JPH0762667B2 - 溶液定量分析装置、定量分析方法および原子炉の水質制御システム - Google Patents
溶液定量分析装置、定量分析方法および原子炉の水質制御システムInfo
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- JPH0762667B2 JPH0762667B2 JP63119125A JP11912588A JPH0762667B2 JP H0762667 B2 JPH0762667 B2 JP H0762667B2 JP 63119125 A JP63119125 A JP 63119125A JP 11912588 A JP11912588 A JP 11912588A JP H0762667 B2 JPH0762667 B2 JP H0762667B2
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/42—Measuring deposition or liberation of materials from an electrolyte; Coulometry, i.e. measuring coulomb-equivalent of material in an electrolyte
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被測定溶液中に存在する複数種の被測定物質
の定量分析方法及び定量分析装置に係り、更にかかる定
量分析手法を利用した原子炉の水質制御システムに関す
る。
の定量分析方法及び定量分析装置に係り、更にかかる定
量分析手法を利用した原子炉の水質制御システムに関す
る。
本発明は、沸騰水型原子炉（BWR）或いは加圧水型原子
炉（PWR）の炉水の水質診断或いは水質制御にきわめて
好適である。
炉（PWR）の炉水の水質診断或いは水質制御にきわめて
好適である。
原子炉の炉水には、H2,O2及びH2O2などのガスが溶存し
ており、これらの溶存量は原子炉の冷却水系が流れてい
る間に変化する。これらのガスの溶存量には、それぞれ
適正な範囲があり、適正値を超えると炉水配管を腐食
し、炉水漏れ或いは配管破断等の事故の原因となる。
ており、これらの溶存量は原子炉の冷却水系が流れてい
る間に変化する。これらのガスの溶存量には、それぞれ
適正な範囲があり、適正値を超えると炉水配管を腐食
し、炉水漏れ或いは配管破断等の事故の原因となる。
したがつて、原子炉の冷却水系を流れる高温高圧水をサ
ンプリングしてH2,O2,H2O2等を定量分析し、分析結果に
基づいて水質を制御することは、きわめて重要である。
ンプリングしてH2,O2,H2O2等を定量分析し、分析結果に
基づいて水質を制御することは、きわめて重要である。
原子炉の炉水に含まれる溶存O2とH2O2を同時に検出する
手段として、特開昭55−143437号公報には、溶存酸素計
と活性炭式過酸化水素分解カラムとにより溶存酸素と過
酸化水素とを同時に測定することが記載されている。
手段として、特開昭55−143437号公報には、溶存酸素計
と活性炭式過酸化水素分解カラムとにより溶存酸素と過
酸化水素とを同時に測定することが記載されている。
上記従来技術は、炉水中の溶存酸素をどのようにして定
量するのか、具体的な手法については全く開示していな
い。原子炉の一次冷却水系の高温高圧水に対して適用し
うるのか否かについても全く不明である。
量するのか、具体的な手法については全く開示していな
い。原子炉の一次冷却水系の高温高圧水に対して適用し
うるのか否かについても全く不明である。
本発明の目的は、原子炉の炉水に含まれるH2,O2,H2O2を
系内で同時に分析できるようにした定量分析装置を提供
するにある。
系内で同時に分析できるようにした定量分析装置を提供
するにある。
本発明の他の目的は、溶液中のH2,O2,H2O2を電解分析の
技法によつて同時に定量分析することを可能とした定量
分析方法を提供するにある。
技法によつて同時に定量分析することを可能とした定量
分析方法を提供するにある。
本発明の更に他の目的は、原子炉の炉水に含まれるH2,O
2,H2O2を系内で定量分析し、その結果に基づいて水質を
制御するようにした原子炉水質制御システムを提供する
にある。
2,H2O2を系内で定量分析し、その結果に基づいて水質を
制御するようにした原子炉水質制御システムを提供する
にある。
本発明の更に他の目的は、原子炉の炉水に含まれるH2,O
2,H2O2を系内で定量分析し、その結果を基準と比較して
炉水漏れ等の冷却水系の事故を未然に予知する予防保全
システムを提供するにある。
2,H2O2を系内で定量分析し、その結果を基準と比較して
炉水漏れ等の冷却水系の事故を未然に予知する予防保全
システムを提供するにある。
本発明の定量分析装置は、作用電極と対極及び参照電極
を具備する被測定溶液を電気分解するための電解セル、
前記電解セル内の作用電極に参照電極基準の電圧として
前記被測定溶液中の分析すべき化学種の種類に対応する
数の互いに異なるモードをもつ電圧−時間波形信号を印
加する手段、該異なるモードの波形信号を夫々別々に印
加し電解して得られた電解電流と該電解電流を得た電位
とに基づいて限界電流値又はピーク電流値を夫々求める
手段、及び得られた限界電流値又はピーク電流値に基づ
いて測定すべき化学種の濃度を演算する手段を具備する
ことを特徴とする。
を具備する被測定溶液を電気分解するための電解セル、
前記電解セル内の作用電極に参照電極基準の電圧として
前記被測定溶液中の分析すべき化学種の種類に対応する
数の互いに異なるモードをもつ電圧−時間波形信号を印
加する手段、該異なるモードの波形信号を夫々別々に印
加し電解して得られた電解電流と該電解電流を得た電位
とに基づいて限界電流値又はピーク電流値を夫々求める
手段、及び得られた限界電流値又はピーク電流値に基づ
いて測定すべき化学種の濃度を演算する手段を具備する
ことを特徴とする。
電解セル内の作用電極に印加する電圧−時間波形信号
は、ボルタンメトリーの種類によつて定まる所定のパラ
メータをもつものである。
は、ボルタンメトリーの種類によつて定まる所定のパラ
メータをもつものである。
H2とH2O2が含まれる溶液或いはO2とH2O2が含まれる溶液
を、単純に電気化学的方法によつて電解分析すると、観
測される電解電流にH2とH2O2、或いはO2とH2O2の両方の
電解電流が同時に含まれることになり、H2,O2,H2O2の濃
度を求めることはできない。
を、単純に電気化学的方法によつて電解分析すると、観
測される電解電流にH2とH2O2、或いはO2とH2O2の両方の
電解電流が同時に含まれることになり、H2,O2,H2O2の濃
度を求めることはできない。
本発明は、溶液中にH2又はO2とH2O2の二種類の化学種が
含まれる場合には二通りのボルタンメトリーを実行し、
またH2とO2とH2O2の三種類の化学種が含まれる場合には
三通りのボルタンメトリーを実行し、その場合に電解セ
ルに印加する電圧−時間波形信号のモードを変えること
により、H2,O2,H2O2の夫々の濃度を同時に定量分析でき
るという、新規な着想に基づいている。
含まれる場合には二通りのボルタンメトリーを実行し、
またH2とO2とH2O2の三種類の化学種が含まれる場合には
三通りのボルタンメトリーを実行し、その場合に電解セ
ルに印加する電圧−時間波形信号のモードを変えること
により、H2,O2,H2O2の夫々の濃度を同時に定量分析でき
るという、新規な着想に基づいている。
電解分析は、原子炉の一次冷却水系の高温高圧水を系内
で定量分析するのに適しており、しかも速やかに濃度が
求まるので、炉水の水質を迅速に制御することが可能と
なる。
で定量分析するのに適しており、しかも速やかに濃度が
求まるので、炉水の水質を迅速に制御することが可能と
なる。
ボルタンメトリーとしては、パルスモードのパルスボル
タンメトリーを実行するのが望ましく、後述する本発明
の実施例では、ノーマルパルスボルタンメトリー及びデ
イフアレンシヤルパルスボルタンメトリーを実行して良
好な結果を得た。
タンメトリーを実行するのが望ましく、後述する本発明
の実施例では、ノーマルパルスボルタンメトリー及びデ
イフアレンシヤルパルスボルタンメトリーを実行して良
好な結果を得た。
本発明において実行可能なパルスボルタンメトリーとし
ては、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，デイフアレンシヤルパルスボルタ
ンメトリー，デイフアレンシヤルノーマルパルスボルタ
ンメトリー及びスクウエアウエイブパルスボルタンメト
リー等がある。
ては、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，デイフアレンシヤルパルスボルタ
ンメトリー，デイフアレンシヤルノーマルパルスボルタ
ンメトリー及びスクウエアウエイブパルスボルタンメト
リー等がある。
コンピユータ化されたパルスボルタンメトリーについて
は１つのパルスモードについて、アナリテイカル・ケミ
ストリー，第43巻第３号,1971年３月，第342頁から第34
8頁（Analytical Chamistry,vol43,No.3 March 1981,PP
342−348）において論じられている。
は１つのパルスモードについて、アナリテイカル・ケミ
ストリー，第43巻第３号,1971年３月，第342頁から第34
8頁（Analytical Chamistry,vol43,No.3 March 1981,PP
342−348）において論じられている。
デイフアレンシヤル・ノーマルパルス・ボルタンメトリ
ー（Differential Normal Pulse Voltammetry）につい
ては、その詳細がジヤーナル・エレクトロアナリテイカ
ル・ケミストリー,110（1980年）第１頁から第18頁〔J.
Electroanal.Chem.,110（1980）PP1−18〕において論じ
られている。
ー（Differential Normal Pulse Voltammetry）につい
ては、その詳細がジヤーナル・エレクトロアナリテイカ
ル・ケミストリー,110（1980年）第１頁から第18頁〔J.
