JPH0777597A - 原子炉水質制御方法 - Google Patents
原子炉水質制御方法Info
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- JPH0777597A JPH0777597A JP5224596A JP22459693A JPH0777597A JP H0777597 A JPH0777597 A JP H0777597A JP 5224596 A JP5224596 A JP 5224596A JP 22459693 A JP22459693 A JP 22459693A JP H0777597 A JPH0777597 A JP H0777597A
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- Japan
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- reactor
- water quality
- metal
- structural material
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 原子炉水の水質改善を行いながら原子炉構造
材等に付着する放射能量を低減する。 【構成】 原子炉水および原子炉構造材のｐＨ、酸化還
元電位および腐食電位を測定して、原子炉構造材等の表
面に生成する金属酸化物被膜の特性を把握し、その金属
酸化物が安定な電位とｐＨの領域になるように水質を制
御する。
材等に付着する放射能量を低減する。 【構成】 原子炉水および原子炉構造材のｐＨ、酸化還
元電位および腐食電位を測定して、原子炉構造材等の表
面に生成する金属酸化物被膜の特性を把握し、その金属
酸化物が安定な電位とｐＨの領域になるように水質を制
御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力発電プラントの
構造材の応力腐食割れ防止、材料からの金属の腐食溶出
の低減および配管等の付着放射能量を低減させる方法に
関する。
構造材の応力腐食割れ防止、材料からの金属の腐食溶出
の低減および配管等の付着放射能量を低減させる方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＢＷＲ発電所においては構造材は〜 300
℃、〜70kg／cm2 という高温高圧の原子炉水にさらされ
ており非常に厳しい腐食環境にある。この様な環境から
構造材の腐食を守るために高耐食性材料であるステンレ
ス鋼等が使用されている。
℃、〜70kg／cm2 という高温高圧の原子炉水にさらされ
ており非常に厳しい腐食環境にある。この様な環境から
構造材の腐食を守るために高耐食性材料であるステンレ
ス鋼等が使用されている。
【０００３】しかしながら、材料側からの改善策だけで
はなく水質、すなわち環境側からの改善策が近年採られ
てきた。水質改善による材料腐食環境緩和は水素注入技
術が代表的なものであるが、水素注入は材料腐食電位の
低下に効果はあるものの、水素注入を実施しない場合に
比較し、構造材からの金属の溶出、配管付着放射能の増
加といったデメリットが生じている。
はなく水質、すなわち環境側からの改善策が近年採られ
てきた。水質改善による材料腐食環境緩和は水素注入技
術が代表的なものであるが、水素注入は材料腐食電位の
低下に効果はあるものの、水素注入を実施しない場合に
比較し、構造材からの金属の溶出、配管付着放射能の増
加といったデメリットが生じている。
【０００４】これは材料の応力腐食割れの対策として水
素注入による溶存酸素濃度低下およびこれに伴う電位低
下のみを考えたものであり、これにより副次的に変化す
る構造材の全面腐食挙動、構造材の表面の金属酸化被膜
について対策がなされていない事による。
素注入による溶存酸素濃度低下およびこれに伴う電位低
下のみを考えたものであり、これにより副次的に変化す
る構造材の全面腐食挙動、構造材の表面の金属酸化被膜
について対策がなされていない事による。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】水素注入等の構造材の
応力腐食割れのみに着目した水質改善により副次的に生
ずる構造材からの金属溶出挙動変化や、配管付着放射能
量の増加について何等対策がなされていない課題があ
る。
応力腐食割れのみに着目した水質改善により副次的に生
