JPH0560894A - 原子力発電所のルースパーツモニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ルースパーツによる水質の変化を監視してルー
スパーツの発生を検出する原子力発電所のルースパーツ
モニタを提供する。 【構成】原子炉一次冷却水の導電率を測定する導電率計
と、同じく一次冷却水の塩素イオン測定装置と、この塩
素イオン濃度の一次冷却水導電率への寄与率を換算処理
する演算器と、この演算器の演算結果より金属イオンの
導電率を測定する金属イオン用導電率計と、金属イオン
導電率が所定レベル以上の時に警報信号を発する警報設
定器と、この警報信号により警報，表示をする警報表示
器を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子力発電所のルースパ
ーツモニタに係り、特に一次冷却水の水質を監視するこ
とにより原子炉等におけるルースパーツを検出するルー
スパーツモニタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は原子炉内に混入したルースパーツ
の監視方法としては、原子炉内における振動を監視して
ルースパーツを検出するモニタが提案されているが、装
置が複雑なことや確実な判定が難しいため採用されてい
るプラントは僅かである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】振動監視によるルース
パーツのモニタに困難性がある理由は、原子炉内おける
流動振動とルースパーツにより生じた振動との分別が困
難である点で、例えば特開昭56− 21021号に提案されて
いるように、検出した振動信号をバンドパスフィルタを
通して、ルースパーツの振動のみを計測することが開示
されている。しかしながら検出した振動信号が、流動振
動の周波数成分とルースパーツによる周波数成分との振
動数が接近しているか、あるいは相違がなければルース
パーツのみの振動を測定することはできない。

【０００４】本発明の目的とするところは、ルースパー
ツによる水質の変化を監視してルースパーツの発生を検
出する原子力発電所のルースパーツモニタを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】原子炉一次冷却水の導電
率を測定する導電率計と、同じく一次冷却水の塩素イオ
ン測定装置と、この塩素イオン濃度の一次冷却水導電率
への寄与率を換算処理する演算器と、この演算器の演算
結果より金属イオンの導電率を測定する金属イオン用導
電率計と、金属イオン導電率が所定レベル以上の時に警
報信号を発する警報設定器と、この警報信号により警
報，表示をする警報表示器を具備する。

【０００６】

【作用】原子炉一次冷却水系の再循環ポンプまたは炉内
等でルースパーツが発生すると、ルースパーツは再循環
ポンプによる循環流のために一次冷却水系を循環する間
に炉内構造物や配管と衝突して、その衝撃により金属表
面に付着していた金属酸化物などが剥離する。この剥離
した炉内の一次冷却水の金属酸化物は、強制循環される
間に一部が一次冷却水中に溶け込んで導電率を上昇させ
る。

【０００７】この一次冷却水の導電率を導電率計で検出
し、さらに一次冷却水に含まれている海水による塩素イ
オン濃度を塩素イオン測定装置で検出し、この塩素イオ
ン濃度からの導電率の寄与率演算と前記導電率計の導電
率からの差引き処理を演算器で行い、この結果である金
属イオン用導電率計の出力が所定レベルを超えたことを
警報設定器にて判別して、警報表示器より警報，表示を
行う。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図１はルースパーツモニタのブロック構成図で、原
子炉内を循環する一次冷却水の導電率を測定する導電率
計１と、一次冷却水中に若しも冷却用の海水がリークし
ていた場合にこの混入程度を検出するための塩素イオン
測定装置２と、前記導電率計１及び塩素イオン測定装置
２の出力を入力して塩素イオン濃度から一次冷却水導電
率への寄与率を換算すると共にこれの差引き処理を行う
演算器３と、この演算結果を入力して金属イオンの導電
率を測定する金属イオン用導電率計４と、この金属イオ
ン導電率が所定レベル以上の時に警報信号を発する警報
設定器５と、この警報信号により警報及び表示を行う警
報表示器６から構成されている。なお、前記導電率計１
は既存の測定装置で検出セル内の陽極と陰極とに交番電
圧を印加することにより測定する方式のものである。

【０００９】また塩素イオン測定装置２としては一般に
イオンクロマトグラフ及びイオン電極式測定装置等が挙
げられるが、前者は低温度塩素イオン測定が可能である
が逐次測定方式であるため、本一実施例では連続測定方
式である後者のイオン電極式測定装置を例に示してい
る。図２は塩素イオン測定装置の系統構成図で、おおよ
そ試料水及び塩素標準液を一定の流量で電極セルに送入
するヘッドタンク10と、試料水のｐＨ値を一定に保つた
めのｐＨ調整器11，電極セル12とこれに取付けた塩素イ
オン電極13及び操作・監視盤14により構成されている。

【００１０】この塩素イオン測定装置２は、塩素ゼロ水
及び塩素標準液とで校正する必要があり、図２に示すよ
うに塩素標準液は塩素標準液入口15より送入され、電磁
弁16を介してヘッドタンク10に達する。

【００１１】一方、一次冷却水である試料水17は、固形
成分を取除くためのラインフィルタ18と電磁弁19を介し
てヘッドタンク10に流入する。このヘッドタンク10は塩
素イオン電極13への流量を一定にするために水面を一定
に保つようにしている。またヘッドタンク10への流入量
は、塩素イオン電極13への流出量よりも多くしてあり、
オーバーフロー分は流出管20を経て通してドレン部21へ
排出される。