Electroanal.Chem.,110（1980）PP1−18〕において論じ
られている。
スクウエアウエイブ・ボルタンメトリー（Square Wave
Voltammetry）については、その定量分析への応用に関
してアナリテイカル・ケミストリー49,13（1977年）第1
904頁から第1908頁〔Analytical Chemistry,49,13（197
7）PP1904−1908〕及び分析化学36,（1987年）第420頁
から第424頁において論じられている。
Voltammetry）については、その定量分析への応用に関
してアナリテイカル・ケミストリー49,13（1977年）第1
904頁から第1908頁〔Analytical Chemistry,49,13（197
7）PP1904−1908〕及び分析化学36,（1987年）第420頁
から第424頁において論じられている。
ノーマルパルス（Normal Pulse）、デイフアレンシヤル
パルス（Differential Pulse）リバースパルス（Revers
e Pulse）、各ボルタンメトリー（Voltammetry）につい
てはパルスボルタンメトリーの総括理論として、ブレテ
イン・ケミカルソサイアテイ・オブジヤパン53（1980
年）第3439頁から第3446頁（Bull.Chem.Soc.Jpn.,53（1
980）PP3439−3446（及びジヤーナル・オブ・エレクト
ロアナリテイカル・ケミストリー205（1986年）第21頁
から第34頁（J.Electroanal.Chem.,205（1986）PP21−3
4）において論じられている。
パルス（Differential Pulse）リバースパルス（Revers
e Pulse）、各ボルタンメトリー（Voltammetry）につい
てはパルスボルタンメトリーの総括理論として、ブレテ
イン・ケミカルソサイアテイ・オブジヤパン53（1980
年）第3439頁から第3446頁（Bull.Chem.Soc.Jpn.,53（1
980）PP3439−3446（及びジヤーナル・オブ・エレクト
ロアナリテイカル・ケミストリー205（1986年）第21頁
から第34頁（J.Electroanal.Chem.,205（1986）PP21−3
4）において論じられている。
但し、以上の刊行物中では、パルスボルタンメトリーの
内容は純電気化学的な観点で論じられている。パルスボ
ルタンメトリーの定量分析への適用性に関しては、これ
まで単一のパルスモードを用いた分析法としての評価に
論議が集中していた。それはパルスボルタンメトリーが
単一モードとしての分析精度が現在用いられるボルタン
メトリー法において最も高く、通常の定量分析は単一の
パルスモードを用いる事で十分な結果を得る事ができる
ためである。しかし複数種のパルスモードを組み合わせ
て定量分析する方法については今日まで論じられていな
い。
内容は純電気化学的な観点で論じられている。パルスボ
ルタンメトリーの定量分析への適用性に関しては、これ
まで単一のパルスモードを用いた分析法としての評価に
論議が集中していた。それはパルスボルタンメトリーが
単一モードとしての分析精度が現在用いられるボルタン
メトリー法において最も高く、通常の定量分析は単一の
パルスモードを用いる事で十分な結果を得る事ができる
ためである。しかし複数種のパルスモードを組み合わせ
て定量分析する方法については今日まで論じられていな
い。
本発明の定量分析装置においては、電解セルの作用電極
に電圧−時間波形信号を印加する手段としてポテンシヨ
スタツトを設け、該ポテンシヨスタツトに前記波形信号
を入力するためのCPUを設けることが望ましい。
に電圧−時間波形信号を印加する手段としてポテンシヨ
スタツトを設け、該ポテンシヨスタツトに前記波形信号
を入力するためのCPUを設けることが望ましい。
CPUには、ボルタンメトリーの種類によつて定まる所定
のモードをもつ電圧−時間波形信号を前記ポテンシヨス
タツトに入力する信号入力部と、前記ポテンシヨスタツ
トが実行した被測定溶液中の分析すべき化学種の種類に
対応する数のボルタンメトリーの結果を電解電流と該電
解電流が得られた電位との関係でメモリに貯える記憶部
と、前記記憶部で記憶されたデータを処理しボルタンメ
トリーの種類によつて定まる限界電流値又はピーク電流
値を決定する電流値決定部と、決定された限界電流値又
はピーク電流値に基づいて分析すべき化学種の濃度を演
算する演算部を具備させることが望ましい。
のモードをもつ電圧−時間波形信号を前記ポテンシヨス
タツトに入力する信号入力部と、前記ポテンシヨスタツ
トが実行した被測定溶液中の分析すべき化学種の種類に
対応する数のボルタンメトリーの結果を電解電流と該電
解電流が得られた電位との関係でメモリに貯える記憶部
と、前記記憶部で記憶されたデータを処理しボルタンメ
トリーの種類によつて定まる限界電流値又はピーク電流
値を決定する電流値決定部と、決定された限界電流値又
はピーク電流値に基づいて分析すべき化学種の濃度を演
算する演算部を具備させることが望ましい。
ポテンシヨスタツトには、CPUから入力された電圧−時
間波形を参照電極基準の電圧として作用電極に忠実に印
加する役目を課す。
間波形を参照電極基準の電圧として作用電極に忠実に印
加する役目を課す。
本発明の定量分析方法は、作用電極と対極及び参照電極
を具備する電解セルの前記三つの電極を分析すべき複数
の化学種を含む溶液と接触させる工程、前記電解セルに
分析すべき化学種の種類に対応する数の互いに異なる電
圧−時間波形信号を印加して前記溶液を電解する工程、
前記電解工程による電解電流と該電解電流が得られた電
位とからボルタンメトリーの種類によつて定まる限界電
流値又はピーク電流値を求める工程、前記限界電流値又
はピーク電流値に基づいて分析すべき複数の化学種の濃
度を演算する工程を具備することを特徴とする。
を具備する電解セルの前記三つの電極を分析すべき複数
の化学種を含む溶液と接触させる工程、前記電解セルに
分析すべき化学種の種類に対応する数の互いに異なる電
圧−時間波形信号を印加して前記溶液を電解する工程、
前記電解工程による電解電流と該電解電流が得られた電
位とからボルタンメトリーの種類によつて定まる限界電
流値又はピーク電流値を求める工程、前記限界電流値又
はピーク電流値に基づいて分析すべき複数の化学種の濃
度を演算する工程を具備することを特徴とする。
前記演算工程では、被測定物質の濃度を未知数とした方
程式を夫々のボルタンメトリー毎に作り、それらの方程
式を連立させて解くことにより、被測定物質の濃度を算
出する。
程式を夫々のボルタンメトリー毎に作り、それらの方程
式を連立させて解くことにより、被測定物質の濃度を算
出する。
本発明の水質制御システムは、原子炉の一次冷却水系の
炉水を電解分析により定量分析する手段と、該定量分析
手段によつて得られた結果に基づいて炉水の水質を制御
する手段を有する水質制御システムにおいて、前記一次
冷却水系の少なくとも一個所に炉水と接触するように配
置される電解セルの電極収納部、前記電解セルの作用電
極に参照電極基準の電圧として所定のモードをもつ電圧
−時間波形信号を印加する信号印加部、前記信号印加部
に対してボルタンメトリーの種類によつて定まるモード
をもつ電圧−時間波形信号を一次冷却水系に含まれる化
学種の種類に対応する数だけ且つ互いにモードを変えて
入力する信号入力部、前記信号印加部からの信号に基づ
いて実行されたボルタンメトリーの結果を電解電流と該
電解電流が得られた電位との関係でメモリに貯える記憶
部、前記記憶部に記憶されたデータを処理しボルタンメ
トリーの種類によつて定まる限界電流値又はピーク電流
値を決定する電流値決定部、決定された限界電流値又は
ピーク電流値に基づいて炉水中の化学種の濃度を演算す
る濃度演算部、及び該濃度演算部の情報に基づいて炉水
中の水質を制御する前記炉水制御手段を具備することを
特徴とする。
炉水を電解分析により定量分析する手段と、該定量分析
手段によつて得られた結果に基づいて炉水の水質を制御
する手段を有する水質制御システムにおいて、前記一次
冷却水系の少なくとも一個所に炉水と接触するように配
置される電解セルの電極収納部、前記電解セルの作用電
極に参照電極基準の電圧として所定のモードをもつ電圧
−時間波形信号を印加する信号印加部、前記信号印加部
に対してボルタンメトリーの種類によつて定まるモード
をもつ電圧−時間波形信号を一次冷却水系に含まれる化
学種の種類に対応する数だけ且つ互いにモードを変えて
入力する信号入力部、前記信号印加部からの信号に基づ
いて実行されたボルタンメトリーの結果を電解電流と該
電解電流が得られた電位との関係でメモリに貯える記憶
部、前記記憶部に記憶されたデータを処理しボルタンメ
トリーの種類によつて定まる限界電流値又はピーク電流
値を決定する電流値決定部、決定された限界電流値又は
ピーク電流値に基づいて炉水中の化学種の濃度を演算す
る濃度演算部、及び該濃度演算部の情報に基づいて炉水
中の水質を制御する前記炉水制御手段を具備することを
特徴とする。
電解セルの電極収納部は、炉心内，炉心出口側，炉内の
水蒸気セパレータ等に設けることが望ましく、特に炉心
内に設けることが望ましい。炉心内に設ける場合には、
中性子計装管等の炉内計装管に設けることが望ましい。
又、電解セルの電極収納部には疎水性のガス透過膜を設
け、このガス透過膜を通して炉水中の溶存ガスを接触さ
せるようにすることが望ましい。この理由は、電解セル
には溶液の伝導度を上げるためにKCl,KNO3,Na2SO4等の
電解質が入つているので、この電解質をセルの外部へ漏
らさないためである。疎水性のガス透過膜としては、た
とえばポリテトラフルオロエチレン製の膜が適用可能で
ある。
水蒸気セパレータ等に設けることが望ましく、特に炉心
内に設けることが望ましい。炉心内に設ける場合には、
中性子計装管等の炉内計装管に設けることが望ましい。
又、電解セルの電極収納部には疎水性のガス透過膜を設
け、このガス透過膜を通して炉水中の溶存ガスを接触さ
せるようにすることが望ましい。この理由は、電解セル
には溶液の伝導度を上げるためにKCl,KNO3,Na2SO4等の
電解質が入つているので、この電解質をセルの外部へ漏
らさないためである。疎水性のガス透過膜としては、た
とえばポリテトラフルオロエチレン製の膜が適用可能で
ある。
炉水の定量分析結果に基づいて制御する水質は、たとえ
ばH2,O2であり、又、炉内の蒸気発生器へのN2H4注入量
である。原子炉の炉水中のH2量は、定量分析によるH2の
データ、O2のデータ、H2O2のデータ、或いはそれらの二
者又は三社を組み合せたデータと関連づけて制御するこ
とが可能である。蒸気発生器へのN2H4注入量は、定量分
析によるO2濃度のデータと関連づけて制御することが望
ましい。
ばH2,O2であり、又、炉内の蒸気発生器へのN2H4注入量
である。原子炉の炉水中のH2量は、定量分析によるH2の
データ、O2のデータ、H2O2のデータ、或いはそれらの二
者又は三社を組み合せたデータと関連づけて制御するこ
とが可能である。蒸気発生器へのN2H4注入量は、定量分
析によるO2濃度のデータと関連づけて制御することが望
ましい。
炉水の水質を制御するシステムにおいては、CPUの濃度
演算部の結果を基準値と比較する比較部を設けることが
望ましく、この比較部はCPUに具備させることが望まし
