralizer and the steam generator, and the tracer element can be added to the secondary cooling water flowing therethrough. ,preferable.

この構成によれば、既存の薬剤注入装置を利用してトレーサ元素を主給水ラインの二次冷却水に添加することができる。これにより、新たにトレーサ元素を添加するための装置等を設置する必要がない。   According to this structure, a tracer element can be added to the secondary cooling water of the main water supply line using the existing chemical injection device. Thereby, it is not necessary to install an apparatus for newly adding a tracer element.

本発明の主蒸気湿分測定装置の機器のドレンは、高圧タービンの高圧ドレンと湿分分離器のMSドレンと湿分分離加熱器のMSH加熱蒸気ドレンと、であることが、好ましい。   It is preferable that the drain of the apparatus of the main steam moisture measuring device of the present invention is the high pressure drain of the high pressure turbine, the MS drain of the moisture separator, and the MSH heated steam drain of the moisture separator heater.

この構成によれば、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することが可能となった。これにより、原子力発電プラント設備に悪影響を与えない極低濃度のリチウム(Li)添加量でトレーサ元素濃度を測定することができる。   According to this configuration, it is possible to accurately measure the moisture in the main steam by using a trace amount of lithium (Li) element for the tracer. Thereby, the tracer element concentration can be measured with the addition amount of lithium (Li) at a very low concentration that does not adversely affect the nuclear power plant equipment.

本発明の主蒸気湿分測定装置の湿分算出部は、下記式(1)により主蒸気中に含まれる湿分Mを算出することが、好ましい。

Figure 0005705600

(上記式(1)中、Mは湿分(%)を表し、CMS−dはMSドレン水、高圧ドレン水、MSH加熱蒸気ドレン水の何れか一つに含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMS−dは上記CMS−dに対応する何れか一つのドレンに導入された蒸気の流量を表し、CSGはSGブローダウン水に含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMSR−inは上記CMS−dに対応する機器に導入された蒸気の流量を表す。) It is preferable that the moisture calculation part of the main steam moisture measuring device of the present invention calculates the moisture M contained in the main steam by the following formula (1).
Figure 0005705600

(In the above formula (1), M represents moisture (%), C MS-d represents the concentration of lithium (Li) contained in any one of MS drain water, high-pressure drain water, and MSH heated steam drain water. Q MS-d represents the flow rate of the steam introduced into any one of the drains corresponding to the C MS-d , C SG represents the lithium (Li) concentration contained in the SG blowdown water, and Q MSR -In represents the flow rate of the steam introduced into the equipment corresponding to the CMS-d .)

この構成によれば、主給水ラインの二次冷却水に極微量のトレーサ元素を添加し、SGブローダウン(SGBD)水中および主蒸気ラインに設置されている機器のドレン水中に含まれるトレーサ元素濃度および主蒸気ラインに設置されている機器に導入された蒸気の流量を測定し、得られたトレーサ元素濃度および蒸気流量から主蒸気中の湿分を算定することが可能となった。これにより、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することができる。   According to this configuration, a trace amount of tracer element is added to the secondary cooling water of the main water supply line, and the concentration of the tracer element contained in the SG blowdown (SGBD) water and the drain water of the equipment installed in the main steam line. It was also possible to measure the flow rate of the steam introduced into the equipment installed in the main steam line and calculate the moisture content in the main steam from the obtained tracer element concentration and steam flow rate. Thereby, the moisture in the main steam can be accurately measured by using a trace amount of lithium (Li) element in the tracer.

本発明の原子力発電プラントは、上記に記載の主蒸気湿分測定装置により算出された湿分に基づいて、蒸気発生器に給水する二次冷却水の給水流量を制御することを特徴とする。   The nuclear power plant according to the present invention is characterized in that the feed water flow rate of the secondary cooling water fed to the steam generator is controlled based on the moisture calculated by the main steam moisture measuring device described above.

この構成によれば、主蒸気湿分測定装置により得られた測定値を蒸気発生器の熱出力(給水流量)の制御にフィードバックすることができる。   According to this configuration, the measurement value obtained by the main steam moisture measuring device can be fed back to the control of the heat output (feed water flow rate) of the steam generator.

本発明の主蒸気湿分測定方法は、主蒸気中の湿分を測定する主蒸気湿分測定方法であって、給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素を添加する薬剤注入工程と、蒸気発生器と湿分分離加熱器との間に配置された機器に導入された蒸気の流量を計測する第1の蒸気流量計測工程と、機器のドレンに導入された蒸気の流量を計測する第2の蒸気流量計測工程と、蒸気発生器のブローダウン水に含まれるトレーサ元素濃度を計測する第1の計測工程と、機器のドレン水に含まれるトレーサ元素濃度を計測する第2の計測工程と、第1の蒸気流量計測工程および第2の蒸気流量計測工程が取得した蒸気の流量と、第1の計測工程および第2の計測工程が取得したトレーサ元素濃度と、に基づいて主蒸気中に含まれる湿分を算出する湿分算出工程と、を有することを特徴とする。   The main steam moisture measuring method of the present invention is a main steam moisture measuring method for measuring the moisture in the main steam, the chemical injection step of adding a tracer element to the secondary cooling water of the feed water line, and steam generation A first steam flow measuring step for measuring the flow rate of the steam introduced into the device arranged between the vessel and the moisture separator heater, and a second for measuring the flow rate of the steam introduced into the drain of the device. A steam flow measurement step, a first measurement step for measuring the tracer element concentration contained in the blow-down water of the steam generator, a second measurement step for measuring the tracer element concentration contained in the drain water of the device, It is contained in the main steam based on the steam flow rate acquired by the first steam flow rate measuring step and the second steam flow rate measuring step and the tracer element concentration acquired by the first measuring step and the second measuring step. A moisture calculating step for calculating moisture, Characterized in that it.

この構成によれば、主給水ラインの二次冷却水に極微量のトレーサ元素を添加し、SGブローダウン(SGBD)水中および主蒸気ラインに設置されている機器のドレン水中に含まれるトレーサ元素濃度および主蒸気ラインに設置されている機器に導入された蒸気の流量を測定し、得られたトレーサ元素濃度および蒸気流量から主蒸気中の湿分を算定することができる。   According to this configuration, a trace amount of tracer element is added to the secondary cooling water of the main water supply line, and the concentration of the tracer element contained in the SG blowdown (SGBD) water and the drain water of the equipment installed in the main steam line. Further, the flow rate of the steam introduced into the equipment installed in the main steam line can be measured, and the moisture content in the main steam can be calculated from the obtained tracer element concentration and the steam flow rate.

本発明の主蒸気湿分測定方法のトレーサ元素は、リチウム(Li)であることが、好ましい。   The tracer element of the main vapor moisture measuring method of the present invention is preferably lithium (Li).

この構成によれば、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することができる。   According to this configuration, moisture in the main steam can be accurately measured by using a trace amount of lithium (Li) element for the tracer.

本発明の主蒸気湿分測定方法の薬剤注入工程は、復水脱塩装置と前記蒸気発生器との間の給水ラインに設置されて、ここを流れる二次冷却水に前記トレーサ元素を添加することが、好ましい。   The chemical injection step of the main steam moisture measuring method of the present invention is installed in the water supply line between the condensate demineralizer and the steam generator, and the tracer element is added to the secondary cooling water flowing therethrough. It is preferable.

この構成によれば、既存の薬剤注入装置を利用してトレーサ元素を主給水ラインの二次冷却水に添加することができる。これにより、新たにトレーサ元素を添加するための装置等を設置する必要がない。   According to this structure, a tracer element can be added to the secondary cooling water of the main water supply line using the existing chemical injection device. Thereby, it is not necessary to install an apparatus for newly adding a tracer element.

本発明の主蒸気湿分測定方法の機器のドレンは、高圧タービンの高圧ドレンと湿分分離器のMSドレンと湿分分離加熱器のMSH加熱蒸気ドレンと、であることが、好ましい。   It is preferable that the drain of the apparatus of the main steam moisture measuring method of this invention is the high pressure drain of a high pressure turbine, the MS drain of a moisture separator, and the MSH heating steam drain of a moisture separation heater.

この構成によれば、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することが可能となった。これにより、原子力発電プラント設備に悪影響を与えない極低濃度のリチウム(Li)添加量でトレーサ元素濃度を測定することができる。   According to this configuration, it is possible to accurately measure the moisture in the main steam by using a trace amount of lithium (Li) element for the tracer. Thereby, the tracer element concentration can be measured with the addition amount of lithium (Li) at a very low concentration that does not adversely affect the nuclear power plant equipment.

本発明の主蒸気湿分測定方法の湿分算出工程は、下記式(1)により主蒸気中に含まれる湿分Mを算出することが、好ましい。

Figure 0005705600

(上記式(1)中、Mは湿分(%)を表し、CMS−dはMSドレン水、高圧ドレン水、MSH加熱蒸気ドレン水の何れか一つに含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMS−dは上記CMS−dに対応する何れか一つのドレンに導入された蒸気の流量を表し、CSGはSGブローダウン水に含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMSR−inは上記CMS−dに対応する機器に導入された蒸気の流量を表す。) In the moisture calculating step of the main steam moisture measuring method of the present invention, it is preferable to calculate the moisture M contained in the main steam by the following formula (1).
Figure 0005705600

(In the above formula (1), M represents moisture (%), C MS-d represents the concentration of lithium (Li) contained in any one of MS drain water, high-pressure drain water, and MSH heated steam drain water. Q MS-d represents the flow rate of the steam introduced into any one of the drains corresponding to the C MS-d , C SG represents the lithium (Li) concentration contained in the SG blowdown water, and Q MSR -In represents the flow rate of the steam introduced into the equipment corresponding to the CMS-d .)

