JPH0298648A - 可溶性成分及び非可溶性粒子の監視方法と装置 - 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】 ｌ咀辺遣遣 本発明は腐食の監視に関し、特に、原子力発電プラント
の一次冷却系もしくは二次冷却系を循環する腐食生成物
の監視方法及び装置に関するものである。

九五１」行失礼朋 原子力発電プラントの運転中に、望ましくない腐食生成
物が一次冷却系及び二次冷却系に生ずる。

従って、原子力発電プラントの諸機器の腐食を可及的に
軽減すると共に、−次冷却系及び二次冷却系における腐
食生成物の輸送を最少にするようにする化学的制御プロ
グラムの有効性を評価するために、腐食生成物をサンプ
リングして定量する必要がある。

即ち、固体粒子や可溶性腐食生成物の濃度及び量とか、
原子力発電プラントの重要な機器へのそれ等の累積付着
もしくは同機器からの除去とかに間する情報を得るため
に、−次冷却系及び二次冷却系からサンプリングしなけ
ればならない、この情報は、−次冷却系の運転中におけ
る放射能レベルの制御や、蒸気発生器その他の機器にお
ける腐食の制御の際に重要である。また、該情報は、腐
食の輸送に対する機器材質の変化の影響、流体清浄系の
特性、原子力発電プラントの運転過程等を評価するため
にも必要である。最後に、この情報は、装置の有効性に
対する腐食生成物輸送の影響を予測したり、浄化処理、
プラント改善、機器交換及び化学詞書手順の改良等の利
点を予測したりするのに使用できる。

原子力発電プラントにおける腐食生成物を監視する現在
の方法及び装置は、不満足な結果を伴っていた。これ等
の方法及び装置では、不適当なサンプリング手順により
、監視された腐食生成物のデータにばらつきが生じ得る
ので、同データとプラント状態との間の精確な間係を確
立することが困難である。長い期間に亙る積算もしくは
連続サンプリングはデータの再現性を改善することがで
きる。しかし、積算サンプリングによっては過渡的な影
響を監視することはできない。また、積算サンプリング
は非常に時間が掛かり且つ大きな労力を必要とする。

更に、これから説明するように、−次冷却系及び二次冷
却系の固有の相違及び／又は要求は監視努力を複雑にす
る。

一次冷却系においては、主な問題は、その諸機器におけ
る放射性腐食生成物の付着によって生起される放射能レ
ベルの増大に対する腐食生成物輸送の影響である。予測
は、再循環ループのテストにより通常経験的に決定され
る値を有する運動パラメータを持つ種々の腐食及び輸送
プロセスのコンピュータ・モデルを使用して、行うこと
ができる。しかし、原子力発電プラントを運転する際の
クラッド（固体粒子腐食生成物の非常に希釈な懸濁液）
及び可溶性腐食生成物の輸送を直接測定しても、サンプ
リング問題のために、その成功は限られていた。

例えば、粒子をサンプリングするための通常の金属フィ
ルタや、可溶性の金属イオンを濃縮するための陽イオン
交換カラムを含む腐食生成物モニターを使用しても、フ
ィルタは微細な腐食生成物で簡単に閉塞してしまう、更
に、金属フィルタの材質自体の腐食が腐食生成物の重量
値の精度に影響する。また、フィルタ表面に付着した腐
食生成物は、使用されたフィルタ材質（セルロース、銀
等）のレドックス（酸化還元）可能性に依存する再結晶
及び反応を受けることによって、変わり得る。

このような変化は、サンプルにおける可溶性及び非可溶
性金属濃度、粒度分布及び腐食生成物種の測定値の精度
に影響しうる。

更に、腐食生成物の輸送を可及的に軽減するために、最
近、原子炉冷却材系をもっと高いｐ［Ｉ範囲で運転する
ことに相当な関心が払われるようになってきた。この関
心は、高いｐｕにより原子炉冷却材中の懸濁クラッド濃
度が１０ｐｐｂのオーダーの非常に低いレベルに減少し
、そして原子炉炉心への付着率と炉外放射線量率の上昇
とが最少になると言う仮定に基づいている。しかし、高
いｐＨ条件を成功裡に使用するには、固体粒子及び可溶
性腐食生成物の双方の輸送の精確な測定が必要であるが
、従来の監視方法及び装置はこのような使用のためには
適切でないことが分かった。

