JPH06201885A - Operating condition monitoring system of plant - Google Patents

Operating condition monitoring system of plant

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JPH06201885A
JPH06201885A JP5160871A JP16087193A JPH06201885A JP H06201885 A JPH06201885 A JP H06201885A JP 5160871 A JP5160871 A JP 5160871A JP 16087193 A JP16087193 A JP 16087193A JP H06201885 A JPH06201885 A JP H06201885A
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plant
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sensor
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政則 酒井
Katsumi Mabuchi
勝美 馬渕
Toshiaki Arato
利昭 荒戸
Takuya Takahashi
卓也 高橋
Masakiyo Izumitani
雅▲清▼ 泉谷
Isao Masaoka
功 正岡
Yoshiyuki Kojima
慶享 児島
Masatoshi Inagaki
正寿 稲垣
Katsumi Osumi
克巳 大角
Makoto Hayashi
真琴 林
Fumio Sato
文夫 佐藤
Masateru Suwa
正輝 諏訪
Kimihiko Akahori
公彦 赤堀
Kenji Baba
研二 馬場
Hiroshi Yamauchi
博史 山内
Noriyuki Onaka
紀之 大中
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE:To precisely extract water quality information of high temperature water indispensable to operation condition monitoring of a nuclear power plant, a thermal power plant and the like by using a specific electrochemical reference electrode (ECP sensor) as a water quality sensor. CONSTITUTION:There is an EPC sensor, viz. a silver/silver halide reference electrode, on which alumina or zirconia 25 and silver halide 23 adhere to both the faces of a silver wire 26 and alumina coating 22, 24 is formed with a cataphoresis method thereon. A sensor part made as above-mentioned is lapped and protected with a guard 21 in which a slender hole is provided in the lower part thereof, an end of the silver wire 26 is electrically connected to a lead wire 31 and an upper part thereof is sealed with a glass 27. In addition, a space between the guard 21 and the lead wire 31 is filled with magnesia and an end part thereof is sealed with another glass 30. The sensor is fixed on a fixed member 29 of an instrumentation pipe of a nuclear reactor and the like and, because high temperature water of a plant is not directly brought into contact with a solid electrolyte (silver halide), its life is very long and reliability of data can be heightened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は原子力,火力プラント等
の水質データをin−situで採取して信頼度の高い診断を
行うことによりプラントの運転状態を監視するシステム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for monitoring the operating state of a plant by collecting in-situ water quality data of nuclear power plants, thermal power plants and the like and making highly reliable diagnosis.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開昭58−51312号公報及び米国特許4,5
52,718号にはプラント運転監視装置が記載されている。
2. Description of the Related Art JP-A-58-51312 and US Pat.
No. 52,718 describes a plant operation monitoring device.

【0003】しかし、上記特開昭58−51312 号において
水質に関する情報の入手方向,水質情報を評価するため
の方法、水質センサー相互の水質センサーからの情報を
総合的に評価し、水質を監視し、あるいは制御するため
のプラント監視制御システムについては記載がない。
又、米国特許4,552,718 号においては原子力プラント運
転の状態量(出力値,冷却水レベル,炉内温度等)に関
してのプラント運転制御方法、システムについては詳細
に述べられているが、水質そのもののセンシング方法,
評価方法,表示システム等を総合的に評価し、水質診断
制御するシステム技術は記載されていない。特開昭60−
183595号において原子炉冷却水中のpH(水素イオン濃
度)に着目し、冷却水中のpHを7.0から8.5の範囲
になるように調整しプラントを運転する方法が挙げられ
ているが、pHセンサーについての技術が明確でなく、
pHと他の水質情報との関係が明らかにされておらず、
制御する場合の表示方法についても明確でない。高温高
圧水中におけるECPセンサー (参照電極又は腐食電
位計)は近年、高温高圧水中における参照電極の総合文
献的なものであるリファレンス,エレクトロード,フォ
ー,ピー,ダブリュー,アール(1987年)コピーラ
イト(1987)エレクトリック,パワー,リサーチイン
ステイチュート,インク(Reference Electrode for PW
R,Copyright1987 Electric Power Reseatch Institut
e,Inc.)に論じられている。この文献の中で実際に使
用に供されているAg/AgCl ECPセンサーは内
部参照,外部参照を問わず銀塩化銀がCl-(塩素イオ
ン)を含む溶液の中に浸漬された構造のものである。
However, in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 58-51312, the direction of obtaining information on water quality, the method for evaluating the water quality information, the information from the water quality sensors mutually evaluated, and the water quality is monitored. Or, there is no description about the plant monitoring control system for controlling.
Further, US Pat. No. 4,552,718 describes in detail the plant operation control method and system regarding the state quantity (output value, cooling water level, reactor temperature, etc.) of nuclear plant operation, but the sensing method of the water quality itself. ,
The system technology for comprehensively evaluating the evaluation method, display system, etc., and controlling the water quality diagnosis is not described. JP 60-
No. 183595 focuses on the pH (hydrogen ion concentration) in the reactor cooling water and adjusts the pH of the cooling water to be in the range of 7.0 to 8.5. The technology about pH sensor is not clear,
The relationship between pH and other water quality information has not been clarified,
The display method when controlling is not clear. Recently, ECP sensor (reference electrode or corrosion potentiometer) in high temperature and high pressure water is a comprehensive literature of reference electrode in high temperature and high pressure water. Reference, Electrode, Pho, P, W, Earl (1987) Copyright ( 1987) Electric, Power, Research Institute, Inc. (Reference Electrode for PW
R, Copyright 1987 Electric Power Reseatch Institut
e, Inc.). The Ag / AgCl ECP sensor actually used in this document has a structure in which silver-silver chloride is immersed in a solution containing Cl (chlorine ion) regardless of internal reference or external reference. is there.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】Ag/AgCl電極は
電気化学計測の基本的かつ代表的な基準電極で温度係数
も小さく今日まで高温高圧水ではこの電極が用いられて
きた。しかしながら高温高圧水という厳しい環境下にお
いてシールの劣化に伴うCl- イオンの流出による電位
変動によるセンサー自身の劣化が問題であり、特に原子
炉内に装着し、定期点検の間隔で使用に耐えるレベルの
寿命をもったECPセンサーはない。
The Ag / AgCl electrode is a basic and typical reference electrode for electrochemical measurement, and has a small temperature coefficient. Until now, this electrode has been used for high temperature and high pressure water. However, in a severe environment of high temperature and high pressure water, deterioration of the sensor itself due to potential fluctuation due to Cl ion outflow due to deterioration of the seal is a problem, and in particular, it is installed in the reactor and is at a level that can be used at regular inspection intervals. No ECP sensor has a long life.

【0005】高温高圧水の水素イオン濃度センサー(p
Hセンサー)についてはジャーナルエレクトロケミカル
ソサイアティ132,1866(1985)(J.Electro
chem.Soc.,132,1866(1985))において論
じられているが炉内装着時において問題となるシール方
法をどうするか又は、センサーそのもの耐久性が問題で
ある。また、液絡をとらず、セラミック(空孔率はゼロ
に近い)の筒で高温水環境と遮断し、セラミックスの半
導体的性質を使いpHの計測をしているため極めて高い
インピーダンスとなり、ノイズに対する対策、筒内部と
高温水環境との遮断方法等課題が残されている。
Hydrogen ion concentration sensor for high temperature and high pressure water (p
H sensor), Journal Electro Chemical Society 132 , 1866 (1985) (J. Electro
Chem. Soc., 132 , 1866 (1985)), but what to do with the sealing method that becomes a problem when mounting in a furnace, or the durability of the sensor itself is a problem. In addition, since a ceramic tube (porosity is close to zero) is cut off from the high temperature water environment without taking a liquid junction, and the pH is measured using the semiconducting properties of ceramics, the impedance becomes extremely high, and it is effective against noise. There are still problems such as countermeasures and how to shut off the inside of the cylinder from the high temperature environment.

【0006】計測結果の評価方法,表示方法についても
同様に前記特開昭58−51312 号にプラント運転時のプラ
ントの状態量、例えば原子炉圧力,冷却水レベル等の各
状態量をコンピュータのCRTに特定の画像として表示
する手段が開示されているが、この場合も各状態をセン
シングする技術,水質情報をモニターする技術について
は何も触られておらず、又、水質情報の何と何を組み合
わせ、どのように評価すべきかについての手段は記載さ
れていない。
Regarding the evaluation method and the display method of the measurement result, the state quantity of the plant at the time of plant operation, for example, each state quantity such as the reactor pressure and the cooling water level is also described in Japanese Patent Laid-Open No. 58-51312 by a CRT of a computer. However, even in this case, nothing is touched on the technology for sensing each state and the technology for monitoring the water quality information, and the combination of the water quality information and what is , No means of how it should be evaluated.

【0007】また、水質をモニターし、水質データを制
御システムにフィードバックさせ水質を制御する際のセ
ンサー技術について配慮がなされておらず、入手するデ
ータの信頼性もしくはセンサーの耐久性の問題から水質
モニタリングシステム及び制御システムそのものが実際
問題として成立しないという現実的な問題があった。し
たがって信頼性を有するセンサーがないためプラントの
メカニカルな面、状態量からのプラント運転制御システ
ムに止まり、現在問題になっている水質因子を把握し制
御する技術に基づく評価,プラント法,モニタリングデ
ータ表示システムと表示画像に基づく評価方法、及びそ
の他の状態量、例えばポンプの異常音とそのポンプ近傍
の水質の状態量例えば温度等及び水質のモニタリングデ
ータ結果との総合的な観点に立っての配慮がなされてお
らず、プラント制御方法としては必要かつ十分な情報を
入手しプラントを運転できない技術課題があった。
[0007] In addition, no consideration has been given to the sensor technology for controlling the water quality by monitoring the water quality and feeding back the water quality data to the control system, and the water quality monitoring is performed from the problem of the reliability of the acquired data or the durability of the sensor. There was a practical problem that the system and control system itself did not hold as a practical problem. Therefore, since there is no reliable sensor, the plant operation control system can be stopped based on the mechanical aspects and state quantities of the plant, and evaluation, plant method, and monitoring data display based on the technology that grasps and controls the water quality factor that is currently a problem An evaluation method based on the system and display images, and other state variables, such as abnormal noise of the pump and the state amount of water quality near the pump, such as temperature and the result of monitoring data of water quality, should be considered from a comprehensive viewpoint. This has not been done, and there is a technical problem that the plant cannot be operated by obtaining necessary and sufficient information as a plant control method.

【0008】特開昭59−174748号公報には隔膜で仕切っ
たセル内に電解質を入れた電気化学セルが記載されてい
る。しかし、原子炉の炉水管理や火力プラントの水質管
理などのように高温度や環境が厳しい場所では隔膜の耐
熱性や耐久性が満足しうるものはなく、実用化するのが
困難である。
JP-A-59-174748 discloses an electrochemical cell in which an electrolyte is placed in a cell partitioned by a diaphragm. However, in places where the temperature and environment are severe, such as reactor water management and water quality management in thermal power plants, there are no satisfactory diaphragms in terms of heat resistance and durability, and it is difficult to put them into practical use.

【0009】特開昭58−215549号公報に記載のように、
溶存水素を分離定量することも考えられるが、選択性水
素透過膜を必要とするため、上記と同様な問題がある。
As described in JP-A-58-215549,
Although it is possible to separate and quantify the dissolved hydrogen, there is a problem similar to the above because a selective hydrogen permeable membrane is required.

【0010】エレクトロケミカル メソッド,ジョン
ウイリー アンド サンズ インク1980 ページ
553−573(Electrochemical Method,John Willy
&Sons,Inc.(1980)pp.553−573)は、
原子力プラントに用いるための電気化学測定装置が記載
されている。但し、原子炉内、プラント配管系に装着で
き、かつインピーダンスの低い参照電極特性を持った電
気化学セルについては記載がない。
Electrochemical Method, John
Wheelie and Sons, Inc. Page 1980
553-573 (Electrochemical Method, John Willy
& Sons, Inc. (1980) pp.553-573),
An electrochemical measuring device for use in a nuclear plant is described. However, there is no description about an electrochemical cell that can be mounted in a reactor or plant piping system and has a reference electrode characteristic with low impedance.

【0011】本発明の第1の目的は、原子力プラントや
火力プラントなどのように高温水を用いるプラントの運
転状態を監視するのに不可欠である高温水の水質情報を
精度良く抽出する手段を提供することである。
A first object of the present invention is to provide means for accurately extracting water quality information of high temperature water, which is indispensable for monitoring the operating state of plants using high temperature water such as nuclear power plants and thermal power plants. It is to be.

【0012】本発明の第2の目的は、プラントから水質
に直接関係する正確な情報を得ることが第1の目的であ
る。
A second object of the present invention is to obtain accurate information directly related to water quality from the plant.

【0013】本発明の第3の目的は、水質情報をもとに
既に蓄積された監視データと比較しプラントの状態変化
を予測し、必要な水質の制御を行うことができるシステ
ムを提供することである。
A third object of the present invention is to provide a system capable of predicting the state change of the plant by comparing the monitoring data already accumulated based on the water quality information and controlling the required water quality. Is.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、プラントの監視対象部に設置された電気
化学的水質センサーによる該対象部の水質に直接関係す
る情報を一定の期間連続的に抽出する手段と、この抽出
された情報に基づいて水質を評価する手段と、得られた
水質評価結果と予め定められたプラント運転操作の基準
値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分を表
示又は記録する手段とを具備することを特徴とするプラ
ント運転状態監視システムを提案するものである。一定
の期間として、少なくとも水質情報が予め設定された値
に達するまでの期間或いは少なくともその水質情報が予
め設定された値を推定することができる期間で少なくと
も3ケ月間連続して情報を測定できる期間である。好ま
しくは約1年毎の定期点検までの期間中連続して測定す
るものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an electrochemical water quality sensor installed in a monitored part of a plant to provide information directly related to the water quality of the target part for a certain period of time. A means for continuously extracting, a means for evaluating water quality based on the extracted information, a means for comparing the obtained water quality evaluation result with a predetermined plant operation reference value, and the comparison result The present invention proposes a plant operation state monitoring system characterized by comprising means for displaying or recording a necessary part of the above. As a fixed period, at least a period until the water quality information reaches a preset value or at least a period during which the water quality information can be estimated to be a preset value, and a period in which information can be continuously measured for at least 3 months Is. Preferably, the measurement is continuously performed during the period up to the periodic inspection about every one year.

【0015】上記水質センサーは、プラントの監視対象
部に設置され、該監視対象部の高温水とセンサーの電解
質とが電気化学的に接触するが該電解質の高温水に対す
る溶解を実質的に抑制する多孔質材を介して配置されて
いる。
The water quality sensor is installed in the monitored part of the plant, and the hot water of the monitored part and the electrolyte of the sensor come into electrochemical contact with each other, but substantially suppress the dissolution of the electrolyte in the hot water. It is arranged via a porous material.

【0016】電気化学的水質センサーをプラントの監視
対象部に設置し、高耐久性,高信頼性かつ、実機装着容
易な参照電極(ECPセンサー)及びpHセンサー(水
素イオン濃度計)及びこの参照電極をもとに溶存酸素,
過酸化水素等を定量できる電気化学セル又はセンサを開
発し、電気化学計測等に基づく、数々の水質モニタリン
グデータ(pH,腐食電位,溶存酸素溶存水素,溶存過
酸化水素,溶液伝導度等)と他のクラックセンサーとの
併用によりセンサーシステムとしての手段を確立するこ
とができる。本発明はこれらのモニタリングデータの2
種以上を一つのセンサーとして設けることもできるの
で、同一個所で測定することができ、それによりより精
度の高い情報を得ることができる。
A reference electrode (ECP sensor), a pH sensor (hydrogen ion concentration meter), and this reference electrode, which have high durability, high reliability, and are easy to mount on an actual equipment, are provided by installing an electrochemical water quality sensor in the monitored part of the plant. Based on the dissolved oxygen,
We have developed an electrochemical cell or sensor that can quantify hydrogen peroxide, etc., and have various water quality monitoring data (pH, corrosion potential, dissolved oxygen dissolved hydrogen, dissolved hydrogen peroxide, solution conductivity, etc.) based on electrochemical measurement. A means as a sensor system can be established by using it together with another crack sensor. The present invention provides two of these monitoring data
Since it is possible to provide more than one species as one sensor, it is possible to measure at the same location, and thereby more accurate information can be obtained.