ずる構造材からの金属溶出挙動変化や、配管付着放射能
量の増加について何等対策がなされていない課題があ
る。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、材料の応力腐食割れに着目した水質改善を行
いながら、金属溶出を抑えかつ配管付着放射能量を低減
させる原子炉水質制御方法を提供することにある。
たもので、材料の応力腐食割れに着目した水質改善を行
いながら、金属溶出を抑えかつ配管付着放射能量を低減
させる原子炉水質制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は原子炉水および
原子炉構造材のｐＨ、酸化還元電位および腐食電位を測
定して、原子炉構造材等の表面に生成する金属酸化物被
膜の特性を把握し、その金属酸化物が安定な電位とｐＨ
の領域になるように水質を制御することを特徴とする。
原子炉構造材のｐＨ、酸化還元電位および腐食電位を測
定して、原子炉構造材等の表面に生成する金属酸化物被
膜の特性を把握し、その金属酸化物が安定な電位とｐＨ
の領域になるように水質を制御することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明は原子炉水の水質、構造材の腐食環境お
よび配管付着放射能量のモニター装置等を設置するとと
もに、これらの信号を収集し解析するデータ収集処理装
置を設け、このデータ収集処理装置にもとづき原子炉水
や給水系にガスまたは薬液を注入する装置からガスまた
は薬液を注入し水質を任意に制御できるシステムを設置
する。
よび配管付着放射能量のモニター装置等を設置するとと
もに、これらの信号を収集し解析するデータ収集処理装
置を設け、このデータ収集処理装置にもとづき原子炉水
や給水系にガスまたは薬液を注入する装置からガスまた
は薬液を注入し水質を任意に制御できるシステムを設置
する。
【０００９】原子炉水の水質モニターには溶存酸素計、
溶存水素計、過酸化水素計、導電率計やｐＨ計等の構造
材の腐食の電気化学反応に寄与すると考えられるデータ
を収集する一方、構造材の腐食環境の指標として重要な
酸化還元電位、腐食電位について測定を行う。
溶存水素計、過酸化水素計、導電率計やｐＨ計等の構造
材の腐食の電気化学反応に寄与すると考えられるデータ
を収集する一方、構造材の腐食環境の指標として重要な
酸化還元電位、腐食電位について測定を行う。
【００１０】その他に配管の放射能付着挙動のデータを
収集するために、配管付着放射能核種濃度連続測定装置
を設置し放射能量を連続測定すると共に、付着放射能に
密接に関係ある原子炉水中の放射能濃度を測定し解析デ
ータとする。
収集するために、配管付着放射能核種濃度連続測定装置
を設置し放射能量を連続測定すると共に、付着放射能に
密接に関係ある原子炉水中の放射能濃度を測定し解析デ
ータとする。
【００１１】収集されたデータは、例えば、構造材およ
び構造材表面の金属酸化被膜の電位−ｐＨ図等の予めイ
ンプットされている評価用データと比較され、金属酸化
被膜が不安定な領域にある場合にはガスまたは薬液が注
入され安定な領域になる様にする。
び構造材表面の金属酸化被膜の電位−ｐＨ図等の予めイ
ンプットされている評価用データと比較され、金属酸化
被膜が不安定な領域にある場合にはガスまたは薬液が注
入され安定な領域になる様にする。
【００１２】本発明においては原子炉水の水質制御方法
を構造材の応力腐食割れ対策の観点からと一次系配管等
の付着放射能低減の観点の双方から検討し、双方に有効
な水質を提供する事ができる水質制御方法を評価できる
ので材料の応力腐食割れ対策および被ばく低減に効果が
ある。
を構造材の応力腐食割れ対策の観点からと一次系配管等
の付着放射能低減の観点の双方から検討し、双方に有効
な水質を提供する事ができる水質制御方法を評価できる
ので材料の応力腐食割れ対策および被ばく低減に効果が
ある。
【００１３】
【実施例】図１から図３を参照しながら本発明に係る原
子炉水質制御方法の第１の実施例を説明する。
子炉水質制御方法の第１の実施例を説明する。
【００１４】図１（ａ）はＢＷＲ型プラントの原子炉圧
力容器１、再循環ライン２および給水ライン３の配置関
係を概略的に示している。再循環ライン２には電気化学
測定用オートクレーブ（以下オートクレーブと記す）４
が流入管４ａおよび流出管４ｂを介して接続されてい
る。給水ライン３には薬液等注入ライン５およびガス注
入ライン６が接続されている。
力容器１、再循環ライン２および給水ライン３の配置関