二次冷却系においては、腐食生成物が付着すると臨界点
における腐食作用の可能性が増す蒸気発生器のような機
器に対する腐食生成物の輸送の影響が問題である。即ち
、輸送された腐食生成物は、管板及び管支持板上にスラ
ッジ付着物を形成したり、熱交換器表面上にスケールも
しくは錆付着物を形成することにより、局部的な腐食作
用の可能性を増大させる。給水により蒸気発生器内に輸
送される可溶性腐食生成物及び非可溶性腐食生成物の大
部分はブローダウンにより除去されないので、ｐρｂの
範囲の濃度であっても時間が経過すれば相当に有害な付
着物を生じさせる。

現在の監視方法及び装置の非有効性は、最近の、実際の
給水配管破断によって強まり、これは、通常の監視によ
っては検出することができない、炭素鋼からなる給水配
管における浸食／腐食割合に大きく影響する運転上の因
子は溶存酸素濃度、給水ｐｌＩ、流速及び温度である。

これ等のパラメータの値は、始動、停止及び通常の運転
状態時における各プラントの化学的制御のたびに変動し
うる。

腐食生成物の輸送率に対する、溶存酸素濃度や、モルホ
リン及び別のアミンのようなｐＨ添加剤や。

ヒドラジン又は別の添加剤による給水酸素除去のように
、変動する化学的１ｉ１１御パラメータの影響について
インブラント即ち現場試験を行うことが望ましい、浸食
／腐食割合に対する影響は、速度の上昇に伴う粒子及び
可溶性イオン濃度の変動が、影響を受けた機器において
監視できれば、予測することができる。制御パラメータ
の変化の影響を測定することによって、特定の原子力発
電プラントについての１＆適の化学制御プログラムを比
較的に迅速に決定することができる。その後５運転中の
原子力発電プラントは、復水系及び給水系における影響
を受けた場所での流速及び材料の特定の配合に依存して
、プラントの特定の方式に基づいて、管の破断を避ける
ための修正処置を講することができる。

周知のように、原子力発電プラントの流体系における腐
食生成物の濃度は、単に、インラインモニターを使用す
る通常の直接分析又はグラブ（つかみ取りンサンプル分
析によっては、効果的に測定することはできない１代わ
りに、数ｐｐｂのオーダーの検出限界を有する原子吸光
分光分析法又は比色分析によって遷移金属分析を行わな
ければならない６通常の運転状態下の酸性化されたグラ
ブサンプルにおける遷移金ｌｃ腐食生成物の総濃度はこ
れ等の検出限界に近いか或は同検出限界よりも小さい、
その結果、グラブサンプルから意味のある定量的な結果
を得るためには、幾つかのサンプルの平均化及び統計分
析が依然として必要である。

また、物質収支及び腐食生成物の累積量を見積もるのに
必要な精度を得るために、分析の前にサンプルを数百回
濃縮することが通常慣行になっている。

上述の限界のなめに、原子力発電プラントの給水から粒
状腐食生成物のサンプルを得るためによく屡々使用され
る方法は、典型的には直径が４７ｍｅｇ、孔の大きさが
０．４５マイクロメータの半透膜フィルタである金属ミ
リボア（商品名：Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ）フィルタホルダ
ーに１１のサンプルを通さなければならない、腐食生成
物の種類及び量は、フィルタ半透膜上の付着物の強度及
び色合いを標準汚染もしくは変色と比較することにより
測定される。この方法は、基本的には定量的な方法であ
るが、水相酸化鉄又はマグネタイトに対して使用しうる
に過ぎない、正確な結果を得るには、集められた固体は
２５０マイクログラムよりも多くなければならない。

その結果、この方法は、明らかに高い腐食生成物濃度に
ついて適するに過ぎない、可溶性の腐食生成物を集める
ため、イオン交換含浸１紙又はイオン交換樹脂カラムの
後にフィルタリングが設けられる。

０．１〜１０ｐｐｂの低粒子濃度における定量的な結果
は乾燥した半透膜の重量の増加から得ることができる。

しかし５ミリボア（登録商標：Ｎｉ１ｌｉｐｏｒｅ）フ
ィルタは可溶性異物を有し、ばらつきのないｆｆ１Ｍ１
に乾燥させることはできない、そのため、計を誤差が１
ｍｇのオーダーで起こり得る。更に、フィルタ中の微量
金属汚染物は可変であり、約０．Ｏｌ、ｍｇの鉄及び０
．００２ｍｇの銅であり得る。また、長期にわたる浸漬
の結果、半透膜重量の多分】０％に達する半透膜のポリ
マーベースの抽出により重量の喪失が増大する。