【0017】本発明で用いられる電気化学的参照電極の
構成は、電極材のイオンを含む電解質層と、それを取り
囲む液体不透過性の多孔質セラミック層と、該電解質層
に電気化学的に接触する電極材と、該電極材に電気的に
接続された端子とを備えており、これにより電気化学セ
ルとして参照電極のインピーダンスを下げることに成功
し、作用極,対極,参照極の3電極系または2電極系の
電気化学センサーとして用いることができる。
The electrochemical reference electrode used in the present invention is composed of an electrolyte layer containing ions of an electrode material, a liquid impermeable porous ceramic layer surrounding the electrolyte layer, and an electrochemical contact with the electrolyte layer. And a terminal electrically connected to the electrode material, which succeeds in reducing the impedance of the reference electrode as an electrochemical cell, and has a three-electrode system including a working electrode, a counter electrode, and a reference electrode. Alternatively, it can be used as a two-electrode type electrochemical sensor.

【0018】また、そのセラミック層を取り囲む液体不
透過性の耐熱性多孔質被覆層を設けてもよい。更に、電
極材のハロゲン化物からなる電解質層と、それを取り囲
む液体不透過性の多孔質セラミック層と、該電解質層に
電気化学的に接触する電極材と、該セラミック層を保護
し、該セラミック層の一部が被検査液体と接触しうるよ
うに露出するシースと、該電極材に電気的に接続された
端子とを備えた電気化学的参照電極を用いることもでき
る。
A liquid-impermeable, heat-resistant porous coating layer surrounding the ceramic layer may be provided. Further, an electrolyte layer made of a halide of an electrode material, a liquid-impermeable porous ceramic layer surrounding the electrolyte layer, an electrode material that makes electrochemical contact with the electrolyte layer, and the ceramic layer are protected and It is also possible to use an electrochemical reference electrode having a sheath in which a part of the layer is exposed so as to come into contact with the liquid to be inspected, and a terminal electrically connected to the electrode material.

【0019】具体的な電気化学的参照電極の構成例とし
ては、電極材の陽イオンとハロゲンイオンを含む固体電
解質層と、それを取り囲む多孔質セラミック層と、該多
孔質セラミック層を取り囲む液体不透過性イオン透過性
の多孔質絶縁層と、該電解質層に電気化学的に接触する
金属電極材と、該セラミック層を保護し、該セラミック
層の一部が被検査液体と接触しうるように露出するシー
スと、該電極材に電気的に接続された端子とを備えたも
のがある。固体電解質層としてはハロゲン化金属/金属
の他に、電極金属材の酸化物/金属の組合わせでもよ
い。
As a concrete example of the constitution of the electrochemical reference electrode, a solid electrolyte layer containing cations and halogen ions of the electrode material, a porous ceramic layer surrounding the solid electrolyte layer, and a liquid electrolyte surrounding the porous ceramic layer. Permeable ion-permeable porous insulating layer, metal electrode material that electrochemically contacts the electrolyte layer, and protects the ceramic layer so that part of the ceramic layer can contact the liquid to be tested. Some include an exposed sheath and a terminal electrically connected to the electrode material. The solid electrolyte layer may be a combination of an oxide / metal of an electrode metal material, in addition to the metal halide / metal.

【0020】本発明者らは充分な精度,耐久性がありか
つコンパクトで空孔率調整可能なセラミックスコート型
センサー及び本発明のセンサーを参照電極とする電気化
学センサーを開発し、これにより展開可能な一連のセン
サーシステム構成により得られるin−situのデータを相
互に検討し合い、評価方法をより具体的且つシステム化
することにより、水質診断及び水質制御を可能にしたも
のである。
The present inventors have developed a ceramics-coated sensor which has sufficient accuracy and durability, is compact, and is capable of adjusting porosity, and an electrochemical sensor using the sensor of the present invention as a reference electrode. The in-situ data obtained by such a series of sensor system configurations are mutually examined and the evaluation method is made more concrete and systematic, thereby enabling water quality diagnosis and water quality control.

【0021】演算処理装置によって監視され陰極線管表
示器に表示される水質診断データはセラミックスコート
型又は樹脂コート型のセンサーシステムにより水質情報
を的確に反映し、誤情報を提供することがないので操作
員は水質情報の表示システムから得られる結果を即プラ
ント水質の運転制御にフィードバックし、的確な水質,
プラント運転管理ができる。
The water quality diagnostic data monitored by the arithmetic processing unit and displayed on the cathode ray tube display accurately reflects the water quality information by the ceramic coating type or resin coating type sensor system and does not provide erroneous information. The staff immediately feeds back the results obtained from the water quality information display system to the operation control of the plant water quality,
Can manage plant operation.

【0022】センサーシステムからの的確な高精度の水
質情報入手技術確立により、データの相互関係と表示シ
ステム,評価基準とを設定することが可能になり高次元
での水質,プラント運転管理が可能になる。
By establishing the technology for obtaining accurate and accurate water quality information from the sensor system, it becomes possible to set the mutual relation of data, the display system, and the evaluation standard, and it becomes possible to manage water quality and plant operation in a high dimension. Become.

【0023】単一又は複数のセンサーとして銀/ハロゲ
ン化銀又は硫酸銀電極または単一銀電極を直接セラミッ
クス、樹脂の微粉末を加圧整形し、表面に密着コートし
たもの又はプラズマプレー又は電気泳動法又はその両者
を用いる手段又は他の方法により溶液が含浸するだけの
空孔率がある、セラミックス系材で直接表面をコートさ
れた構造を有することにより、ハロゲン化イオン溶液に
浸漬させない手段により該センサーを基準電極(参照電
極あるいはECPセンサー)としての電位を示すセンサ
ーとして用いることができる。
A silver / silver halide or silver sulfate electrode or a single silver electrode as a single or a plurality of sensors, which is directly pressure-shaped on a fine powder of ceramics or resin and adhered on the surface, or plasma play or electrophoresis. Method or both of them, or having a porosity enough to be impregnated with the solution by another method, and having a structure in which the surface is directly coated with a ceramic-based material, thereby preventing it from being dipped in a halide ion solution. The sensor can be used as a sensor showing a potential as a standard electrode (reference electrode or ECP sensor).

【0024】またpHセンサーとして、銀/酸化銀,白
金/酸化第2タリウム(Tl23),水銀/酸化水銀,
銅/酸化銅,イリジウム/Ir23,IrO2 を直接セ
ラミックスコートし、又はセラミックス、樹脂の微粉末
を圧縮成形し、表面のコートしたもので溶液の水素イオ
ン濃度pHに対して電位応答を示すように構成したセン
サーを用いることができる。従ってpH一定条件又はp
H変動が無視できるレベルの場合は原理的にpHセンサ
ーはECPセンサーの機能をみたす。前記ECPンサー及
びpHセンサーの両方を設置することが実際的である。
As the pH sensor, silver / silver oxide, platinum / thallium oxide (Tl 2 O 3 ), mercury / mercury oxide,
Copper / copper oxide, iridium / Ir 2 O 3 and IrO 2 are directly coated with ceramics, or fine powders of ceramics and resin are compression-molded and the surface is coated to show a potential response to the hydrogen ion concentration pH of the solution. A sensor configured as shown can be used. Therefore, pH constant condition or p
When the H fluctuation is at a negligible level, the pH sensor basically fulfills the function of the ECP sensor. It is practical to install both the ECP sensor and the pH sensor.

【0025】ECPセンサー及びpHセンサーのいずれ
か一方又は両方あるいは複数個を原子炉炉心・計装管近
傍,セパレータ又はその近傍,ミキシングプレナム、又
まその近傍,ダウンカマ又はその近傍,ジエットポンプ
又はその近傍,下部プレナム又はその近傍あるいは冷却
水配管系に設置するのがよい。
Either or both or a plurality of ECP sensors and / or pH sensors may be provided in the vicinity of the reactor core / instrumentation pipe, the separator or its vicinity, the mixing plenum, or its vicinity, the downcomer or its vicinity, the jet pump or its vicinity. It should be installed in or near the lower plenum or in the cooling water piping system.

【0026】また、原子力プラント配管系炉内にガス例
えば、酸素,水素又は薬剤を注入して水質を制御する手
段を設置する。少なくともそれぞれ1個の作用電極,参
照電極(ECPセンサー)及び対極から成る三電極系又
はその内の二電極を用いた二極系を用い、溶液中に存在
する溶存化学種を電気化学分析する手段を具備してもよ
い。
In addition, a means for injecting gas such as oxygen, hydrogen or chemicals to control the water quality is installed in the nuclear power plant piping system furnace. Means for electrochemically analyzing dissolved species present in a solution using a three-electrode system consisting of at least one working electrode, a reference electrode (ECP sensor) and a counter electrode or a two-electrode system using two electrodes therein May be provided.

【0027】[0027]

【作用】水質分析及び分析結果データの取り込み、表示
を全て演算処理装置,プリンタ,プロッタ,陰極線管表
示システム(CRT)を用いて行うことができる、クラ
ックセンサーを含め計7種の水質センサー、つまり溶存
水素(DH),溶存酸素(DO),(pH),(EC
P),溶液伝導度(S)溶存過酸化水素DH22センサ
ーを適宜組合わせて設置する。(以下クラックセンサー
は(M),溶存水素は(DH),溶存酸素は(DO),
溶液伝導度は(S),溶存過酸化水素は(DH22)と
して表わす。)7種のセンサーの内2種類のセンサーか
ら水質診断データを選定し、陰極線管表示システム,プ
リンタ,プロッタ及びレコーダ表示をもとにして予め入
力された基準値との比較検討を行い、水質を診断制御す
る。
[Function] A total of seven types of water quality sensors, including crack sensors, which can perform water quality analysis and data acquisition and display using an arithmetic processing unit, a printer, a plotter, and a cathode ray tube display system (CRT), that is, Dissolved hydrogen (DH), dissolved oxygen (DO), (pH), (EC
P), solution conductivity (S) Dissolved hydrogen peroxide DH 2 O 2 sensor is installed in appropriate combination. (Hereinafter, crack sensor is (M), dissolved hydrogen is (DH), dissolved oxygen is (DO),
Solution conductivity is represented by (S) and dissolved hydrogen peroxide is represented by (DH 2 O 2 ). ) Water quality diagnostic data is selected from two of the seven types of sensors, and the water quality is compared with the reference values entered in advance based on the cathode ray tube display system, printer, plotter and recorder display. Diagnostic control.

【0028】(DO)と(ECP)のCRT及びプリン
タ,プロッタ及びレコーダ表示をもとにして水質を診断
制御することができる。水質分析及び分析結果データの
取り込み、表示を全て演算処理装置,プリンタ,プロッ
タ及び陰極線管表示システムを用いて行う。
Water quality can be diagnostically controlled based on (DO) and (ECP) CRTs and printer, plotter and recorder displays. All of the water quality analysis and analysis result data acquisition and display are performed using an arithmetic processing unit, a printer, a plotter, and a cathode ray tube display system.

【0029】水質環境中できれつの進展量を測定するク
ラックセンサー,溶存水素センサー,溶存酸素センサ
ー,腐食電位計又は参照電極(ECPセンサー)溶液伝
導計,溶存過酸化水素センサー等複数のセンサーを組合
わせて使用する。
A plurality of sensors, such as a crack sensor, a dissolved hydrogen sensor, a dissolved oxygen sensor, a corrosion potential meter or a reference electrode (ECP sensor) solution conductivity meter, and a dissolved hydrogen peroxide sensor, which measure the amount of development in the water environment, are assembled. Use together.

【0030】種々のセンサーの組合わせと表示手段等と
の組合わせの例を説明すれば以下の通りである。
An example of a combination of various sensors and a display means will be described below.

【0031】(1)(DH)と(DO)のCRT及びプリ
ンタ,プロッタ、及びレコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。
(1) The water quality is diagnostically controlled on the basis of the CRT of (DH) and (DO) and the display of the printer, plotter, and recorder.

【0032】(2)(DH)と(pH)のCRT及びプリ
ンタ,プロッタ、及びレコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。
(2) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DH) and (pH) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0033】(3)(DH)と溶液伝導度(S)のCRT
及びプリンタ,プロッタ、及びレコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(3) CRT of (DH) and solution conductivity (S)
Also, the water quality is diagnostically controlled based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0034】(4)(DH)とクラックセンサーの亀裂進
展量(M)のCRT及びプリンタ,プロッタ、及びレコ
ーダ表示を基にして水質を診断制御する。
(4) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT, the printer, the plotter, and the recorder display of (DH) and the crack growth amount (M) of the crack sensor.

【0035】(5)(DH)と(DH22)のCRT及び
プリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。
(5) Based on the CRT of (DH) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder, the water quality is diagnostically controlled.

【0036】(6)(DH)と(pH)のCRT及びプリ
ンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制
御する。
(6) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DH) and (pH) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0037】(7)(DH)と(S)のCRT及びプリン
タ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。
(7) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT and printer, plotter, and recorder displays of (DH) and (S).

【0038】(8)(DO)と(M)のCRT及びプリン
タ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。
(8) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DO) and (M) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0039】(9)(DO)と(DH22)のCRT及び
プリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。
(9) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DO) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0040】(10)(DO)と(ECP)のCRT及びプ
リンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。
(10) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DO) and (ECP) and the display of the printer, plotter, and recorder.

【0041】(11)(pH)と(ECP)のCRT及びプ
リンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。
(11) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (pH) and (ECP) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0042】(12)(pH)と(S)のCRT及びプリン
タ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。
(12) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (pH) and (S) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0043】(13)(pH)と(M)のCRT及びプリン
タ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。
(13) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (pH) and (M) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0044】(14)(pH)と(DH22)のCRT及び
プリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。
(14) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (pH) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0045】(15)(ECP)と(S)のCRT及びプリ
ンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制
御する。
(15) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (ECP) and (S) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0046】(16)(ECP)と(M)のCRT及びプリ
ンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制
御する。
(16) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (ECP) and (M) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0047】(17)(ECP)と(DH22)のCRT及
びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。
(17) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (ECP) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0048】(18)(S)と(M)のCRT及びプリン
タ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。
(18) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT and printer, plotter, and recorder displays of (S) and (M).

【0049】(19)(S)と(DH22)のCRT及びプ
リンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。
(19) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (S) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0050】(20)(M)と(DH22)のCRT及びプ
リンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。
(20) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (M) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0051】(21)(DH)と(DO)と(pH)のCR
T及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。
(21) CR of (DH), (DO) and (pH)
Water quality is diagnostically controlled based on T, printer, plotter, and recorder display.

【0052】(22)(DH)と(DO)と(ECP)のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(22) C of (DH), (DO) and (ECP)
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0053】(23)(DH)と(DO)と(S)のCRT
及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。
(23) CRT of (DH), (DO) and (S)
It also controls the water quality based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0054】(24)(DH)と(DO)と(M)のCRT
及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。
(24) CRT of (DH), (DO) and (M)
It also controls the water quality based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0055】(25)(DH)と(DO)と(DH22)の
CRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。
(25) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DH), (DO) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0056】(26)(DH)と(pH)と(SCP)のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(26) C of (DH), (pH) and (SCP)
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0057】(27)(DH)と(pH)と(S)のCRT
及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。
(27) CRT of (DH), (pH) and (S)
It also controls the water quality based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0058】(28)(DH)と(pH)と(M)のCRT
及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。
(28) CRT of (DH), (pH) and (M)
It also controls the water quality based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0059】(29)(DH)と(pH)と(DH22)の
CRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。
(29) Water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DH), (pH) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0060】(30)(DH)と(ECP)と(S)のCR
T及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。
(30) CR of (DH), (ECP) and (S)
Water quality is diagnostically controlled based on T, printer, plotter, and recorder display.

【0061】(31)(DH)と(ECP)と(DH22
のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。
(31) (DH) and (ECP) and (DH 2 O 2 )
Water quality is diagnostically controlled based on the CRT, printer, plotter, and recorder display.