い。
演算部の結果を基準値と比較する比較部を設けることが
望ましく、この比較部はCPUに具備させることが望まし
い。
更に本発明の水質制御システムにおいては、炉水の定量
分析時のサンプリング点における炉水伝導度、pH及び電
位の少なくとも一つを測定し、これらの情報と合わせて
水質を制御することが非常に望ましい。
分析時のサンプリング点における炉水伝導度、pH及び電
位の少なくとも一つを測定し、これらの情報と合わせて
水質を制御することが非常に望ましい。
本発明は、原子炉の一次冷却水系の炉水を電解分析によ
り定量分析する手段と、該定量分析手段によつて得られ
た結果が基準値を超えたときに警報を発生する手段を有
する水質予防保全システムをも提案する。このシステム
は、一次冷却水系の少なくとも一箇所に炉水と接触する
ように設置される電解セルの電極収納部、前記電解セル
の作用電極に参照電極基準の電圧として所定のモードを
もつ電圧−時間波形信号を印加する信号印加部、前記信
号印加部に対してボルタンメトリーの種類によつて定ま
るモードをもつ電圧−時間波形信号を一次冷却水系に含
まれる化学種の種類に対応する数だけ且つ互いにモード
を変えて入力する信号入力部、前記信号印加部からの信
号に基づいて実行されたボルタンメトリーの結果を電解
電流と該電解電流が得られた電位との関係でメモリに貯
える記憶部、前記記憶部に記憶されたデータを処理しボ
ルタンメトリーの種類によつて定まる限界電流値又はピ
ーク電流値を決定する電流値決定部、決定された限界電
流値又はピーク電流値に基づいて炉水中の化学種の濃度
を演算する濃度演算部、前記濃度演算部の結果を基準値
と比較する比較部、及び前記比較部の情報に基づいて前
記濃度演算部の結果が基準値を超えたときに警報を発生
する前記警報発生手段を具備する。
り定量分析する手段と、該定量分析手段によつて得られ
た結果が基準値を超えたときに警報を発生する手段を有
する水質予防保全システムをも提案する。このシステム
は、一次冷却水系の少なくとも一箇所に炉水と接触する
ように設置される電解セルの電極収納部、前記電解セル
の作用電極に参照電極基準の電圧として所定のモードを
もつ電圧−時間波形信号を印加する信号印加部、前記信
号印加部に対してボルタンメトリーの種類によつて定ま
るモードをもつ電圧−時間波形信号を一次冷却水系に含
まれる化学種の種類に対応する数だけ且つ互いにモード
を変えて入力する信号入力部、前記信号印加部からの信
号に基づいて実行されたボルタンメトリーの結果を電解
電流と該電解電流が得られた電位との関係でメモリに貯
える記憶部、前記記憶部に記憶されたデータを処理しボ
ルタンメトリーの種類によつて定まる限界電流値又はピ
ーク電流値を決定する電流値決定部、決定された限界電
流値又はピーク電流値に基づいて炉水中の化学種の濃度
を演算する濃度演算部、前記濃度演算部の結果を基準値
と比較する比較部、及び前記比較部の情報に基づいて前
記濃度演算部の結果が基準値を超えたときに警報を発生
する前記警報発生手段を具備する。
原子炉の一次冷却水系に原子炉浄化化学樹脂の分解生成
物である▲SO2- 4▼,SO3 -,Cl-,Na+のイオン濃度を測定す
る手段、及び該イオン濃度の少なくとも一つが基準値を
超えたときに警報を発生する手段を具備することはより
望ましい。
物である▲SO2- 4▼,SO3 -,Cl-,Na+のイオン濃度を測定す
る手段、及び該イオン濃度の少なくとも一つが基準値を
超えたときに警報を発生する手段を具備することはより
望ましい。
本発明はまた、原子炉の一次冷却水系の少なくとも一箇
所に炉水と接触するように設置される電解セルの電極収
納部、前記電解セルの作用電極に参照電極基準の電圧と
して所定のモードをもつ電圧−時間波形信号を印加する
信号印加部、前記信号印加部に対してボルタンメトリー
の種類によつて定まるモードをもつ電圧−時間波形信号
を一次冷却水系に含まれる化学種の種類に対応する数だ
け且つ互いにモードを変えて入力する信号入力部、前記
信号印加部からの信号に基づいて実行されたボルタンメ
トリーの結果を電解電流と該電解電流が得られた電位と
の関係でメモリに貯える記憶部、前記記憶部に記憶され
たデータを処理しボルタンメトリーの種類によつて定ま
る限界電流値又はピーク電流値を決定する電流値決定
部、決定された限界電流値又はピーク電流値に基づいて
炉水中の化学種の濃度を演算する濃度演算部、及び該濃
度演算部の結果を基準値と比較する比較部を具備し、該
比較部による情報に基づいて一次冷却水系の事故を予知
する原子炉の一次冷却水系の事故予知システムを提供す
る。
所に炉水と接触するように設置される電解セルの電極収
納部、前記電解セルの作用電極に参照電極基準の電圧と
して所定のモードをもつ電圧−時間波形信号を印加する
信号印加部、前記信号印加部に対してボルタンメトリー
の種類によつて定まるモードをもつ電圧−時間波形信号
を一次冷却水系に含まれる化学種の種類に対応する数だ
け且つ互いにモードを変えて入力する信号入力部、前記
信号印加部からの信号に基づいて実行されたボルタンメ
トリーの結果を電解電流と該電解電流が得られた電位と
の関係でメモリに貯える記憶部、前記記憶部に記憶され
たデータを処理しボルタンメトリーの種類によつて定ま
る限界電流値又はピーク電流値を決定する電流値決定
部、決定された限界電流値又はピーク電流値に基づいて
炉水中の化学種の濃度を演算する濃度演算部、及び該濃
度演算部の結果を基準値と比較する比較部を具備し、該
比較部による情報に基づいて一次冷却水系の事故を予知
する原子炉の一次冷却水系の事故予知システムを提供す
る。
以上述べた原子炉の水質制御システム、炉水事故防止保
全システム或いは事故予知システムにおいて、信号入力
部，信号印加部，濃度演算部，比較部等が正常に作動し
ていることを監視する監視システムを設けることは非常
に望ましい。更にこの監視システムによつて作動異常が
検出された場合に、警報を発生するようにするとなおよ
い。
全システム或いは事故予知システムにおいて、信号入力
部，信号印加部，濃度演算部，比較部等が正常に作動し
ていることを監視する監視システムを設けることは非常
に望ましい。更にこの監視システムによつて作動異常が
検出された場合に、警報を発生するようにするとなおよ
い。
電解セルの信号印加部へ、信号入力部の信号をインプツ
トする場合には、関数発生器を介してイオンプツトにす
ることが望ましい。
トする場合には、関数発生器を介してイオンプツトにす
ることが望ましい。
原子炉の水質予防に関連する公知の技術として、特開昭
61−148394号公報には、給水中のニツケルイオン，コバ
ルトイオンをそれらの濃度変化曲線に対応して運転初期
には高く、その後漸次低い濃度に制御することにより、
炉水中の放射能濃度を低減することが示されている。し
かし、冷却水系のH2,O2,H2O2等の化学種をその場で定量
分析し、制御系にフイードバツクして水質を制御するこ
との記載はない。
61−148394号公報には、給水中のニツケルイオン，コバ
ルトイオンをそれらの濃度変化曲線に対応して運転初期
には高く、その後漸次低い濃度に制御することにより、
炉水中の放射能濃度を低減することが示されている。し
かし、冷却水系のH2,O2,H2O2等の化学種をその場で定量
分析し、制御系にフイードバツクして水質を制御するこ
との記載はない。
原子力プラントの異常診断システムとしては、特開昭60
−238791号公報に記載のように、プラントから収集した
データとこのデータを照合モデルに入力して得た出力値
との偏差値を境界値と比較することにより、モデルの符
号に基づいて発生した破断事故の種類の識別を自動化す
ることが知られている。
−238791号公報に記載のように、プラントから収集した
データとこのデータを照合モデルに入力して得た出力値
との偏差値を境界値と比較することにより、モデルの符
号に基づいて発生した破断事故の種類の識別を自動化す
ることが知られている。
プラント異常時運転支援装置に関しては、特開昭61−16
4194号公報にプラントのプロセス量を測定する検出器、
プラントの多重化された機器の状態を監視する監視装置
並びに３つの判定手段並びに表示装置を設けることによ
り運転員の負担の軽減を図ることが示されている。H
2O2,O2,H2の分析定量は原子炉冷却水系における腐食環
境制御の必要性など数々の方面よりその必要を求められ
ている。従来、H2O2の測定装置としては特開昭55−1460
35号に記載されているように陰極電位を一定にしH2O2水
溶液を電解し、その電解電流を測定する事によりH2O2濃
度を求める方法がある。しかし、この方法においては、
O2とH2O2が共存する場合、観測される電解電流にO2の電
解電流も同時に含まれる事になりH2O2の濃度を求める事
はできない。O2との共存下におけるH2O2測定装置は特開
昭56−37549号に記載されているように酸素検出器と補
正酸素検出器を被測定溶液中に浸漬する事により酸素の
影響を取り除く装置がある。しかし、この装置は酸素透
過膜，過酸化水素分解膜が使用されているため、その分
析能力をいちじるしく周りの環境によつて影響を受け
る。少なくとも高温高圧下の原子炉冷却水中では使用で
きない。
4194号公報にプラントのプロセス量を測定する検出器、
プラントの多重化された機器の状態を監視する監視装置
並びに３つの判定手段並びに表示装置を設けることによ
り運転員の負担の軽減を図ることが示されている。H
2O2,O2,H2の分析定量は原子炉冷却水系における腐食環
境制御の必要性など数々の方面よりその必要を求められ
ている。従来、H2O2の測定装置としては特開昭55−1460
35号に記載されているように陰極電位を一定にしH2O2水
溶液を電解し、その電解電流を測定する事によりH2O2濃
度を求める方法がある。しかし、この方法においては、
O2とH2O2が共存する場合、観測される電解電流にO2の電
解電流も同時に含まれる事になりH2O2の濃度を求める事
はできない。O2との共存下におけるH2O2測定装置は特開
昭56−37549号に記載されているように酸素検出器と補
正酸素検出器を被測定溶液中に浸漬する事により酸素の
影響を取り除く装置がある。しかし、この装置は酸素透
過膜，過酸化水素分解膜が使用されているため、その分
析能力をいちじるしく周りの環境によつて影響を受け
る。少なくとも高温高圧下の原子炉冷却水中では使用で
きない。
O2あるいはH2定量分析装置としては特開昭59−174748
号，特開昭59−3345号に記載されているように、高温高
圧下で使用できるものが開発されている。しかしH2O2が
O2あるいはH2を含む溶液と共存している場合はO2,H2の
分析定量はできない。
号，特開昭59−3345号に記載されているように、高温高
圧下で使用できるものが開発されている。しかしH2O2が
O2あるいはH2を含む溶液と共存している場合はO2,H2の
分析定量はできない。
原子力炉水の水質をin−situ分析し、水質を制御してゆ
くためにはO2,H2,H2O2の同時定量分析は避けて通ること
ができない技術である。現在この技術についてのみに限
定して炉水のモニタ技術に関する公知例を見渡しても、
上記のように該当する公知例はない。
くためにはO2,H2,H2O2の同時定量分析は避けて通ること
ができない技術である。現在この技術についてのみに限