同様の問題は、可溶性金属を集めるのに使用されるイオ
ン交換濾紙でも認められる。　　ｐｐｂレベルでの精確
な測定値を得るためには、非常に多量のサンプルをフィ
ルタに通さなければならず、また、フィルタ半透膜が小
さな寸法であるために、この方法はサンプリングに数日
を要する。

かかるフィルタを使用する積算サンプリングが試みられ
てきたが、変動する結果を伴っていた。

数百時間から数千時間にわたる長いサンプリング期間の
間に、平均腐食生成物濃度及び輸送率の妥当な予測値が
得られ、また、流体系の詰機器の物質収支が計算された
。しかし、この方法は、フィルタの堆積粒子層即ちケー
クによる抵抗が急激に増すため半透膜を通る流量を手動
操作で制御しなければならないので、真の８Ｉ算サンプ
リング方法ではない、また、腐食生成物の粒子の半分程
度までが０．４５ミクロンよりも小さいことがありうる
ので、目立つほどの量の粒状腐食生成物がミリポアフィ
ルタを通過することができ、イオン交換カラムを詰まら
せ、結果の精度に重大な影響を及ぼす。

先行技術には上述した問題点があるために、腐食生成物
の監視は不正確、冗長、非効率、高コストのままである
。このように、最も効率的に最も精度良く腐食生成物の
監視を行うことができる方法及び装置は、依然として提
供されていない。

ｌ肌五員Ｉ 従って、本発明の目的は、例えば原子力発電プラントに
おける腐食生成物を連続的且つ効果的に監視できる腐食
生成物監視方法及び装置を提供することである。

本発明の別の目的は、多量のサンプルを短期間で処理可
能であり且つ精確に定量できる腐食生成物監視方法及び
装置を提供することである。

また、本発明の別の目的は、一定の流量及び温度でサン
プルの監視が行なわれる腐食生成物監視方法及び装置を
提供することである。

本発明の更に別の目的は、大きさが０．Ｚマイクロメー
タ以上の固体粒子を可溶性及びコロイド状に近い腐食生
成物に対して分離でき且つ懸濁できる腐食生成物監視方
法及び装置を提供することである。

最後に、フィルタが浸出可能な異物もしくは不純物に対
して自由であり且つ不活性である腐食生成物監視方法及
び装置を提供することである。

本発明の上述した目的及びその他の目的を達成するため
、本発明によると、原子力発電プラントにおける腐食生
成物を監視するための次のような監視方法及び装置が提
供される。

この監視装置は、サンプル入口結合部と、粒子捕集容器
と、微孔性の直交流形フィルタと、再循環ポンプと、流
量を制御するための複数の弁とを含む再循環ループであ
る。該監視装置は、例えば二次流体系からサンプル管路
を介して一定の流量で取られた代表的なサンプルを処理
する。フィルタには既知の量の脱塩水が満たされている
。サンプル管路における諸状態を安定化するために比較
的に短時間が経過した時に、即ち試運転が経過した時に
、サンプルを粒子捕集容器に送ることにより実際のサン
プル運転が始まる１次に、サンプルをフィルタ（分離装
置）に導き、再循環ポンプにより粒子捕集容器に戻す、
サンプル中の固体粒子はフィルタにおいて分離され懸濁
される。集められた粒状腐食生成物は監視装置の再循環
ループ内に濃縮懸濁液として保持される。これ等の粒子
の濃度は、実際のサンプル運転が進行するに連れて再循
環ループ及び粒子捕集容器内で高くなる。フィルタを通
る透過物はイオン交換カラム（これにも脱塩水が予め充
填されている）へ行き、可溶性イオンを濃縮する。フィ
ルタは、監視装置の弁を再調整した後、調時されたサイ
クルでガス圧力によりもしくはポンプで加圧された水に
より逆洗される。総サンプル量は、一定の排出率での全
重量、全流量もしくは時間に基づいて、実際のサンプル
運転中に排出された濾過脱塩水の量を測定することによ
り決定される６実際のサンプル運転の最後に、濃縮され
た固体粒子のサンプルを分析のため粒子捕集容器から直
接取り出す１次いで、初期系容積で除した総サンプル量
から濃縮係数を算出する。