この構成によれば、主給水ラインの二次冷却水に極微量のトレーサ元素を添加し、SGブローダウン(SGBD)水中および主蒸気ラインに設置されている機器のドレン水中に含まれるトレーサ元素濃度および主蒸気ラインに設置されている機器に導入された蒸気の流量を測定し、得られたトレーサ元素濃度および蒸気流量から主蒸気中の湿分を算定することが可能となった。これにより、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することができる。   According to this configuration, a trace amount of tracer element is added to the secondary cooling water of the main water supply line, and the concentration of the tracer element contained in the SG blowdown (SGBD) water and the drain water of the equipment installed in the main steam line. It was also possible to measure the flow rate of the steam introduced into the equipment installed in the main steam line and calculate the moisture content in the main steam from the obtained tracer element concentration and steam flow rate. Thereby, the moisture in the main steam can be accurately measured by using a trace amount of lithium (Li) element in the tracer.

本発明の原子力発電プラントは、上記に記載の主蒸気湿分測定方法により算出された湿分に基づいて、蒸気発生器に給水する二次冷却水の給水流量を制御することを特徴とする。   The nuclear power plant according to the present invention is characterized in that the feed water flow rate of the secondary cooling water fed to the steam generator is controlled based on the moisture calculated by the main steam moisture measuring method described above.

この構成によれば、主蒸気湿分測定方法により得られた測定値を蒸気発生器の熱出力(給水流量)の制御にフィードバックすることができる。   According to this structure, the measured value obtained by the main steam moisture measuring method can be fed back to the control of the heat output (feed water flow rate) of the steam generator.

本発明の主蒸気湿分測定装置、主蒸気湿分測定方法及び原子力発電プラントによれば、低濃度のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することが可能となる。   According to the main steam moisture measuring device, the main steam moisture measuring method and the nuclear power plant of the present invention, the moisture in the main steam is accurately measured by using a low concentration lithium (Li) element in the tracer. It becomes possible.

図1は、本実施例に係る主蒸気湿分測定装置が適用される原子力発電プラントを模式的に表した概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a nuclear power plant to which a main steam moisture measuring device according to this embodiment is applied. 図2は、本実施例に係る主蒸気湿分測定装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the main steam moisture measuring device according to the present embodiment. 図3は、本実施例に係る主蒸気湿分測定方法の流れを示すフローチャート図である。FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the main steam moisture measuring method according to the present embodiment.

以下に、本発明に係る主蒸気湿分測定装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。   Embodiments of a main steam moisture measuring device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図1は、本発明の実施例に係る主蒸気湿分測定装置が適用される原子力発電プラントを模式的に表した概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a nuclear power plant to which a main steam moisture measuring device according to an embodiment of the present invention is applied.

本実施例が適用される原子力発電プラントの原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って二次冷却材と熱交換させることにより蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電する加圧水型原子炉(PWR:Pressurized Water Reactor)である。なお、本実施例は、このPWRに限らず、これを改良した改良型加圧水型原子炉(APWR:Advanced Pressurized Water Reactor)に適用することができる。また、蒸気発生器と蒸気タービンとを備えている他の発電プラントにも適用可能である。   The nuclear power plant nuclear reactor to which the present embodiment is applied uses light water as a reactor coolant and neutron moderator, and generates high-temperature and high-pressure water that does not boil throughout the primary system, and sends this high-temperature and high-pressure water to a steam generator. This is a pressurized water reactor (PWR) that generates steam by exchanging heat with the secondary coolant and generates power by sending this steam to a turbine generator. In addition, a present Example is applicable not only to this PWR but the improved pressurized water reactor (APWR: Advanced Pressurized Water Reactor) which improved this. Moreover, it is applicable also to the other power generation plant provided with the steam generator and the steam turbine.

原子力発電プラントにおいては通常、原子炉の熱を利用した高温水を蒸気発生器に送り熱交換させた後に回収するいわゆる一次系と、蒸気発生器内で一次系の高温水を利用して蒸気を発生させ、この蒸気でタービンを回転させて発電し、その後、復水器で復水させた後、蒸気発生器に回収するいわゆる二次系とを備える。二次系には、蒸気発生器の器内水の一部を取り出して不純物を浄化した後に冷却水配管16へ回収するSG(Steam Generator)ブローダウン系(または蒸気発生器ブローダウン系)を備えている。SGブローダウン系では、必要に応じてブローダウンした流体の熱回収が行われる。   In a nuclear power plant, normally, high-temperature water using the heat of the reactor is sent to the steam generator for heat exchange and then recovered, and steam is generated using the primary high-temperature water in the steam generator. And a so-called secondary system for generating power by rotating the turbine with this steam and then collecting the steam with a condenser and then collecting it with the steam generator. The secondary system is equipped with an SG (Steam Generator) blowdown system (or steam generator blowdown system) that takes out a portion of the water in the steam generator and purifies impurities before recovering it to the cooling water piping 16. ing. In the SG blowdown system, heat recovery of the fluid blown down is performed as necessary.

図1に示すように、加圧水型原子力プラントの原子炉格納容器1内には、加圧水型原子炉2および蒸気発生器3が格納されている。加圧水型原子炉2と蒸気発生器3とは、冷却水配管4,5を介して連結されている。冷却水配管4には、加圧器6が設けられ、冷却水配管5には、冷却水ポンプ7が設けられている。   As shown in FIG. 1, a pressurized water reactor 2 and a steam generator 3 are stored in a reactor containment vessel 1 of a pressurized water nuclear plant. The pressurized water reactor 2 and the steam generator 3 are connected via cooling water pipes 4 and 5. The cooling water pipe 4 is provided with a pressurizer 6, and the cooling water pipe 5 is provided with a cooling water pump 7.

原子炉2は、上記したように加圧水型原子炉であり、その内部は原子炉冷却材(一次冷却水)で満たされている。そして、原子炉2は、多数の燃料集合体を収容すると共に、燃料集合体の燃料棒内の核燃料の核分裂を制御する多数の制御棒が、各燃料集合体に対し挿入可能に設けられている。   As described above, the nuclear reactor 2 is a pressurized water nuclear reactor, and the inside thereof is filled with a nuclear reactor coolant (primary cooling water). The nuclear reactor 2 accommodates a large number of fuel assemblies, and a large number of control rods for controlling nuclear fuel fission in the fuel rods of the fuel assemblies are provided so as to be insertable into the respective fuel assemblies. .

制御棒により核分裂反応を制御しながら燃料集合体の燃料棒内の核燃料を核分裂させると、この核分裂により熱エネルギーが発生する。発生した熱エネルギーは原子炉冷却材を加熱し、加熱された原子炉冷却材は、冷却水配管4を介して蒸気発生器3へ送られる。一方、冷却水配管5を介して各蒸気発生器3から送られてきた原子炉冷却材は、原子炉2内に流入して、原子炉2内を冷却する。   When the nuclear fuel in the fuel rod of the fuel assembly is fissioned while controlling the fission reaction with the control rod, thermal energy is generated by this fission. The generated thermal energy heats the reactor coolant, and the heated reactor coolant is sent to the steam generator 3 via the cooling water pipe 4. On the other hand, the reactor coolant sent from each steam generator 3 through the coolant pipe 5 flows into the reactor 2 and cools the reactor 2.

蒸気発生器3は、高温高圧となった原子炉冷却材(一次冷却水)を二次冷却材(二次冷却水)と熱交換させることにより、二次冷却材を蒸発させて蒸気を発生させ、かつ、高温高圧となった原子炉冷却材を冷却している。加圧器6は、高温となった原子炉冷却材を加圧することにより、原子炉冷却材の沸騰を抑制している。冷却水ポンプ7は、原子炉冷却系において原子炉冷却材を循環させており、原子炉冷却材を蒸気発生器3から冷却水配管5を介して原子炉2へ送り込むと共に、原子炉冷却材を原子炉2から冷却水配管4を介して蒸気発生器3へ送り込んでいる。原子炉冷却材は、原子炉2と蒸気発生器3との間を循環している。なお、原子炉冷却材は、冷却材及び中性子減速材として用いられる軽水である。   The steam generator 3 generates steam by evaporating the secondary coolant by exchanging heat with the secondary coolant (secondary coolant) from the high-temperature and high-pressure reactor coolant (primary coolant). And the reactor coolant which became high temperature and high pressure is cooled. The pressurizer 6 suppresses boiling of the reactor coolant by pressurizing the reactor coolant that has reached a high temperature. The cooling water pump 7 circulates the reactor coolant in the reactor cooling system, and sends the reactor coolant from the steam generator 3 to the reactor 2 through the coolant pipe 5 and also supplies the reactor coolant. It is sent from the nuclear reactor 2 to the steam generator 3 through the cooling water pipe 4. The reactor coolant is circulated between the reactor 2 and the steam generator 3. The reactor coolant is light water used as a coolant and a neutron moderator.