定して炉水のモニタ技術に関する公知例を見渡しても、
上記のように該当する公知例はない。
電圧−時間波形信号の異なる複数種のパルスボルタンメ
トリーを実行することによつて測定される電解電流は、
それぞれ異なる関数型で与えられる。従つて、それぞれ
のパルス電解モードで測定された複数種の被測定物質の
各電解電流成分加算によつて構成される電流電位曲線の
拡散限界電流値及びピーク電流値は、各々のパルスモー
ドで各被測定物質濃度を未知数とする独立の方程式によ
つて表わす事ができる。従つてそれぞれの方程式を連立
させて解く事によつて各被測定物質の濃度を決定する事
ができる。
トリーを実行することによつて測定される電解電流は、
それぞれ異なる関数型で与えられる。従つて、それぞれ
のパルス電解モードで測定された複数種の被測定物質の
各電解電流成分加算によつて構成される電流電位曲線の
拡散限界電流値及びピーク電流値は、各々のパルスモー
ドで各被測定物質濃度を未知数とする独立の方程式によ
つて表わす事ができる。従つてそれぞれの方程式を連立
させて解く事によつて各被測定物質の濃度を決定する事
ができる。
コンピユータ・演算書制御装置にインターフエースされ
たボルタンメトリー装置、特にパルスボルタンメトリー
装置システムは、複数のボルタンメトリーの実行により
炉水系を共存する複数の化学種のin−situ同時定量分析
を行ない、分析結果のプリントアウト，デイスプレイを
行なうので水質の診断結果を人に明確に知らせることが
できる。これによつて人は水質をモニターすることがで
きる。
たボルタンメトリー装置、特にパルスボルタンメトリー
装置システムは、複数のボルタンメトリーの実行により
炉水系を共存する複数の化学種のin−situ同時定量分析
を行ない、分析結果のプリントアウト，デイスプレイを
行なうので水質の診断結果を人に明確に知らせることが
できる。これによつて人は水質をモニターすることがで
きる。
上記ボルタンメトリー装置システムにあらかじめ入力さ
れた種々の化学種の基準値とin−situ同時定量分析した
結果を演算処理装置で比較し、それを基にして炉水水質
調整用のガス及び化学種の炉水中への入出力を高速かつ
正確に行なう事ができるので、水質を制御することがで
きる。
れた種々の化学種の基準値とin−situ同時定量分析した
結果を演算処理装置で比較し、それを基にして炉水水質
調整用のガス及び化学種の炉水中への入出力を高速かつ
正確に行なう事ができるので、水質を制御することがで
きる。
以下、実施例について説明するが、本発明は以下の実施
例に限定されるものではない。
例に限定されるものではない。
実施例−１ 本実施例ではBWR原子炉圧力容器内における三電極系の
設置場所，構成，及び分析測定システム，水質制御シス
テム，安定診断システム、及び分析実施例とその原理を
示す。
設置場所，構成，及び分析測定システム，水質制御シス
テム，安定診断システム、及び分析実施例とその原理を
示す。
第１図は本実施例における、BWRの原子炉圧力容器１の
周辺構造構成要素を示す。なお、電極収納部の拡大図を
第14図に示す。三電極系の電極収納部２は炉内計装管14
内に挿入され、炉心10内で炉心に接触させてある。挿入
に使用する炉内計装管14は炉心10内で開口部を有し、電
極はその計装管内に二重構造で入れ挿入後は挿入に使用
した中性子計装内管７で炉水と外部とをシールドする構
造になつている。３は対極、４は作用電極、いわゆるモ
ニター極、５は参照電極、６は電極支持体で絶縁体であ
る。モニター極４はポテンシヨスタツト，電気化学イン
ターフエース15及びCPU（コンピユータ演算処理，自動
制御装置）16によつて作動され、分析結果は遠隔制御指
令装置及び分析結果デイスプレイ装置19に送られる。
周辺構造構成要素を示す。なお、電極収納部の拡大図を
第14図に示す。三電極系の電極収納部２は炉内計装管14
内に挿入され、炉心10内で炉心に接触させてある。挿入
に使用する炉内計装管14は炉心10内で開口部を有し、電
極はその計装管内に二重構造で入れ挿入後は挿入に使用
した中性子計装内管７で炉水と外部とをシールドする構
造になつている。３は対極、４は作用電極、いわゆるモ
ニター極、５は参照電極、６は電極支持体で絶縁体であ
る。モニター極４はポテンシヨスタツト，電気化学イン
ターフエース15及びCPU（コンピユータ演算処理，自動
制御装置）16によつて作動され、分析結果は遠隔制御指
令装置及び分析結果デイスプレイ装置19に送られる。
分析結果はあらかじめ入力された基準値とCPU16内で比
較され、その結果をもとにして、CPU16はガス及び薬品
注入系17のコントロールシステムに指令を送りバルブの
開閉を行ない、この作動を繰り返し行ない水質を制御す
るものである。
較され、その結果をもとにして、CPU16はガス及び薬品
注入系17のコントロールシステムに指令を送りバルブの
開閉を行ない、この作動を繰り返し行ない水質を制御す
るものである。
モニター極４は電極支持体６と同一面内にあるいわゆる
平板電極でもワイヤー状の針状電極でも良く、あらゆる
形状，材質のものが用いられる。参照電極５は飽和カロ
メル電極（SCE），標準水素電極（SHE），銀塩化銀電極
（Ag−AgCl）等様々なものが考えられる。図中破線は電
気回路及びインターフエースバスライン等の結線状態を
示してある。
平板電極でもワイヤー状の針状電極でも良く、あらゆる
形状，材質のものが用いられる。参照電極５は飽和カロ
メル電極（SCE），標準水素電極（SHE），銀塩化銀電極
（Ag−AgCl）等様々なものが考えられる。図中破線は電
気回路及びインターフエースバスライン等の結線状態を
示してある。
原子炉圧力容器内では、水の放射線分解によりH2,O2,H2
O2等が発生するが、その主要発生部位は炉心部である。
したがつて、これらの反応を制御し水質を制御する上に
おいては炉心内で直接水質分析を行なうことにより水質
制御システムの制御性を向上させることができる。また
電極部の保守，点検の際には炉心計装管より取り出して
実施することができる。
O2等が発生するが、その主要発生部位は炉心部である。
したがつて、これらの反応を制御し水質を制御する上に
おいては炉心内で直接水質分析を行なうことにより水質
制御システムの制御性を向上させることができる。また
電極部の保守，点検の際には炉心計装管より取り出して
実施することができる。
電極の設置位置としては上記炉内計装管と同様にドライ
ヤ8,セパレータ9,照射試験片装入治具等、その他取り出
し可能機器，部品等に設置して原子炉圧力容器内に設置
できる。また圧力容器壁等を利用して直接設置も可能で
ある。
ヤ8,セパレータ9,照射試験片装入治具等、その他取り出
し可能機器，部品等に設置して原子炉圧力容器内に設置
できる。また圧力容器壁等を利用して直接設置も可能で
ある。
さらに本実施例の変形例としては原子炉再循環配管18内
にフランジング部等を直接設置、あるいはサンプリング
配管により炉水を分取し、そのサンプリングラインに電
極を設置すること等により、水質の測定を行なえる。炉
心内反応生成物検出時間は炉心内検出器設置に比べ長く
なるが、一次系を循環する不純物の含有量を制御すると
いう機能面では十分な測定精度を有する。これらのモニ
ターシステムのもつとも広い利用法は、電極を炉心部や
一部のフランジング部等のみに設置するのではなく、原
子炉給水配管11,原子炉浄化系12,原子炉浄化系脱塩器13
の周囲にくまなく電極を配置して水質を管理，制御し，
また冷却水の漏れ等を事前にキヤツチする広範なトータ
ル水質制御・安定診断システムである。
にフランジング部等を直接設置、あるいはサンプリング
配管により炉水を分取し、そのサンプリングラインに電
極を設置すること等により、水質の測定を行なえる。炉
心内反応生成物検出時間は炉心内検出器設置に比べ長く
なるが、一次系を循環する不純物の含有量を制御すると
いう機能面では十分な測定精度を有する。これらのモニ
ターシステムのもつとも広い利用法は、電極を炉心部や
一部のフランジング部等のみに設置するのではなく、原
子炉給水配管11,原子炉浄化系12,原子炉浄化系脱塩器13
の周囲にくまなく電極を配置して水質を管理，制御し，
また冷却水の漏れ等を事前にキヤツチする広範なトータ
ル水質制御・安定診断システムである。
沸騰水型原子炉（BWR）、加圧水型原子炉（PWR）の蒸気
発生器二次側内、及び火力プラントボイラ等に設置する
場合も同様に設置できる。
発生器二次側内、及び火力プラントボイラ等に設置する
場合も同様に設置できる。
第２図は電極収納部２が疎水性のガス透過膜20を有する
透過膜付き電解セルで構成されセル内には薄い電解質溶
液21が封入されている。第15図に電極収納部の拡大図を
示す。このセルを用いる事により電気化学的な計測をよ
り容易にすることができる。
透過膜付き電解セルで構成されセル内には薄い電解質溶
液21が封入されている。第15図に電極収納部の拡大図を
示す。このセルを用いる事により電気化学的な計測をよ
り容易にすることができる。
第３図は第１図及び第２図で用いられた電極及び電解セ
ルで構成されるBWR型原子炉に水質制御システムを監視
する制御系監視システム22が加えられたものである。制
御系監視システム22は最低一台のコンピユータ演算処理
装置を有し、これらのコンピユータ間で水質制御システ
ムをコントロールしているCPU16、及び電気化学インタ
ーフエース15が正常に作動しているか否かを判断し、水
質制御システムの信頼性，安定性を図るものである。異
常動作検出の診断基準は電気化学インターフエース15、
及びCPU16とガス及び薬品注入系17よりなる水質制御用
のコントロールシステムをダミー回路にもどし、それに
ついての演算結果，分析結果、制御結果が、所定の値、
所定の精度範囲に入つているか否かである。
ルで構成されるBWR型原子炉に水質制御システムを監視
する制御系監視システム22が加えられたものである。制
御系監視システム22は最低一台のコンピユータ演算処理
装置を有し、これらのコンピユータ間で水質制御システ
ムをコントロールしているCPU16、及び電気化学インタ
ーフエース15が正常に作動しているか否かを判断し、水
質制御システムの信頼性，安定性を図るものである。異
常動作検出の診断基準は電気化学インターフエース15、
及びCPU16とガス及び薬品注入系17よりなる水質制御用
のコントロールシステムをダミー回路にもどし、それに
ついての演算結果，分析結果、制御結果が、所定の値、
所定の精度範囲に入つているか否かである。
第４図は第１図から第３図に含まれるすべての構成要素
から成る総合的な水質制御システムである。すなわち電
極収納部２を炉内，給水系，循環系、浄化系等に有し、
それぞれの場合における水質分析結果をもとに前述した
ように水質制御を行なうものである。特に、水漏れ事故
発生に際しては、それぞれの場合における特に溶存O2濃
度の異常を検出する事が効果的である。
から成る総合的な水質制御システムである。すなわち電
極収納部２を炉内，給水系，循環系、浄化系等に有し、
それぞれの場合における水質分析結果をもとに前述した
ように水質制御を行なうものである。特に、水漏れ事故
発生に際しては、それぞれの場合における特に溶存O2濃
度の異常を検出する事が効果的である。
第５図（ａ）はノーマルパルスボルタンメトリーモード
を用いて測定されたO2の還元電流電位曲線、第５図