【0062】(32)(DH)と(S)と(M)のCRT及
びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。
(32) Based on the CRT of (DH), (S) and (M) and the display of the printer, plotter and recorder, the water quality is diagnostically controlled.

【0063】(33)(DH)と(S)と(DH22)のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(33) C of (DH), (S) and (DH 2 O 2 ).
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0064】(34)(DH)と(DCB)と(DH22
のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。
(34) (DH) and (DCB) and (DH 2 O 2 )
Water quality is diagnostically controlled based on the CRT, printer, plotter, and recorder display.

【0065】(35)(DO)と(pH)と(ECP)のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(35) C of (DO), (pH) and (ECP)
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0066】(36)(DO)と(pH)と(S)のCRT
及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。
(36) CRT of (DO), (pH) and (S)
It also controls the water quality based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0067】(37)(DO)と(pH)と(M)のCRT
及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。
(37) CRT of (DO), (pH) and (M)
It also controls the water quality based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0068】(38)(DO)と(pH)と(DH22)の
CRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。
(38) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DO), (pH) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0069】(39)(DO)と(ECP)と(S)のCR
T及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。
(39) CR of (DO), (ECP) and (S)
Water quality is diagnostically controlled based on T, printer, plotter, and recorder display.

【0070】(40)(DO)と(ECP)と(M)のCR
T及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。
(40) CR of (DO), (ECP) and (M)
Water quality is diagnostically controlled based on T, printer, plotter, and recorder display.

【0071】(41)(DO)と(ECP)と(DH22
のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。
(41) (DO), (ECP) and (DH 2 O 2 )
Water quality is diagnostically controlled based on the CRT, printer, plotter, and recorder display.

【0072】(42)(DO)と(S)と(M)のCRT及
びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。
(42) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (DO), (S) and (M) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0073】(43)(DO)と(S)と(DH22)のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(43) C of (DO), (S) and (DH 2 O 2 ).
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0074】(44)(DO)と(DCB)と(DH22
のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。
(44) (DO), (DCB) and (DH 2 O 2 )
Water quality is diagnostically controlled based on the CRT, printer, plotter, and recorder display.

【0075】(45)(pH)と(ECP)と(S)のCR
T及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。
(45) CR of (pH), (ECP) and (S)
Water quality is diagnostically controlled based on T, printer, plotter, and recorder display.

【0076】(46)(pH)と(ECP)と(M)のCR
T及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。
(46) CR of (pH), (ECP) and (M)
Water quality is diagnostically controlled based on T, printer, plotter, and recorder display.

【0077】(47)(pH)と(ECP)と(DH22
のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。
(47) (pH), (ECP) and (DH 2 O 2 )
Water quality is diagnostically controlled based on the CRT, printer, plotter, and recorder display.

【0078】(48)(pH)と(S)と(M)のCRT及
びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。
(48) Based on the CRT of (pH), (S) and (M) and the display of the printer, plotter and recorder, the water quality is diagnostically controlled.

【0079】(49)(pH)と(M)と(DH22)のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(49) C of (pH), (M) and (DH 2 O 2 ).
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0080】(50)(pH)と(M)と(DH22)のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(50) (pH), (M) and C of (DH 2 O 2 ).
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0081】(51)(ECP)と(S)と(M)のCRT
及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。
(51) CRT of (ECP), (S) and (M)
It also controls the water quality based on the printer, plotter, and recorder displays.

【0082】(52)(ECP)と(S)と(DH22)の
CRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。
(52) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of (ECP), (S) and (DH 2 O 2 ) and the display of the printer, plotter and recorder.

【0083】(53)(S)と(M)と(DH22)のCR
T及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。
(53) CR of (S), (M) and (DH 2 O 2 ).
Water quality is diagnostically controlled based on T, printer, plotter, and recorder display.

【0084】(54)水質分析結果の溶存水素濃度(DH)
の経時変化のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ
表示を基にして水質を診断制御する。
(54) Dissolved hydrogen concentration (DH) as a result of water quality analysis
The water quality is diagnostically controlled based on the CRT and the printer, plotter, and recorder display of the change over time.

【0085】(55)水質分析結果中の(DO)の経時変化
のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。
(55) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT and the printer, plotter, and recorder display of the change with time (DO) in the water quality analysis result.

【0086】(56)水質分析結果中のpHの経時変化のC
RT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。
(56) C of pH change with time in the results of water quality analysis
Water quality is diagnostically controlled based on RT, printer, plotter, and recorder display.

【0087】(57)ECP経時変化のCRT及びプリン
タ,プロッタ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。
(57) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT, printer, plotter, and recorder display of the ECP change over time.

【0088】(58)水系の溶液伝導度(S)の経時変化の
CRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。
(58) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT and the printer, plotter, and recorder display of the change over time of the aqueous solution conductivity (S).

【0089】(59)DCBセンサーの測定結果(M)の経
時変化のCRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示
を基にして水質を診断制御する。
(59) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT of the measurement result (M) of the DCB sensor and the display of the printer, plotter, and recorder.

【0090】(60)水質分析結果の溶存過酸過水素濃度
(DH22)の経時変化のCRT及びプリンタ,プロッ
タ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御する。
(60) The water quality is diagnostically controlled based on the CRT and the printer, plotter, and recorder display of the change with time of the dissolved perhydrogen peroxide concentration (DH 2 O 2 ) of the water quality analysis result.

【0091】それぞれ2種類の分析データの経時変化の
CRT及びプリンタ,プロッタ,レコーダ表示を基にし
て水素を診断制御してもよい。また、それぞれ3種類の
分析データの経時変化のCRT及びプリンタ,プロッ
タ,レコーダ表示を基にして水質を診断制御することが
できる。
Hydrogen may be diagnostically controlled based on the CRT and the printer, plotter, and recorder display of the time-dependent change of each of two types of analysis data. Further, the water quality can be diagnosed and controlled based on the CRT, the printer, the plotter, and the recorder display of the time-dependent changes of the three types of analysis data.

【0092】水質診断制御は本発明による電気化学セル
内において、ランダムパルスボルタンメトリー又は複数
種のボルタンメトリーを用いて水質分析を行うことによ
り水質を制御する。ランダムボルタンメトリーではデー
タ圧縮法とニューラルネットワークを用いた。複数種の
ボルタンメトリーの内、リバースパルス,ノーマルパル
ス,ディファレンシャルパルス,スクウェアウェイブ,
ノーマルディファレンシャルパルスの計5種のパルスボ
ルタンメトリーのいずれかを使う。複数種のボルタンル
メリー又は上記パターン認識に基づくランダムパルスボ
ルタンメトリーを使いO2 ,H2 ,H22を同時定量す
ることにより水質を制御する。更に炉浄化樹脂の分解生
成物であるSO4 2- ,Cl,Na等の分析結果も合わせ
て表示し、予め入力した基準値と比較して水質を制御す
る。
In the water quality diagnostic control, the water quality is controlled by performing water quality analysis using random pulse voltammetry or plural kinds of voltammetry in the electrochemical cell according to the present invention. In random voltammetry, data compression method and neural network were used. Among multiple types of voltammetry, reverse pulse, normal pulse, differential pulse, square wave,
Use one of the five types of pulse voltammetry for normal differential pulses. Controlling the water quality by the O 2, H 2, H 2 O 2 using a random pulse voltammetry to simultaneous determination based on Borutanrumeri or the pattern recognition of a plurality of types. Furthermore, the analysis results of SO 4 2− , Cl, Na, etc., which are decomposition products of the furnace purification resin, are also displayed, and the water quality is controlled by comparing with the reference value input in advance.

【0093】原子炉一次冷却系水素の溶存O2 ガスデー
タに基づき蒸気発生器へのN24(ヒドラジン)注入量
を制御する機能を有する。原子炉一次冷却水系の溶存H
22データに基づき、H2 ガスの注入量を制御してゆ
く。H2 ,O2 ,H22の測定データに基づいて注入H
2 ガス注入量を制御してもよい。原子炉一次冷却水系の
溶存H2 量をもとにH2 ガスの注入量を制御する。原子
炉一次冷却水系の溶存O2 ガス量を基に原子炉一次冷却
水中へのH2 ガス注入量を制御する。また、原子炉一次
冷却水中の溶存H22量を基に原子炉一次冷却水中への
2 ガス注入量を制御する。原子力プラントの核燃料集
合体のZr合金部材の電位を検出し腐食量をモニターす
ることもできる。
It has a function of controlling the amount of N 2 H 4 (hydrazine) injection into the steam generator based on the dissolved O 2 gas data of hydrogen in the primary reactor cooling system. Dissolved H in the reactor primary cooling water system
The injection amount of H 2 gas is controlled based on the 2 O 2 data. Injection H based on measurement data of H 2 , O 2 and H 2 O 2
2 The gas injection amount may be controlled. The injection amount of H 2 gas is controlled based on the amount of dissolved H 2 in the reactor primary cooling water system. The amount of H 2 gas injected into the reactor primary cooling water is controlled based on the amount of dissolved O 2 gas in the reactor primary cooling water system. Further, the injection amount of H 2 gas into the reactor primary cooling water is controlled based on the amount of dissolved H 2 O 2 in the reactor primary cooling water. It is also possible to detect the potential of the Zr alloy member of the nuclear fuel assembly of the nuclear power plant and monitor the amount of corrosion.

【0094】本発明におけるセンサーは原子炉内の他、
原子炉と復水器との間の配管系,給水系,脱気系にも設
けることができ、その水質の制御を行うことができる。
また火力プラントにおいても同様に水質制御にも使用で
きる。
The sensor in the present invention is used in the reactor as well as
It can also be installed in the piping system between the reactor and the condenser, the water supply system, and the deaeration system, and the water quality can be controlled.
It can also be used for water quality control in thermal power plants.

【0095】[0095]

【実施例】【Example】

実施例1 本実施例は図1に示すBWRプラントの原子炉内に図2
に示すECPセンサーを原子炉内計装管を通して装着
し、この水質環境下における炉内構造材の腐食電位をE
CPセンサーの電位(AgCl+e→Ag+Cl- 等の
反応に対応)を基準にして経時変化を測定し、原子炉内
の水質制御を試みた例である。図1においてECPセン
サー2は原子炉圧力容器12内の炉心3の炉内計装管4
の燃料装荷部に挿入されている。1はドライヤ、5がポ
テンショスタット電気化学インターフェース、6がコン
ピュータ演算処理自動制御装置、7が遠隔制御指令装置
及び分析結果表示出力装置、8がガス,薬品注入系、9
がタービン、10が原子炉給水配管、11が原子炉再循
環系である。尚、タービン9とガス薬品注入系8との間
に復水器,脱塩器,低圧・高圧給水加熱器,脱気器(火
力の場合)があるが省略されている。
Example 1 This example is shown in FIG. 2 in the reactor of the BWR plant shown in FIG.
Attach the ECP sensor shown in Fig. Through the instrumentation pipe in the nuclear reactor, and measure the corrosion potential of the structural materials in the reactor under this water environment by E
This is an example of attempting to control the water quality in the reactor by measuring the change over time based on the potential of the CP sensor (corresponding to the reaction of AgCl + e → Ag + Cl −, etc.). In FIG. 1, an ECP sensor 2 is an in-core instrumentation pipe 4 of a core 3 in a reactor pressure vessel 12.
Has been inserted into the fuel loading section of the. 1 is a dryer, 5 is a potentiostat electrochemical interface, 6 is a computer arithmetic processing automatic control device, 7 is a remote control command device and analysis result display output device, 8 is a gas / chemical injection system, 9
Is a turbine, 10 is a reactor water supply pipe, and 11 is a reactor recirculation system. A condenser, a demineralizer, a low pressure / high pressure feed water heater, and a deaerator (in the case of thermal power) are provided between the turbine 9 and the gas chemical injection system 8, but they are omitted.

【0096】図2に本発明のECPセンサーの構成を示
す。本銀/ハロゲン化銀電極はKCl等を含む溶液層を構
成要素として全く持っていない。
FIG. 2 shows the structure of the ECP sensor of the present invention. This silver / silver halide electrode has no solution layer containing KCl or the like as a constituent element.

【0097】図において、銀線26の両面にアルミナま
たはジルコニアをCVD法により被着し、セラミックコ
ーティングを形成しない部分にハロゲン化銀(AgC
l,AgBr又はAgI)23を付着させてある。ハロ
ゲン化銀を付着させたあと、その表面に電気泳動法など
で厚さ数百μm、空孔率70%以下のアルミナコーティ
ング22を形成する。更にその外周にプラズマスプレイ
法又圧縮成形などで厚さ数mm、空孔率10%以下のアル
ミナコーティング24を形成する。ハロゲン化銀を用い
ない場合は、銀線26を直接セラミックス層24,25
でコーティングする構造でもECPセンサーの機能を有
する。
In the figure, alumina or zirconia is deposited on both sides of the silver wire 26 by the CVD method, and silver halide (AgC
1, AgBr or AgI) 23 is attached. After depositing the silver halide, an alumina coating 22 having a thickness of several hundred μm and a porosity of 70% or less is formed on the surface thereof by an electrophoresis method or the like. Further, an alumina coating 24 having a thickness of several mm and a porosity of 10% or less is formed on the outer periphery thereof by plasma spraying or compression molding. When the silver halide is not used, the silver wire 26 is directly connected to the ceramic layers 24 and 25.
Even with the structure coated with, it has the function of an ECP sensor.

【0098】このようにしてできたセンサー部を、下部
に細孔を設けたSUS316L ガード21で包み、センサー部
を保護する。銀線26の一端はSUS316L でできたリード
線31に電気的に接続されている。センサー部の上部は
ガラス27で封止されている。また、ガード21とリー
ド線31との空間にはマグネシア28が充填され両者を
絶縁し、かつ端部はガラス30でシールされている。
The sensor section thus formed is covered with a SUS316L guard 21 having pores at the bottom to protect the sensor section. One end of the silver wire 26 is electrically connected to a lead wire 31 made of SUS316L. The upper part of the sensor unit is sealed with glass 27. The space between the guard 21 and the lead wire 31 is filled with magnesia 28 to insulate the two, and the ends are sealed with glass 30.

【0099】このセンサーは計装管内の固定部材29な
どに固定され、かつケーブル32でセンサーの信号を外
部に取り出す。このように構成したセンサーによれば、
プラントの高温水が直接固体電解質(ハロゲン化銀)と
接触しないので、極めて寿命が長い。従ってプラントの
点検から次の点検までプラントの高温水中にセンサーを
設置し連続的に水質に関する直接的データを入手するこ
とができ、データの信頼性は著しく向上する。
This sensor is fixed to a fixing member 29 or the like in the instrumentation pipe, and a signal of the sensor is taken out by a cable 32. According to the sensor configured in this way,
The high temperature water of the plant does not come into direct contact with the solid electrolyte (silver halide), so the life is extremely long. Therefore, from the inspection of the plant to the next inspection, a sensor can be installed in the hot water of the plant to continuously obtain direct data on the water quality, and the reliability of the data is significantly improved.

【0100】図3はECPセンサーを用いて原子炉内構
造材の腐食電位を時間に対して表示したものであり図1
の分析結果表示システム(陰極線管表示システム)7に
全期間連続的に出力されたものである。電位は連続的に
表示されるので、予め設定された値に対して約4.5 ケ
月後に設定値に達しガス注入系8より水素ガスを炉内に
直接注入するもので、それにより炉内構造材の腐食電位
が応答良く低下し、腐食抑制に十分水質診断制御システ
ムが役立っていることがわかる。図から分かるように、
水質を連続的に表示するので、少なくとも3ケ月間連続
的に表示することにより設定値に対して適切な制御が出
来る。
FIG. 3 shows the corrosion potential of the structural material in the reactor with respect to time using the ECP sensor.
The results are continuously output to the analysis result display system (cathode ray tube display system) 7 for all periods. Since the electric potential is displayed continuously, the set value is reached about 4.5 months after the preset value and hydrogen gas is directly injected into the furnace from the gas injection system 8. It can be seen that the corrosion potential of the material decreases with good response, and that the water quality diagnostic control system is sufficiently useful for corrosion inhibition. As you can see from the figure,
Since the water quality is displayed continuously, it is possible to properly control the set value by displaying it continuously for at least three months.