蒸気発生器3は、蒸気タービン10に冷却水配管11を介して連結されている。蒸気タービン10は、高圧タービン10Aおよび低圧タービン10Bを有すると共に、発電機が接続されている。また、高圧タービン10Aと低圧タービン10Bとの間には、湿分分離器26および湿分分離加熱器12が設けられている。湿分分離加熱器12は、高圧タービン10Aに低温再熱管13を介して連結されていると共に、低圧タービン10Bに高温再熱管14を介して連結されている。さらに、蒸気タービン10の低圧タービン10Bは、復水器15を有している。復水器15は、冷却水(例えば、海水)を給排するように構成されている。この復水器15は、冷却水配管16を介して脱気器17に連結されている。そして、冷却水配管16には、復水器15側から順に、復水ポンプ18、復水脱塩装置19、薬剤注入装置40、復水ブースターポンプ20、低圧給水加熱器21が設けられている。また、脱気器17は、冷却水配管22を介して蒸気発生器3に連結されている。冷却水配管22には、脱気器17側から順に、貯留槽23、給水ポンプ24および高圧給水加熱器25が設けられている。復水ポンプ18、復水ブースターポンプ20および給水ポンプ24は、二次冷却系として、二次冷却水(純水)を、復水ポンプ18により復水器15から冷却水配管16を介して復水脱塩装置19に送り、復水ブースターポンプ20により冷却水配管16を介して低圧給水加熱器21を経て脱気器17に送る。そして二次冷却水を、給水ポンプ24により冷却水配管22を介して高圧給水加熱器25を経て蒸気発生器3に送る。なお、脱気器17からは、冷却水配管22を介して脱気器17で脱気された二次冷却水が送られる。   The steam generator 3 is connected to the steam turbine 10 via a cooling water pipe 11. The steam turbine 10 includes a high pressure turbine 10A and a low pressure turbine 10B, and a generator is connected thereto. Further, a moisture separator 26 and a moisture separator / heater 12 are provided between the high pressure turbine 10A and the low pressure turbine 10B. The moisture separator / heater 12 is connected to the high-pressure turbine 10 </ b> A via the low-temperature reheat pipe 13 and is connected to the low-pressure turbine 10 </ b> B via the high-temperature reheat pipe 14. Further, the low pressure turbine 10 </ b> B of the steam turbine 10 has a condenser 15. The condenser 15 is configured to supply and discharge cooling water (for example, seawater). The condenser 15 is connected to a deaerator 17 through a cooling water pipe 16. And in the cooling water piping 16, the condensate pump 18, the condensate desalination apparatus 19, the chemical injection device 40, the condensate booster pump 20, and the low-pressure feed water heater 21 are provided in order from the condenser 15 side. . The deaerator 17 is connected to the steam generator 3 via the cooling water pipe 22. The cooling water pipe 22 is provided with a storage tank 23, a feed water pump 24, and a high-pressure feed water heater 25 in order from the deaerator 17 side. The condensate pump 18, the condensate booster pump 20, and the feed water pump 24 serve as a secondary cooling system for supplying secondary cooling water (pure water) from the condenser 15 via the cooling water pipe 16 by the condensate pump 18. It is sent to the water demineralizer 19 and sent to the deaerator 17 via the cooling water pipe 16 via the low pressure feed water heater 21 by the condensate booster pump 20. And secondary cooling water is sent to the steam generator 3 through the high pressure feed water heater 25 via the cooling water piping 22 by the feed water pump 24. In addition, the secondary cooling water deaerated by the deaerator 17 is sent from the deaerator 17 through the cooling water pipe 22.

蒸気発生器3で高圧高温の一次冷却水と熱交換を行って生成された二次冷却水の蒸気は、冷却水配管11を通して高圧タービン10Aと低温再熱管13とに分配される。この分配率は任意に設定される。高圧タービン10Aに分配された蒸気は、高圧タービン10Aを駆動した後に高圧ヒータ27に導入される。高圧ヒータ27で分離された液体は高圧ドレン(HPドレン)27aに回収される。また高圧タービン10Aの高圧排気は、湿分分離器26に導入され、分離された液体はMS(Moisture Separator)ドレン26aに回収され、気体は湿分分離加熱器12に送られる。湿分分離加熱器(MSH:Moisture Separator Heater)12は、低温再熱管13に分配されて導入した蒸気を加熱して液体と気体とに分離する。湿分分離加熱器12で分離された液体は、湿分分離加熱器加熱蒸気ドレン(MSH加熱蒸気ドレン)12aに回収される。湿分分離加熱器12で分離された気体と湿分分離器26から送られた気体とは、高温再熱管14を介して低圧タービン10Bに送られる。この蒸気(気体)により蒸気タービン10(高圧タービン10Aおよび低圧タービン10B)を駆動して発電機により発電を行う。つまり、蒸気発生器3からの蒸気は、高圧タービン10Aを駆動した後、湿分分離加熱器12で蒸気に含まれる湿分が除去されると共に、加熱されてから低圧タービン10Bを駆動する。   Steam of the secondary cooling water generated by exchanging heat with the high-pressure and high-temperature primary cooling water in the steam generator 3 is distributed to the high-pressure turbine 10 </ b> A and the low-temperature reheat pipe 13 through the cooling water pipe 11. This distribution rate is arbitrarily set. The steam distributed to the high-pressure turbine 10A is introduced into the high-pressure heater 27 after driving the high-pressure turbine 10A. The liquid separated by the high-pressure heater 27 is collected in a high-pressure drain (HP drain) 27a. The high-pressure exhaust of the high-pressure turbine 10 </ b> A is introduced into the moisture separator 26, the separated liquid is collected in an MS (Moisture Separator) drain 26 a, and the gas is sent to the moisture separator / heater 12. A moisture separator / heater (MSH: Moisture Separator Heater) 12 heats the steam distributed and introduced into the low-temperature reheat pipe 13 and separates it into a liquid and a gas. The liquid separated by the moisture separator / heater 12 is collected in a moisture separator / heater heating steam drain (MSH heating steam drain) 12a. The gas separated by the moisture separator / heater 12 and the gas sent from the moisture separator 26 are sent to the low-pressure turbine 10 </ b> B via the high-temperature reheat pipe 14. The steam turbine 10 (the high-pressure turbine 10A and the low-pressure turbine 10B) is driven by this steam (gas), and power is generated by the generator. That is, the steam from the steam generator 3 drives the high-pressure turbine 10A, and then the moisture contained in the steam is removed by the moisture separator / heater 12, and the low-pressure turbine 10B is driven after being heated.

蒸気タービン10(高圧タービン10Aおよび低圧タービン10B)を駆動した蒸気は、復水器15で冷却されて液体となる。復水脱塩装置19では復水に含まれる海水成分が除去される。復水(二次冷却水)は、薬剤注入装置40でpHが調整され、低圧給水加熱器21で低圧タービン10Bから抽気した低圧蒸気により加熱された後、脱気器17に送られて溶存酸素や不凝結ガス(アンモニアガス)などの不純物が除去される。その後、二次冷却水(復水)は、貯留槽23に一旦貯留され、高圧給水加熱器25で、高圧タービン10Aから抽気した高圧蒸気により加熱された後、蒸気発生器3に戻される。なお、二次冷却水(復水)のpH調整薬剤としては、例えばアンモニア、ヒドラジンなど公知の薬剤が適用できる。   The steam that has driven the steam turbine 10 (the high-pressure turbine 10A and the low-pressure turbine 10B) is cooled by the condenser 15 and becomes liquid. In the condensate demineralizer 19, the seawater component contained in the condensate is removed. Condensate (secondary cooling water) is adjusted in pH by the chemical injection device 40 and heated by the low-pressure steam extracted from the low-pressure turbine 10B by the low-pressure feed water heater 21, and then sent to the deaerator 17 to be dissolved oxygen. And impurities such as non-condensable gas (ammonia gas) are removed. Thereafter, the secondary cooling water (condensate) is temporarily stored in the storage tank 23, heated by the high-pressure steam extracted from the high-pressure turbine 10 </ b> A by the high-pressure feed water heater 25, and then returned to the steam generator 3. In addition, as a pH adjustment chemical | medical agent of secondary cooling water (condensate), well-known chemical | medical agents, such as ammonia and a hydrazine, are applicable, for example.

また、低圧給水加熱器21では、低圧蒸気が凝縮された凝縮水を、低圧給水加熱器ドレンポンプにより低圧給水加熱器ドレンを介して冷却水配管22に排水する。なお、低圧給水加熱器21の凝縮水を復水器15に排水してもよい。また、高圧給水加熱器25では、高圧蒸気が凝縮された凝縮水を、高圧給水加熱器ドレンポンプにより低圧給水加熱器ドレンを介して脱気器17に排水する。なお、高圧給水加熱器25の凝縮水を復水器15に排水してもよい。   Further, in the low pressure feed water heater 21, the condensed water in which the low pressure steam is condensed is drained to the cooling water pipe 22 through the low pressure feed water heater drain by the low pressure feed water heater drain pump. In addition, you may drain the condensed water of the low voltage | pressure feed water heater 21 to the condenser 15. FIG. Moreover, in the high pressure feed water heater 25, the condensed water in which the high pressure steam is condensed is drained to the deaerator 17 through the low pressure feed water heater drain by the high pressure feed water heater drain pump. The condensed water from the high-pressure feed water heater 25 may be drained to the condenser 15.

SGブローダウン系は以下のような主要構成を有する。蒸気発生器3はSGBD(Steam Generator Blow Down)管29を備える。SGBD管29の途中には、SGBD遮断弁32、SGBD絞り弁33が設けられている。SGBD絞り弁33の下流側で、SGBD管29はフラッシュタンク(F/T)30に接続される。フラッシュタンク30の下流側には、ブローダウン常用ライン34が配置されている。ブローダウン常用ライン34は、一端がフラッシュタンク30に接続され、途中にSGBD冷却器35及び第1のF/T水位制御弁36が設けられ、他端が復水ポンプ18の下流側で、かつ復水脱塩装置19の上流側の部分に接続される。また、フラッシュタンク30の下流側かつSGBD冷却器35の上流側でブローダウン常用ライン34からブローダウンバイパスライン37が分岐している。ブローダウンバイパスライン37は、途中に第2のF/T水位制御弁38が設けられている。このブローダウンバイパスライン37は、一端がフラッシュタンク30に接続され、他端が復水器15に接続される。ここで、第1のF/T水位制御弁36および第2のF/T水位制御弁38は、流量調節が可能な流量調節弁であり、流路決定手段を構成する。   The SG blowdown system has the following main components. The steam generator 3 includes an SGBD (Steam Generator Blow Down) tube 29. An SGBD shutoff valve 32 and an SGBD throttle valve 33 are provided in the middle of the SGBD pipe 29. The SGBD pipe 29 is connected to a flash tank (F / T) 30 on the downstream side of the SGBD throttle valve 33. A blow-down service line 34 is disposed downstream of the flash tank 30. One end of the blowdown service line 34 is connected to the flash tank 30, the SGBD cooler 35 and the first F / T water level control valve 36 are provided in the middle, the other end is downstream of the condensate pump 18, and It is connected to the upstream portion of the condensate demineralizer 19. A blowdown bypass line 37 is branched from the blowdown service line 34 on the downstream side of the flash tank 30 and the upstream side of the SGBD cooler 35. The blowdown bypass line 37 is provided with a second F / T water level control valve 38 in the middle. The blow-down bypass line 37 has one end connected to the flash tank 30 and the other end connected to the condenser 15. Here, the first F / T water level control valve 36 and the second F / T water level control valve 38 are flow rate adjustment valves capable of adjusting the flow rate, and constitute a flow path determining means.