上述の監視装置に関連した方法は次のステップ。

即ち、流体の流れからサンプルを取り、初期系容積を有
する再循環ループに同サンプルを導き、可溶性腐食生成
物から固体粒子を分離して同固体粒子を懸濁させ、同固
体粒子を粒子捕集容器に集め、総サンプル量を初期系容
積で除して濃縮係数を決定する、諸ステップを含んでい
る。

ｆ　方　の詳細ｔｉｒＪ− 従来の監視方法及び装置に関連した上述の欠点を解消す
るために、本発明は、再循環ループ内に直交流形フィル
タ〈分離装置）を含んでいる。また、この再循環ループ
は、粒子捕集容器と、再循環ポンプと、流量及び圧力を
制御する複数の弁とを含んでいる。固体粒子は、この再
循環ループを使用して、流体サンプル中の可溶性成分／
異物もしくは不純物から分離することができ、そして実
際のサンプル運転中濃ａＳ濁液として保持される。

直交流形フィルタは微孔性の不活性半透膜を有するモジ
ュールを含んでおり、水及び可溶性不純物もしくは異物
は普通の給送圧力及び高速度の条件下で該不活性半透膜
と通過する。逆浸透及び限外が過とは違って、微孔性の
半透膜は塩や、可溶性金属水酸化物や、大きな分子重量
の有機物のような可溶性不純物もしくは異物を棄却しな
い、微孔性半透膜は、半透膜の選択に依存して０．１〜
１０ミクロン以上の粒径のコロイド状懸濁固体の通過を
阻止する。

多孔性の半透膜を通過する可溶性不純物は、後からの溶
離及び分析のために、直接サンプリングするか、或はイ
オン交換樹脂又はその他の吸収剤を使用して吸収カラム
で濃縮することができる。

フィルタ半透膜への粒状固体物質の付着は、半透膜表面
における高流体速度及び剪断力のため最小になる。長期
間にわたる運転中に溜まった残留粒状固体物質を除去す
るため、半透膜の孔における流れを逆にすることによっ
て、半透膜を定期的に逆洗することができる。

この監視装置もしくは監視系は一定の流量及び温度で代
表サンプルを処理する。この点に関連し、実際のサンプ
リングの前の試運転安定化期間の間、サンプル管路を通
る定常状態の流れを確保できるように、サンプル管路に
バイパスを使用する。この期間は、百メートル内外のサ
ンプル管路の中央のサンプル部位については２４時間、
短い局部的サンプル管路については１５分とすることが
できる。

局部的なサンプル部位については通常ｌａ！間以下であ
る、サンプル管路の状態を安定化するのに十分な時間が
経過した時に、再循環ループにサンプルを送り込むこと
によって、実際のサンプル運転を開始することができる
。可溶性の異物はフィルタに通されてイオン交換カラム
に導かれ可溶性イオンを濃縮する。フィルタモジュール
及びイオン交換カラムに既知の量の脱塩水が予め充填さ
れている。固体粒子はフィルタ内で懸濁され、その濃度
は、実際のサンプル運転が進行するにつれて、再循環ル
ープ、特にフィルタ及び粒子捕集容器において増してく
る。

フィルタモジュールは、流体系の弁を再調整することに
より、ガス圧もしくはポンプで加圧された一過水によっ
て調時されたサイクルで逆洗される。逆洗期間は比較的
に短く、実際のサンプル運転に影響しない０次に、系の
総容積が、実際のサンプル運転中に排出された脱塩済み
の濾過水の量を測定することによって、決定される。こ
れは、一定の排出率での総重量、総流景又は時間により
行われる。濃縮係数は初期系容積で除した総サンプル量
から決定することができる。実際のサンプル運転の終期
に、濃縮した固体粒子のサンプルを分析のため粒子捕集
容器から取り出すことができる。

この腐食生成物監視装置及び方法は、従来では幾日か要
していたのに比べて、たった数時間で数百ｌのサンプル
を迅速に処理することができる。

また、サンプリングは一定の流量で行うことができ、０
．２マイクロメータの粒径よりも大きい固体粒子をコロ
イド状に近い可溶性の腐食生成物から分離することがで
きる。°更に、フィルタ半透膜は、不活性であると共に
浸出可能の異物もしくは不純物に対して自由であり、従
来のミリボア（商品名）フィルタ半透膜に認められるよ
うな上述の問題を解消している。