【0101】図4に示すように炉内計装管内に装着され
たもう一本の同一のECPセンサーとの間の電位差は長
時間表示システム7に現われず、このECP計が優れた
安定性,耐久性をもっていることがわかる。
As shown in FIG. 4, the potential difference between the ECP sensor and another identical ECP sensor mounted in the in-core instrumentation pipe does not appear in the display system 7 for a long time, and this ECP meter has excellent stability, You can see that it has durability.

【0102】実施例2 本実施例は水素イオン濃度計を図1に示す炉内計装管に
装着したものである。この水素イオン濃度計の電位を図
2に示す基準電位を与えるECPセンサーの電位に対し
て測定することにより、溶液の水素イオン濃度に対応し
た電位出力が得られる。ここで用いた水素イオン濃度計
の構成は図2に示したものと同一で、異なる点は図2に
おけるハロゲン化銀の代りに金属酸化物(Pt/Tl2
3,Ag/Ag2O,Hg/Hg2O,Cu/Cu2O,
Cu/CuO,Ir/Ir23 またはIr/IrO2)
を用いたことである。
Example 2 In this example, a hydrogen ion concentration meter is mounted on the in-core instrumentation tube shown in FIG. The potential output corresponding to the hydrogen ion concentration of the solution can be obtained by measuring the potential of the hydrogen ion concentration meter against the potential of the ECP sensor that gives the reference potential shown in FIG. The structure of the hydrogen ion densitometer used here is the same as that shown in FIG. 2, except that a metal oxide (Pt / Tl 2
O 3 , Ag / Ag 2 O, Hg / Hg 2 O, Cu / Cu 2 O,
Cu / CuO, Ir / Ir 2 O 3 , or Ir / IrO 2)
Was used.

【0103】図5にpH(水素イオン濃度の対数)経時
変化を示す。表示システム7に出力された図5のpHの
若干の低下時に注入システム8から約14ケ月でアルカ
リを若干注入すると炉内のpHが一定のインターバルを
おいて上昇し始め水質診断制御が十分できていることが
わかる。
FIG. 5 shows changes with time in pH (logarithm of hydrogen ion concentration). When the alkali is slightly injected from the injection system 8 for about 14 months when the pH of the display system 7 is slightly decreased as shown in FIG. 5, the pH in the furnace starts to rise at regular intervals and sufficient water quality diagnosis control can be performed. You can see that

【0104】実施例3 本実施例は実施例2と同様に炉内計装管内に内部参照電
極とpHセンサーとを同時に入れ、炉内の水質環境をモ
ニターしたものである。ここで用いられた内部参照電極
の構造も図2に示したものと基本的には同じで、異なる
点はSUS316L ガードとその内面ライニングのセラミック
ス層が二重構造になっていることである。その構造を図
6に示した。図において図2と異なるのは、アルミナま
たはジルコニアなどのコーティングをSUS316L ガードで
挾んだことである。なおこの実施例で用いたpH電極も
図6に示すような2重構造ガードを持つものを用いた。
Example 3 In this example, as in the case of Example 2, an internal reference electrode and a pH sensor were simultaneously placed in the furnace instrumentation tube to monitor the water quality environment in the furnace. The structure of the internal reference electrode used here is basically the same as that shown in FIG. 2 except that the SUS316L guard and the ceramic layer of the inner surface lining have a double structure. The structure is shown in FIG. In the figure, the difference from FIG. 2 is that a coating such as alumina or zirconia is sandwiched by SUS316L guard. The pH electrode used in this example also had a double structure guard as shown in FIG.

【0105】表示システム7に図7の炉内構造材の腐食
電位とpHの関係が表示され、全体としてpH低下時に
は構造材の腐食電位が上がる傾向にある。
The display system 7 displays the relationship between the corrosion potential and the pH of the structural material in the furnace shown in FIG. 7, and as a whole, the corrosion potential of the structural material tends to increase when the pH decreases.

【0106】薬注システム8より約13ケ月でアルカリ
を注入すると図7に示されるように腐食電位が低下し、
pH上昇の傾向が明確に見られ炉内構造材の耐食性向上
を水質診断制御面から充分図ることができる。
When alkali is injected from the chemical injection system 8 in about 13 months, the corrosion potential decreases as shown in FIG.
The tendency of pH increase is clearly seen, and the corrosion resistance of the structural material in the reactor can be sufficiently improved from the viewpoint of water quality diagnosis control.

【0107】実施例4 本実施例は炉内計装管4に図16に示すような溶存酸
素,水素,過酸化水素センサーとしてミクロ白金電極5
0と図2及び図6に示す内部参照電極とを一体化した電
気化学計測システムを装着した。図8は電気化学計測に
よるミクロ白金電極を溶存酸素計として用い炉心周辺部
の溶存酸素濃度を測定し同時に炉内材料の腐食電位の経
時変化を合わせて示したものである。ガス注入システム
8により約11ケ月で水素ガスを注入することにより溶
存酸素濃度は下り、腐食電位は低下し、充分な水質診断
制御が行われていることがわかる。この実施例及び次の
実施例では複数種のボルタンメトリーを用いたが、炉内
溶存水素,酸素及び過酸化水素の分析手法は下記の手順
による。
Example 4 In this example, a micro platinum electrode 5 as a dissolved oxygen, hydrogen and hydrogen peroxide sensor as shown in FIG.
0 and the electrochemical measurement system in which the internal reference electrode shown in FIGS. FIG. 8 shows the time course of the corrosion potential of the materials inside the reactor, as well as measuring the dissolved oxygen concentration in the periphery of the core by using the micro platinum electrode by electrochemical measurement as a dissolved oxygen meter. It can be seen that by injecting hydrogen gas by the gas injection system 8 in about 11 months, the dissolved oxygen concentration decreases, the corrosion potential decreases, and sufficient water quality diagnosis control is performed. Although plural kinds of voltammetry were used in this example and the next example, the analysis procedure of dissolved hydrogen, oxygen, and hydrogen peroxide in the furnace is as follows.

【0108】複数種のボルタンメトリーとして本実施例
では、ノーマルパルスボルタンメトリーとリバースパル
スボルタンメトリーを用い、溶存水素,溶存酸素,溶存
過酸化水素の分離定量を行う。図2あるいは図17に示
される本発明の内部参照電極(ECPセンサー)を電気
化学計測の参照電極かつ、対極として使い、作用電極と
してミクロ白金ディスク電極を使用した場合DH,D
O,DH22を含む溶液の酸化,還元の全拡散限界電流
はノーマルパルスボルタンメトリー,リバースパルスボ
ルタンメトリーそれぞれのモードに対し、次式で与える
ことができる。
In this embodiment, as the plural types of voltammetry, normal pulse voltammetry and reverse pulse voltammetry are used to separate and quantify dissolved hydrogen, dissolved oxygen, and dissolved hydrogen peroxide. When the internal reference electrode (ECP sensor) of the present invention shown in FIG. 2 or 17 is used as a reference electrode and a counter electrode for electrochemical measurement, and a micro platinum disk electrode is used as a working electrode DH, D
The total diffusion limiting currents for oxidation and reduction of a solution containing O and DH 2 O 2 can be given by the following equations for normal pulse voltammetry and reverse pulse voltammetry modes.

【0109】[0109]

【数1】 [Equation 1]

【0110】[0110]

【数2】 [Equation 2]

【0111】[0111]

【数3】 [Equation 3]

【0112】[0112]

【数4】 [Equation 4]

【0113】ここで式(数1)及び式(数2)はそれぞれ
ノーマルパルスボルタンメトリーにおけるH22,O2
の還元反応の全拡散限界電流、H22,H2 の酸化反応
の全拡散限界電流、式(数3)及び式(数4)はそれぞれ
リバースパルスボルタンメトリーにおけるH22,O2
酸化反応の全拡散限界電流、H22,O2 の還元反応の
全拡散限界電流を表わす。
Equations (1) and (2) are H 2 O 2 and O 2 in normal pulse voltammetry, respectively.
All diffusion limiting current of the reduction reaction, H 2 O 2, the total diffusion limiting current for the oxidation reaction of H 2, the formula (3) and equation (4) is H 2 O 2 in the reverse pulse voltammetry, respectively, O 2
It shows the total diffusion limit current of the oxidation reaction and the total diffusion limit current of the reduction reaction of H 2 O 2 and O 2 .

【0114】[0114]

【数5】 [Equation 5]

【0115】[0115]

【数6】 P=4DjP/r2 …(数6) Dはそれぞれの反応種jの拡散係数、tP はノーマルパ
ルス,リバースパルスのパルス幅、rはミクロディスク
電極の半径である。式(数3),式(数4)中のτはリ
バースパルスボルタンメトリーの初期設定電位の保持時
間、いわゆるジェネレーションタイムである。式(数
5)はミクロ電極の半径r=50μMでtp ,τが60
0msくらいまでは有効な式である。
P = 4D j t P / r 2 (Equation 6) D is the diffusion coefficient of each reactive species j, t P is the pulse width of the normal pulse and the reverse pulse, and r is the radius of the microdisk electrode. . Τ in the formulas (3) and (4) is a retention time of the initial setting potential of the reverse pulse voltammetry, that is, a so-called generation time. The equation (5) is such that the radius r of the microelectrode is r = 50 μM and t p and τ are 60.
It is an effective expression up to about 0 ms.

【0116】issはミクロ電極における定常電流を表
わし、式(数7)で表わされる。
Iss represents a steady current in the microelectrode, and is expressed by the equation (7).

【0117】[0117]

【数7】 iss=4nFDjrC0 j …(数7) nは酸素,水素,過酸化水素についてそれぞれの酸化還
元反応の全反応電子数を示す。Fはファラデー定数、C
0 jはそれぞれの化学種jの濃度を示す。
Equation 7] iss = 4nFD j rC 0 j ... ( Equation 7) n represents oxygen, hydrogen, a total reaction electron number of the respective redox reaction for hydrogen peroxide. F is the Faraday constant, C
0 j indicates the concentration of each chemical species j.

【0118】ここで式(数4)から式(数1)の値を差
し引くと次式(数8)を得ることができる。
Here, by subtracting the value of the equation (Equation 1) from the equation (Equation 4), the following equation (Equation 8) can be obtained.

【0119】[0119]

【数8】 [Equation 8]

【0120】そこで、縦軸に式(数8)をとり、横軸に
ξ(tp ,τ)をとり、種々のノーマルパルス,リバー
スパルスのパルス幅tp に対しξ(tp ,τ)を決定
し、プロットしてゆけばその直線勾配から式(数9)、
即ち過酸化水素濃度を計算し求めることができる。
[0120] Therefore, the vertical axis represents the equation (8), takes the horizontal axis xi] (t p, tau), various normal pulse, the pulse width t p to xi] of the reverse pulse (t p, tau) If you plot and plot
That is, the hydrogen peroxide concentration can be calculated and determined.

【0121】[0121]

【数9】 C0(H22) …(数9) 過酸化水素の拡散係数D(H22)は予め実験室的に決
定しておく。ただし、
[Equation 9] C 0 (H 2 O 2 ) (Equation 9) The diffusion coefficient D (H 2 O 2 ) of hydrogen peroxide is determined in advance in a laboratory. However,

【0122】[0122]

【数10】 [Equation 10]

【0123】ここで一旦式(数8)に示される手順で過
酸化水素が分離定量されれば式(数2),式(数3)に式
(数9)を代入し、残りの水素濃度式(数11)を決定
できる。
Here, once the hydrogen peroxide is separated and quantified by the procedure shown in the equation (8), the equation (9) is substituted into the equations (2) and (3), and the remaining hydrogen concentration is The equation (Equation 11) can be determined.

【0124】[0124]

【数11】 C0(H2) …(数11) 又、式(数9)を式(数1)に代入すれば酸素濃度式
(数12)を決定できる。
[Equation 11] C 0 (H 2 ) (Equation 11) Further, by substituting the equation (Equation 9) into the equation (Equation 1), the oxygen concentration equation (Equation 12) can be determined.

【0125】[0125]

【数12】 C0(O2) …(数12) 以上の演算処理は全て、6のコンピュータ演算処理自動
制御装置に予めプログラミングされ、自動的に処理でき
るようにしてある。図8,図9,図10に示される計測
結果は本実施例に示された分析手段を用いて表示された
ものである。
[Equation 12] C 0 (O 2 ) (Equation 12) All of the above arithmetic processing is programmed in advance in the computer arithmetic processing automatic control device 6 so that it can be automatically processed. The measurement results shown in FIGS. 8, 9 and 10 are displayed by using the analyzing means shown in this embodiment.

【0126】本発明によれば、プラントの高温水に関す
る直接のデータを採取するので、データの信頼性が著し
く高く、また監視すべき高温水の直接のデータを連続し
て採取するので、プラントの運転状態監視の精度が向上
する。
According to the present invention, since the direct data on the hot water of the plant is collected, the reliability of the data is extremely high, and the direct data of the hot water to be monitored is continuously collected. The accuracy of operating condition monitoring is improved.

【0127】実施例5 本実施例は炉内計装管4内のミクロ白金電極を過酸化水
素センサーとして用い、図2及び図6及び図17に示さ
れた内部参照電極を使い図16のように構成した電気化
学計測システムにより炉内,炉心近傍の過酸化水素濃度
をin−situで測定したものである。図9に見られるよう
に若干過酸化水素濃度が上昇した時水素ガスを注入シス
テム8からコンピュータ制御のもとに注入すると表示シ
ステム7に明らかな過酸化水素濃度の低下が観測され、
それに伴い腐食電位も若干低下の傾向を示している。こ
の過酸化水素は通常の電気化学分析では溶存酸素,水素
と区別できないため、複数種のパルスボルタンメトリー
を実施し、演算処理することにより分離定量したもので
ある。
Example 5 In this example, the micro platinum electrode in the furnace instrumentation tube 4 was used as a hydrogen peroxide sensor, and the internal reference electrode shown in FIGS. 2, 6 and 17 was used, and as shown in FIG. This is an in-situ measurement of the hydrogen peroxide concentration in the reactor and in the vicinity of the reactor core using the electrochemical measurement system configured as above. As shown in FIG. 9, when hydrogen gas was slightly increased, hydrogen gas was injected from the injection system 8 under computer control, and a clear decrease in hydrogen peroxide concentration was observed on the display system 7.
Along with this, the corrosion potential also shows a tendency to decrease slightly. Since this hydrogen peroxide cannot be distinguished from dissolved oxygen and hydrogen by ordinary electrochemical analysis, a plurality of types of pulse voltammetry are carried out, and arithmetic processing is carried out to separate and quantify them.

【0128】実施例6 本実施例は炉内装計管4内にクラックセンサーを装着
し、図2又は図6において示される内部参照電極(EC
Pセンサー)を併用し、炉水環境中でのSUS304鋼の亀裂
進展量とその腐食電位との関係を表示システム7におい
て見たものである。図11に示されるように腐食電位と
SCCによる亀裂進展量は相関関係があり、腐食電位が
高い時期の進展速度は高くなっていることがわかる。ガ
ス注入システム8により約8ケ月で水素ガスを注入する
ことにより亀裂進展量も若干減る傾向を示した。これに
より充分な水質診断制御が実行できていることがわか
る。
Example 6 In this example, a crack sensor was mounted in the furnace internal measuring tube 4, and the internal reference electrode (EC) shown in FIG. 2 or 6 was used.
(P sensor) is also used, and the relationship between the crack growth amount of SUS304 steel and its corrosion potential in the reactor water environment is observed in the display system 7. As shown in FIG. 11, it can be seen that there is a correlation between the corrosion potential and the amount of crack growth due to SCC, and the growth rate is high when the corrosion potential is high. By injecting hydrogen gas by the gas injection system 8 in about 8 months, the amount of crack growth tended to slightly decrease. From this, it can be seen that sufficient water quality diagnosis control can be executed.