さらに、フラッシュタンク30には、低圧給水加熱器21の下流側であって脱気器17に接続される熱回収ライン31が設けられている。フラッシュタンク30で分離された蒸気は、この熱回収ライン31を介して脱気器17に送られる。   Further, the flash tank 30 is provided with a heat recovery line 31 that is downstream of the low-pressure feed water heater 21 and connected to the deaerator 17. The vapor separated in the flash tank 30 is sent to the deaerator 17 through the heat recovery line 31.

このようなSGブローダウン系を備えた原子力発電プラントにおいては、通常運転時には、例えば、自動でSGBD遮断弁32および切替弁を制御し、蒸気発生器3でブローダウンされた流体を、SGブローダウンとしてフラッシュタンク30に導入する。フラッシュタンク30でフラッシュさせたフラッシュ蒸気は、脱気器17に回収する。残った液体は、SGブローダウン液体として、SGBD冷却器35に導入され、復水脱塩装置19の許容温度以下まで冷却された後、第1のF/T水位制御弁36を介して復水脱塩装置19に送られる。復水脱塩装置19の許容温度とは、復水脱塩装置19のイオン交換樹脂の耐熱温度から定まる値であって、例えば40℃程度である。   In a nuclear power plant equipped with such an SG blowdown system, during normal operation, for example, the SGBD shut-off valve 32 and the switching valve are automatically controlled, and the fluid blown down by the steam generator 3 is supplied to the SG blowdown system. As shown in FIG. The flash vapor flashed in the flash tank 30 is collected in the deaerator 17. The remaining liquid is introduced into the SGBD cooler 35 as an SG blowdown liquid, cooled to below the allowable temperature of the condensate demineralizer 19, and then condensed via the first F / T water level control valve 36. It is sent to the desalinator 19. The allowable temperature of the condensate demineralizer 19 is a value determined from the heat resistance temperature of the ion exchange resin of the condensate demineralizer 19, and is about 40 ° C., for example.

<主蒸気湿分測定装置>
次に、本実施例の主蒸気湿分測定装置について説明する。
<Main steam moisture measuring device>
Next, the main steam moisture measuring device of the present embodiment will be described.

本実施例の主蒸気湿分測定装置は、主給水ラインの二次冷却水に極微量のトレーサ元素を添加し、蒸気発生器ブローダウン(以下、SGブローダウンと記述する)水中および主蒸気ラインに設置されている機器のドレン水中に含まれるトレーサ元素濃度および主蒸気ラインに設置されている機器に導入された蒸気の流量を測定し、得られたトレーサ元素濃度および蒸気流量から主蒸気中の湿分を算定することに特徴がある。このようにすることで、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いても、主蒸気中の湿分を精度良く測定することが可能となった。またトレーサ元素濃度測定部に高周波誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)を適用したことにより、原子力発電プラント設備に悪影響を与えない極低濃度のリチウム添加量でトレーサ元素濃度を測定することが可能となった。   The main steam moisture measuring device of this embodiment adds a trace amount of tracer element to the secondary cooling water of the main water supply line, and generates a steam generator blow-down (hereinafter referred to as SG blow-down) underwater and main steam line. Measure the concentration of tracer element contained in the drain water of the equipment installed in the equipment and the flow rate of the steam introduced into the equipment installed in the main steam line. It is characterized by calculating moisture. By doing in this way, it became possible to measure the moisture in the main steam with high accuracy even when a trace amount of lithium (Li) element was used for the tracer. In addition, by applying a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) to the tracer element concentration measurement unit, it is possible to measure the tracer element concentration with a very low concentration of lithium that does not adversely affect the nuclear power plant equipment. It has become possible.

図2は、本実施例に係る主蒸気湿分測定装置の構成図である。図1と同様な構成部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。なお以下では湿分分離器26およびMSドレン26aを例にして説明するが、これに限定されるものではない。   FIG. 2 is a configuration diagram of the main steam moisture measuring device according to the present embodiment. Components similar to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In the following description, the moisture separator 26 and the MS drain 26a will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.

実施例の主蒸気湿分測定装置100は、計測部101と制御部102と記憶部103と演算部104と出力部105と表示部106と薬剤注入部40と第1試料抽出部S1,第2試料抽出部S2,第3試料抽出部S3,第4試料抽出部S4と第1蒸気流量計測部f1,第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4とを含む。   The main steam moisture measuring apparatus 100 according to the embodiment includes a measurement unit 101, a control unit 102, a storage unit 103, a calculation unit 104, an output unit 105, a display unit 106, a drug injection unit 40, a first sample extraction unit S1, and a second sample extraction unit S1. Sample extraction unit S2, third sample extraction unit S3, fourth sample extraction unit S4 and first steam flow rate measurement unit f1, second steam flow rate measurement unit f2, third steam flow rate measurement unit f3, fourth steam flow rate measurement unit f4 Including.

計測部101は、誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma、略称ICP)によってイオン化された原子を質量分析計(Mass Spectrometry、略称MS)に導入することで、元素の同定・定量を行うもので、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)である。本実施形態では、質量分析計を用いるために、pptレベルの超高感度分析が可能となっている。なお計測部101に適用する誘導結合プラズマ質量分析計は公知の装置が適用可能である。また、一般に原子力発電プラントには、水質管理などのために高周波誘導結合プラズマ質量分析装置が設置されているので、この既存の装置を計測部101として構成することも可能である。   The measuring unit 101 performs element identification and quantification by introducing atoms ionized by inductively coupled plasma (abbreviated as ICP) into a mass spectrometer (abbreviated as MS). It is a plasma mass spectrometer (ICP-MS). In the present embodiment, since a mass spectrometer is used, an ultrasensitive analysis at the ppt level is possible. A known apparatus can be applied to the inductively coupled plasma mass spectrometer applied to the measurement unit 101. In general, since a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer is installed in a nuclear power plant for water quality management or the like, this existing apparatus can be configured as the measuring unit 101.

制御部102は、主蒸気湿分測定装置100全体を制御するものである。また制御部102は計測部101を構成する誘導結合プラズマ質量分析計と情報をやり取りして、誘導結合プラズマ質量分析計が測定したトレーサ元素濃度を記憶部103に格納し、演算部104に湿分を算出させる。また制御部102は、算出した値などの情報を出力部105および表示部106に出力させる。また制御部102は第1蒸気流量計測部f1,第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4と情報をやり取りして第1蒸気流量計測部f1,第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4が計測した蒸気流量を記憶部103に格納し、演算部104に湿分を算出させる。また制御部102は、薬剤注入部40を制御して主給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素を添加させる。   The control part 102 controls the main steam moisture measuring apparatus 100 whole. The control unit 102 also exchanges information with the inductively coupled plasma mass spectrometer that constitutes the measuring unit 101, stores the tracer element concentration measured by the inductively coupled plasma mass spectrometer in the storage unit 103, and stores the moisture in the arithmetic unit 104. Is calculated. Further, the control unit 102 causes the output unit 105 and the display unit 106 to output information such as the calculated value. The control unit 102 exchanges information with the first steam flow measurement unit f1, the second steam flow measurement unit f2, the third steam flow measurement unit f3, and the fourth steam flow measurement unit f4 to exchange the information with the first steam flow measurement unit f1, The steam flow rate measured by the second steam flow rate measurement unit f2, the third steam flow rate measurement unit f3, and the fourth steam flow rate measurement unit f4 is stored in the storage unit 103, and the calculation unit 104 calculates moisture. Further, the control unit 102 controls the medicine injection unit 40 to add the tracer element to the secondary cooling water of the main water supply line.

記憶部103は、計測部101で測定されたトレーサ元素濃度および第1蒸気流量計測部f1,第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4で計測された蒸気流量などを格納する。   The storage unit 103 is measured by the tracer element concentration measured by the measuring unit 101 and the first steam flow rate measuring unit f1, the second steam flow rate measuring unit f2, the third steam flow rate measuring unit f3, and the fourth steam flow rate measuring unit f4. Stores steam flow etc.

演算部104は、計測部101で測定されたトレーサ元素濃度および第1蒸気流量計測部f1,第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4で計測された蒸気流量に基づいて湿分を算出する。   The computing unit 104 is measured by the tracer element concentration measured by the measuring unit 101 and the first steam flow rate measuring unit f1, the second steam flow rate measuring unit f2, the third steam flow rate measuring unit f3, and the fourth steam flow rate measuring unit f4. Calculate the moisture based on the steam flow rate.

出力部105および表示部106は、各種の情報を出力および表示する。   The output unit 105 and the display unit 106 output and display various types of information.