（ｂ）は同様にノーマルパルスモードを用いて測定され
たH2O2の還元電流電位曲線、第５図（ｃ）は（ａ），
（ｂ）で測定されたO2,H2O2とそれぞれ同一濃度のO2,H2
O2を共に含む一次冷却水溶液還元方向のノーマルパルス
ボルタモグラムである。横軸は印加電圧である。第６図
のノーマルパルス信号波形に示されるように印加電圧は
参照電極に対して印加ステツプ幅EShでパルス状に印加
掃引される。tPはパルス幅である。第５図の縦軸はそれ
ぞれパルス状の印加電圧に対応して観測される電解電流
である。この電解電流は第６図に示されるノーマルパル
スボルタンメトリーのパルス幅tPの最終段階23でサンプ
リングされる。
を用いて測定されたO2の還元電流電位曲線、第５図
（ｂ）は同様にノーマルパルスモードを用いて測定され
たH2O2の還元電流電位曲線、第５図（ｃ）は（ａ），
（ｂ）で測定されたO2,H2O2とそれぞれ同一濃度のO2,H2
O2を共に含む一次冷却水溶液還元方向のノーマルパルス
ボルタモグラムである。横軸は印加電圧である。第６図
のノーマルパルス信号波形に示されるように印加電圧は
参照電極に対して印加ステツプ幅EShでパルス状に印加
掃引される。tPはパルス幅である。第５図の縦軸はそれ
ぞれパルス状の印加電圧に対応して観測される電解電流
である。この電解電流は第６図に示されるノーマルパル
スボルタンメトリーのパルス幅tPの最終段階23でサンプ
リングされる。
第５図（ａ）の はO2還元の限界電流値であり、第５図（ｂ）の はH2O2,第５図（ｃ）の はO2とH2O2の同時還元の限界電流値である。これら３つ
の電流電位曲線はモニター極４として白金デイスク電極
を用いて測定されたものである。第５図（ａ）はO2を含
みH2O2を含まない溶液を用いて観測されたものであり、
第５図（ｂ）はH2O2を含みO2を含まない溶液を用いて観
測されたものである。第５図（ｃ）は、H2O2とO2を含む
溶液を用いて観測されたものである。
の電流電位曲線はモニター極４として白金デイスク電極
を用いて測定されたものである。第５図（ａ）はO2を含
みH2O2を含まない溶液を用いて観測されたものであり、
第５図（ｂ）はH2O2を含みO2を含まない溶液を用いて観
測されたものである。第５図（ｃ）は、H2O2とO2を含む
溶液を用いて観測されたものである。
第５図（ｃ）の限界電流値 はそれぞれO2とH2O2の電解電流成分 の和で与えられる。
は一般式にそれぞれ次式で与えることができる。
ここでnj,Dj,Cj（ｊはO2及びH2O2表わす。）はそれぞれ
O2,H2O2の還元反応の全反応電子数，拡散係数、及び溶
液中の濃度を表わす。tPはパルス幅である。ｆ（nj,Dj,
tP）は次式で与えられる。
O2,H2O2の還元反応の全反応電子数，拡散係数、及び溶
液中の濃度を表わす。tPはパルス幅である。ｆ（nj,Dj,
tP）は次式で与えられる。
ｆ（nj,Dj,tP）＝njFA（Dj/πtP）1/2 …（４） Ｆはフアラデー定数、Ａはモニター極の電極面積、πは
円周率である。（２），（３）式を（１）式に代入する
と次式となる。
円周率である。（２），（３）式を（１）式に代入する
と次式となる。
したがつて未知濃度のO2,H2O2を共に含む溶液の還元方
向のノーマルパルスボルタンメトリーは第５図（ｃ）に
示される形の電流電位曲線を与え観測される拡散限界電
流は（５）式で示されることになる。ここで、 は観測される拡散限界電流値、ｆ（nj,Dj,tP）は実験条
件が決まれば決まる関数である。したがつて（５）式は
未知数CO2,CH2O2の２つを含む二求一次方程式になる。
向のノーマルパルスボルタンメトリーは第５図（ｃ）に
示される形の電流電位曲線を与え観測される拡散限界電
流は（５）式で示されることになる。ここで、 は観測される拡散限界電流値、ｆ（nj,Dj,tP）は実験条
件が決まれば決まる関数である。したがつて（５）式は
未知数CO2,CH2O2の２つを含む二求一次方程式になる。
一方この未知濃度のO2,H2O2を共に含む溶液の還元方向
のデイフアレンシヤルパルスボルタンメトリーによつて
観測されるピーク電流値 は次式で与えられる。
のデイフアレンシヤルパルスボルタンメトリーによつて
観測されるピーク電流値 は次式で与えられる。
ｇ（nj,Dj,tP,…）はジヤーナル，エレクトロアナリテ
イカル，ケミストリー175（1984年）第１頁から第13頁
（J.Electroanal.Chem.,175（1984）PP1−13）に論じら
れているようにｆ（nj,Dj,tP）の（４）式と全く異なる
関数系であり、測定されるピーク電流値 と明らかに異なる。
イカル，ケミストリー175（1984年）第１頁から第13頁
（J.Electroanal.Chem.,175（1984）PP1−13）に論じら
れているようにｆ（nj,Dj,tP）の（４）式と全く異なる
関数系であり、測定されるピーク電流値 と明らかに異なる。
ｇ（nj,Dj,tP,…）は測定系、実験条件の設定により決
定れることにより（６）式と（５）式とは独立なCO2,C
H2O2を未知数とする二元一次方程式になる。したがつ
て、（５），（６）式の連立二求一次方程式の根CO2,C
H2O2は次式で与えられる。
定れることにより（６）式と（５）式とは独立なCO2,C
H2O2を未知数とする二元一次方程式になる。したがつ
て、（５），（６）式の連立二求一次方程式の根CO2,C
H2O2は次式で与えられる。
したがつて、濃度未知の２種の被測定物質の電流電位曲
線が重畳している場合、２つの孤立な方程式を与えるに
必要な２種のボルタンメトリーで電解電流値を測定すれ
ば、上記の方法でそれぞれの濃度を決定できる。したが
つて、３種,4種,5種の被測定物質が同一の電位近傍で電
解され、それぞれの物質の電解電流成分が重畳して観測
される場合にも、３〜５種類のボルタンメトリーを組み
合わせることによりそれぞれの被測定物質の濃度を求め
ることができる。
線が重畳している場合、２つの孤立な方程式を与えるに
必要な２種のボルタンメトリーで電解電流値を測定すれ
ば、上記の方法でそれぞれの濃度を決定できる。したが
つて、３種,4種,5種の被測定物質が同一の電位近傍で電
解され、それぞれの物質の電解電流成分が重畳して観測
される場合にも、３〜５種類のボルタンメトリーを組み
合わせることによりそれぞれの被測定物質の濃度を求め
ることができる。
これらの分析過程はポテンシヨスタツト・電気化学イン
ターフエース15,及びCPU（コンピユータ演算処理装置，
自動制御装置）16内で処理されい、これらの分析結果を
基準値と比較しガス及び薬品注入系17をコントロールす
ることにより水質制御する。
ターフエース15,及びCPU（コンピユータ演算処理装置，
自動制御装置）16内で処理されい、これらの分析結果を
基準値と比較しガス及び薬品注入系17をコントロールす
ることにより水質制御する。
各種パルスボルタンメトリーにおいて、限界電流値で求
められるものとしては、ノーマルパルスボルタンメトリ
ーのほかにたとえばリバースパルスボルタンメトリーが
ある。
められるものとしては、ノーマルパルスボルタンメトリ
ーのほかにたとえばリバースパルスボルタンメトリーが
ある。
ピーク電流値で求められるものとしては、デイフアレン
シヤルパルスボルタンメトリーのほかに、デイフアレン
シヤルノーマルパルスボルタンメトリー，スクウエアウ
エイブパルスボルタンメトリーなどがある。
シヤルパルスボルタンメトリーのほかに、デイフアレン
シヤルノーマルパルスボルタンメトリー，スクウエアウ
エイブパルスボルタンメトリーなどがある。
第16〜19図に、数種のパルスボルタンメトリーについて
の電圧−時間波形信号を示す。
の電圧−時間波形信号を示す。
実施例−２ 本実施例は、最適な炉水質管理条件を調べるため応力腐
食割れ（SCC,ストレス コロージヨン クラツキング）
等が発生しなくなる限界電位、及び限界電気伝導度を低
歪速度引張試験法により検討し、それらのデータをもと
に第１図から第４図で構成されるシステムで炉水環境を
コントロールし応力腐食割れを抑制したものである。
食割れ（SCC,ストレス コロージヨン クラツキング）
等が発生しなくなる限界電位、及び限界電気伝導度を低
歪速度引張試験法により検討し、それらのデータをもと
に第１図から第４図で構成されるシステムで炉水環境を
コントロールし応力腐食割れを抑制したものである。
第７図は水素注入なしの実炉水循環下におけるSUS304鋼
の応力腐食割れ感受性と腐食電位と電気伝導度の関係を
示す。図中×印は応力腐食割れが認めれらた条件、○印
は認められなかつた条件を示す。第７図から明らかなよ
うに、腐食電位が高くなる程、あるいは電気伝導度が高
くなる程応力腐食割れが発生し易くなる。
の応力腐食割れ感受性と腐食電位と電気伝導度の関係を
示す。図中×印は応力腐食割れが認めれらた条件、○印
は認められなかつた条件を示す。第７図から明らかなよ
うに、腐食電位が高くなる程、あるいは電気伝導度が高
くなる程応力腐食割れが発生し易くなる。
したがつて、本発明においては、応力腐食割れの発生を
防止するため第７図における曲線より下方の応力腐食割
れ抑制領域に腐食電位，伝導度が入るように炉水及び一
次冷却水系の水質条件を、特にH2ガス濃度とそれぞれの
関係を常にモニターしながら制御した。
防止するため第７図における曲線より下方の応力腐食割
れ抑制領域に腐食電位，伝導度が入るように炉水及び一
次冷却水系の水質条件を、特にH2ガス濃度とそれぞれの
関係を常にモニターしながら制御した。
第８図は上記と同一の実炉水環境下におけるSUS316鋼の
応力腐食割れ感受性と腐食電位と電気伝導度の関係を示
す。図には比較のためSUS304鋼の限界電位、及び限界電
気伝導度の関係も示してある（実線曲線）。第８図から
明らかなように応力腐食割れが発生しなくなるSUS316鋼
の限界線はSUS304鋼のそれと一致しており、応力腐食割
れ抑制領域はSUS304と同一であり同一の水質制御条件下
でSUS304,SUS316の応力腐食割れは抑制できる事が示さ
れた。
応力腐食割れ感受性と腐食電位と電気伝導度の関係を示
す。図には比較のためSUS304鋼の限界電位、及び限界電
気伝導度の関係も示してある（実線曲線）。第８図から
明らかなように応力腐食割れが発生しなくなるSUS316鋼
の限界線はSUS304鋼のそれと一致しており、応力腐食割
れ抑制領域はSUS304と同一であり同一の水質制御条件下
でSUS304,SUS316の応力腐食割れは抑制できる事が示さ
れた。
実施例−３ 本実施例は最適な水質条件を調べるために炉水中の酸素
濃度及び過酸化水素濃度をパラメータとしてSCCが発生
する領域について検討したものである。
濃度及び過酸化水素濃度をパラメータとしてSCCが発生
する領域について検討したものである。
第９図は150℃における粒界型応力腐食割れ（IGSCC）感
受性に関するH2O2−O2相関図を示したものである。第９
図中の×印はIGSCCが認められたこと、○印はIGSCCが認
められなかつたことを示す。第９図から明らかなよう
に、IGSCCの発生を抑制するために必要な過酸化水素の
臨界濃度は共存する溶存酸素濃度が0.1ppmを超える領域
で溶存酸素濃度の増加とともに高くなる。このことよ
り、溶液中に共存する化学種が異なる場合には腐食電位
のみからSCCを評価することができないことを示してい