【0129】実施例7 本実施例は図12に示す燃料集合体の近傍に図2に示さ
れた内部参照電極(ECPセンサー)を設置した。図1
2において、ウランペレット44はZr合金でできてい
る燃料被覆管42内に充填され、燃料保持手段40及び
端栓45により固定され燃料要素41を構成する。チャ
ンネルボックス37内に燃料要素が多数集合してボルト
36へスペーサ(図示しない)で保持され燃料集合体が
構成される。センサー38は例えば上部タイプレートに
固定されケーブル39から水質データが取り込まれる。
Example 7 In this example, the internal reference electrode (ECP sensor) shown in FIG. 2 was installed in the vicinity of the fuel assembly shown in FIG. Figure 1
In 2, the uranium pellets 44 are filled in the fuel cladding tube 42 made of Zr alloy and are fixed by the fuel holding means 40 and the end plug 45 to form the fuel element 41. A large number of fuel elements are collected in the channel box 37 and are held by the spacers (not shown) on the bolts 36 to form a fuel assembly. The sensor 38 is fixed to the upper tie plate, for example, and water quality data is taken in from a cable 39.

【0130】この実施例はZr合金でできている燃料被
覆管の腐食電位測定によりZr合金材の酸化皮膜厚をモ
ニターする例である。Zr合金部材の腐食電位と酸化皮
膜厚についての関係は予め実験室データが入力されてい
るため、その基準値をもとに、腐食電位の測定結果から
即表示システム7を用いて被覆管の酸化皮膜厚を知るこ
とができる。結果を図13に示す。
This example is an example of monitoring the oxide film thickness of a Zr alloy material by measuring the corrosion potential of a fuel cladding tube made of Zr alloy. Since the laboratory data has been input in advance for the relationship between the corrosion potential of the Zr alloy member and the oxide film thickness, based on the reference value, the oxidation result of the cladding potential was measured from the corrosion potential measurement result using the display system 7 immediately. You can know the film thickness. The results are shown in Fig. 13.

【0131】実施例8 図16に示した電気化学計測システムを原子炉内の計装
管に挿入して炉水中の溶存酸素及び水素を連続モニタリ
ングする連続水質制御のフローを図14に示す。原子炉
炉水中の溶存酸素濃度が設定基準値を超えた場合、溶存
酸素濃度の設定基準値との大小関係を判断し、溶存酸
素,溶存水素濃度のいずれも設定値をオーバーしている
場合に、ガス及び薬品注入系8より水素ガス注入バルブ
をオープンし、水素ガス注入を開始する。開始後、再度
溶存酸素,水素濃度の設定基準値との大小関係を判断
し、酸素の場合は設定基準値よりも下、水素の場合は設
定基準値よりも上の条件が満足されるまで水素ガスを注
入する。
Example 8 FIG. 14 shows a flow of continuous water quality control in which the electrochemical measurement system shown in FIG. 16 is inserted into an instrumentation pipe in a nuclear reactor to continuously monitor dissolved oxygen and hydrogen in the reactor water. When the dissolved oxygen concentration in the reactor water exceeds the set reference value, the magnitude relationship with the set reference value of the dissolved oxygen concentration is judged, and when both the dissolved oxygen and dissolved hydrogen concentrations exceed the set value. The hydrogen gas injection valve is opened from the gas and chemical injection system 8 to start hydrogen gas injection. After the start, the magnitude relationship with the set reference values of dissolved oxygen and hydrogen concentration is judged again, and in the case of oxygen, hydrogen below the set reference value and in the case of hydrogen above the set reference value are satisfied until hydrogen is satisfied. Inject gas.

【0132】実施例9 図16に示す電気化学計測システムを原子炉内の計装管
に挿入した。この場合図2に示した構成のpHセンサー
(但し、銀線26の代わりに白金線を、ハロゲン化銀2
3のかわりに酸化第二タリウムを用いた。)を用いた。
炉水中のpHを連続モニタリングし、弱酸及び弱アルカ
リの注入により炉水のpHを所定の範囲内に設定するた
めの処理フローを図15に示した。弱アルカリを注入す
るのはpHが所定範囲を下回った場合に行い、弱酸を注
入するpHが所定範囲を上回った場合に行う。
Example 9 The electrochemical measurement system shown in FIG. 16 was inserted into an instrumentation pipe in a nuclear reactor. In this case, a pH sensor having the configuration shown in FIG. 2 (however, a platinum wire is used instead of the silver wire 26, a silver halide 2
Thallium oxide was used in place of 3. ) Was used.
FIG. 15 shows a processing flow for continuously monitoring the pH of the reactor water and setting the pH of the reactor water within a predetermined range by injecting a weak acid and a weak alkali. The weak alkali is injected when the pH is lower than the predetermined range, and the weak acid is injected when the pH is higher than the predetermined range.

【0133】実施例10 図16は、中性子計装管内の電気化学セルの断面を示す
ものである。本実施例では作用電極として直径20μm
のミクロ白金線を用いた。電気化学セルの各電極を収納
するケース53は、SUS316鋼で作られている。ケース5
3の上部には炉水と液の出入りがあるように、穴があけ
てある。この穴を設けることにより炉水の情報を把握
し、かつ炉水の流動による、電気化学セル内の対流によ
る電気化学分析,pH測定,腐食電位測定の撹乱を最小
に抑え、測定することができる。
Example 10 FIG. 16 shows a cross section of an electrochemical cell in a neutron instrumentation tube. In this embodiment, the working electrode has a diameter of 20 μm.
The micro platinum wire of was used. The case 53 accommodating each electrode of the electrochemical cell is made of SUS316 steel. Case 5
The upper part of 3 is perforated so that reactor water and liquid can flow in and out. By providing this hole, the information of the reactor water can be grasped, and the disturbance of the electrochemical analysis, pH measurement, and corrosion potential measurement due to the convection in the electrochemical cell due to the flow of the reactor water can be minimized and measured. .

【0134】2は低インピーダンスの銀/銀イオン参照
電極を示す。50は直径20μmの白金線をU字形にし
た作用電極を示す。54は炉水中の水素イオン濃度に電
極電位が応答する白金/酸化第二タリウム(Tl23
型pH電極を示す。51は50μmの白金線でできた対
極を示す。52は酸化アルミニウム(Al23)をタン
グステンメタライズし、MIケーブル(Mineral Insula
tor Cable)57の心線と対極を結び付ける際、MIケー
ブルのセラミックス絶縁体に炉水が侵入し、ケーブルの
シースと心線との絶縁抵抗の低下を防ぐためのシール部
材である。作用電極50の作用電極部の52についても
全く同一の役目をになっている。56は溶接部である。
この図から分かるように、電気化学セルの上部のセル容
器内には炉水が穴55を経て直接侵入してくるが、下部
に示した空間内には炉水は侵入できない構造になってい
る。
Reference numeral 2 represents a low impedance silver / silver ion reference electrode. Reference numeral 50 denotes a working electrode in which a platinum wire having a diameter of 20 μm is U-shaped. 54 is platinum / thallium oxide (Tl 2 O 3 ) whose electrode potential responds to the hydrogen ion concentration in the reactor water.
Shows a pH electrode. Reference numeral 51 indicates a counter electrode made of a platinum wire of 50 μm. 52 is metal oxide aluminum (Al 2 O 3 ) tungsten metalized, MI cable (Mineral Insula)
This is a seal member for preventing the reduction of the insulation resistance between the cable sheath and the core wire due to the intrusion of the reactor water into the ceramic insulator of the MI cable when connecting the core wire of the tor cable 57 to the counter electrode. The working electrode portion 52 of the working electrode 50 also plays the same role. Reference numeral 56 is a welded portion.
As can be seen from this figure, the reactor water directly enters the cell container at the upper part of the electrochemical cell through the hole 55, but the reactor water cannot enter the space shown at the bottom. .

【0135】この空間部4本のMIケーブルは金属管5
8中に埋め込まれ、計装管から原子炉外へと送られ図1
のポテンシオスタット,ファンクションジエネレータあ
るいはポテンシオメータ5に接続され、通常のインター
フェース技術によりコンピュータに接続されている。種
々の電気化学計測・パルスボルタンメトリー,ランダム
パルスボルタンメトリー等が実行できる。また、溶接部
56,金属管58に電気的に短絡している構造材にリー
ド線を接続し、2との間の電位差をエレクトロメータで
測定すれば炉内水質環境下におけるステンレス鋼の腐食
電位を測定することができる。
The MI cable of the four space portions is the metal tube 5
It was embedded in the No. 8 and sent from the instrumentation pipe to the outside of the reactor.
Is connected to a potentiostat, a function generator, or a potentiometer 5, and is connected to a computer by a normal interface technique. Various electrochemical measurements, pulse voltammetry, random pulse voltammetry, etc. can be performed. If a lead wire is connected to the structural material that is electrically short-circuited to the welded portion 56 and the metal tube 58 and the potential difference between the two is measured with an electrometer, the corrosion potential of the stainless steel under the water quality environment in the furnace is measured. Can be measured.

【0136】また、エレクトロメータを2と54に接続
すれば2の参照電極基準の54の電極電位を知ることが
できる。従って、2,54の電位差測定により炉水のp
Hを測定することができる。この電気化学セルは中性子
計装内に装着する必要性及び低電導度の高温高圧水での
測定のセル抵抗等のインピーダンスを下げるため、4本
の電極2,50,54,51は接近した位置に設置され
ている。炉水で満たされた容器53内のセル内径は20
mmである。このセル内に4本の電極をできるだけ接近し
て設置するため、電極の配置が円を描くようになってい
る。
If an electrometer is connected to 2 and 54, the electrode potential of 54, which is the reference electrode reference of 2, can be known. Therefore, by measuring the potential difference of 2,54, p
H can be measured. This electrochemical cell needs to be installed in the neutron instrumentation, and the four electrodes 2, 50, 54, 51 are located close to each other in order to lower the impedance such as the cell resistance when measuring with high conductivity high temperature water with low conductivity. It is installed in. The inner diameter of the cell in the container 53 filled with reactor water is 20
mm. In order to install the four electrodes in this cell as close to each other as possible, the electrodes are arranged in a circle.

【0137】図17は、図16に示した参照電極部2の
拡大詳細図である。この参照電極は銀/銀イオン電極で
構成されている。銀線26を取り囲む酸化アルミニウム
多孔質層63は、酸化アルミニウムの微粉末(300メ
ッシュパス)の圧縮成形体で作られたものである。多孔
質層63はその微細孔55(約0.5mm 径)から侵入し
てくる炉水を満たし、銀から溶出してくる銀イオンを蓄
える。圧縮成形体63の液絡用の孔55から炉水中へ拡
散する銀イオンの拡散速度は、成形体の成形圧力によっ
て変わる。成形圧力を調整して、溶出速度を10-12mol
/cm2・s以下にすることができた。
FIG. 17 is an enlarged detailed view of the reference electrode portion 2 shown in FIG. This reference electrode is composed of a silver / silver ion electrode. The aluminum oxide porous layer 63 surrounding the silver wire 26 is made of a compression molded body of aluminum oxide fine powder (300 mesh pass). The porous layer 63 fills the reactor water entering through the fine pores 55 (diameter of about 0.5 mm) and stores silver ions eluted from silver. The diffusion rate of silver ions diffused from the liquid junction hole 55 of the compression molded body 63 into the reactor water varies depending on the molding pressure of the molded body. Adjust the molding pressure to adjust the elution rate to 10 -12 mol
/ Cm 2 · s or less.

【0138】21は銀/銀イオン電極シース、61はア
ルミナのタングステンメタライジングのシールであり、
これにより炉水が侵入し絶縁抵抗が下がるのを防いでい
る。59はアルミナ絶縁層であり、31はSUS304のMI
ケーブルであり、銀線26のリードとなる。60はMI
ケーブルのシースであり、心線と同じSUS304でできてい
る。62はMIケーブルと電極部を結び付けるためのア
ダプタである。
21 is a silver / silver ion electrode sheath, 61 is a tungsten metallizing seal of alumina,
This prevents reactor water from entering and lowering the insulation resistance. 59 is an alumina insulating layer, 31 is MI of SUS304
It is a cable and serves as a lead for the silver wire 26. 60 is MI
The sheath of the cable, which is made of the same SUS304 as the core wire. Reference numeral 62 is an adapter for connecting the MI cable and the electrode portion.

【0139】実施例11 本実施例は、図16に示した電気化学センサーを用い、
このセンサーを図1のECPセンサー2の代りに設置
し、ランダムパルスボルタンメントリー及びニューラル
ネットワークを適用することにより溶存酸素,過酸化水
素,水素濃度式(数12),式(数9),式(数11)
を同時定量分析したものである。
Example 11 This example uses the electrochemical sensor shown in FIG.
This sensor is installed in place of the ECP sensor 2 in FIG. 1 and by applying a random pulse voltammetry and a neural network, dissolved oxygen, hydrogen peroxide and hydrogen concentration formulas (equation 12), equations (equation 9), equations (Equation 11)
Is a simultaneous quantitative analysis.

【0140】ランダムパルスボルタンメトリーはパタン
認識的手法を導入したボルタンメトリーである。実施例
4に示したノーマルパルスとリバースパルスを併用した
ボルタンメトリーでは各化学種濃度の定量を拡散限界電
流値という一次元情報に頼っているが、本実施例では、
より複雑な外乱信号(ランダムなパルス電位信号)を用
いて被定量分析系を多様に揺さぶることにより、それぞ
れの被測定系の電気化学反応の情報を含む多量の電解電
流データ(パタン情報)を得ることを試みた。即ち、上
記化学種の様に反応の電位が近接し、分離定量が困難な
場合においても、それぞれの被測定物質の電気化学反応
のプロセスの内、電子移動反応の速度,パラメータ等の
違いに基づき、下記に示すデータ圧縮処理により得られ
たデータマトリックス中の特徴あるパターン(特徴ベク
トル)に着目し、特徴ベクトルの大きさと検量線から定
量分析,データマトリックス中に現われる特徴ベクトル
の出現パターンの違いにより定性分析を行う。
Random pulse voltammetry is voltammetry in which a pattern recognition method is introduced. In the voltammetry using both the normal pulse and the reverse pulse shown in Example 4, the quantitative determination of each chemical species concentration depends on the one-dimensional information called the diffusion limit current value.
A large amount of electrolysis current data (pattern information) including information on the electrochemical reaction of each measured system is obtained by variously shaking the analyzed system using a more complicated disturbance signal (random pulse potential signal). Tried that. That is, even when the reaction potentials are close to each other as in the case of the above chemical species and separation and quantification are difficult, based on the difference in the rate of electron transfer reaction, parameters, etc. in the electrochemical reaction process of each measured substance. , Focusing on the characteristic patterns (feature vectors) in the data matrix obtained by the data compression process shown below, quantitative analysis from the size of the feature vector and the calibration curve, depending on the appearance pattern of the feature vector appearing in the data matrix. Perform qualitative analysis.