薬剤注入部40は、トレーサ元素濃度測定の対象となる主給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素を添加する。なおトレーサ元素を添加したことにより変動するpHは公知の方法により調整することが可能である。添加するトレーサ元素としては、ナトリウム(Na)およびリチウム(Li)が好適に挙げられる。なお原子炉補機冷却水(CCW)に海水を利用している場合は、ナトリウム(Na)は海水リークを検出するためのトレーサ元素として測定対象となっているため、添加するトレーサ元素としてはリチウム(Li)がさらに好適である。特にリチウム(Li)は、自然界に一般的に存在しない元素なので、二次冷却水に混入しても測定誤差を生じさせるおそれは低い。トレーサ元素として添加するLiOHはアルカリ性であり、SGクレビスで濃縮する。SGクレビス周辺がアルカリ環境となることで伝熱管などが粒界腐食割れ(IGA:IntergranularAttack)を引き起こすおそれがあるため、リチウム(Li)の添加量は極微量であることが好ましい。ここでSGクレビスとは、蒸気発生器の伝熱管周囲と伝熱管を支持する管支持板との隙間を意味する。   The chemical injection unit 40 adds the tracer element to the secondary cooling water of the main water supply line that is the target of the tracer element concentration measurement. The pH that varies due to the addition of the tracer element can be adjusted by a known method. Suitable tracer elements include sodium (Na) and lithium (Li). When seawater is used for reactor auxiliary coolant (CCW), sodium (Na) is a measurement target as a tracer element for detecting seawater leaks, so lithium is added as a tracer element to be added. (Li) is more preferred. In particular, lithium (Li) is an element that does not generally exist in nature. Therefore, even if mixed in secondary cooling water, there is a low risk of causing measurement errors. LiOH added as a tracer element is alkaline and is concentrated with SG clevis. Since the heat transfer tube or the like may cause intergranular corrosion cracking (IGA: Intergranular Attack) due to the alkaline environment around the SG clevis, the addition amount of lithium (Li) is preferably extremely small. Here, the SG clevis means a gap between the heat transfer tube periphery of the steam generator and the tube support plate that supports the heat transfer tube.

第1試料抽出部S1,第2試料抽出部S2,第3試料抽出部S3,第4試料抽出部S4は、添加されたトレーサ元素濃度を測定するための試料(サンプル水)を抽出する部分である。第1試料抽出部S1は、SGブローダウン水を抽出する部分である。第2試料抽出部S2は、高圧タービン10AのHPドレン27a水を抽出する部分である。第3試料抽出部S3は、湿分分離器26のMSドレン26a水を抽出する部分である。第4試料抽出部S4は湿分分離加熱器12のMSH加熱蒸気ドレン12a水を抽出する部分である。主給水ライン中に含まれるトレーサ元素濃度は、第1試料抽出部S1で測定することができる。本実施例において第1試料抽出部S1が第1の計測部である。第2試料抽出部S2,第3試料抽出部S3,第4試料抽出部S4で測定されるトレーサ元素濃度は、蒸気発生器3で発生した主蒸気中に含まれるトレーサ元素濃度である。本実施例において第2試料抽出部S2,第3試料抽出部S3,第4試料抽出部S4が第2の計測部に対応する。なお主蒸気が各機器に分配される分配率(蒸気流量)により、第2試料抽出部S2,第3試料抽出部S3,第4試料抽出部S4で測定されるトレーサ元素濃度レベルは異なる。例えば、分配率の高い湿分分離器26のMSドレン26a(第3試料抽出部S3)で測定されるトレーサ元素濃度は、高圧タービン10AのHPドレン27a(第2試料抽出部S2)で測定されるトレーサ元素濃度と比較して1桁高い値となることが分かっている。そこでトレーサ元素濃度を測定するための試料としては、第3試料抽出部S3の試料が好ましい。   The first sample extraction unit S1, the second sample extraction unit S2, the third sample extraction unit S3, and the fourth sample extraction unit S4 are portions for extracting a sample (sample water) for measuring the added tracer element concentration. is there. 1st sample extraction part S1 is a part which extracts SG blowdown water. The second sample extraction unit S2 is a part that extracts the HP drain 27a water of the high-pressure turbine 10A. The third sample extraction unit S3 is a part for extracting the MS drain 26a water of the moisture separator 26. The fourth sample extraction unit S4 is a part for extracting the MSH heating steam drain 12a water of the moisture separation heater 12. The tracer element concentration contained in the main water supply line can be measured by the first sample extraction unit S1. In this embodiment, the first sample extraction unit S1 is the first measurement unit. The tracer element concentration measured by the second sample extraction unit S2, the third sample extraction unit S3, and the fourth sample extraction unit S4 is the tracer element concentration contained in the main steam generated by the steam generator 3. In the present embodiment, the second sample extraction unit S2, the third sample extraction unit S3, and the fourth sample extraction unit S4 correspond to the second measurement unit. The tracer element concentration level measured by the second sample extraction unit S2, the third sample extraction unit S3, and the fourth sample extraction unit S4 varies depending on the distribution rate (steam flow rate) at which the main steam is distributed to each device. For example, the tracer element concentration measured by the MS drain 26a (third sample extraction unit S3) of the moisture separator 26 having a high distribution rate is measured by the HP drain 27a (second sample extraction unit S2) of the high-pressure turbine 10A. It is known that the value is an order of magnitude higher than the tracer element concentration. Therefore, the sample for measuring the tracer element concentration is preferably the sample of the third sample extraction unit S3.

第1蒸気流量計測部f1,第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4は、蒸気発生器3で発生した主蒸気が分配されて各機器に導入された蒸気の流量を測定する部分である。第1蒸気流量計測部f1は、高圧タービン10Aの高圧排気から湿分分離器26に導入された蒸気の流量を測定する部分である。第2蒸気流量計測部f2は、高圧タービン10Aを駆動した蒸気からHPドレン27aに導入された蒸気の流量を測定する部分である。第3蒸気流量計測部f3は、湿分分離器26からMSドレン26aに導入された蒸気の流量を測定する部分である。第4蒸気流量計測部f4は、湿分分離加熱器12からMSH加熱蒸気ドレン12aに導入された蒸気の流量を測定する部分である。本実施例において第1蒸気流量計測部f1が第1の蒸気流量計測部である。また上述した第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4が第2の蒸気流量計測部に対応する。なお第1蒸気流量計測部f1,第2蒸気流量計測部f2,第3蒸気流量計測部f3,第4蒸気流量計測部f4で測定される蒸気流量は原子力発電プラントの運転状態により変動するため、予め設定されている蒸気流量分配比に基づいて算出される設計値を各機器に導入された蒸気の流量の値として用いて主蒸気中の湿分を算出することも可能である。   The first steam flow measurement unit f1, the second steam flow measurement unit f2, the third steam flow measurement unit f3, and the fourth steam flow measurement unit f4 distribute the main steam generated by the steam generator 3 and introduce it to each device. It is a part that measures the flow rate of the generated steam. The first steam flow measurement unit f1 is a part that measures the flow rate of the steam introduced from the high-pressure exhaust of the high-pressure turbine 10A into the moisture separator 26. The second steam flow rate measurement unit f2 is a part that measures the flow rate of the steam introduced into the HP drain 27a from the steam that has driven the high-pressure turbine 10A. The third steam flow rate measurement unit f3 is a part that measures the flow rate of the steam introduced from the moisture separator 26 into the MS drain 26a. The fourth steam flow rate measuring unit f4 is a part that measures the flow rate of the steam introduced from the moisture separation heater 12 into the MSH heating steam drain 12a. In the present embodiment, the first steam flow rate measuring unit f1 is the first steam flow rate measuring unit. Further, the second steam flow measuring unit f2, the third steam flow measuring unit f3, and the fourth steam flow measuring unit f4 described above correspond to the second steam flow measuring unit. Since the steam flow measured by the first steam flow measurement unit f1, the second steam flow measurement unit f2, the third steam flow measurement unit f3, and the fourth steam flow measurement unit f4 varies depending on the operating state of the nuclear power plant, It is also possible to calculate the moisture in the main steam using a design value calculated based on a preset steam flow distribution ratio as the value of the flow rate of the steam introduced into each device.

<主蒸気湿分測定方法>
次に、図3を参照しながら、本実施例の主蒸気湿分測定方法について説明する。
<Main steam moisture measurement method>
Next, the main steam moisture measuring method of the present embodiment will be described with reference to FIG.

図3は、本実施例に係る主蒸気湿分測定方法の流れを示すフローチャート図である。なお以下では湿分分離器とMSドレンを例にして説明するが、これに限定されるものではない。   FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the main steam moisture measuring method according to the present embodiment. Hereinafter, the moisture separator and the MS drain will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

計測部101は、主給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素としてのリチウム(Li)を添加する前にSGブローダウン水(第1試料抽出部S1)の不純物濃度を測定する(ステップS10)。そして測定した不純物濃度に基づいて演算部104は、SGクレビスpHを算出する。次に演算部104は、リチウム(Li)を添加した後のSGクレビスpHを推定し、推定した値に基づいて制御部102は、リチウム添加量を設定する(ステップS11)。蒸気発生器が稼働している時において、SGクレビスは高温雰囲気となるため、この高温雰囲気下でのSGクレビスpHが4以上11以下になるようにリチウム添加量を設定することが好ましい。さらに好ましくはSGクレビスpHが5以上10以下になるようにリチウム添加量を設定することが好ましい。   The measurement part 101 measures the impurity concentration of SG blowdown water (1st sample extraction part S1), before adding lithium (Li) as a tracer element to the secondary cooling water of a main water supply line (step S10). Based on the measured impurity concentration, the calculation unit 104 calculates SG clevis pH. Next, the operation unit 104 estimates the SG clevis pH after the addition of lithium (Li), and the control unit 102 sets the lithium addition amount based on the estimated value (step S11). Since SG clevis is in a high temperature atmosphere when the steam generator is operating, it is preferable to set the amount of lithium added so that the SG clevis pH in the high temperature atmosphere is 4 or more and 11 or less. More preferably, the amount of lithium added is set so that the SG clevis pH is 5 or more and 10 or less.

