JPH0219764A - 塩素イオンの分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はたとえば軽水炉型原子力発電所の給水、復水、
炉水および廃棄物処理系などの水中の塩素イオンを自動
的に分析するための塩素イオンの分析装置に関する。

（従来の技術） 軽水炉型原子力発電所では給水、復水及び炉水等の水質
分析は発電所の配管等の腐食環境を監視するという点で
重要な測定項目となっている。水質分析の一項目である
塩素イオンの測定は配管等の応力腐食ｇｌｌＪれを防止
するうえで極めて重要である。

たとえばＢＷＲ原子力発電所の復水の塩素イオンは１０
０ｐｐｂ以下に保つように規定されている。

現在、原子力発電所では給水等の塩素イオンは、試料水
に硝酸銀を加え、白濁させ、分光々度計による比濁法に
よって測定している。

（発明が解決しようとする課題） 従来の塩素イオンの分析方法は分析の感度及び精度が低
いことにあわせて手分析で行なわれているため、分析作
業中に試料水中に含まれている放射能によって分析作業
者が放射線被曝することが課題となっている。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、従
来の手分析の代りに測定を自動化することによって、塩
素イオンの測定時の放射線被曝の低減化、分析の感度お
よび精度を向上ざＶた塩素・イオンの分析装置を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための千９） 本発明は標準溶液調整装置と、この標準溶液調整装置に
よって調整されたゼロ水、塩素イオン標準液および試料
溶液の供給を受けるイオンクロマ１ヘゲラフと、このイ
オンクロマトグラフからの出力信号を補正する演算装置
と、前記標準溶液調整装置とイオンクロマトグラフとを
校正および測定の順序に従ってシーケンス制御を行なう
シーケンサとを具備してなることを特徴とする。

また、標準液調整装置は水中の不純物を除去するイオン
交換樹脂と、このイオン交換樹脂の出口に接続された定
流量ポンプと、標γＭ原液タンクとこの標準原液を一定
■採取するためのチューブが取着された第１の切替バル
ブと、この第１の切替バルブの出口に接続された標準液
タンクと、この標準液タンクの出口および前記イオン交
換樹脂の出口に接続された第２の切替バルブとからなる
ことを特徴とする。

（作　用） 標準液調整装置で調整されたゼロ水が最初にイオンクロ
マトグラフに送入されると、イオンクロマトグラフの基
線が自動的に零に合せられる。

次にシーケンサの信号により、１標準液調整装置により
塩素イオン標準液がイオンクロマトグラフに送入され、
分析されるとイオンクロマトグラフからのピークの信号
が演算装置に送られピーク面積（または高さ）が３１算
され、スパン値として記憶される。試］′＋１溶液につ
いても同様である。

塩素イオン標準液のピークの面積（または高さ）は時間
の経過と共に多少変動するので演算装置によって補正す
る。

演ｎ装置の結果は、表示、記録装置によってディジタル
で表示、記録される。

また、標準液調整装置は、純水入口から送入された純水
はイオン交換樹脂により、塩素イオンは除去され、一方
は定流量ポンプ、他の一方は塩素イオン標準液とピロ水
の切替バルブに送られる。

定流？ポンプによって、ピロ水は第１の切替バルブに送
られる。

第１の切替バルブには、塩素イオン標準原液タンクから
標Ｑ原液が送入され、バルブに取着されているデユープ
によって、一定量の標準原液が採取される。第１の切替
バルブの回転によって、定量の標準原液と定流量ポンプ
とから採取されたぜ口承とが希釈標準液タンクに退入さ
れる。希釈標準液はこの希釈標準液の出口に設けられた
電磁弁を開にすることによってセリ水と希釈標準溶液と
の切替バルブにより、イオンクロマトグラフに送入され
る。

（実施例） 第１図および第２図を参照しながら本発明に係る塩素イ
オンの一実施例を説明する。

なお、この実施例はＢＷＲ原子力発電所における給水系
の塩素イオンの測定に適用した例をブロック図で示して
いる。　　　　、 すなわち、第１図において符号１は標準液調整装置であ
り、このｅｙ、準液調整装置１は自動化されたものから
なっており、パイプ２を介して試料送入口４を有するイ
オンクロマトグラフ３が接続されている。イオンクロマ
トグラフ３はリード線５で演算装置６に接続され、演算
装置６はリード線１５で表示・記録装＠１６に接続して
いる。なお、符号７はシーケンサでリード線８〜１４を
介してそれぞれ標準液調整装置１およびイオンクロマト
グラフ３に接続している。