る。したがつて本実施例においては、前記実施例−２記
載のように、腐食電位，伝導度をIGSCCの起こらない範
囲に設定し、かつH2O2及びO2の濃度をIGSCCが起こらな
い範囲に設定されるよう第１図から第４図で構成される
システムで常にH2O2,O2及びH2等をモニターし、材料のI
GSCCを防止するため水質を制御してゆくものである。
受性に関するH2O2−O2相関図を示したものである。第９
図中の×印はIGSCCが認められたこと、○印はIGSCCが認
められなかつたことを示す。第９図から明らかなよう
に、IGSCCの発生を抑制するために必要な過酸化水素の
臨界濃度は共存する溶存酸素濃度が0.1ppmを超える領域
で溶存酸素濃度の増加とともに高くなる。このことよ
り、溶液中に共存する化学種が異なる場合には腐食電位
のみからSCCを評価することができないことを示してい
る。したがつて本実施例においては、前記実施例−２記
載のように、腐食電位，伝導度をIGSCCの起こらない範
囲に設定し、かつH2O2及びO2の濃度をIGSCCが起こらな
い範囲に設定されるよう第１図から第４図で構成される
システムで常にH2O2,O2及びH2等をモニターし、材料のI
GSCCを防止するため水質を制御してゆくものである。
実施例−４ 本実施例は最適な水質条件を調べるためにSCCに対するp
Hの影響を検討したものである。
Hの影響を検討したものである。
第10図は40ppmの酸素を含有した高温水中における鋭敏
化SUS304鋼のIGSCCに対するpH及びアニオン種の影響を
示したものである。硫酸とアンモニア水でpHを調整した
場合、破断時間はpH5以上下で著しく短く、低pH域にお
けるアニオンの影響としてはIGSCCに対して硫酸、及び
塩類は同程度の腐食性を示すが、これに対して炭酸は腐
食性が弱い。したがつて本発明おいては、pHとIGSCCと
の関連性からのみ検討すれば図に示すようにpHを高くす
ることによりIGSCCを防止することができる。
化SUS304鋼のIGSCCに対するpH及びアニオン種の影響を
示したものである。硫酸とアンモニア水でpHを調整した
場合、破断時間はpH5以上下で著しく短く、低pH域にお
けるアニオンの影響としてはIGSCCに対して硫酸、及び
塩類は同程度の腐食性を示すが、これに対して炭酸は腐
食性が弱い。したがつて本発明おいては、pHとIGSCCと
の関連性からのみ検討すれば図に示すようにpHを高くす
ることによりIGSCCを防止することができる。
本実施例はpHを７〜7.5の間に本発明システムを用いて
調整することによりIGSCCを防止したものである。
調整することによりIGSCCを防止したものである。
実施例−５ 本実施例は本発明を用いてき裂進展速度に及ぼす腐食電
位の影響について検討し、それらのデータをもとに最適
な腐食電位を有する系になるよう水質を制御したもので
ある。
位の影響について検討し、それらのデータをもとに最適
な腐食電位を有する系になるよう水質を制御したもので
ある。
第11図は鋭敏化SUS304鋼のき裂進展速度に及ぼす腐食電
位の影響について検討した結果を示す。腐食電位が−23
0mV vs.SHE以下に設定されるときき裂進展速度は非常に
遅くなり、実際的にSCCは生じない。そこでH2ガスをガ
ス及び薬品注入系17から注入することにより腐食電位を
−230mV以下になるように本システムを制御した結果を
第12図に示す。腐食電位の制御は溶存水素量を本発明の
システムを用いてコントロールすることにより行なつ
た。定常状態において溶存水素量が150〜200ppbの範囲
であれば腐食電位は−230mV以下になることから水素量
が常にこの範囲に入るように、測定したH2溶存濃度値を
フイードバツクしてガス及び薬品注入系17から吹き込む
H2ガス量を制御した。
位の影響について検討した結果を示す。腐食電位が−23
0mV vs.SHE以下に設定されるときき裂進展速度は非常に
遅くなり、実際的にSCCは生じない。そこでH2ガスをガ
ス及び薬品注入系17から注入することにより腐食電位を
−230mV以下になるように本システムを制御した結果を
第12図に示す。腐食電位の制御は溶存水素量を本発明の
システムを用いてコントロールすることにより行なつ
た。定常状態において溶存水素量が150〜200ppbの範囲
であれば腐食電位は−230mV以下になることから水素量
が常にこの範囲に入るように、測定したH2溶存濃度値を
フイードバツクしてガス及び薬品注入系17から吹き込む
H2ガス量を制御した。
実施例−６ 本実施例は第１図から第４図に示される水質制御システ
ムを用いて前記溶存O2濃度,H2O2濃度,pH腐食電位，伝導
度、及び溶存H2濃度をモニターしながら水質制御を総合
的に行なつたものである。
ムを用いて前記溶存O2濃度,H2O2濃度,pH腐食電位，伝導
度、及び溶存H2濃度をモニターしながら水質制御を総合
的に行なつたものである。
前記実施例−５で示された最適水質条件例えば溶存O2濃
度10〜50ppb,H2O2濃度10〜50ppb,pH7〜8,腐食電位−230
mV vs.SHE以下、及び溶存H2濃度150〜200ppbに設定され
るように制御することによつて、全面腐食量の減少、及
びIGSCCの防止を施すシステムを構成することに成功し
た。
度10〜50ppb,H2O2濃度10〜50ppb,pH7〜8,腐食電位−230
mV vs.SHE以下、及び溶存H2濃度150〜200ppbに設定され
るように制御することによつて、全面腐食量の減少、及
びIGSCCの防止を施すシステムを構成することに成功し
た。
第13図は模擬原子力プラントの稼動中に本システムを用
いて溶存O2,H2O2,溶存H2の各濃度及びpH,腐食電位，伝
導度、及び鉄イオン濃度のそれぞれを本水質制御システ
ムを用いてモニターし、制御した結果を示す。いずれの
値も最適条件、いわゆる基準値を満たす水質条件の範囲
に入つており、本システムが正常に作動していることが
確かめられた。本in−situ同時定量定性分析システム装
置で検出した鉄イオン濃度も5ppb以下におさえられてい
る。
いて溶存O2,H2O2,溶存H2の各濃度及びpH,腐食電位，伝
導度、及び鉄イオン濃度のそれぞれを本水質制御システ
ムを用いてモニターし、制御した結果を示す。いずれの
値も最適条件、いわゆる基準値を満たす水質条件の範囲
に入つており、本システムが正常に作動していることが
確かめられた。本in−situ同時定量定性分析システム装
置で検出した鉄イオン濃度も5ppb以下におさえられてい
る。
本発明によれば、原子力プラントの冷却水系，原子炉炉
水内に存在する種々の化学種を系内で同時に定量定性分
析できるので、原子炉炉水及び、冷却系の水質モニタリ
ングをその場合でできるという効果がある。
水内に存在する種々の化学種を系内で同時に定量定性分
析できるので、原子炉炉水及び、冷却系の水質モニタリ
ングをその場合でできるという効果がある。
更に水質モニタリング，分析結果と炉水及び冷却水系の
種々の場所におけるpH,電位，電気伝導度とを対応させ
てゆくことにより、水質を総合的に判断できるという効
果がある。
種々の場所におけるpH,電位，電気伝導度とを対応させ
てゆくことにより、水質を総合的に判断できるという効
果がある。
しかも上記の効果をコンピユータ，演算処理システムと
連動させてシステム化したので高速，高精度で自動化さ
れた水質制御ができるという効果がある。
連動させてシステム化したので高速，高精度で自動化さ
れた水質制御ができるという効果がある。
第１図は計装管内に三電極系を有するBWRプラントの水
質制御システムを示す概略構成図、第２図は計装管内に
透過膜付き電解セルの三電極を有するBWRプラントの水
質制御システムの概略構成図、第３図は安全診断システ
ムを有するBWRプラントの水質制御システムの概略構成
図、第４図は種々の場所に水質モニターを有するBWRプ
ラントの水質制御システムの概略構成図である。第５図
（ａ）はノーマルパルスボルタンメトリーを用いたO2の
還元電流−電位曲線図、第５図（ｂ）は同様にH2O2の還
元電流−電位曲線図、第５図（ｃ）は同様に（ａ）と
（ｂ）に示されるO2とH2O2の濃度にそれぞれ等しいO2と
H2O2を共に含む場合の還元電流−電位曲線図である。第
６図はノーマルパルスボルタンメトリーの印加信号波形
図である。第７図は鋭敏化したSUS304鋼のSSRT試験結果
への不純物の影響を示す特性図、第８図は鋭敏化したSU
S316鋼のSSRT試験結果への不純物の影響を示す特性図、
第９図は150℃におけるIGSCC感受性に関するH2O2−O2相
関図、第10図は酸素含有高温水中における鋭敏化SUS304
鋼のIGSCCに対するpH及びアニオン種の影響を示す特性
図、第11図は鋭敏化したSUS304鋼のき裂進展速度に及ぼ
す腐食電位の影響を示す特性図、第12図はH2注入制御シ
ステムで制御された腐食電位及び溶存水素濃度の時間依
存性を示す特性図、第13図は水質制御システムで制御さ
れた溶存O2,溶存H2,H2O2,鉄イオンの濃度、及びpH伝導
率，腐食電位の各時間依存性を示す特性図である。第14
図は第１図における電極収納部の拡大図、第15図は第２
図における電極収納部の拡大図である。第16〜19図は各
種ボルタンメトリーの印加信号波形図である。１……原
子炉圧力容器、２……電極収納部、３……対極、４……
作用電極（モニター極）、５……参照電極、６……電極
支持体、７……中性子計装内管、８……ドライヤ、９…
…セパレータ、10……炉心、11……原子炉給水配管、12
……原子炉浄化系、13……原子炉浄化系脱塩器、14……
炉内計装管、15……ポテンシヨスタツト，電気化学イン
ターフエース、16……CPU、17……ガス及び薬品注入
系、18……原子炉再循環配管、19……遠隔制御指令装
置、及び分析結果デイスプレイ装置、20……疎水性ガス
透過膜、21……電解質溶液、22……制御系監視システ
ム、23……電流サンプリングポイント。
質制御システムを示す概略構成図、第２図は計装管内に
透過膜付き電解セルの三電極を有するBWRプラントの水
質制御システムの概略構成図、第３図は安全診断システ
ムを有するBWRプラントの水質制御システムの概略構成
図、第４図は種々の場所に水質モニターを有するBWRプ
ラントの水質制御システムの概略構成図である。第５図
（ａ）はノーマルパルスボルタンメトリーを用いたO2の
還元電流−電位曲線図、第５図（ｂ）は同様にH2O2の還
元電流−電位曲線図、第５図（ｃ）は同様に（ａ）と
（ｂ）に示されるO2とH2O2の濃度にそれぞれ等しいO2と
H2O2を共に含む場合の還元電流−電位曲線図である。第
６図はノーマルパルスボルタンメトリーの印加信号波形
図である。第７図は鋭敏化したSUS304鋼のSSRT試験結果
への不純物の影響を示す特性図、第８図は鋭敏化したSU
S316鋼のSSRT試験結果への不純物の影響を示す特性図、
第９図は150℃におけるIGSCC感受性に関するH2O2−O2相
関図、第10図は酸素含有高温水中における鋭敏化SUS304
鋼のIGSCCに対するpH及びアニオン種の影響を示す特性
図、第11図は鋭敏化したSUS304鋼のき裂進展速度に及ぼ
す腐食電位の影響を示す特性図、第12図はH2注入制御シ
ステムで制御された腐食電位及び溶存水素濃度の時間依
存性を示す特性図、第13図は水質制御システムで制御さ