【0141】ランダムパルスボルタンメトリーは、パ
タン情報(電解電流データ)の取得,パタン情報の圧
縮,圧縮パタン情報からの目的情報式(数12),式
(数9),式(数11)値の抽出、という手順で実行さ
れる。,,の各ステップの概要は次の通りであ
る。においては、まず、測定系に入力されるランダム
パルス電位に対する応答信号として酸素,過酸化水素,
水素の電解電流を測定する。本実施例の場合、ランダム
パルスの電位信号は2つの電位波形パラメータ(m,
n)を用いて記述する。即ち、初めのランダムパルスの
パルス電位に対応する電位をパラメータmで、2番目の
ランダムパルスのパルス電位に対応する電位をパラメー
タnで表わす。従ってmをx軸にとり、nをy軸にと
り、各(x,y)座標上の入力電位に対応する応答信号
である電解電流をそのパラメータ値に応じてマトリック
スの形に測定データを整理する。においては、で得
られた64(8×8)ポイントの入力電位信号の応答信
号である電流成分のデータマトリックスを、数個の成分
を持つデータベクトルに変換,圧縮する。データ圧縮方
法には、フーリエ変換や、画像処理の分野で用いられて
いるアダマール変換,カルーネンーレーブ変換,ハール
変換等がある。本実施例ではこの中で2次元アダマール
変換を用いた。においては、で得られたデータベク
トルの中の特徴ベクトルを抽出し式(数12),式(数
9),式(数11)を決定する。すなわち、得られたデ
ータベクトルの各成分値を入力とし、溶存酸素,過酸化
水素,水素濃度の各値が出力となる関数を探しセットす
る。本実施例では、この関数をニューラルネットワーク
を用いて決定した。以下本実施例における,,の
各ステップの詳細を述べる。
Random pulse voltammetry is the acquisition of pattern information (electrolysis current data), the compression of pattern information, and the extraction of the target information equation (Equation 12), Equation (Equation 9), and Equation (Equation 11) values from the compressed pattern information. The procedure is called. The outline of each step of, and is as follows. First, as a response signal to the random pulse potential input to the measurement system, oxygen, hydrogen peroxide,
Measure the electrolytic current of hydrogen. In the case of this embodiment, the potential signal of the random pulse has two potential waveform parameters (m,
n) is used for description. That is, the potential corresponding to the pulse potential of the first random pulse is represented by the parameter m, and the potential corresponding to the pulse potential of the second random pulse is represented by the parameter n. Therefore, with m on the x-axis and n on the y-axis, the measured data is arranged in a matrix according to the parameter value of the electrolytic current which is the response signal corresponding to the input potential on each (x, y) coordinate. In (1), the data matrix of the current component, which is the response signal of the input potential signal of 64 (8 × 8) points obtained in (4), is converted and compressed into a data vector having several components. The data compression method includes Fourier transform, Hadamard transform, Karhunen-Loeve transform, Haar transform and the like used in the field of image processing. In this embodiment, the two-dimensional Hadamard transform is used among them. In (1), the feature vector in the data vector obtained in (3) is extracted to determine the equation (Equation 12), the equation (Equation 9), and the equation (Equation 11). That is, each component value of the obtained data vector is input, and a function in which the dissolved oxygen, hydrogen peroxide, and hydrogen concentration values are output is searched for and set. In this embodiment, this function is determined using a neural network. Details of each step of and in the present embodiment will be described below.

【0142】まず、の「パターン情報の取得」の詳細
を述べる。
First, the details of "acquisition of pattern information" will be described.

【0143】図18はランダムパルス電位信号の印加方
法を説明する図である。ランダムパルス電位信号といっ
ても、全くでたらめに印加したのでは溶存酸素,過酸化
水素,水素濃度に関する情報を得ることができない場合
もありえる。本実施例では、実施例4に示したノーマル
パルスとリバースパルスを併用したボルタンメトリーが
溶存酸素,過酸化水素,水素濃度を分離決定できること
に着目し、このパルス印加方法を基本型としたランダム
パルス電位信号を考えた。図18(a)は酸素,過酸化
水素,水素の3種混合系における電流(i)−電位
(E)曲線の概略図である。電位がpositiveな領域では
過酸化水素と水素の酸化電流が、negativeな領域では酸
素と過酸化水素の還元電流がそれぞれ観測される。酸化
電流及び還元電流が観測される電位領域は、それぞれ式
(数13),式(数14)とし、式(数15)(l=
1,2,3…)個のレベルに分割する。
FIG. 18 is a diagram for explaining a method of applying a random pulse potential signal. Even if a random pulse potential signal is applied, it may not be possible to obtain information on the concentrations of dissolved oxygen, hydrogen peroxide, and hydrogen if applied randomly. In this embodiment, focusing on the fact that the voltammetry using both the normal pulse and the reverse pulse shown in the embodiment 4 can separate and determine the dissolved oxygen, hydrogen peroxide, and hydrogen concentrations, the random pulse potential based on this pulse application method is used. Thought the signal. FIG. 18A is a schematic diagram of a current (i) -potential (E) curve in a mixed system of three kinds of oxygen, hydrogen peroxide and hydrogen. Oxidation currents of hydrogen peroxide and hydrogen are observed in the positive potential region, and reduction currents of oxygen and hydrogen peroxide are observed in the negative region. The potential regions in which the oxidation current and the reduction current are observed are represented by the equations (13) and (14), respectively, and the equations (15) (l =
, 1, 2, 3 ...) levels.

【0144】[0144]

【数13】 [Equation 13]

【0145】[0145]

【数14】 [Equation 14]

【0146】[0146]

【数15】 [Equation 15]

【0147】式(数15)という数を採用するのは、コ
ンピュータによる処理を実行しやすくするためである。
本実施例ではそれぞれ8個(l=3)のレベルに分割
し、各レベルを式(数13)(n),式(数14)
(n)(n=1,2,3…8)と表した。また、酸素,
過酸化水素,水素の電極反応が起こらない電位をEC
過酸化水素と水素の酸化反応の拡散限界電流が得られる
電位をE1 とする。
The reason why the expression (Equation 15) is adopted is to facilitate the processing by the computer.
In this embodiment, each level is divided into 8 (l = 3) levels, and each level is expressed by equations (13) (n) and equations (14).
It is expressed as (n) (n = 1, 2, 3 ... 8). Also, oxygen,
The electric potential at which the electrode reaction of hydrogen peroxide and hydrogen does not occur is E C ,
Let E 1 be the potential at which the diffusion limiting current of the oxidation reaction of hydrogen peroxide and hydrogen is obtained.

【0148】図18(b)のB1〜B3は電気化学セン
サーの作用電極に印加する3種類のランダムパルス電圧
信号を表わす。第1〜3種のランダムパルス信号はそれ
ぞれ、実施例4の式(数1)を得るためのノーマルパル
ス、式(数2)を得るためのノーマルパルス、式(数
4)を得るためのリバースパルスを基本として作成した
ものである。
B1 to B3 in FIG. 18B represent three kinds of random pulse voltage signals applied to the working electrode of the electrochemical sensor. The first to third types of random pulse signals are the normal pulse for obtaining the formula (Formula 1), the normal pulse for obtaining the formula (Formula 2), and the reverse for obtaining the formula (Formula 4), respectively, of the fourth embodiment. It was created based on pulses.

【0149】第1種のランダムパルスは、式(数16)
の順に印加される。
The first type random pulse is expressed by the equation (16).
Are applied in this order.

【0150】[0150]

【数16】 [Equation 16]

【0151】本実施例では、EC を1秒、式(数2
3),式(数24)をそれぞれ0.05秒とし、式(数
24)(n)の終了時に電流値をサンプリングした。
m,nはそれぞれ式(数25)の分割されたレベル(1
〜8)を表わす。式(数23)(m)と式(数24)
(n)の電位の組み合わせパターンは8×8=64通り
あり、8×8のデータマトリックス式(数17)に、m
とnの組に対応した電流値を格納する。
In the present embodiment, E C is set to 1 second and the expression (Equation 2) is used.
3) and the equation (Equation 24) were set to 0.05 seconds, respectively, and the current value was sampled at the end of the equation (Equation 24) (n).
m and n are the divided levels (1
~ 8). Formula (Formula 23) (m) and Formula (Formula 24)
There are 8 × 8 = 64 combinations of potentials in (n), and m is included in the 8 × 8 data matrix equation (Equation 17).
The current value corresponding to the pair of and is stored.

【0152】[0152]

【数17】 [Equation 17]

【0153】このようにして得られた式(数17)は被
検水中の酸素,過酸化水素の還元反応の電流データから
成るので、実施例4の式(数4)が持つ式(数12),
式(数9)に関する情報とほぼ同質の情報を持つ。しか
し、式(数17)は64ポイントの電流データを包含す
るため、式(数1)よりも大きい情報量を有する。第2
種のランダムパルスは、式(数18)の順に印加され
る。
Since the equation (17) thus obtained is composed of current data of the reduction reaction of oxygen and hydrogen peroxide in the test water, the equation (12) which the equation (4) of Example 4 has ),
It has almost the same quality of information as the information on the equation (Equation 9). However, the equation (Equation 17) has a larger amount of information than the equation (Equation 1) because it includes 64-point current data. Second
The seed random pulse is applied in the order of the equation (Equation 18).

【0154】[0154]

【数18】 [Equation 18]

【0155】本実施例ではEC を1秒、式(数19),
式(数20)をそれぞれ0.05 秒とし、式(数20)
の終了時に電流値をサンプリングした。
In the present embodiment, E C is set to 1 second, the equation (Equation 19),
The equation (Equation 20) is set to 0.05 seconds, respectively,
The current value was sampled at the end of.

【0156】[0156]

【数19】 [Formula 19]

【0157】[0157]

【数20】 [Equation 20]

【0158】この場合も第1種の場合と同様、mとnの
組に対応した8×8のデータマトリックス式(数21)
が得られる。式(数21)は被検水中の過酸化水素,水
素の酸化反応の電流データから成るので、実施例4の式
(数2)が持つ式(数9),式(数11)に関する情報
とほぼ同質の情報を持つ。
In this case as well, similar to the case of the first type, the 8 × 8 data matrix equation (Equation 21) corresponding to the pair of m and n.
Is obtained. Since the equation (21) is composed of current data of the oxidation reaction of hydrogen peroxide and hydrogen in the test water, the information on the equation (9) and the equation (11) included in the equation (2) of Example 4 and It has almost the same information.

【0159】[0159]

【数21】 [Equation 21]

【0160】第3種のランダムパルスは、式(数22)
の順に印加される。本実施例では、EC ,式(数2
3),式(数24)を第1種のランダムパルスの場合と
それぞれ同時間、E1 を0.1 秒とし、式(数24)終
了時に電流値をサンプリングした。この場合も第1種,
第2種の場合と同様、mとnの組に対応した8×8のデ
ータマトリックス式(数26)が得られる。第3種のラ
ンダムパルスが第1種と異なる点は、式(数23),式
(数24)の前段に順にE1 が印加されることである。
すなわち実施例4の式(数4)と同様に、式(数25)
には、被検水中の酸素,過酸化水素の還元反応の情報に
加えて、E1 において過酸化水素の酸化により生成した
酸素の還元反応の情報が含まれることになる。
The random pulse of the third type is expressed by the equation (22).
Are applied in this order. In the present embodiment, E C , formula (Equation 2)
3) and Eq. (24) were set to the same time as in the case of the first type random pulse, E 1 was set to 0.1 second, and the current value was sampled at the end of Eq. (24). In this case as well,
Similar to the case of the second type, the 8 × 8 data matrix equation (Equation 26) corresponding to the pair of m and n is obtained. The third type of random pulse is different from the first type in that E 1 is sequentially applied to the preceding stages of equations (23) and (24).
That is, similarly to the equation (Equation 4) of the fourth embodiment, the equation (Equation 25)
In addition to the information on the reduction reaction of oxygen and hydrogen peroxide in the test water, the information includes information on the reduction reaction of oxygen generated by the oxidation of hydrogen peroxide at E 1 .

【0161】[0161]

【数22】 [Equation 22]

【0162】[0162]

【数23】 [Equation 23]

【0163】[0163]

【数24】 [Equation 24]

【0164】[0164]

【数25】 [Equation 25]

【0165】[0165]

【数26】 [Equation 26]

【0166】次に、の「パターン情報の圧縮」の詳細
を述べる。
Details of the "compression of pattern information" will be described below.

【0167】データマトリックスをデータベクトルに変
形,圧縮する前に、マトリックスは式(数27)で定義
しておく。
Before transforming and compressing the data matrix into data vectors, the matrix is defined by the equation (Equation 27).

【0168】[0168]

【数27】 [Equation 27]

【0169】この操作により、“被検水中の酸素,過酸
化水素の還元反応の情報”がほとんど相殺されるので、
式(数27)には“過酸化水素の酸化により生成した酸
素の還元反応の情報”が濃縮されることになる。すなわ
ち、式(数27)は実施例4の式(数8)−式(数1)
とほぼ同質の情報をもつことになる。
By this operation, "information on the reduction reaction of oxygen and hydrogen peroxide in the test water" is almost canceled out.
In the formula (Equation 27), "information on the reduction reaction of oxygen generated by the oxidation of hydrogen peroxide" is concentrated. That is, the formula (Formula 27) is the formula (Formula 8) -Formula (Formula 1) of the fourth embodiment.
You will have almost the same information as.

【0170】データマトリックス式(数27),式(数
17),式(数21)は、式(数2)によってそれぞれマ
トリックス式(数28),式(数29),式(数30)
に変換される。
The data matrix equation (Equation 27), the equation (Equation 17), and the equation (Equation 21) are matrix equations (Equation 28), Equation (Equation 29), Equation (Equation 30), respectively, according to Equation (Equation 2).
Is converted to.

【0171】[0171]

【数28】 [Equation 28]

【0172】[0172]

【数29】 [Equation 29]

【0173】[0173]

【数30】 [Equation 30]

【0174】[0174]

【数31】 Y=H・X・H …(数31)[Formula 31] Y = H · X · H (Formula 31)

【0175】[0175]

【数32】 [Equation 32]

【0176】である。マトリックスYの各成分を、It is Each component of matrix Y

【0177】[0177]

【数33】 [Expression 33]

【0178】とおくと、Xの持つ情報はYの64個の成
分の内ある特定の成分に現われる。すなわち、Xの64
個の成分に分散していた情報がYの特定の数個の成分に
圧縮されたことになる。本実施例の場合はy11,y15
51,y17,y71の各成分に情報が圧縮された。ここ
で、式(数28),式(数29),式(数30)の
11,y15,y51,y17,y71成分からそれぞれ式(数
34),式(数35),式(数36)なるベクトルを作
る。
In other words, the information held by X appears in a specific component of the 64 components of Y. That is, 64 of X
This means that the information dispersed in the individual components has been compressed into the specific several components of Y. In the case of this embodiment, y 11 , y 15 ,
Information was compressed into each component of y 51 , y 17 , and y 71 . Here, the equation (Equation 34), the equation (Equation 35), from the y 11 , y 15 , y 51 , y 17 , and y 71 components of the equation (Equation 28), the equation (Equation 29), and the equation (Equation 30), respectively. A vector represented by the formula (Equation 36) is created.

【0179】[0179]

【数34】 [Equation 34]

【0180】[0180]

【数35】 [Equation 35]

【0181】[0181]

【数36】 [Equation 36]

【0182】[0182]

【数37】 Z=(y11,y15,y51,y17,y71) …(数37) 以上の説明より、ベクトル式(数34),式(数3
5),式(数36)にはそれぞれ式(数9),式(数1
2)+式(数9),式(数9)+式(数11)に関する
情報が高密度に圧縮されていることになる。
Z = (y 11 , y 15 , y 51 , y 17 , y 71 ) (Equation 37) From the above description, the vector equation (Equation 34) and the equation (Equation 3)
5) and formula (formula 36) are respectively represented by formula (formula 9) and formula (formula 1)
This means that the information related to 2) + equation (Equation 9) and equation (Equation 9) + Equation (Equation 11) is compressed with high density.

【0183】次に、の「圧縮パターン情報からの目的
情報の抽出」の詳細を述べる。
Details of the "extraction of target information from compressed pattern information" will be described below.

【0184】任意の式(数12),式(数9),式(数
11)の被検水に対して得られたベクトル式(数34)
に対し、
Vector equation (Equation 34) obtained for the test water of arbitrary Equation (Equation 12), Equation (Equation 9), and Equation (Equation 11)
As opposed to

【0185】[0185]

【数38】 [Equation 38]

【0186】を満たすスカラー場fを準備する。スカラ
ー場fは、予め式(数9)が既知で式(数12),式
(数11)が任意の何種類かの被検水に対して求めてお
く。本実施例では、ベクトル式(数34)の各成分を入
力とし式(数9)を出力とするとニューラルネットワー
クを用いて、このスカラー場fを決定した。
A scalar field f satisfying the above is prepared. The scalar field f is obtained in advance for equation (Equation 9) and equations (Equation 12) and Equation (Equation 11) for arbitrary arbitrary types of test water. In this embodiment, when each component of the vector expression (Equation 34) is input and the expression (Equation 9) is output, this scalar field f is determined using a neural network.

【0187】式(数9)未知の被検水に対しても式(数
6)の演算によって式(数9)が求められる。
Equation (Equation 9) Equation (Equation 9) can be obtained by the operation of Equation (Equation 6) even for unknown test water.