しかして、上記分析装置において、塩素イオン標準液調
整装置１からは、ゼロ水および塩素イオン標準液が、パ
イプ２を通ってイオンクロマトグラフ３に送入される。

イオンクロマトグラフ３ではゼロ水及び塩素イオン標準
液でゼロおよびスパンを校正した後、試料送入口４から
送入された試料溶液中の塩素イオンの分析を行ない、出
力をリード線５を通して、演算装置６に送る。

標準液調整装置１に取付けである図示してない４ケのバ
ルブの切替はシーケンサ７からの信号をリード線８〜１
１を通して実施される。

また、イオンクロマトグラフ３に取付Ｃノでおる図示し
ない２ケのバルブの切替はシーケンサ７からの信号をリ
ード線１２．１３を通しで実施される。

イオンクロマトグラフ３のゼロ水および塩素イオン標準
液によるゼロ、スパン校正と試料溶液中の塩素イオン測
定実施はシーケンサ７から信号をリード線１４を通し−
Ｃ伝送される。

演算装置６からの信号はリード線１５を通して、表示、
記録装置１６に伝達される。

次にイオ゛ンク［〕ヱ１ヘグラノ３の構成について第２
図を用いて説明する。

溶離液入力２１から溶離液送入ポンプ２２によって溶離
液が吸い込まれ、ダンパー２３を通って６方の試料逐入
バルブ２５に送られる。ダンパー２３と試料送入バルブ
２５の途中に圧力計２４が取付Ｃうてあり、送入バカか
読取れるにうになっている。

試料送入パル１２５にはパーイブ２６が取付けてあり、
第１図で説明しｔこぜ日永、塩素イオン標準液または試
料溶液の何れかが切替バルブ３７の切替によって送入さ
れる。試料送入バルブ２５には試料排出口２７が取付け
てあり、更に、一定量の試料を採取リ−るための試料チ
コーブ２８が取付けである。

試料送入バルブ２５から排出された溶離液は、試料中の
成分を分離する分離カラム２９に送られ、更に溶離液中
の陽イオンを除去するために陽イオン除去カラム３０に
送られ、次に塩素、イオンを検出する導電率セル３１に
送られる。

導電率セル３１で塩素イオンが測定された溶離液は排出
口３２から排出される。

陽イオン除去カラム３０の吸若材に吸着する陽イオンを
除去するために、再生液を再生液入１」３３から再生液
送入ポン１３４て吸入し、陽イオン除去カラム３０に溶
離液とは逆方向に流して、陽イオンを除去し、再生液排
出口３５から排出する。

試料を送入するための試料送入バルブ２５及び標準液調
整装置１から溶液或いは試料の溶液を送入するための切
替バルブ３７を切替える信号それぞれリード線１２およ
び１３を通して伝達される。

また、シーケンリフから分析モード信号がり一ド線１４
を通して導電率セル３１に送られ、導電セル３１の出力
はリード線５から出力される。

分離カラム２９、陽イオン除去カラム３０及び導電率３
１は試料中の成分の溶出口）間及びピーク面積（または
高さ）を一定に保つために恒温漕３６の中に収納されて
いる。

次に第３図を参照してａ準溶液調整装置１を具体的に説
明する。

補給水４１がイオン交換樹脂４２を通して１、定流Ｔポ
ンプ４３により吸引され第１の切替バルブ４４に送入さ
れる。

第１の切替バルブ４４は塩素イオン標準原液を一定の割
合で希釈するための穴方向切替バルブである。

一方、塩素イオン標準原液を収容する標準液タンク４５
の出口に電磁弁４８が取付けてあり、電磁弁４８の出口
は第１の切替バルブ４４に接続されている。

第１の切替バルブ４４には一定量の塩素イオン標準原液
を採取するためのチューブ４６が取着されている。更に
第１の切替バルブ４４には標準原液のり１出パイプ４７
が接続されている。