れた溶存O2,溶存H2,H2O2,鉄イオンの濃度、及びpH伝導
率，腐食電位の各時間依存性を示す特性図である。第14
図は第１図における電極収納部の拡大図、第15図は第２
図における電極収納部の拡大図である。第16〜19図は各
種ボルタンメトリーの印加信号波形図である。１……原
子炉圧力容器、２……電極収納部、３……対極、４……
作用電極（モニター極）、５……参照電極、６……電極
支持体、７……中性子計装内管、８……ドライヤ、９…
…セパレータ、10……炉心、11……原子炉給水配管、12
……原子炉浄化系、13……原子炉浄化系脱塩器、14……
炉内計装管、15……ポテンシヨスタツト，電気化学イン
ターフエース、16……CPU、17……ガス及び薬品注入
系、18……原子炉再循環配管、19……遠隔制御指令装
置、及び分析結果デイスプレイ装置、20……疎水性ガス
透過膜、21……電解質溶液、22……制御系監視システ
ム、23……電流サンプリングポイント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｃ 19/307 Ｇ２１Ｄ 3/08 ＧＤＬ Ｇ 9117−2Ｇ (72)発明者 菊地 英二 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 馬渕 勝美 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 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
Claims (23)
- 【請求項１】作用電極と対極及び参照電極を具備する被
測定溶液を電気分解するための電解セル、前記電解セル
内の作用電極にボルタンメトリーの種類によって定まる
所定のモードをもつ電圧−時間波形信号を印加する手
段、前記波形信号を印加し電解して得られた電解電流と
該電解電流を得た電位とに基づいて限界電流値又はピー
ク電流値を求める手段を具備する溶液定量分析装置にお
いて、前記電解セル内の作用電極に参照電極基準の電圧
として前記被測定溶液中の分析すべき化学種の種類に対
応する数の互いに異なるモードをもつ電圧−時間波形信
号を印加する手段、該異なるモードの波形信号を夫々別
々に印加し電解して得られた電解電流と該電解電流を得
た電位とに基づいて限界電流値又はピーク電流値を夫々
求める手段、及び得られた限界電流値又はピーク電流値
に基づいて測定すべき化学種の濃度を演算する手段を具
備することを特徴とする溶液定量分析装置。 - 【請求項２】H2とH2O2の化学種を含む被測定溶液を電気
分解する、作用電極と対極及び参照電極を具備する電解
セル、前記電解セル内の作用電極にボルタンメトリーの
種類によって定まるモードをもつ二種類の異なる電圧−
時間波形信号を夫々印加する手段、前記二種類の異なる
電圧−時間波形信号を夫々印加し電解して得られた二通
りの電解電流と該電解電流を得た電位とに基づいて限界
電流値又はピーク電流値を夫々求める手段、及び得られ
た限界電流値又はピーク電流値に基づいてH2及びH2O2の
濃度を演算する手段を具備することを特徴とするH2及び
H2O2の同時定量分析装置。 - 【請求項３】O2とH2O2の化学種を含む被測定溶液を電気
分解する、作用電極と対極及び参照電極を具備する電解
セル、前記電解セル内の作用電極に参照電極基準の電圧
としてボルタンメトリーの種類によって定まるモードを
もつ二種類の異なる電圧−時間波形信号を夫々印加する
手段、前記二種類の異なる電圧−時間波形信号を夫々印
加し電解して得られた二通りの電解電流と該電解電流を
得た電位とに基づいて限界電流値又はピーク電流値を夫
々求める手段、及び得られた限界電流値又はピーク電流
値に基づいてO2及びH2O2の濃度を演算する手段を具備す
ることを特徴とするO2及びH2O2の同時定量分析装置。 - 【請求項４】H2とO2とH2O2の化学種を含む被測定溶液を
電気分解する、作用電極と対極及び参照電極を具備する
電解セル、前記電解セル内の作用電極に参照電極基準の
電圧としてボルタンメトリーの種類によって定まるモー
ドをもつ三種類の異なる電圧−時間波形信号を夫々印加
する手段、前記三種類の異なる電圧−時間波形信号を夫
々印加し電解して得られた三通りの電解電流と該電解電
流を得た電位とに基づいて限界電流値又はピーク電流値
を夫々求める手段、及び得られた限界電流値又はピーク
電流値に基づいてH2とO2及びH2O2の濃度を演算する手段
を具備することを特徴とするH2とO2及びH2O2の同時定量
分析装置。 - 【請求項５】作用電極と対極及び参照電極を具備する被
測定溶液を電気分解するための電解セル、前記電解セル
内の作用電極に参照電極基準の電圧としてボルタンメト
リーの種類によって定まる所定のモードをもつパルスモ
ードの電圧−時間波形信号を印加する手段、前記波形信
号を印加し電解して得られた電解電流と該電解電流を得
た電位とに基づいて限界電流値又はピーク電流値を求め
る手段を具備する溶液定量分析装置において、前記電解
セル内の作用電極に参照電極基準の電圧として前記被測
定溶液中の分析すべき化学種の種類に対応する数の互い
に異なるパラメータをもつパルスモードの電圧−時間波
形信号を印加する手段、該異なるモードの波形信号を夫
々別々に印加し電解して得られた電解電流と該電解電流
を得た電位とに基づいて限界電流値又はピーク電流値を
夫々求める手段、及び得られた限界電流値又はピーク電
流値に基づいて測定すべき化学種の濃度を演算する手段
を具備することを特徴とする溶液定量分析装置。 - 【請求項６】H2とH2O2の化学種を含む被測定溶液を電気
分解する、作用電極と対極及び参照電極を具備する電解
セル、前記電解セル内の作用電極にボルタンメトリーの
種類によって定まるモードをもつ二種類の異なるパルス
モードの電圧−時間波形信号を夫々印加する手段、前記
二種類の異なるパルスモードの電圧−時間波形信号を夫
々別々に印加し電解して得られた二通りの電解電流と該
電解電流を得た電位とに基づいて限界電流値又はピーク
電流値を求める手段、及び得られた限界電流値又はピー
ク電流値に基づいてH2及びH2O2の濃度を演算する手段を
具備することを特徴とするH2及びH2O2の同時定量分析装
置。 - 【請求項７】O2とH2O2の化学種を含む被測定溶液を電気
分解する、作用電極と対極及び参照電極を具備する電解
セル、前記電解セル内の作用電極にボルタンメトリーの
種類によって定まるモードをもつ二種類の異なるパルス
モードの電圧−時間波形信号を夫々印加する手段、前記
二種類の異なるパルスモードの電圧−時間波形信号を夫
々印加し電解して得られた二通りの電解電流と該電解電
流を得た電位とに基づいて限界電流値又はピーク電流値
を求める手段、及び得られた限界電流値又はピーク電流
値に基づいてO2及びH2O2の濃度を演算する手段を具備す
ることを特徴とするO2及びH2O2の同時定量分析装置。 - 【請求項８】H2とO2とH2O2の化学種を含む被測定溶液を
電気分解する、作用電極と対極及び参照電極を具備する
電解セル、前記電解セル内の作用電極に参照電極基準の
電圧としてボルタンメトリーの種類によって定まるモー
ドをもつ三種類の異なるパルスモードの電圧−時間波形
信号を夫々印加する手段、前記三種類の異なるパルスモ
ードの電圧−時間波形信号を夫々印加し電解して得られ
た三通りの電解電流と該電解電流を得た電位とに基づい
て限界電流値又はピーク電流値を求める手段、及び得ら
れた限界電流値又はピーク電流値に基づいてH2とO2及び
H2O2の濃度を演算する手段を具備することを特徴とする
H2とO2及びH2O2の同時定量分析装置。 - 【請求項９】作用電極と対極及び参照電極を具備する被
測定溶液を電気分解するための電解セル、前記電解セル
内の作用電極にCPUから入力された電圧−時間波形信号
を参照電極基準の電圧として印加するポテンショスタッ
ト、及びCPUを具備し、前記CPUには、ボルタンメトリー
の種類によって定まる所定のモードをもつ電圧−時間波
形信号を前記ポテンショスタットに入力する信号入力部
と、前記ポテンショスタットが実行した被測定溶液中の
分解すべき化学種の種類に対応する数のボルタンメトリ
ーの結果を電解電流と該電解電流が得られた電位との関
係でメモリに貯える記憶時と、前記記憶部で記憶された
データを処理しボルタンメトリーの種類によって定まる
限界電流値又はピーク電流値を決定する電流値決定部
と、決定された限界電流値又はピーク電流値に基づいて
分析すべき化学種の濃度を演算する演算部を具備するこ
とを特徴とする溶液定量分析装置。 - 【請求項１０】作用電極と対極及び参照電極を具備する
被測定溶液を電気分解するための電解セル、前記電解セ
ル内の作用電極にCPUから入力された電圧−時間波形信
号を参照電極基準の電圧として印加するポテンショスタ
ット、及びCPUを具備し、前記CPUには、ボルタンメトリ
ーの種類によって定まる所定のモードをもつパルスモー
ドの電圧−時間波形信号を前記ポテンショスタットに入
力する信号入力部と、前記ポテンショスタットが実行し
た被測定溶液中の分析すべき化学種の種類に対応する数
のパルスボルタンメトリーの結果を電解電流と該電解電
流が得られた電位との関係でメモリに貯える記憶部と、
前記記憶部で記憶されたデータを処理しパルスボルタン
メトリーの種類によって定まる限界電流値又はピーク電
流値を決定する電流値決定部と、決定された限界電流値
又はピーク電流値に基づいて分析すべき化学種の濃度を
演算する演算部を具備することを特徴とする溶液定量分
析装置。 - 【請求項１１】H2とO2の一方及びH2O2よりなる二種類の
化学種を含む被測定溶液を電気分解する、作用電極と対
極及び参照電極を具備する電解セル、前記電解セル内の
作用電極にCPUから入力された電圧−時間波形信号を印
加するポテンショスタット、及びCPUを具備し、前記CPU
には、ボルタンメトリーの種類によって定まる所定のモ
ードをもつ二種類の異なる電圧−時間波形信号を前記ポ
テンショスタットに入力する信号入力部を、前記ポテン
ショスタットが実行した二種類のボルタンメトリーの結
果を電解電流と該電解電流が得られた電位との関係で夫
々メモリに貯える記憶部と、前記記憶部で記憶されてデ
ータを処理して限界電流値又はピーク電流値を決定する
電流値決定部と、決定された限界電流値又はピーク電流
値に基づいてH2又はO2の濃度及びH2O2の濃度を演算する
演算部を具備することを特徴とするH2又はO2及びH2O2の
同時定量分析装置。 - 【請求項１２】H2とO2の一方及びH2O2よりなる二種類の
化学種を含む被測定溶液を電気分解する、作用電極と対
極及び参照電極を具備する電解セル、前記電解セル内の
作用電極にCPUから入力されたパルスモードの電圧−時
間波形信号を参照電極基準の電圧として印加するポテン
ショスタット、及びCPUを具備し、前記CPUには、ボルタ
ンメトリーの種類によって定まる所定のモードをもつ二
種類の異なるパルスモードの電圧−時間波形信号を前記
ポテンショスタットに入力する信号入力部と、前記ポテ
ンショスタットが実行した二種類のパルスボルタンメト
リーの結果を電解電流と該電解電流が得られた電位との
関係で夫々メモリに貯える記憶部と、前記記憶部で記憶
されたデータを処理して限界電流値又はピーク電流値を
決定する電流値決定部と、決定された限界電流値又はピ