具体的に説明すると、第１図は本発明による腐食生成物
監視装置もしくは監視系１０を略図的に示している。こ
の監視装置１０は、原子炉の腐食生成物のサンプリング
プログラムで使用することができる。米国特許第３，９
７６．５４１号明細書は、原子炉の蒸気発生器について
一般的に説明しており、また、米国特許節４，４７２，
３５４号明細書は、かかる原子炉の二次冷却系からのサ
ンプリングについて説明している。

給水５覆水、加熱器排水或は蒸気発生器ブローダウンの
ようなサンプルは、二次冷却系（流体系）の局所的サン
プル部位（サンプリング装置）Ｘかち取られる。このサ
ンプルは遮断弁１４を含むサンプル管路１２に接続され
た等速吸引ノズル（サンプリング装置）１１によって取
り出される。

サンプル管路１２の材質は不活性でなければならない、
更に、サンプル管路における固体粒子の付着を最少にす
るために、サンプルは最小の拘束で連続的な乱流となっ
ていなければならない、最後に、サンプル管路１２はで
きるだけ短くすべきである。

サンプルは減圧すべきであり、また、サンプル部位Ｘの
比較的近くで冷却すべきである。圧力は、所定の長さの
キャピラリー式減圧器１６に流れを通すことにより減少
される。サンプル冷却器１８を設けて流体の温度を約２
６０℃〜３１６℃〈５００°Ｆ〜６００’Ｆ）の運転範
囲から約３８℃（１００°Ｆ）に減少させることができ
る０通常の監視装置もしくは監視系では、化学計器装備
に必要な約２２℃（）２゛Ｆ）の温度まで更に低下させ
るために、二次冷却器が一般に必要である。しかし、本
発明では二次冷却器は必要ない。

サンプル管路ＩＺには、圧力、温度及び流量の指示計２
０．２２及び２４がそれぞれ設けられている。これ等の
指示計２０．２２及び２４は、実際のサンプル運転を開
始する前にサンプル管路１２において定常状態、試運転
及びサンプリング条件を確立するために重要である。絞
り弁２６は流量指示計２４の上流側に配設されている。

サンプル流は、サンプル管路１２を通り、排水のための
溢流管３０を有するサンプルヘッダータンク２８に導か
れる。このサンプル流はサンプリング流量より多い一定
の流量に維持される。

試運転の後、サンプル流は電磁弁Ｓ１を経由してサンプ
ルヘッダータンク２８から粒子捕集容器３２に導かれる
。この粒子捕集容器３２は、流体サンプルのレベルが後
述する逆洗中に上昇するのを許容する空間の高さを有す
る１粒子捕集容器３２の基底部には５粒子サンプル弁３
６、再循環ポンプ３８及び弁付き充水管路４０への結合
部を有する出口管３４が接続されている。再循環ポンプ
３８はサンプルを入口３９からフィルタ（分離装置）５
０へ導入する。また、粒子捕集容器３２は混合を行うた
めフィルタ５０からの循環戻り管路４２を含んでいる。

本発明のフィルタ５０は、“直交流形”フィルタモジュ
ール５１を含んでいる。直交流形フィルタモジュールは
、現在では、他の目的に使用するため種々の大きさ、材
質及び形状のものが商業的に入手可能である。その半透
膜は平らなシート、板、フレーム、スパイラル巻き、中
空繊維もしくは管の形態で入手可能である０本発明にと
って好ましい半透膜の形状は管状であり、この形状であ
ると内側表面への固体粒子の送りが可能になる。また、
この形状は大きな剪断力が半透膜表面に保持されること
を可能にし、また、モジュールは検査及び洗浄のため容
易に開く。

本発明のフィルタには他の微孔性半透膜材料も使用する
ことができる。高温の直交流形濾過については、管状の
微孔性金属及びセラミックを使用して高温原子炉冷却材
の腐食生成物のサンプリングをすることができる。これ
等の半透膜は温度の上昇状態下では幾分重量が減少する
が、この減少は、通常の銀フィルタで認められる重量の
減少よりも、腐食生成物の監視に対する重大な影響は少
ない。