薬剤注入工程として制御部102は、トレーサ元素であるリチウム添加量を設定した後、薬剤注入部40を制御して主給水ラインの二次冷却水にリチウムを添加させる(ステップS12)。主給水ラインへのリチウムの添加は、例えば、図1の薬剤注入装置40の薬剤タンクを利用して行うことができる。これにより、新たにリチウムを添加するための装置等を設置する必要がない。薬剤注入装置40は、主給水ラインの二次冷却水のpHや溶存酸素濃度などの水質を管理するためのもので、ヒドラジンなどの薬剤を注入する装置である。本実施例では、ヒドラジン注入タンクにリチウムを混合して主給水ラインの二次冷水にトレーサ元素のリチウムを添加する。またヒドラジンと共にリチウムもpHを変動させる機能を有するが、ヒドラジン注入タンクにおけるリチウム濃度は、ヒドラジンの投入速度を調節することで調整することができる。   As the chemical injection step, the control unit 102 sets the amount of lithium added as a tracer element, and then controls the chemical injection unit 40 to add lithium to the secondary cooling water in the main water supply line (step S12). The addition of lithium to the main water supply line can be performed using, for example, the drug tank of the drug injection device 40 in FIG. Thereby, it is not necessary to install an apparatus or the like for newly adding lithium. The drug injection device 40 is for managing water quality such as pH and dissolved oxygen concentration of the secondary cooling water in the main water supply line, and is a device for injecting a drug such as hydrazine. In this embodiment, lithium is mixed in the hydrazine injection tank and the tracer element lithium is added to the secondary cold water in the main water supply line. Lithium as well as hydrazine has a function of changing the pH. The lithium concentration in the hydrazine injection tank can be adjusted by adjusting the hydrazine charging rate.

計測部101は、リチウムを添加した後、所定時間経過後、主給水ラインの二次冷水中およびSGブローダウン水中のリチウム濃度が安定してから、第1の計測工程として蒸気発生器3のSGブローダウン水に含まれるリチウム濃度測定を行う(ステップS13)。リチウム濃度測定は、図2中の第1試料抽出部S1からSGブローダウン水をサンプリングチューブにて主蒸気湿分測定装置100の計測部101に導入して行うようになっている。計測部101で測定されたSGブローダウン水中に含まれるリチウム濃度は計測部101から制御部102に送信され、記憶部103に格納される。   The measuring unit 101 adds the lithium, and after a predetermined time has elapsed, after the lithium concentration in the secondary cold water and the SG blowdown water in the main water supply line is stabilized, the SG of the steam generator 3 is used as the first measuring step. The lithium concentration contained in the blowdown water is measured (step S13). The lithium concentration measurement is performed by introducing SG blowdown water from the first sample extraction unit S1 in FIG. 2 into the measurement unit 101 of the main steam moisture measuring device 100 through a sampling tube. The lithium concentration contained in the SG blowdown water measured by the measurement unit 101 is transmitted from the measurement unit 101 to the control unit 102 and stored in the storage unit 103.

次に制御部102は、第1の蒸気流量計測工程として主蒸気から分配されて、湿分分離器26に導入された蒸気の流量および第2の蒸気流量計測工程として湿分分離器26からMSドレン26aに導入された蒸気の流量を測定する(ステップS14)。蒸気流量測定は、図2中の第1蒸気流量計測部f1(湿分分離器26に導入された蒸気の流量)と第3蒸気流量計測部f3(湿分分離器26からMSドレン26aに導入された蒸気の流量)に設置された、例えば公知の質量流量計で行うようになっている。測定された各蒸気流量計測部の蒸気流量は、主蒸気湿分測定装置100の制御部102に送信され、記憶部103に格納される。なお蒸気流量測定は上述した質量流量計に限ることはなく公知の流体の流量を計測できる装置であれば適用することができる。   Next, the controller 102 distributes the main steam from the main steam as the first steam flow measuring step and introduces the MS from the moisture separator 26 as the second steam flow measuring step and the second steam flow measuring step. The flow rate of the steam introduced into the drain 26a is measured (step S14). The steam flow measurement is performed by the first steam flow measurement unit f1 (flow rate of the steam introduced into the moisture separator 26) and the third steam flow measurement unit f3 (from the moisture separator 26 to the MS drain 26a) in FIG. For example, a known mass flow meter is installed at the flow rate of the vapor. The measured steam flow rate of each steam flow rate measuring unit is transmitted to the control unit 102 of the main steam moisture measuring device 100 and stored in the storage unit 103. The vapor flow rate measurement is not limited to the above-described mass flow meter, and any device that can measure the flow rate of a known fluid can be applied.

制御部102は、蒸気流量を測定すると同時に第2の計測工程として計測部101でMSドレン26a水に含まれるリチウム濃度測定を行う(ステップS15)。リチウム濃度測定は、図2中の第3試料抽出部S3からMSドレン26a水を、例えば、サンプリングチューブを介して主蒸気湿分測定装置100の計測部101に導入して行うようになっている。計測部101で測定されたMSドレン26a水中に含まれるリチウム濃度は計測部101から制御部102に送信され、記憶部103に格納される。   The control unit 102 measures the concentration of lithium contained in the MS drain 26a water in the measurement unit 101 as a second measurement step at the same time as measuring the steam flow rate (step S15). The lithium concentration measurement is performed by introducing the MS drain 26a water from the third sample extraction unit S3 in FIG. 2 into the measurement unit 101 of the main steam moisture measurement device 100 via, for example, a sampling tube. . The lithium concentration contained in the MS drain 26 a water measured by the measurement unit 101 is transmitted from the measurement unit 101 to the control unit 102 and stored in the storage unit 103.

次に制御部101は、湿分算出工程として上記のステップS13、S14、S15で取得した各リチウム濃度および各蒸気流量から演算部104にて、下記式(1)を用いて主蒸気中の湿分Mを算出する(ステップS16)。   Next, the control unit 101 uses the following equation (1) to calculate the humidity in the main steam from each lithium concentration and each steam flow rate acquired in the above steps S13, S14, and S15 as a moisture calculation step. The minute M is calculated (step S16).

Figure 0005705600

上記式(1)中、Mは湿分(%)を表し、CMS−dはMSドレン水に含まれるリチウム(Li)濃度(ppm)を表し、QMS−dは上記CMS−dに対応するMSドレンに導入された蒸気の流量(kg/時間)を表し、CSGはSGブローダウン水に含まれるリチウム(Li)濃度(ppm)を表し、QMSR−inは上記CMS−dに対応する湿分分離器に導入された蒸気の流量(kg/時間)を表す。
Figure 0005705600

In the above formula (1), M represents moisture (%), C MS-d represents the lithium (Li) concentration (ppm) contained in the MS drain water, and Q MS-d represents the above C MS-d . It represents the flow rate (kg / hour) of steam introduced into the corresponding MS drain, C SG represents the lithium (Li) concentration (ppm) contained in SG blowdown water, and Q MSR-in represents the above C MS-d Represents the flow rate (kg / hour) of steam introduced into the moisture separator corresponding to.

上述した実施例は蒸気流量測定とリチウム濃度測定は、湿分分離器26とMSドレン26aを測定対象とした例として説明した。蒸気流量測定とリチウム濃度測定は、高圧タービン10AとHPドレン27aを対象とした場合、蒸気流量は、主蒸気から分配されて高圧タービン10Aに導入された蒸気の流量が全量HPドレン27aに導入されるものとして湿分Mを算出する。また蒸気流量測定は第2蒸気流量計測部f2で測定する。リチウム濃度測定は、図2中の第2試料抽出部S2からHPドレン27a水を、例えば、サンプリングチューブを介して主蒸気湿分測定装置100の計測部101に導入して行うようになっている。また、蒸気流量測定とリチウム濃度測定は、湿分分離加熱器12とMSH加熱蒸気ドレン12aを対象とした場合、蒸気流量は、主蒸気から分配されて低温再熱管13に導入された蒸気の流量と湿分分離器26から導入された蒸気の流量を加算した値とする。この加算した蒸気流量が湿分分離加熱器12に導入されるものとして湿分Mを算出する。MSH加熱蒸気ドレン12aに導入された蒸気量は第4蒸気流量計測部f4が測定する。リチウム濃度測定は、図2中の試料抽出部S4からMSH加熱蒸気ドレン12a水を、例えば、サンプリングチューブを介して主蒸気湿分測定装置100の計測部101に導入して行うようになっている。   In the above-described embodiment, the vapor flow rate measurement and the lithium concentration measurement are described as examples in which the moisture separator 26 and the MS drain 26a are measurement objects. When the steam flow measurement and the lithium concentration measurement are for the high-pressure turbine 10A and the HP drain 27a, the steam flow is distributed from the main steam and the steam flow introduced into the high-pressure turbine 10A is introduced into the entire HP drain 27a. As a result, the moisture M is calculated. Further, the steam flow rate is measured by the second steam flow rate measuring unit f2. The lithium concentration measurement is performed by introducing the HP drain 27a water from the second sample extraction unit S2 in FIG. 2 into the measuring unit 101 of the main steam moisture measuring device 100 through a sampling tube, for example. . In addition, when the steam flow measurement and the lithium concentration measurement are performed on the moisture separation heater 12 and the MSH heating steam drain 12a, the steam flow is distributed from the main steam and is introduced into the low-temperature reheat pipe 13. And the flow rate of the steam introduced from the moisture separator 26. The moisture M is calculated on the assumption that the added steam flow rate is introduced into the moisture separation heater 12. The amount of steam introduced into the MSH heating steam drain 12a is measured by the fourth steam flow rate measuring unit f4. The lithium concentration measurement is performed by introducing the MSH heating steam drain 12a water from the sample extraction unit S4 in FIG. 2 into the measuring unit 101 of the main steam moisture measuring device 100 through a sampling tube, for example. .