【0188】同様に任意の式(数12),式(数9),
式(数11)の被検水中で得られた式(数35),式
(数36)に対して、
Similarly, any equation (Equation 12), equation (Equation 9),
For the equations (35) and (36) obtained in the test water of the equation (11),

【0189】[0189]

【数39】 [Formula 39]

【0190】[0190]

【数40】 [Formula 40]

【0191】を満たすスカラー場g,hを準備する。ス
カラーg,hは予め、式(数9)と式(数12)が既
知、または式(数9)と式(数11)が既知の被検水に
対してそれぞれ求めておく。本実施例では、ベクトル式
(数35)の各成分を入力とし式(数12)+式(数
9)を出力とするニューラルネットワーク、および、ベ
クトル式(数36)の各成分を入力とし式(数11)+
式(数9)を出力とするニューラルネットワークをそれ
ぞれ用いて、このスカラー場g,hを決定した。式(数
12),式(数9),式(数11)の未知の被検水に対
しても、数(38)と式(数39),式(数40)によ
り式(数12),式(数9),式(数11)がそれぞれ
求められる。
Scalar fields g and h satisfying the above conditions are prepared. The scalars g and h are obtained in advance for the test water for which the equations (9) and (12) are known or the equations (9) and (11) are known. In the present embodiment, a neural network in which each component of the vector formula (Formula 35) is input and the formula (Formula 12) + Formula (Formula 9) is output, and a formula in which each component of the vector formula (Formula 36) is input (Equation 11) +
The scalar fields g and h were determined using the neural networks that output the equation (Equation 9), respectively. Even for unknown test water in the equations (12), (9), and (11), the equation (12) is obtained by the equation (38), the equation (39), and the equation (40). , Equation (Equation 9), Equation (Equation 11), respectively.

【0192】図19は、上記の手法により、炉内の溶存
酸素,過酸化水素,水素量を同時定量しそれぞれを経時
変化として示したものである。溶存酸素濃度,過酸化水
素濃度が上昇したときに、図1に示したシステムの動作
により、コンピュータ6がガス注入系8に水素注入の命
令を発生する。水素注入によって、酸素,過酸化水素濃
度が減少することがわかる。
FIG. 19 shows the amounts of dissolved oxygen, hydrogen peroxide, and hydrogen in the furnace, which were simultaneously quantified by the above-described method, and each of them is shown as a change with time. When the dissolved oxygen concentration and the hydrogen peroxide concentration increase, the computer 6 issues a hydrogen injection command to the gas injection system 8 by the operation of the system shown in FIG. It can be seen that the hydrogen and hydrogen peroxide concentrations are reduced by hydrogen injection.

【0193】次にニューラルネットワークでの基本的な
計算方法を示す。
Next, a basic calculation method in the neural network will be shown.

【0194】まず、設定された信号値Z1〜Znの各々に
重み係数Wjiを乗じ、さらにこれらを加算する演算(積
和演算)が次式(数41)で計算される。
First, an operation (sum of products operation) for multiplying each of the set signal values Z 1 to Z n by a weighting coefficient W ji and adding them is calculated by the following expression (Formula 41).

【0195】[0195]

【数41】 [Formula 41]

【0196】ここで、Zi(1):入力層(第1層)の
値、Wij(2←1):入力層(第1層)のi番目の変数か
ら中間層(第2層)のj番目のニューロン素子モデルへ
の重み係数、Cj(2):中間層(第2層)のj番目のニ
ューロン素子モデルへの入力総和値である。
Here, Z i (1): value of the input layer (first layer), W ij (2 ← 1): from the i-th variable of the input layer (first layer) to the intermediate layer (second layer) , J j is a weighting coefficient for the j-th neuron element model, and C j (2) is a sum total value of inputs to the j-th neuron element model in the intermediate layer (second layer).

【0197】入力層のニューロン素子モデルでは、C
j(2)の代償に応じてここでの出力値が次式(数42)
で計算される。
In the neuron element model of the input layer, C
Depending on the cost of j (2), the output value here is
Calculated by

【0198】[0198]

【数42】 [Equation 42]

【0199】式(数2)の計算内容は図20のような関
係である。すなわち、同図のグラフに示すように、C
j(2)の値に応じて“0”から“1”までの間の値がZ
j(2)として得られる。計算値Zj(2)は、さらに出力
層へ送られ、出力層でも同様の計算が実行される。
The calculation contents of the equation (Equation 2) have a relationship as shown in FIG. That is, as shown in the graph of FIG.
Depending on the value of j (2), the value between "0" and "1" is Z
It is obtained as j (2). The calculated value Z j (2) is further sent to the output layer, and the same calculation is executed in the output layer.

【0200】次に、ニューラルネットワークでの計算方
法の概要について説明する。
Next, the outline of the calculation method in the neural network will be described.

【0201】前述した入力値Zj(1)は図20の入力層
に入力され、この信号(値)は中間層のニューロン素子
モデルに出力される。中間層のニューロン素子モデルで
は、これら出力値Zi(1)と重み係数Wij(2←1)と
の積和Cj(2)を式(数1)で計算し、この代償に応じ
て出力層への出力値Zj(2)を式(数2)で決定する。
同様にして、中間層の出力値Zj(2)は更に中間層(第
2層)と出力層(第3層)との重み係数Wij(3←2)
との積和Cj(3)を次式(数43)で計算する。
The above-mentioned input value Z j (1) is input to the input layer of FIG. 20, and this signal (value) is output to the neuron element model of the intermediate layer. In the neuron element model of the intermediate layer, the sum of products C j (2) of these output values Z i (1) and the weighting factors W ij (2 ← 1) is calculated by the formula (Equation 1), and according to this compensation. The output value Z j (2) to the output layer is determined by the equation (Equation 2).
Similarly, the output value Z j (2) of the intermediate layer is the weighting coefficient W ij (3 ← 2) of the intermediate layer (second layer) and the output layer (third layer).
The product sum C j (3) of and is calculated by the following equation (Equation 43).

【0202】[0202]

【数43】 [Equation 43]

【0203】ここで、Zi(2):中間層(第2層)の
値、Wji(3←2):中間層(第2層)のi番目の変数か
ら出力層(第3層)のj番目のニューロン素子モデルへ
の重み係数、Cj(3):出力層(第3層)のj番目のニ
ューロン素子モデルへの入力総和値である。
Here, Z i (2): value of the intermediate layer (second layer), W ji (3 ← 2): from the i-th variable of the intermediate layer (second layer) to the output layer (third layer) , J j is a weighting coefficient for the j-th neuron element model, and C j (3) is a sum total value of inputs to the j-th neuron element model of the output layer (third layer).

【0204】さらに、Cj(3)の大小に応じて出力層へ
の出力値Zj(3)を次式(数44)で計算する。
Further, the output value Z j (3) to the output layer is calculated by the following equation (Equation 44) according to the magnitude of C j (3).

【0205】[0205]

【数44】 [Equation 44]

【0206】このようにして、出力層の計算値Zj(3)
が得られる。
Thus, the calculated value Z j (3) of the output layer
Is obtained.

【0207】ニューラルネットでの学習を実行するに
は、出力層の後にさらに図20に示すように、比較層と
教師信号層とを設け、出力層の信号と教師信号とが比較
層の入力され、ここで出力信号と教師信号とが比較され
る。この誤差が小さくなるように、重み係数Wji(3←
2)およびWji(2←1)の大きさを修正する。
In order to execute learning by the neural network, a comparison layer and a teacher signal layer are further provided after the output layer as shown in FIG. 20, and the signal of the output layer and the teacher signal are input to the comparison layer. , Where the output signal and the teacher signal are compared. To reduce this error, the weighting factor W ji (3 ←
2) and the size of W ji (2 ← 1) is corrected.

【0208】この修正値を用いて、再度式(数1)ない
し式(数4)の計算並びに教師信号との比較を行うと、
同様に誤差がでてくる。この誤差が小さくなるように、
再度重み係数Wji(3←2)およびWji(2←1)の大
きさを修正する。
Using this corrected value, the calculation of the equations (1) to (4) and the comparison with the teacher signal are performed again.
Similarly, an error will appear. To reduce this error,
The magnitudes of the weighting factors W ji (3 ← 2) and W ji (2 ← 1) are corrected again.

【0209】このようにして、重み係数Wjiを繰り返し
て修正していき、誤差が十分小さくなるまで続ける。最
初は重み係数はランダムに(乱数で発生)与えるので、
誤差は大きいが、出力信号は次第に教師信号に近づいて
いく。スカラー場f,g,hはこのようにして決定した
ものである。ここで記号c,zはそれぞれ濃度、特徴ベ
クトルに対応する。
In this way, the weighting coefficient W ji is repeatedly corrected until the error becomes sufficiently small. Initially, the weighting factor is given randomly (generated by a random number), so
Although the error is large, the output signal gradually approaches the teacher signal. The scalar fields f, g, and h are determined in this way. Here, the symbols c and z correspond to the density and the feature vector, respectively.

【0210】このようにして誤差を修正していく方法
は、誤差逆伝搬法と呼ばれ、Rumelhart らによって考案
された技術を利用する。詳細は文献(Rumelhart: Par
allel Distributed Processing,MIT Press,vol.1
(1986))に記載されている。
A method of correcting an error in this way is called an error backpropagation method and utilizes a technique devised by Rumelhart et al. For details, refer to the literature (Rumelhart: Par
allel Distributed Processing, MIT Press, vol.1
(1986)).

【0211】[0211]

【発明の効果】本発明によれば、低インピーダンスの参
照電極を用い、電気化学分析を原子炉内で実施すること
ができる。また、微細な多孔質層で守られた参照電極構
造であり、参照電極と炉水からの参照電極イオンの溶け
だしをフラックスで10-12mol/cm2・s以下に設定する
ことが可能であり、極めて長寿命(0.5g の銀/銀イ
オン参照電極で銀の寿命15年以上)かつ安定な電気化
学分析ができる。したがって、これまで電気化学計測の
分野で発達してきた技術を原子炉内の水質分析に適用す
ることができるため、始めて原子炉内の水質をin−situ
で分析し、炉内情報を正確に把握することができる。こ
の技術により、in−situの水質データを用いたプラント
運転状態監視システムが構築できる。
According to the present invention, electrochemical analysis can be performed in a nuclear reactor by using a low-impedance reference electrode. In addition, it has a reference electrode structure protected by a fine porous layer, and it is possible to set the flux of reference electrode ions from the reference electrode and reactor water to 10 -12 mol / cm 2 · s or less by flux. It has a very long life (0.5g silver / silver ion reference electrode has a silver life of more than 15 years) and enables stable electrochemical analysis. Therefore, the technology developed in the field of electrochemical measurement up to now can be applied to the water quality analysis in the reactor, and the water quality in the reactor can be measured in-situ for the first time.
The information in the furnace can be accurately grasped by analyzing in. With this technology, a plant operating condition monitoring system using in-situ water quality data can be constructed.

【0212】また、原子炉の定期点検期間以上の寿命を
持つ電気化学セル構造による水質センシング技術と水質
データへのニューラルネットワークの適用によりデータ
の信頼性が高まり、運転監視システムの信頼性が飛躍的
に高まる。
[0212] Further, the reliability of the data is improved by applying the water quality sensing technology based on the electrochemical cell structure having a life longer than the periodic inspection period of the reactor and the neural network to the water quality data, and the reliability of the operation monitoring system is dramatically improved. Increase to.

【0213】本発明によれば、特開昭59−177474号公報
に記載された電気化学セルと異なり、耐久性があって透
過選択性のよい樹脂隔膜を用いる必要がないので高温高
圧水の環境下であっても長期間の使用ができる。
According to the present invention, unlike the electrochemical cell described in JP-A-59-177474, it is not necessary to use a resin diaphragm which is durable and has good permeation selectivity. Can be used for a long time even underneath.

【0214】また、特開昭56−77751 号公報に記載され
た技術は、酸化ジルコニウム等を水素イオン感知素子用
膜として用いて高温水のpHを測定するものであるが、
酸化ジルコニウム等が極めて大きいインピーダンスを持
っているために、実用上は問題がある。これにたいし本
発明では、多孔質セラミックまたは多孔質耐熱性プラス
チックのシースでイオン化性電極物質を包んだので、適
切なインピーダンスの電気化学セルを構成することがで
き、出力信号の処理回路等に無理がかからない。
Further, the technique described in JP-A-56-77751 measures the pH of high temperature water using zirconium oxide or the like as a film for hydrogen ion sensing element.
Since zirconium oxide and the like have extremely large impedance, there is a problem in practical use. On the other hand, in the present invention, since the ionizable electrode material is wrapped with the sheath of porous ceramic or porous heat-resistant plastic, it is possible to construct an electrochemical cell having an appropriate impedance, and to provide an output signal processing circuit or the like. It doesn't take too much.

【0215】本発明では参照電極等のインピーダンスを
十分に低くすることができるので、コントロールアンプ
リファイヤのフィードバック回路のインピーダンスを小
さくすることができ、入力信号の位相ずれによる発振現
象を防止することができる。
In the present invention, since the impedance of the reference electrode and the like can be made sufficiently low, the impedance of the feedback circuit of the control amplifier can be made small and the oscillation phenomenon due to the phase shift of the input signal can be prevented. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を原子力プラントに採用したプラントの
運転状態監視システムを示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a plant operating state monitoring system in which the present invention is applied to a nuclear power plant.

【図2】ハロゲン化銀内部参照電極(ECP)の構造を
示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a silver halide internal reference electrode (ECP).

【図3】炉内構造材の腐食電位経時変化と水素ガス注入
効果の関係を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a corrosion potential change over time of a structural material in a furnace and a hydrogen gas injection effect.

【図4】ハロゲン化銀内部参照電極の電位差を示すグラ
フ。
FIG. 4 is a graph showing the potential difference of a silver halide internal reference electrode.

【図5】炉内pHの経時変化とアルカリ注入効果の関係
を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between changes in pH in the furnace over time and alkali injection effects.

【図6】ハロゲン化銀内部参照電極の他の構造を示す断
面図。
FIG. 6 is a sectional view showing another structure of a silver halide internal reference electrode.

【図7】炉内構造材の腐食電位と薬注効果の関係を示す
グラフ。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the corrosion potential of the structural material inside the furnace and the chemical injection effect.

【図8】炉内構造材の腐食電位と溶存酸素濃度の経時変
化と水素ガス注入効果の関係を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between changes in corrosion potential and dissolved oxygen concentration of a structural material in a furnace over time and hydrogen gas injection effect.

【図9】炉内構造材の腐食電位と溶存過酸化水素濃度の
経時変化と薬注効果の関係を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the corrosion potential of the structural material in the furnace and the change with time of the dissolved hydrogen peroxide concentration and the chemical injection effect.

【図10】炉内構造材の腐食電位と溶存酸素,水素濃度
及び過酸化水素濃度の経時変化と薬注効果の関係を示す
グラフ。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the corrosion potential of the reactor internal structural material, the dissolved oxygen, hydrogen concentration, and hydrogen peroxide concentration over time and the chemical injection effect.

【図11】クラックセンサーの腐食電位とセンサーの亀
裂進展量の経時変化と薬注効果の関係を示すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the corrosion potential of the crack sensor, the change over time in the amount of crack development of the sensor, and the chemical injection effect.

【図12】本発明を適用した原子燃料集合体の構造を示
す一部切欠き断面図。
FIG. 12 is a partially cutaway sectional view showing the structure of a nuclear fuel assembly to which the present invention has been applied.

【図13】Zr合金製燃料被覆管の腐食電位とZr合金
の酸化皮膜の厚さの関係を示すグラフ。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the corrosion potential of the Zr alloy fuel cladding tube and the thickness of the Zr alloy oxide film.

【図14】本発明のプラント運転状態監視システムにお
けるフロー図。
FIG. 14 is a flow chart of the plant operating state monitoring system of the present invention.

【図15】本発明のプラント運転状態監視システムにお
けるフロー図。
FIG. 15 is a flowchart of the plant operating state monitoring system of the present invention.

【図16】内部参照電極,作用電極及び対極からなる電
気化学センサーの構造を示す断面図。
FIG. 16 is a sectional view showing the structure of an electrochemical sensor including an internal reference electrode, a working electrode, and a counter electrode.

【図17】セラミックス一体型銀/銀イオン参照電極の
詳細を示す断面図。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing details of a ceramic-integrated silver / silver ion reference electrode.