本発明によるフィルタ５０で使用する好ましいモジュー
ル５１は、西ドイツのエンカ・アクチェン・ゲゼルシャ
フト（εｎｋａ　　ＡＧ）により製造され、米国ノース
カロライナ州アッシュビル所在のエンカ・アメリカ・イ
ンコーボレイテ・ンド（Ｅｎｋ’ａ　　＾輪ｅｒｉｃａ
Ｉｎｃ）によって販売されている登録商標・マイクロダ
イン（Ｍｉｃｒｏｄｙｎｅ）ＮＤ　０２０である。この
モジュール５１の半透膜は孔の大きさが０．２ミクロン
の微孔性プラスチック、即ち管状ポリアロピレンである
。

ポリプロピレンは、大概の化学溶液に対して不活性ポリ
マーであり、コロイド状の腐食生成物により容易に汚染
されない、モジュール５１は、５．５ｍ２に相当する内
径、８．６ｍ”に相当する外径及び０．７５ｍの長さを
有する３本の管からなる０、０３６ｗ＋’の膜面積を有
する。また、フィルタ５０は、モジュールハウジング５
２と、同ハウジングへの後述する結合部とを有し、それ
等もポリプロピレンから構成されている。モジュール５
１における最高温度は、６０℃であり、２５℃での半透
膜における最大圧力降下は３．０にｇ／ａｍ２（４３，
５ｐｓｉ）である、管を通る流体の推奨速度２．４３−
７秒（８ｆｐｓ）での圧力降下は０．１４Ｋｇ／ｅｒａ
”（２ｐｓｉ）であるから、４５ｐｓｉｇで１８３ｃｍ
’／秒（２，９ｇｐｍ）を給送するキャンド遠心式の再
循環ポンプ３８により再循環に必要な送りが得られる。

再循環中、フィルタ５０から粒子捕集容器３２への給送
流量及び圧力は、フィルタ５０の出口５５に設けられた
絞り弁５４によりｍ整することができる。給送流量は絞
り弁５４の下流にある流量計５６により指示される。

むっと大きな流量性能を有する再循環ポンプ３８が使用
される場合には、フィルタ５０をバイパスして粒子捕集
容器３２に接続される管路５７を設け、そこに絞り弁５
９を付設することができる。このような管路５７を設け
ることにより、粒子捕集容器３２内において付加的な混
合が行われる。ｒ液流量は、２．８にｇ／ａｍ’（４０
ｐｓｉ）の膜圧力降下で約２４００１／ｍ”／ｈである
から、単一のモジュール５１で約７５１！／ｈの正味サ
ンプル流量を確保すべきである。

フィルタ５０はその側方に２つの結合部を有する。

１つは透過物のための出口５８であり、これは、電磁弁
Ｓ２を介して、金属イオンのような可溶性異物を濃縮す
るのに使用できる小さなイオン交換カラム６０に結合さ
れている。イオン交換カラム６０の大きさはサンプル流
体のｐＨに基づいて選択することができる。側方にある
別の結合部である出口６１は管路６３を介して後述する
ｒ液容器６２に連絡している。管路６３には電磁弁Ｓ４
が設けられている６イオン交換カラム６０からの流出物
は電磁弁Ｓ３を経てｒ液容器６２に流入する。Ｐ液容器
６２は約１ｒの容量を有し、フィルタ５０を逆洗するた
めの濾過水（Ｆ液）溜めとして機能する。Ｐ液容器６２
の上方部は、圧力指示計と、逆洗のため一過水を加圧す
るガスの入口となる電磁弁Ｓ５と、大気への逃し弁とし
て機能する別の電磁弁Ｓ６とを有する６通常、一過水は
管路６５及び電磁弁Ｓ７を経由してヘッダータンク６４
に放出され、そして溢流して排水される。

管路６５には流量指示計６６及び総流量針６８が設けら
れていて、それぞれサンプル流量及びサンプル総量を測
定している。

実際のサンプル運転が終了したら１粒子捕集容器３２に
溜まった固体粒子をサンプリングする前に、モジュール
５１を逆洗する必要がある。成る期間の実際のサンプル
運転の後、半透膜の表面上に堆積してサンプル流量を減
少させる固体粒子の付着物を除去するために、逆洗が必
要になることがある。

逆洗は、Ｐ液容器６２を電磁弁Ｓ５を介して、不活性ガ
スにより、給送圧力よりも高い約１．８にｇ／ｃ＋＊”
（２５ｐｓ　ｉ　）に加圧することにより行われる。実
際のサンプル運転の閏通常開成している電磁弁Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ６及びＳ７は閉成し、電磁弁Ｓ４及びＳ５
は開成して、一過水が圧力下に出口６１を介してフィル
タ５０の側方に入るのを許容すると共に、サンプル入口
３９及び出口５８を締め切る。半透膜の孔を通るｉ濾過
水のパルス状逆流により、付着していたどんな固体粒子
も除去される。典型的な逆洗サイクルは３０分毎に約１
５秒であり、約０，２１のＰ液を必要とする。