ーク電流値に基づいてH2又はO2濃度及びH2O2の濃度を演
算する演算部を具備することを特徴とするH2又はO2及び
H2O2の同時定量分析装置。 - 【請求項１３】H2とO2の一方及びH2O2よりなる二種類の
化学種を含む被測定溶液を電気分解する、作用電極と対
極及び参照電極を具備する電解セル、前記電解セル内の
作用電極にCPUから入力されたパルスモードの電圧−時
間波形信号を参照電極基準の電圧として印加するポテン
ショスタット、及びCPUを具備し、前記CPUには、入力さ
れたモードをもつノーマルパルスボルタンメトリーの電
圧−時間波形信号とディファレンシャルパルスボルタン
メトリーの電圧−時間波形信号を前記ポテンショスタッ
トに入力する信号入力部と、前記ポテンショスタットが
実行した二種類のパルスボルタンメトリーの結果を電解
電流と該電解電流が得られた電位との関係で夫々メモリ
に貯える記憶部と、前記記憶部で記憶されたデータを処
理してノーマルパルスボルタンメトリーの結果の限界電
流値及びディファレンシャルパルスボルタンメトリーの
結果のピーク電流値を決定する電流値決定部と、決定さ
れた限界電流値及びピーク電流値に基づいてH2又はO2の
濃度及びH2O2の濃度を演算する演算部を具備することを
特徴とするH2又はO2及びH2O2の同時定量分析装置。 - 【請求項１４】H2とO2とH2O2よりなる三種類の化学種を
含む被測定溶液を電気分解する、作用電極と対極及び参
照電極を具備する電解セル、前記電解セル内の作用電極
にCPUから入力された電圧−時間波形信号を印加するポ
テンショスタット、及びCPUを具備し、前記CPUには、ボ
ルタンメトリーの種類によって定まる所定のモードをも
つ三種類の異なる電圧−時間波形信号を前記ポテンショ
スタットに入力する信号入力部と、前記ポテンショスタ
ットが実行した三種類のボルタンメトリーの結果を電解
電流と該電解電流が得られた電位との関係で夫々メモリ
に貯える記憶部と、前記記憶部で記憶されたデータを処
理して限界電流値又はピーク電流値を決定する電流値決
定部と、決定された限界電流値又はピーク電流値に基づ
いてH2とO2の濃度及びH2O2の濃度を演算する演算部を具
備することを特徴とするH2とO2とH2O2の同時定量分析装
置。 - 【請求項１５】作用電極と対極及び参照電極を具備する
電解セルの前記三つの電極を分析すべき複数の化学種を
含む溶液と接触させる工程、前記電解セルに分析すべき
化学種の種類に対応する数の互いに異なる電圧−時間波
形信号を印加して前記溶液を電解する工程、前記電解工
程による電解電流と該電解電流が得られた電位とからボ
ルタンメトリーの種類によって定まる限界電流値又はピ
ーク電流値を求める工程、前記限界電流値又はピーク電
流値に基づいて分析すべき複数の化学種の濃度を演算す
る工程を具備することを特徴とする溶液定量分析方法。 - 【請求項１６】作用電極と対極及び参照電極を具備する
電解セルの前記三つの電極をH2とO2の少なくとも一方及
びH2O2の化学種を含む溶液と接触させる工程、前記電解
セルに分析すべき化学種の種類に対応する数の互いに異
なる電圧−時間波形信号を印加して前記溶液を電解する
工程、前記電解工程による電解電流と該電解電流が得ら
れた電位とからボルタンメトリーの種類によって定まる
限界電流値又はピーク電流値を求める工程、前記限界電
流値又はピーク電流値に基づいて分析すべき複数の化学
種の濃度を演算する工程を具備することを特徴とする
H2,O2及びH2O2同時定量分析方法。 - 【請求項１７】作用電極と対極及び参照電極を具備する
電解セルの前記三つの電極をH2とO2の一方及びH2O2の化
学種を含む溶液と接触させる工程、前記電解セルにノー
マルパルスボルタンメトリーの電圧−時間波形信号とデ
ィファレンシャルパルスボルタンメトリーの電圧−時間
波形信号を印加して前記溶液を夫々電解する工程、前記
電解工程による電解電流と該電解電流が得られた電位と
からノーマルパルスボルタンメトリーの結果の限界電流
値及びディファレンシャルパルスボルタンメトリーの結
果のピーク電流値を求める工程、前記限界電流値及びピ
ーク電流値に基づいてH2又はO2の濃度及びH2O2の濃度を
演算する工程を具備することを特徴とするH2とO2の一方
及びH2O2の同時定量分析方法。 - 【請求項１８】作用電極と対極及び参照電極を具備する
電解セルの前記三つの電極を原子炉の一次冷却水系の少
なくとも一箇所にて炉水と接触させる工程、前記電解セ
ルに三通りの互いに異なる電圧−時間波形信号を印加し
て炉水を夫々電解する工程、前記三通りの電解によって
得られた夫々の電解電流と該電解電流を得た電位とから
ボルタンメトリーの種類によって定まる限界電流値又は
ピーク電流値を夫々求める工程、前記限界電流値又はピ
ーク電解値に基づいて炉水中のH2,O2及びH2O2の濃度を
演算する工程を具備することを特徴とする原子炉の炉水
の定量分析方法。 - 【請求項１９】原子炉の一次冷却水系の炉水を電解分析
により定量分析する手段と、該定量分析手段によって得
られた結果に基づいて炉水の水質を制御する手段を有す
る水質制御システムにおいて、前記一次冷却水系の少な
くとも一箇所に炉水と接触するように設置される電解セ
ルの電極収納部、前記電解セルの作用電極に参照電極基
準の電圧として所定のモードをもつ電圧−時間波形信号
を印加する信号印加部、前記信号印加部に対してボルタ
ンメトリーの種類によって定まるモードをもつ電圧−時
間波形信号を一次冷却水系に含まれる化学種の種類に対
応する数だけ且つ互いにモードを変えて入力する信号入
力部、前記信号印加部からの信号に基づいて実行された
ボルタンメトリーの結果を電解電流と該電解電流が得ら
れた電位との関係でメモリに貯える記憶部、前記記憶部
に記憶されたデータを処理しボルタンメトリーの種類に
よって定まる限界電流値又はピーク電流値を決定する電
流値決定部、決定された限界電流値又はピーク電流値に
基づいて炉水中の化学種の濃度を演算する濃度演算部、
及び該濃度演算部の情報に基づいて炉水中の水質を制御
する前記炉水制御手段を具備することを特徴とする原子
炉水質制御システム。 - 【請求項２０】原子炉の一次冷却水系の炉水を電解分析
により定量分析する手段と、該定量分析手段によって得
られた結果に基づいて炉水の水質を制御する手段を有す
る水質制御システムにおいて、前記一次冷却水系の少な
くとも一箇所に炉水と接触するように設置される電解セ
ルの電極収納部、前記電極セルの作用電極に参照電極基
準の電圧として所定のモードをもつ電圧−時間波形信号
を印加する信号印加部、前記信号印加部に対してボルタ
ンメトリーの種類によって定まるモードをもつ電圧−時
間波形信号を一次冷却水系に含まれる化学種の種類に対
応する数だけ且つ互いにモードを変えて入力する信号入
力部、前記信号印加部からの信号に基づいて実行された
ボルタンメトリーの結果を電解電流と該電解電流が得ら
れた電位との関係でメモリに貯える記憶部、前記記憶部
に記憶されたデータを処理しボルタンメトリーに種類に
よって定まる限界電流値又はピーク電流値を決定する電
流値決定部、決定された限界電流値又はピーク電流値に
基づいて炉水中の化学種の濃度を演算する濃度演算部、
前記濃度演算部の結果を基準値と比較する比較部、及び
前記比較された情報に基づいて炉水中の水質を制御する
前記炉水制御手段を具備することを特徴とする原子炉の
水質制御システム。 - 【請求項２１】原子炉の一次冷却水系の炉水を電解分析
により定量分析する手段と、該定量分析手段によって得
られた結果が基準値を超えたときに警報を発生する手段
を有する炉水予防保全システムにおいて、前記一次冷却
水系の少なくとも一箇所に炉水と接触するように設置さ
れる電解セルの電極収納部、前記電解セルの作用電極に
参照電極基準の電圧として所定のモードをもつ電圧−時
間波形信号を印加する信号印加部、前記信号印加部に対
してボルタンメトリーの種類によって定まるモードをも
つ電圧−時間波形信号を一次冷却水系に含まれる化学種
の種類に対応する数だけ且つ互いにモードを変えて入力
する信号入力部、前記信号印加部からの信号に基づいて
実行されたボルタンメトリーの結果を電解電流と該電解
電流が得られた電位との関係でメモリに貯える記憶部、
前記記憶部に記憶されたデータを処理しボルタンメトリ
ーの種類によって定まる限界電流値又はピーク電流値を
決定する電流値決定部、決定された限界電流値又はピー
ク電流値に基づいて炉水中の化学種の濃度を演算する濃
度演算部、前記濃度演算部の結果を基準値と比較する比
較部、及び前記比較部の情報に基づいて前記濃度演算部
の結果が基準値を超えたときに警報を発生する前記警報
発生手段を具備することを特徴とする原子炉の予防保全
システム。 - 【請求項２２】原子炉の一次冷却水系の炉水を電解分析
により定量分析する手段と、該定量分析手段によって得
られた結果に基づいて炉水事故を予防する手段を有する
炉水予防保全システムにおいて、前記一次冷却水系の少
なくとも一箇所に炉水と接触するように設置される電解
セルの電極収納部、前記電解セルの作用電極に参照電極
基準の電圧として所定のモードをもつ電圧−時間波形信
号を印加する信号印加部、前記信号印加部に対してボル
タンメトリーの種類によって定まるモードをもつ電圧−
時間波形信号を一次冷却水系に含まれる化学種の種類に
対応する数だけ且つ互いにモードを変えて入力する信号
入力部、前記信号印加部からの信号に基づいて実行され
たボルタンメトリーの結果を電解電流と該電解電流が得
られた電位との関係でメモリに貯える記憶部、前記記憶
部に記憶されたデータを処理しボルタンメトリーの種類
によって定まる限界電流値又はピーク電流値を決定する
電流値決定部、決定された限界電流値又はピーク電流値
に基づいて炉水中の化学種の濃度を演算する濃度演算
部、及び該濃度演算部の結果を基準値と比較する比較部
を具備し、該比較部による情報に基づいて一次冷却水系
の事故を予知することを特徴とする原子炉の炉水事故予
防保全システム。 - 【請求項２３】沸騰水型原子炉、加圧水型原子炉、火力
発電プラントのボイラ等の炉水を電解分析により定量分
析する手段と、該定量分析手段によって得られた結果に
基づいて炉水の水質を制御する手段を有する水質制御シ
ステムにおいて、前記一次冷却水系の少なくとも一箇所
に炉水と接触するように設置される電解セルの電極収納
部、前記電解セルの作用電極に参照電極基準の電圧とし
て所定のモードをもつ電圧−時間波形信号を印加する信
号印加部、前記信号印加部を対してボルタンメトリーの
種類によって定まるモードをもつ電圧−時間波形信号を
一次冷却水系に含まれる化学種の種類に対応する数だけ
且つ互いにモードを変えて入力する信号入力部、前記信
号印加部からの信号に基づいて実行されたボルタンメト
リーの結果を電解電流と該電解電流が得られた電位との
関係でメモリに貯える記憶部、前記記憶部に記憶された
データを処理しボルタンメトリーの種類によって定まる
限界電流値又はピーク電流値を決定する電流値決定部、
決定された限界電流値又はピーク電流値に基づいて炉水
中の化学種の濃度を演算する濃度演算部、及び該濃度演
算部の情報に基づいて炉水中の水質を制御する前記炉水
制御手段を具備することを特徴とする炉水の水質制御シ
ステム。
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