第１の切替バルブ４４の出口は希釈標準液タンク４９に
接続され、出口は電磁弁５０を通ってゼロ水と塩素イオ
ン標準溶液とを切替える第２の切替バルブ５１に接続さ
れている。

第２の切替バルブ５１にはイオンクロマトグラフ３への
送入バイブ２と排出口５２ζか接続されている。

実施例の作用の説明について、まず、第３Ｎに示した標
準液１から説明する。

本実施例で測定する給水系の塩素イオンの測定濃度範囲
はＯ〜５０ｐｌ）ｂ程度である。

上記の５０ｐｐｂ程度の標４を液を長期間（約６ケ月）
保存するとタンク内壁への吸着、水の蒸発、周囲（例え
ば空気中）からの塩素イオンの混入等によって濃度が変
化する恐れがあるので、本実施例では比較的高い濃度の
標準原液くいｆｆｆ−２ｐｐ＞を用意し、イオンクロマ
トグラフ３の校正の都度、希釈して使用することにする
。

補給水４１には微■の塩素イオンが含まれるのでイオン
交換樹脂４２を通して塩素イオンを除去する。

塩素イオンを除去したゼロ水は第１切替バルブ４４に送
られる。第１の切替バルブ４４にはつぎの第１と第２の
２つのモードがある。

第１のモード：標準原液採取モード（第１の切替バルブ
４４が実線の位置） 第２のモード二標準原液送入モード（第１の切替バルブ
４４が点線の位置） 標準原液（ＣＢ−２ｐｐｍ　＞は標準原液タンク４５か
ら送られる。第１のモードでは電磁弁４８は間となり、
標準原液はチューブ４６を通り排出口４７に排出される
。

一方、定流量ポンプ４３から送入されたＬ口承は第１の
切替バルブ４４を通り希釈ａ単波タンク４９に送入され
、電磁弁５０は開となっているのでゼロ水は切替バルブ
５１に送入される。

次に第１の切替バルブ４４を第２のモードにし、電磁弁
４８及び５０を開とする。このモードでは定流■ポンプ
４３から排出されるゼロ水はチューブ４６に満されてい
た標準原液を押し出し、ゼロ水と共に、希釈標準液タン
ク４９に送入され、ゼロ水と標準原液とが混合される。

標準原液とゼロ水との比が、１：９９になるまで定流ｍ
ポンプ４３を作動させ、１：９９になった時点で停止さ
せると標準原液は１／　１００に希釈され、ＣＢ−２０
ｐｐｂとなる。

切替バルブ５１にはつぎの第１と第２の２つのモードが
ある。

第１のモード：希釈標準排出モード（第２の切替バルブ
５１が実線の位置〉 第２のモード：ゼロ水排出モード（第２の切替バルブ５
１の点線の位置） 第１のモードで電磁弁５０が開であれば、希釈標準液が
第２の切替バルブ５１を通ってパイプ２からイオンクロ
マトグラフに送入される。

第２のモードではイオン交換樹脂４２の出口から排出し
たゼロ水が第２の切替バルブ５１を通って、パイプ２か
らイオンクロマトグラフ３に送入される。

次にイオンクロマトグラフ３の作用を第２図によって説
明する。

溶離液トＬＴハ０．００３）１−Ｎ　ａＨｃＯａ　十０
．００２４）１−Ｎ　ａｚ　ＣＯ３を用いる。

上記溶離液を溶離液送入ポンプ２２によって、試料送入
バルブ２５に送る。

試料送入バルブ２５にはつぎの第１と第２の２つのモー
ドがある。

第１のモード：試料採取モード（試おｌ送入バルブ２５
の実線の位置） 第２のモード：試別送入モード（試料送入バルブ２５の
点線の位置） 第１のモードではパイプ２６によって、送入された溶液
は試料チューブ２８を通って試料排出口２７から排出さ
れる。

パイプ２６には切替バルブ３７の位置により、標準液調
整装置１から排出溶液がパイプ２を通って送入されるか
、または試料送入口４から試料溶液が送入されかの何れ
かである。