逆洗サイクルが終了すると、電磁弁Ｓ４及びＳ５は閉成
し、ｔＢ１弁Ｓ２、Ｓ３及びＳ６は開成する。Ｆ液容器
６２内の加圧ガスは排出され、そしてＦＦ１ｉ流は、通
常のレベルが粒子捕集容器３２及び炉液容器６Ｚ内に元
通りに回復するまで、再び溜められる。この時点で電磁
弁Ｓ１及びＳ７は開成して、実際のサンプル運転のため
の通常の流れを回復する。

当該技術に習熟した者なら理解しうるように５試運転及
び実際のサンプル運転はプログラマブルコントローラ（
図示せず）によって自動的に制御可能である。この点に
関し、自動制御設備を使用して、絞り弁２６の手動設定
の必要性を無くし、一定のサンプル流量を確保すること
ができる。

第２区は本発明による腐食生成物監視装置１００の別の
実施例を示している。第２図において、第１図の実施例
に対応する諸部材には同一の参照符号が付されている１
両実施例の基本的な差異は、加圧されたＰ液容器６２の
代わりに、周期的逆洗のため可逆ポンプ１０２が使用さ
れていることである。

可逆ポンプ１０２はフィルタ５０の出口５８とイオン交
換カラム６０に接続された管路１０４との間に配置され
ている１図示のように、この監視装置１００の構成及び
制御は、涙液容器６２及び電磁弁５２〜Ｓ７が排除され
ているので、第１図の監視装置１０よりも簡単である。

丈な、本発明は連続インライン監視装置としても使用す
ることができる。この点に関し、連続サンプルはサンプ
ル弁３６を使用して粒子捕集容器３２から取り出される
。腐食生成物の濃度は濁度モニターのような濃度監視装
置１０８によって測定することができ、その測定結果は
連続的に記録される。

また５濁度モニターの代わりに液状粒子計数装置を用い
て粒子濃度を監視することも可能である。

監視濃度は、原子炉プラントの運転条件の変化の間に起
こる過渡状態を測定したり、凝縮液ポリラシャ−又は金
属フィルタの特性を監視したりするために有用である。

腐食生成物濃縮係数は、サンプル弁３６での固体粒子サ
ンプリング量に対する濾過水の割合である。

適当な濁度モニターの例はハック１７２０Ｃ型（Ｈａｃ
ｈｍｏｄｅｌ　１７２０Ｃ）の狭域濁度計である。直交
流形モジュール５１は連続流方式で粒子濃縮器として作
用するので、粒状腐食生成物濃度の過渡状態や長期間の
傾向を監視して記録することができる。

具体的には、第２図に示すように、濁度モニター１０６
は、１５〜３０４／ｈの流量を供給する容積式ポンプ１
０８を介して粒子サンプル管路１１０に取り付けられて
いる。濁度モニター１０６の最小検出可能レベルは、０
．００２ＮＴＵテあり、精度は、０．１ＮＴＵヨり大き
い濁度値において２％である。濁度モニター１０６は３
０１／ｈの濃縮サンプル流量において全規模の９０％に
対して５分の応答時間を有する。　０．１ＮＴＵは約１
００ｐｐｂの粒状腐食生成物を表しているので、凝縮液
の給水中における通常２〜３ｐｐｂの腐食生成物濃度を
精確に監視するためには、約５０倍の濃縮係数が必要で
ある。そのためには７５０〜１５００１／ｂのサンプル
流量が必要であり、この流量は、１−２の濾過表面積を
有する登録商標・ＭＤ　０８０　ＴＰ　ＺＮ型エンカ・
マイクロゲイン（Ｅｎｋａ　Ｍｉｅｒｏｄｙｎｅ）のよ
うな大型のフィルタモジュール５１により処理すること
ができる。監視袋Ｗ１００の他の諸構成要素も恒久的に
設置されている監視系にもつと良く適合するように大型
にされる。濁度モニターを含む腐食生成物監視装置は上
述した腐食生成物サンプリング方法よりも大きく、床に
装着されたキャビネット内に設置することができる。