なお上記の説明では、リチウム濃度測定は第1試料抽出部S1,第2試料抽出部S2,第3試料抽出部S3,第4試料抽出部S4からサンプリングチューブを介して主蒸気湿分測定装置100の計測部101に導入して行うとしたが、第1試料抽出部S1,第2試料抽出部S2,第3試料抽出部S3,第4試料抽出部S4で採取した試料(サンプル水)を主蒸気湿分測定装置100に持ち込んで、バッチ方式で計測部101に導入して測定する構成とすることも可能である。   In the above description, the lithium concentration is measured from the first sample extraction unit S1, the second sample extraction unit S2, the third sample extraction unit S3, the fourth sample extraction unit S4 via the sampling tube, and the main steam moisture measuring device 100. The sample (sample water) collected by the first sample extraction unit S1, the second sample extraction unit S2, the third sample extraction unit S3, and the fourth sample extraction unit S4 is mainly used. It is also possible to adopt a configuration in which the measurement is performed by bringing it into the vapor moisture measuring device 100 and introducing it into the measuring unit 101 in a batch manner.

<主蒸気湿分測定方法の適用例>
次に、本実施例の主蒸気湿分測定方法を適用して湿分を算出した例について説明する。主給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素としてのリチウム(Li)を添加する前にSGブローダウン水の不純物濃度を測定した。そして測定した不純物濃度に基づいてリチウムを添加した後のSGクレビスpHを9以下と推定してリチウム添加量を設定した。この時、リチウム添加前の主給水ラインの二次冷却水中のリチウムのバックグランド濃度は、0.2ppt以下であった。SGクレビスpHの設定および確認方法については従来の公知の方法が適用できる。
<Application example of main steam moisture measurement method>
Next, an example in which moisture is calculated by applying the main steam moisture measurement method of this embodiment will be described. The impurity concentration of SG blowdown water was measured before adding lithium (Li) as a tracer element to the secondary cooling water in the main water supply line. Then, based on the measured impurity concentration, the SG clevis pH after addition of lithium was estimated to be 9 or less, and the lithium addition amount was set. At this time, the background concentration of lithium in the secondary cooling water of the main water supply line before lithium addition was 0.2 ppt or less. As a method for setting and confirming SG clevis pH, a conventionally known method can be applied.

次に、図1に示した薬剤注入装置40の薬剤タンク(ヒドラジンタンク)に上記で設定したリチウム添加量を添加した。この時、SGクレビスpHは4以上11以下となるように設定した。また、添加したリチウム添加原液のリチウム濃度は0.09質量%以上0.11質量%以下となるように調製した。またリチウム添加原液の不純物濃度はナトリウム(Na)、塩素(Cl)、硫酸イオン(SO)とも全て10ppm以下であった。 Next, the lithium addition amount set above was added to the drug tank (hydrazine tank) of the drug injection device 40 shown in FIG. At this time, SG clevis pH was set to be 4 or more and 11 or less. Moreover, the lithium concentration of the added lithium-added stock solution was adjusted to 0.09 mass% or more and 0.11 mass% or less. The impurity concentration of the lithium-added stock solution was 10 ppm or less for all of sodium (Na), chlorine (Cl), and sulfate ions (SO 4 ).

リチウムを添加した後に所定時間経過後、主給水ラインの二次冷水中およびSGブローダウン水中のリチウム濃度が安定してから、各部のリチウム濃度測定を行った。測定されたリチウム濃度は以下に示すとおりである。
・SGブローダウン水のリチウム濃度: 1ppb
・HPドレン水のリチウム濃度 : 1ppt
・MSドレン水のリチウム濃度 :10ppt
After elapse of a predetermined time after adding lithium, the lithium concentration in each part was measured after the lithium concentration in the secondary cold water and SG blowdown water in the main water supply line was stabilized. The measured lithium concentration is as shown below.
・ Lithium concentration of SG blowdown water: 1 ppb
・ Lithium concentration of HP drain water: 1ppt
・ Lithium concentration of MS drain water: 10ppt

同時にHPドレンとMSドレンに導入される蒸気の流量を測定し、主蒸気の蒸気流量分配比を算出した。算出した蒸気流量分配比は以下に示すとおりである。
・HPドレン:MSドレン=1:10
At the same time, the flow rate of the steam introduced into the HP drain and the MS drain was measured, and the steam flow distribution ratio of the main steam was calculated. The calculated steam flow rate distribution ratio is as shown below.
-HP drain: MS drain = 1:10

上記の結果から、上記式(1)を適用して算出した各部の主蒸気中の湿分は以下に示すとおりである。
・HPドレン 0.1%
・MSドレン 0.1%
From the above results, the moisture in the main steam of each part calculated by applying the above formula (1) is as shown below.
・ HP drain 0.1%
・ MS drain 0.1%

従って、各ドレンで検出された蒸気発生器(SG)で発生した主蒸気中に含まれる湿分としては、約0.1%程度であった。おおよその目安として、HPドレンで検出された湿分は、SGブローダウンの湿分の1/1000程度であり、MSドレンで検出された湿分は、SGブローダウンの湿分の1/100程度である。言い換えれば、MSドレンにおけるリチウム検出濃度はHPドレンよりも1桁高い値となることが分かる。ここで、上述した主蒸気の蒸気流量分配率がHPドレン:MSドレン-=1:10であるため、蒸気流量分配率を加味して主蒸気中の湿分を算出した場合、HPドレン=MSドレン=0.1%となる。例えば、SGブローダウン(SGBD)の湿分が100%であった場合、HPドレンやMSドレンでの湿分は約0.1%程度と見積もることができる。   Therefore, the moisture contained in the main steam generated by the steam generator (SG) detected by each drain was about 0.1%. As a rough guide, the moisture detected with the HP drain is about 1/1000 of the SG blowdown moisture, and the moisture detected with the MS drain is about 1/100 of the SG blowdown moisture. It is. In other words, it can be seen that the lithium detection concentration in the MS drain is an order of magnitude higher than that in the HP drain. Here, since the steam flow rate distribution ratio of the main steam described above is HP drain: MS drain- = 1: 10, when the moisture content in the main steam is calculated in consideration of the steam flow rate distribution ratio, HP drain = MS Drain = 0.1%. For example, when the moisture of SG blow down (SGBD) is 100%, the moisture with HP drain or MS drain can be estimated to be about 0.1%.

このように、本実施例によれば、主給水ラインの二次冷却水に極微量のトレーサ元素を添加し、SGブローダウン(SGBD)水中および主蒸気ラインに設置されている機器のドレン水中に含まれるトレーサ元素濃度および主蒸気ラインに設置されている機器に導入された蒸気の流量を測定し、得られたトレーサ元素濃度および蒸気流量から主蒸気中の湿分を算定することが可能となった。   Thus, according to the present embodiment, a trace amount of tracer element is added to the secondary cooling water of the main water supply line, and in the SG blowdown (SGBD) water and the drain water of the equipment installed in the main steam line. It is possible to measure the tracer element concentration and the flow rate of steam introduced into equipment installed in the main steam line, and to calculate the moisture content in the main steam from the obtained tracer element concentration and steam flow rate. It was.

また、極微量のリチウム(Li)元素をトレーサに用いることで、主蒸気中の湿分を精度良く測定することが可能となった。   Further, by using a trace amount of lithium (Li) element for the tracer, it becomes possible to accurately measure the moisture in the main steam.

またトレーサ元素濃度測定に高周波誘導結合プラズマ質量分析計(ICP−MS)を適用したことにより、原子力発電プラント設備に悪影響を与えない極低濃度のリチウム(Li)添加量でトレーサ元素濃度を測定することが可能となった。   Also, by applying a high frequency inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) to the tracer element concentration measurement, the tracer element concentration is measured with an extremely low concentration of lithium (Li) added that does not adversely affect the nuclear power plant equipment. It became possible.

2 加圧水型原子炉
3 蒸気発生器
10 蒸気タービン
10A 高圧タービン(HP−T)
10B 低圧タービン(LP−T)
12 湿分分離加熱器(MSH)
12a MSH加熱蒸気ドレン
13 低温再熱管
14 高温再熱管
15 復水器
16、22 冷却水配管
17 脱気器
18 復水ポンプ
19 復水脱塩装置
20 復水ブースターポンプ
21 低圧給水加熱器
24 給水ポンプ
25 高圧給水加熱器
26 湿分分離器
26a MSドレン
27 高圧ヒータ
27a 高圧ドレン(HPドレン)
29 SGBD管(SGブローダウン管)
30 フラッシュタンク(F/T)
32 SGBD遮断弁
34 ブローダウン常用ライン
40 薬剤注入装置
100 主蒸気湿分測定装置
101 計測部
102 制御部
103 記憶部
104 演算部
105 出力部
106 表示部
S1,S2,S3,S4 試料抽出部
f1,f2,f3,f4 蒸気流量計測部
2 Pressurized water reactor 3 Steam generator 10 Steam turbine 10A High-pressure turbine (HP-T)
10B Low pressure turbine (LP-T)
12 Moisture separation heater (MSH)
12a MSH heating steam drain 13 Low temperature reheat pipe 14 High temperature reheat pipe 15 Condenser 16, 22 Cooling water piping 17 Deaerator 18 Condensate pump 19 Condensate demineralizer 20 Condensate booster pump 21 Low pressure feed water heater 24 Feed pump 25 High pressure feed water heater 26 Moisture separator 26a MS drain 27 High pressure heater 27a High pressure drain (HP drain)
29 SGBD pipe (SG blowdown pipe)
30 Flash tank (F / T)
32 SGBD shutoff valve 34 Blowdown service line 40 Drug injection device 100 Main steam moisture measuring device 101 Measuring unit 102 Control unit 103 Storage unit 104 Calculation unit 105 Output unit 106 Display unit S1, S2, S3, S4 Sample extraction unit f1, f2, f3, f4 Steam flow measurement unit