【００１２】次に前記ヘッドタンク10の試料は配管22を
通り、流量を一定に保つための流量調節器23を経てｐＨ
調整器11に供給されるが、このｐＨ調整器11は試料のｐ
Ｈ値を一定（ 3〜 3.5ｐＨ）にし、試料のｐＨ値の変動
による塩素イオンの測定誤差を少なくする働きをする。
さらに、試料は電極セル12に送られ、電極セル12には塩
素イオン電極13が取付けてあり、この電極セル12は定温
冷却器24により一定温度に保たれる。なお、測定後の試
料は排液処理器25を通してドレン部26より排出される。

【００１３】前記標準液用の電磁弁16及び試料用の電磁
弁19は操作・監視盤14により夫々遠隔操作される。さら
に、前記塩素イオン電極13で検出した電気信号は操作・
監視盤14に伝達され、内蔵の増巾器で増巾されて指示さ
れる。

【００１４】なお、この塩素イオン測定装置２の校正は
次の順序で実施する。先ず電磁弁16を開，電磁弁19を閉
とし、塩素イオンゼロ水を塩素標準液入口15より送入し
て、この塩素イオンゼロ水が電極セル12に達してから操
作・監視盤14の指示をゼロに合せる。次に塩素標準液
（Ｃｌ^- 20ppb 程度）を塩素標準液入口15より送入し、
塩素標準液が電極セル12に達してから、操作・監視盤14
の指示を塩素標準液の濃度に合せる。この後に前記電磁
弁16を閉，電磁弁19を開にし、試料水17をラインフィル
タ18を通して導入して試料水17の塩素イオン測定を開始
する。

【００１５】次に上記構成による作用について説明す
る。一次冷却水の導電率が導電率計１により測定されて
演算器２に入力される。この一次冷却水の導電率は一次
冷却系を構成する金属構造材の金属イオン濃度と、熱交
換器等から海水のリークがあった場合には、この時に混
入した海水の塩素イオン濃度とにより決定される。従っ
てルースパーツによる金属イオン濃度の上昇を監視する
には、塩素イオン濃度を測定して塩素イオン濃度上昇に
よる導電率の上昇分を差引く必要がある。この塩素イオ
ン濃度を塩素イオン測定装置２により測定して、演算器
３に入力する。なお、この塩素イオン測定装置２及び前
記導電率計１は、一次冷却水を測定するものであること
から、設置位置を原子炉に直接とする必要はなく、一次
冷却水が循環する再循環ポンプを含む再循環系のサンプ
リング配管に接続すれば良い。

【００１６】演算器３においては、海水中に含まれるＮ
ａＣｌの濃度（ppm）と導電率との間には、図３のＮａ
Ｃｌ濃度と導電率との関連特性図に示すような関係があ
ることから、演算器３においてＮａＣｌの濃度より導電
率への寄与率を演算すると共に、導電率計１により測定
された導電率からＮａＣｌによる導電率を差引いて、金
属イオン用導電率計４に出力する。

【００１７】原子炉の一次冷却水系である再循環ポンプ
系または炉内等において若しもルースパーツが発生する
と、一次冷却水と共に再循環ポンプにより一次冷却水系
を循環する間に炉内構造物や配管と衝突する。その際に
衝撃等により金属表面に付着していた金属酸化物などが
剥離する。この剥離した一次冷却水中の金属酸化物は、
一次冷却水が強制循環される間に一部が一次冷却水に溶
け込んで一次冷却水の導電率を上昇させる。

【００１８】従って、常時一次冷却水の導電率を監視
し、金属イオン用導電率計４においてはこの結果を警報
設定器５に出力する。若しもルースパーツが発生する
と、この時には導電率が上昇する。警報設定器５には予
め通常状態の一次冷却水の導電率を基に、ルースパーツ
による導電率の上昇を考慮した所定のレベルを設定して
あるので、前記金属イオン用導電率計４からの導電率値
がこのレベル以上の出力に達した場合には、ルースパー
ツが発生したと判断して直ちに警報信号を警報表示器６
に発する。警報表示器６は警報設定器５からの警報信号
を受けると、警報及び表示作動をしてルースパーツの発
生を運転員に報知する。

【００１９】

【発明の効果】以上本発明によれば、ルースパーツの検
出精度が周囲環境の影響を受けず、しかも測定場所が原
子炉に限定されることなく一次冷却水中に混入したルー
スパーツの検出が確実に行えるので、原子力発電所にお
ける運転監視の信頼性が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原子力発電所のルースパーツモニタの
ブロック構成図。

【図２】塩素イオン測定装置の系統構成図。

【図３】ＮａＣｌ濃度と導電率との関連特性図。

【符号の説明】

１…導電率計、２…塩素イオン測定装置、３…演算器、
４…金属イオン用導電率計、５…警報設定器、６…警報
表示器、10…ヘッドタンク、11…ｐＨ調整器、12…電極
セル、13…塩素イオン電極、14…操作・監視盤。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原子炉一次冷却水の導電率を測定する導
   電率計と、同じく一次冷却水の塩素イオン測定装置と、
   この塩素イオン濃度の一次冷却水導電率への寄与率を換
   算処理する演算器と、この演算器の演算結果より金属イ
   オンの導電率を測定する金属イオン用導電率計と、金属
   イオン導電率が所定レベル以上の時に警報信号を発する
   警報設定器と、この警報設定器からの警報信号により警
   報，表示をする警報表示器からなることを特徴とする原
   子力発電所のルースパーツモニタ。