従来の腐食生成物監視装置及び方法よりも優れた本発明
の利点は次の通りである。

■、フィルタ半透膜を通る可溶性異物の透過率は一定の
付与温度及び圧力において安定であるので、一定流量の
サンプリングが実現可能である。

２、もっと大きいサンプル率を使用できるので、サンプ
ル管路への付着が最小になり、また、精確な分析のため
十分な固体粒子サンプルを得るのに要する時間が最小に
なる。

３、固体粒子が濃縮懸濁状態で保持されるので、粒子の
大きさの測定を容易に行うことができる。

４、固体粒子についての実際のサンプル運転の進行状況
は、クラッド・バースト（ｃｒｕｄ　ｂｕｒｓｔｓ）の
ような過渡状態を記録する濁度測定によって監視するこ
とができる。

５、原子炉プラントの工場で使用しうる通常の方法によ
って、溜まった固体粒子の分析を容易に行うことができ
る。

６、フィルタの手動準備及び取扱の必要がなくなり、ま
た、流体サンプルの汚染を最小にするための特別な処理
手順の必要がなくなる。

７、この監視装置は、既知の自動制御装置を使用して不
在時操作に容易に適応することができるので、１人の技
術者が幾つかのサンプル部位を同時に動作させることが
できる。

８、比較的に短時間でサンプルを取ることができるので
、腐食生成物輸送の比較データを収るために、化学制御
パラメータを変化させる、同時期に運転するインライン
実験が実行可能である。

９、高温及び低温のサンプリングでも、−次系及び二次
系における使用でも、微孔性半透膜については広範囲の
形状、材質及び孔径を使用することができる。

１０、直交流形フィルタモジュールの洗浄は通常周期的
な逆洗により行うことができるが、材質が不活性である
から化学的に洗浄もしくは除染することも可能である。

以上は本発明の原理を単に説明したものである。

例えば、本発明は、特に原子力発電プラントに関連して
説明してきたが、化石燃料の発電プラントや、腐食生成
物の監視が必要な流体系においても使用することができ
る。また、二次流体系についての単一のサンプリング部
位及び再循環ループを図示し説明したが、複数のサンプ
リング部位及び再循環ループを一次流体系又は二次流体
系のどちらかにおいて希望に応じて単一の発電プラント
に導入することができる。

更に５当業者にとっては多くの改変及び変形を容易に考
え付くであろうから、本発明は上述した特定の構造及び
動作に限定されるものではない。

従って、全ての適当な改変及び均等物は本発明の範囲内
に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による腐食生成物監視方法
及び装置を示す概要図、第２図は本発明の第２実施例に
よる腐食生成物監視方法及び装置を示す概要図である。 Ｘ・・・サンアル部位（サンプリング装置〉１０・・・
腐食生成物監視装置 １１・・・等速吸引ノズル（サンプリング装置）１２・
・・サンプル管路 ３２・・・粒子捕集容器 ３８・・・再循環ループにある再循環ポンプ５０・・・
フィルタ（分離装置） ｌＯＯ・・・腐食生成物監視装置 出願人　　ウェスチングハウス・エレクに奴ｌ Ｆｌに、　２゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）流体系における可溶性成分及び非可溶性粒子を監視
   する方法であって、 （ａ）前記流体系からサンプルを取り、 （ｂ）前記非可溶性粒子から可溶性成分を分離して前記
   非可溶性粒子を懸濁させる分離装置に、前記サンプルを
   通し、 （ｃ）分離された非可溶性粒子を粒子捕集容器に導き、 （ｄ）初期系容積で除した総サンプル量から濃縮係数を
   決定する、 諸ステップからなる、可溶性成分及び非可溶性粒子の監
   視方法。 ２）流体系における可溶性成分及び非可溶性粒子を監視
   する装置であって、 （ａ）前記流体系からサンプルを取るサンプリング装置
   と、 （ｂ）サンプル管路を介して前記サンプリング装置に流
   体連通する粒子捕集容器と、 （ｃ）再循環ループを介して前記粒子捕集容器に流体連
   通し、前記非可溶性粒子から可溶性成分を分離して前記
   非可溶性粒子を懸濁させる分離装置と、 を備え、分離された前記非可溶性粒子を前記再循環ルー
   プの作動中に前記粒子捕集容器に集める、可溶性成分及
   び非可溶性粒子の監視装置。