【図18】(a)は、酸素,過酸化水素及び水素の3種
混合系における電流(i)−電位(E)曲線図、(b)
は、電気化学センサーの作用電極に印加するランダムパ
ルス信号を表わすグラフ。
FIG. 18A is a current (i) -potential (E) curve diagram in a mixed system of three kinds of oxygen, hydrogen peroxide, and hydrogen, and (b).
FIG. 4 is a graph showing a random pulse signal applied to the working electrode of the electrochemical sensor.

【図19】ランダムパルスを用いた溶存酸素,過酸化水
素及び水素の分離定量結果の時間依存性と水素注入結果
を示すグラフ。
FIG. 19 is a graph showing the time dependence of the results of separation and quantification of dissolved oxygen, hydrogen peroxide, and hydrogen using random pulses and the results of hydrogen injection.

【図20】スカラー場f,g,h決定に用いたニューラ
ルネットワークの構成を示す線図である。
FIG. 20 is a diagram showing a configuration of a neural network used for determining scalar fields f, g, and h.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…内部参照電極、3…炉内、4…炉内計装管、5…ポ
テンションスタット,電気化学インターフェース、6…
コンピュータ演算処理自動制御装置、7…遠隔制御指令
装置及び分析結果表示,出力装置、8…ガス及び薬品注
入系、21…ガード(シース)、22,24…アルミナ
コーティング、23…ハロゲン化銀、26…銀線、27
…ガラス、31…リード線、33…セラミックスコーテ
ィング、38…センサー、50…作用電極、51…対
極、52…シール部材、53…ケース、54…pH電
極、55…液絡用穴、57…シール部材、57,60…
MIケーブル、58…金属管、59,63…アルミナ粉
末絶縁層、61…アルミナキャップ、62…接合アダプ
タ。
2 ... Internal reference electrode, 3 ... In furnace, 4 ... In-furnace instrumentation tube, 5 ... Potentiostat, electrochemical interface, 6 ...
Computer arithmetic processing automatic control device, 7 ... Remote control command device and analysis result display, output device, 8 ... Gas and chemical injection system, 21 ... Guard (sheath), 22, 24 ... Alumina coating, 23 ... Silver halide, 26 … Silver wire, 27
... Glass, 31 ... Lead wire, 33 ... Ceramic coating, 38 ... Sensor, 50 ... Working electrode, 51 ... Counter electrode, 52 ... Seal member, 53 ... Case, 54 ... pH electrode, 55 ... Liquid junction hole, 57 ... Seal Members, 57, 60 ...
MI cable, 58 ... Metal tube, 59, 63 ... Alumina powder insulating layer, 61 ... Alumina cap, 62 ... Joining adapter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 27/30 311 Z 7235−2J 27/403 27/27 G21D 3/08 G 9117−2G 7235−2J G01N 27/30 371 H 7235−2J 27/46 A (72)発明者 高橋 卓也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 泉谷 雅▲清▼ 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 正岡 功 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 児島 慶享 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 稲垣 正寿 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 大角 克巳 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 林 真琴 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 佐藤 文夫 東京都千代田区神田駿河台四丁目6番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 諏訪 正輝 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 赤堀 公彦 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 馬場 研二 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 山内 博史 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 大中 紀之 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location G01N 27/30 311 Z 7235-2J 27/403 27/27 G21D 3/08 G 9117-2G 7235- 2J G01N 27/30 371 H 7235-2J 27/46 A (72) Inventor Takuya Takahashi 4026 Kujimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masa Izumiya ▲ Kiyo ▼ Hitachi, Ibaraki Prefecture 4026 Kuji Town, Hitachi, Ltd.Hitachi Research Institute, Ltd. (72) Inventor Isao Masaoka 4026 Kuji Town, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Institute, Hitachi Research Institute, Ltd. (72) Keiji Kojima Kuji Town, Hitachi, Ibaraki Prefecture 4026 Address Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masatoshi Inagaki Kuji Town, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 4026 Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Invention Katsumi Ohsumi 3-1-1, Saiwaicho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Co., Ltd. Hitachi factory (72) Inventor Makoto Hayashi 502 Jinmachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hiritsu Seisakusho Co., Ltd. (72) Inventor Fumio Sato 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masateru Suwa 4026, Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor, Kimihiko Akahori Hitachi, Ibaraki 4026, Kuji-machi, Ichi, Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Kenji Baba 4026, Kuji-cho, Hitachi, Hitachi, Ibaraki Prefecture, Hitachi Research Institute, Hitachi, Ltd. (72) Hiroshi Yamauchi 4026, Kuji-machi, Hitachi, Ibaraki Prefecture Address Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Noriyuki Onaka 4026 Kuji Town, Hitachi City, Hitachi, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】プラントの監視対象部に設置された電気化
学的水質センサーにより該対象部の高温水に直接関係す
る情報を一定の期間連続的に抽出する手段と、この抽出
された情報に基づいて水質を評価する手段と、得られた
水質評価結果と予め定められたプラント運転操作の基準
値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分を表
示又は記録する手段とを具備し、前記水質センサーは、
電極材のイオンを含む電解質層と、それを取り囲む液体
不透過性の多孔質セラミック層と、該電解質層に電気化
学的に接触する電極材と、該電極材に電気的に接続され
た端子とを備えた電気化学的参照電極またはpH電極で
あることを特徴とするプラント運転状態監視システム。
1. A means for continuously extracting information directly related to high-temperature water of an object part for a certain period by an electrochemical water quality sensor installed in the object part of the plant to be monitored, and based on the extracted information. Means for evaluating the water quality, means for comparing the obtained water quality evaluation result with a predetermined reference value for plant operation, and means for displaying or recording a necessary part of the comparison result, The water quality sensor,
An electrolyte layer containing ions of the electrode material, a liquid-impermeable porous ceramic layer surrounding the electrode layer, an electrode material that electrochemically contacts the electrolyte layer, and a terminal electrically connected to the electrode material. A plant operating condition monitoring system comprising an electrochemical reference electrode or a pH electrode.
【請求項2】プラントの監視対象部に設置された電気化
学的水質センサーにより該対象部の高温水に直接関係す
る情報をプラントの点検から次回点検までの期間中連続
的に抽出する手段で、この抽出された情報に基づいて水
質を評価する手段と、得られた水質評価結果と予め定め
られたプラント運転操作の基準値とを比較する手段と、
該比較結果のうち必要部分を表示及び記録する手段とを
具備し、前記水質センサーは、電極材のイオンを含む固
体電解質層と、それを取り囲む多孔質セラミック層と、
該電解質層に電気化学的に接触する電極材と、該セラミ
ック層を取り囲む液体不透過性の耐熱性多孔質被覆層
と、該電極材に電気的に接続された端子とを備えた電気
化学的参照電極またはpH電極であることを特徴とする
プラント運転状態監視システム。
2. A means for continuously extracting information directly related to high temperature water of the target portion by an electrochemical water quality sensor installed in the monitored portion of the plant during the period from the inspection of the plant to the next inspection, Means for evaluating the water quality based on this extracted information, and means for comparing the obtained water quality evaluation results and a predetermined reference value for plant operation,
A means for displaying and recording a necessary part of the comparison result, wherein the water quality sensor comprises a solid electrolyte layer containing ions of an electrode material, a porous ceramic layer surrounding the solid electrolyte layer,
Electrochemical comprising an electrode material in electrochemical contact with the electrolyte layer, a liquid-impermeable, heat-resistant porous coating layer surrounding the ceramic layer, and a terminal electrically connected to the electrode material. A plant operating condition monitoring system, which is a reference electrode or a pH electrode.
【請求項3】プラントの監視対象部に設置された電気化
学的水質センサーにより該対象部の高温水に直接関係す
る情報を一定の期間連続的に抽出する手段と、この抽出
された情報に基づいて水質を分析する手段と、得られた
水質分析結果と予め定められたプラント運転操作の基準
値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分を表
示する手段と、該比較結果のうち必要部分を記録する手
段及びプラントの運転状態に応じて必要な制御信号を発
生する手段とを具備することを特徴とするプラント運転
状態監視システム。
3. A means for continuously extracting information directly related to the high temperature water of the target portion for a certain period by an electrochemical water quality sensor installed in the target portion of the plant for monitoring, and based on the extracted information. Means for analyzing the water quality, a means for comparing the obtained water quality analysis result with a predetermined reference value for plant operation, a means for displaying a necessary part of the comparison result, and a comparison result A plant operating condition monitoring system comprising: a means for recording a necessary part and a means for generating a necessary control signal according to the operating condition of the plant.
【請求項4】プラントの監視対象部に設置され、該監視
対象部の高温水と電解質とが多孔質材を介して電気化学
的に接触する水質センサーにより該対象部の高温水の水
質に直接関係する情報を一定の期間連続的に抽出する手
段と、この抽出された情報に基づいて水質を分析する手
段と、得られた水質分析結果と予め定められたプラント
運転操作の基準値とを比較する手段と、該比較結果のう
ち必要部分を表示又は記録する手段とを具備することを
特徴とするプラント運転状態監視システム。
4. A water quality sensor installed in a monitored part of a plant, in which high temperature water and an electrolyte of the monitored part are in electrochemical contact with each other through a porous material, directly to the water quality of the high temperature water of the target part. A means for continuously extracting relevant information for a certain period of time, a means for analyzing water quality based on this extracted information, and comparing the obtained water quality analysis results with predetermined reference values for plant operation. And a means for displaying or recording a necessary portion of the comparison result.
【請求項5】プラントの監視対象部に設置され、該監視
対象部の高温水と電解質とが電気化学的に接触するが該
電解質の高温水に対する溶解を実質的に抑制する多孔質
材を介して配置された水質センサーにより該対象部の高
温水の水質に直接関係する情報を抽出する手段と、この
抽出された情報に基づいて水質を分析する手段と、得ら
れた水質分析結果と予め定められたプラント運転操作の
基準値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分
を表示及び/又は記録する手段とを具備することを特徴
とするプラント運転状態監視システム。
5. A porous material, which is installed in a monitored part of a plant and in which high temperature water of the monitored part and an electrolyte are in electrochemical contact with each other, but which substantially suppresses dissolution of the electrolyte in the high temperature water. Means for extracting information directly related to the water quality of the hot water of the target portion by means of the water quality sensor arranged, means for analyzing the water quality based on the extracted information, and the obtained water quality analysis result and the predetermined A plant operating condition monitoring system, comprising: a unit for comparing the obtained plant operating operation with a reference value; and a unit for displaying and / or recording a necessary part of the comparison result.
【請求項6】高温水を含むプラントの監視対象部に設置
された電気化学的センサーにより循環水系又は貯蔵水系
の水質に関するデータをプラントの点検から次回点検ま
での間連続的に抽出する手段と、抽出されたデータを予
め定められたプラント運転操作の基準値と比較する手段
と、プラント運転操作基準と該データとの相互関係に基
づいて、該基準値の変動を予測する手段と、予測された
変動量と該データとを比較する手段及び該水質を制御す
る手段を具備することを特徴とするプラントの運転状態
監視システム。
6. A means for continuously extracting data on the water quality of a circulating water system or a stored water system from an inspection of the plant to the next inspection by an electrochemical sensor installed in a monitored part of the plant containing high temperature water, A means for comparing the extracted data with a predetermined reference value of the plant operation operation, a means for predicting a change in the reference value based on the mutual relationship between the plant operation operation reference and the data, An operating condition monitoring system for a plant, comprising: a means for comparing the amount of fluctuation with the data and a means for controlling the water quality.
【請求項7】高温水を含むプラントの監視対象部に設置
された電気化学的センサーにより循環水系又は貯蔵水系
の水質をプラントの定期点検から次回点検までの間連続
的に分析する手段と、この分析結果を表示する手段と、
水質分析結果に対応して予め定められたプラントの運転
操作基準値を選択する手段と、分析結果とプラント運転
操作基準値との相互関係に基づいて該基準値の変化量を
予測する手段と及び水質を制御する手段を具備すること
を特徴とするプラントの運転状態監視システム。
7. A means for continuously analyzing water quality of a circulating water system or a stored water system from a periodic inspection of a plant to the next inspection by an electrochemical sensor installed in a monitored portion of a plant containing high temperature water, Means for displaying analysis results,
Means for selecting a predetermined plant operation reference value corresponding to the water quality analysis result, and means for predicting the amount of change in the reference value based on the interrelationship between the analysis result and the plant operation reference value, and A plant operation state monitoring system comprising means for controlling water quality.
【請求項8】高温水を含むプラントの監視対象部に設置
された電気化学的センサーにより循環水系又は貯蔵水系
の水質をプラントの定期点検から次回点検までの間連続
的に分析し、少なくともpH,溶存酸素量及び溶存水素
濃度に関するデータを出力する手段と、この分析結果を
表示する手段と、水質分析結果に対応して予め定められ
たプラントの運転操作基準値を選択する手段と、分析結
果とプラント運転操作基準値との相互関係に基づいて該
基準値の変化量を予測する手段と及び水質を制御する手
段を具備することを特徴とするプラントの運転状態監視
システム。
8. The water quality of the circulating water system or the stored water system is continuously analyzed from the periodic inspection of the plant to the next inspection by an electrochemical sensor installed in the monitored part of the plant containing high temperature water, and at least pH, Means for outputting data regarding dissolved oxygen amount and dissolved hydrogen concentration, means for displaying this analysis result, means for selecting a predetermined plant operation reference value corresponding to the water quality analysis result, and analysis result An operating condition monitoring system for a plant, comprising: means for predicting the amount of change in the reference value based on the correlation with the plant operation reference value; and means for controlling the water quality.
【請求項9】該センサーは、支持基体の電極上に形成さ
れた固体電解質または電極材を被覆する微細空孔を有す
るセラミックスまたは樹脂層を有する請求項1ないし8
記載のプラントの運転状態監視システム。
9. The sensor has a ceramic or resin layer having fine pores for covering a solid electrolyte or an electrode material formed on an electrode of a supporting substrate.
The operating state monitoring system of the plant described.
【請求項10】該センサーは、溶存水素(DH),溶存
酸素(DO),水素イオン濃度(pH),参照電極又は腐
食電位検用電極(ECP),溶液伝導度(S),溶存過
酸化水素(DH22)の各センサー及びクラックセンサ
ー(M)を有する請求項1ないし8記載のプラントの運
転状態監視システム。
10. The sensor comprises dissolved hydrogen (DH), dissolved oxygen (DO), hydrogen ion concentration (pH), reference electrode or corrosion potential detection electrode (ECP), solution conductivity (S), dissolved peroxidation. 9. The plant operating condition monitoring system according to claim 1, further comprising a hydrogen (DH 2 O 2 ) sensor and a crack sensor (M).
【請求項11】原子炉内の高温水にさらされる対象部に
設置された電気化学的水質センサーにより該対象部の前
記高温水に関する水質情報を少なくとも予め設定された
値に達するまで全期間連続的に抽出する手段と、前記得
られた水質情報を前記全期間連続的な記録表示する手段
とを具備することを特徴とする原子力プラントの運転状
態監視システム。
11. An electrochemical water quality sensor installed in a target section exposed to high-temperature water in a nuclear reactor continuously for a whole period until at least water quality information regarding the high-temperature water in the target section reaches a preset value. And a means for continuously recording and displaying the obtained water quality information for the entire period, the operating state monitoring system for a nuclear power plant.
【請求項12】原子炉内の高温水にさらされる中性子計
装管内で、かつ燃料装荷部分に設置された電気化学的水
質センサーにより前記高温水に関する水質情報を前記原
子炉の運転中少なくとも3ケ月間連続的に抽出する手段
と、前記得られた水質情報を前記少なくとも3ケ月間連
続的に記録表示する手段とを具備することを特徴とする
原子力プラントの運転状態監視システム。
12. An electrochemical water quality sensor installed in a neutron instrumentation pipe exposed to high-temperature water in a nuclear reactor and in a fuel-loaded portion to provide water quality information on the high-temperature water for at least 3 months during operation of the nuclear reactor. An operating state monitoring system for a nuclear power plant, comprising: a unit for continuously extracting the water quality information; and a unit for continuously recording and displaying the obtained water quality information for the at least three months.
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