Claims (12)

主蒸気中の湿分を測定する主蒸気湿分測定装置であって、
給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素を添加する薬剤注入部と、
蒸気発生器と湿分分離加熱器との間に配置された機器に導入された蒸気の流量を計測する第1の蒸気流量計測部と、
前記第1の蒸気流量計測部により計測される前記機器とは異なる他の機器のドレンに導入された蒸気の流量を計測する第2の蒸気流量計測部と、
前記蒸気発生器のブローダウン水に含まれる前記トレーサ元素濃度を計測する第1の計測部と、
前記他の機器のドレン水に含まれる前記トレーサ元素濃度を計測する第2の計測部と、
前記第1の蒸気流量計測部および前記第2の蒸気流量計測部が取得した前記蒸気の流量と、前記第1の計測部および前記第2の計測部が取得した前記トレーサ元素濃度と、に基づいて前記主蒸気中に含まれる湿分を算出する湿分算出部と、
を備えることを特徴とする主蒸気湿分測定装置。
A main steam moisture measuring device for measuring moisture in main steam,
A chemical injection part for adding a tracer element to the secondary cooling water of the water supply line;
A first steam flow measurement unit for measuring a flow rate of steam introduced into an apparatus disposed between the steam generator and the moisture separation heater;
A second steam flow measuring unit that measures the flow rate of steam introduced into a drain of another device different from the device measured by the first steam flow measuring unit;
A first measurement unit for measuring the concentration of the tracer element contained in blowdown water of the steam generator;
A second measuring unit for measuring the concentration of the tracer element contained in the drain water of the other device;
Based on the steam flow rate acquired by the first steam flow rate measurement unit and the second vapor flow rate measurement unit, and the tracer element concentration acquired by the first measurement unit and the second measurement unit. A moisture calculation unit for calculating the moisture contained in the main steam;
A main steam moisture measuring device.
前記トレーサ元素は、リチウム(Li)であることを特徴とする請求項1に記載の主蒸気湿分測定装置。   The main vapor moisture measuring apparatus according to claim 1, wherein the tracer element is lithium (Li). 前記薬剤注入部は、復水脱塩装置と前記蒸気発生器との間の給水ラインに設置されて、ここを流れる二次冷却水に前記トレーサ元素を添加することを特徴とする請求項1に記載の主蒸気湿分測定装置。   The said chemical | medical agent injection | pouring part is installed in the water supply line between a condensate demineralizer and the said steam generator, The said tracer element is added to the secondary cooling water which flows through this, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Main vapor moisture measuring device as described. 前記第2の蒸気流量計側部により計測される前記他の機器のドレンは、高圧タービンの高圧ドレンと湿分分離器のMSドレンと湿分分離加熱器のMSH加熱蒸気ドレンと、であることを特徴とする請求項1に記載の主蒸気湿分測定装置。 The drains of the other equipment measured by the second steam flow meter side are the high pressure drain of the high pressure turbine, the MS drain of the moisture separator, and the MSH heating steam drain of the moisture separation heater. The main steam moisture measuring device according to claim 1. 前記湿分算出部は、下記式(1)により前記主蒸気中に含まれる湿分Mを算出することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の主蒸気湿分測定装置。
Figure 0005705600
(上記式(1)中、Mは湿分(%)を表し、CMS−dはMSドレン水、高圧ドレン水、MSH加熱蒸気ドレン水の何れか一つに含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMS−dは上記CMS−dに対応する何れか一つのドレンに導入された蒸気の流量を表し、CSGはSGブローダウン水に含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMSR−inは上記CMS−dに対応する機器に導入された蒸気の流量を表す。)
The said moisture calculation part calculates the moisture M contained in the said main steam by following formula (1), The main steam moisture measuring apparatus of any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. .
Figure 0005705600
(In the above formula (1), M represents moisture (%), C MS-d represents the concentration of lithium (Li) contained in any one of MS drain water, high-pressure drain water, and MSH heated steam drain water. Q MS-d represents the flow rate of the steam introduced into any one of the drains corresponding to the C MS-d , C SG represents the lithium (Li) concentration contained in the SG blowdown water, and Q MSR -In represents the flow rate of the steam introduced into the equipment corresponding to the CMS-d .)
請求項1から5のいずれか1項に記載の主蒸気湿分測定装置により算出された湿分に基づいて、蒸気発生器に給水する二次冷却水の給水流量を制御することを特徴とする原子力発電プラント。   The feed water flow rate of the secondary cooling water fed to the steam generator is controlled based on the moisture calculated by the main steam moisture measuring device according to any one of claims 1 to 5. Nuclear power plant. 主蒸気中の湿分を測定する主蒸気湿分測定方法であって、
給水ラインの二次冷却水にトレーサ元素を添加する薬剤注入工程と、
蒸気発生器と湿分分離加熱器との間に配置された機器に導入された蒸気の流量を計測する第1の蒸気流量計測工程と、
前記第1の蒸気流量計測部により計測される前記機器とは異なる他の機器のドレンに導入された蒸気の流量を計測する第2の蒸気流量計測工程と、
前記蒸気発生器のブローダウン水に含まれる前記トレーサ元素濃度を計測する第1の計測工程と、
前記他の機器のドレン水に含まれる前記トレーサ元素濃度を計測する第2の計測工程と、
前記第1の蒸気流量計測工程および前記第2の蒸気流量計測工程が取得した前記蒸気の流量と、前記第1の計測工程および前記第2の計測工程が取得した前記トレーサ元素濃度と、に基づいて前記主蒸気中に含まれる湿分を算出する湿分算出工程と、
を有することを特徴とする主蒸気湿分測定方法。
A main steam moisture measuring method for measuring moisture in main steam,
A chemical injection step of adding a tracer element to the secondary cooling water of the water supply line;
A first steam flow measuring step for measuring a flow rate of steam introduced into equipment disposed between the steam generator and the moisture separator heater;
A second steam flow measuring step for measuring a flow rate of steam introduced into a drain of another device different from the device measured by the first steam flow measuring unit ;
A first measurement step of measuring the tracer element concentration contained in blowdown water of the steam generator;
A second measurement step of measuring the tracer element concentration contained in the drain water of the other device;
Based on the flow rate of the steam acquired by the first steam flow rate measurement step and the second steam flow rate measurement step, and the tracer element concentration acquired by the first measurement step and the second measurement step. A moisture calculating step for calculating the moisture contained in the main steam;
A method for measuring main steam moisture, comprising:
前記トレーサ元素は、リチウム(Li)であることを特徴とする請求項7に記載の主蒸気湿分測定方法。   The main vapor moisture measuring method according to claim 7, wherein the tracer element is lithium (Li). 前記薬剤注入工程は、復水脱塩装置と前記蒸気発生器との間の給水ラインに設置されて、ここを流れる二次冷却水に前記トレーサ元素を添加することを特徴とする請求項7に記載の主蒸気湿分測定方法。   The said chemical | medical agent injection | pouring process is installed in the water supply line between a condensate desalination apparatus and the said steam generator, The said tracer element is added to the secondary cooling water which flows through this, The said tracer element is characterized by the above-mentioned. The main steam moisture measuring method described. 前記第2の蒸気流量計側部により計測される前記他の機器のドレンは、高圧タービンの高圧ドレンと湿分分離器のMSドレンと湿分分離加熱器のMSH加熱蒸気ドレンと、であることを特徴とする請求項7に記載の主蒸気湿分測定方法。 The drains of the other equipment measured by the second steam flow meter side are the high pressure drain of the high pressure turbine, the MS drain of the moisture separator, and the MSH heating steam drain of the moisture separation heater. The main steam moisture measuring method according to claim 7. 前記湿分算出工程は、下記式(1)により前記主蒸気中に含まれる湿分Mを算出することを特徴とする請求項7から10のいずれか1項に記載の主蒸気湿分測定方法。
Figure 0005705600
(上記式(1)中、Mは湿分(%)を表し、CMS−dはMSドレン水、高圧ドレン水、MSH加熱蒸気ドレン水の何れか一つに含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMS−dは上記CMS−dに対応する何れか一つのドレンに導入された蒸気の流量を表し、CSGはSGブローダウン水に含まれるリチウム(Li)濃度を表し、QMSR−inは上記CMS−dに対応する機器に導入された蒸気の流量を表す。)
11. The main steam moisture measuring method according to claim 7, wherein the moisture calculating step calculates the moisture M contained in the main steam by the following formula (1). .
Figure 0005705600
(In the above formula (1), M represents moisture (%), C MS-d represents the concentration of lithium (Li) contained in any one of MS drain water, high-pressure drain water, and MSH heated steam drain water. Q MS-d represents the flow rate of the steam introduced into any one of the drains corresponding to the C MS-d , C SG represents the lithium (Li) concentration contained in the SG blowdown water, and Q MSR -In represents the flow rate of the steam introduced into the equipment corresponding to the CMS-d .)
請求項7から11のいずれか1項に記載の主蒸気湿分測定方法により算出された湿分に基づいて、蒸気発生器に給水する二次冷却水の給水流量を制御することを特徴とする原子力発電プラント。   The feed water flow rate of the secondary cooling water fed to the steam generator is controlled based on the moisture calculated by the main steam moisture measuring method according to any one of claims 7 to 11. Nuclear power plant.
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