次に第２のモードにすると試料チューブ２８に採取され
ていた溶液が、溶離液により押出され、分離カラム２９
によって、塩素イオンは分離される。

塩素イオンの検出に妨害となる溶離液および試料溶液中
の陽イオ゛ンは陽イオン除去カラム３０によって除去さ
れ、導電率セル３１によって塩素イオンは検出される。

分離カラム２９には第３図に示す第２の切替バルブ５１
及び第２図の切替バルブ３７の位置によってつぎの３種
の溶液が送入される。

（ト）ゼロ水 ■　標準原液 ■　試料 ■の場合には、ゼロ水の中に塩素イオンが含まれている
か否かをチエツクし、ＣＢ−〇、５ｐｐｂ以上の場合に
はイオン交換樹脂４２の交換等を行ない、ゼロ水の中に
塩素イオンが含まれていないことを確認してから次のス
テップに進むようにする。

■ではＣｎ　−２０１）ｐｂの分析を行ない、標準液の
送入復、約５分間で分析は終了し第４図の如きデータが
得られる。第４図は塩素イオン標準溶液のクロマトクラ
ム図である。

■では実際の試料溶液を分析しイオンクロマトグラフの
ピークの面積（又は高さ）を■のデータと比較して、塩
素イオンの濃度を求める。

ゼロ水および希釈標準液によるゼロ、スパン校正は、試
料溶液の分析の都度実施する。

また、２時間毎に再生液（ＩＮ・ト（２３０４）を前記
陽イオン除去カラム３０に溶離液とは逆方向から５〜１
０分間流し、カラムの再生を行なう。

陽イオン除去カラム３０の代りに陽イオンファイバーザ
プレツ１ノーを用いる場合には０．０２５Ｎ・Ｈ２ＳＯ
４を常時流して再生する。

長時間使用していると塩素イオンのピークの溶出時間及
びピーク面積（または高さ）に差が生じてくることがお
るので、標準液による校正の都度、演算装置６で補正を
行なう。

塩素イオン標準原液は６ケ月に１回程度、交換する。

この実施例によれば、従来の手分析に比較し、作業者が
直接放射能を含む試料に近づかないので放射線被曝が低
減し、しかも分岐の感度及び精度の向上が達成出来る。

上記実施例では給水系の塩素濃度範囲について述べたが
、海水リークの監視等を目的とする場合の高密度（Ｏ〜
５００ｐｐｂ）の測定には塩素イオン標準原液の′ａ度
を高くすることによって監視が可能である。

（発明の効果） 本発明によればゼロ水および塩素イオン標準液を自動的
に調整できかつイオンクロマトグラフで自動的に校正で
きるため分析作業の省力化、分析作業従事者の放射線被
曝低減および分析の感度ならびに精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る塩素イオンの分析装置の一実施例
を示すブロック図、第２図は第１図におけるイオンクロ
マトグラフを示す系統図、第３図は第１図における標準
液調整装置を示す系統図、第４図は第１図の装置によっ
て１ｑられだ塩素イオン標準溶液を示ずクロマトグラム
図である。 １・・・標準液自動調整装置 ３・・・イオンクロマトグラフ ６・・・演算装置 ２２・・・溶離液送入ポンプ ２８・・・試料チューブ ３０・・・陽イオン除去カラム ３１・・・導電率セル　　　　３７・・・切替バルブ４
２・・・イオン交換樹脂　　４３・・・定流量ポンプ４
４・・・第１の切替バルブ　４５・・・標準原液タンク
４９・・・希釈標準液タンク　５１・・・第２の切替バ
ルブ７・・・シーケンサ ２５・・・試料送入バルブ ２９・・・分離カラム 、ｚｌ （８７３３）　　代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほ
か］８名 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 標準溶液調整装置と、この標準溶液調整装置によって調
   整されたゼロ水、塩素イオン標準液および試料溶液の供
   給を受けるイオンクロマトグラフと、このイオンクロマ
   トグラフからの出力信号を補正する演算装置と、前記標
   準溶液調整装置とイオンクロマトグラフとを校正および
   測定の順序に従つてシーケンス制御を行なうシーケンサ
   とを具備してなることを特徴とする塩素イオンの分析装
   置。