係を概略的に示している。再循環ライン２には電気化学
測定用オートクレーブ（以下オートクレーブと記す）４
が流入管４ａおよび流出管４ｂを介して接続されてい
る。給水ライン３には薬液等注入ライン５およびガス注
入ライン６が接続されている。
【００１５】オートクレーブ４と薬液等注入ライン５お
よびガス注入ライン６との間には信号ライン14を介して
データ収集処理装置12および注入システム制御装置13が
設けられている。オートクレーブ４は図１（ｂ）に示し
たように電位測定用参照電極７、腐食電位測定用試料電
極８、ｐＨ測定用電極９、酸化還元電位測定用白金電極
10および温度センサー11が挿着されている。
よびガス注入ライン６との間には信号ライン14を介して
データ収集処理装置12および注入システム制御装置13が
設けられている。オートクレーブ４は図１（ｂ）に示し
たように電位測定用参照電極７、腐食電位測定用試料電
極８、ｐＨ測定用電極９、酸化還元電位測定用白金電極
10および温度センサー11が挿着されている。
【００１６】オートクレーブ４には再循環ライン２から
原子炉水が流入管４ａを通して流入し、流出管４ｂから
流出する。オートクレーブ４の設置場所は目的とする構
造材の部位や材質により決定されるものであり、例えば
原子炉浄化系を目的とする場合は浄化系配管から分岐し
て設置される。試料電極８は腐食電位測定用の原子炉構
造材と同等の材質である。参照電極７は電位を測定する
際に基準となるものである。
原子炉水が流入管４ａを通して流入し、流出管４ｂから
流出する。オートクレーブ４の設置場所は目的とする構
造材の部位や材質により決定されるものであり、例えば
原子炉浄化系を目的とする場合は浄化系配管から分岐し
て設置される。試料電極８は腐食電位測定用の原子炉構
造材と同等の材質である。参照電極７は電位を測定する
際に基準となるものである。
【００１７】なお、オートクレーブ４の代りに再循環ラ
イン２の配管そのものを試料電極として電位の測定を行
ってもよい。オートクレーブ４内から得られた各種のデ
ータはデータ収集処理装置12に送られ、解析評価され
る。
イン２の配管そのものを試料電極として電位の測定を行
ってもよい。オートクレーブ４内から得られた各種のデ
ータはデータ収集処理装置12に送られ、解析評価され
る。
【００１８】すなわち、図１（ａ），（ｂ）に示す装置
を使用して原子炉構造材のｐＨ、酸化還元電位および腐
食電位を用い、原子炉構造材等の表面に生成する金属酸
化被膜の特性を把握し、その金属酸化物が最も安定な電
位とｐＨの領域になるように水質を制御する。
を使用して原子炉構造材のｐＨ、酸化還元電位および腐
食電位を用い、原子炉構造材等の表面に生成する金属酸
化被膜の特性を把握し、その金属酸化物が最も安定な電
位とｐＨの領域になるように水質を制御する。
【００１９】図２は原子炉水の温度とほぼ等しい 285℃
におけるＦｅＣｒ2 Ｏ4 の電位とｐＨとの関係を示した
もので、図中破線内の領域、つまり符号15はＦｅＣｒ2
Ｏ4が安定に存在するＦｅＣｒ2 Ｏ4 の安定領域を示し
ている。（なお、図２はB.Beverskog,et.al.,Water Che
mistry of Nuclear Reactor Systems 6.BNES,London,19
92から引用）。
におけるＦｅＣｒ2 Ｏ4 の電位とｐＨとの関係を示した
もので、図中破線内の領域、つまり符号15はＦｅＣｒ2
Ｏ4が安定に存在するＦｅＣｒ2 Ｏ4 の安定領域を示し
ている。（なお、図２はB.Beverskog,et.al.,Water Che
mistry of Nuclear Reactor Systems 6.BNES,London,19
92から引用）。
【００２０】安定領域の活量は１０-6mol/ Lである。Ｂ
ＷＲの原子炉水中の金属イオン濃度を考慮した場合は、
活量が１０-6mol/L では大きく、１０-8mol/L 以下の活
量を考えるべきである。図２中の実線内の領域２は活量
を１０-8mol/L とした場合のＦｅＣｒ2 Ｏ4 の安定量域
を示したものである。酸化物を構造材表面に安定して存
在させるためには、この領域にｐＨと電位を制御しなけ
ればならない。
ＷＲの原子炉水中の金属イオン濃度を考慮した場合は、
活量が１０-6mol/L では大きく、１０-8mol/L 以下の活
量を考えるべきである。図２中の実線内の領域２は活量
を１０-8mol/L とした場合のＦｅＣｒ2 Ｏ4 の安定量域
を示したものである。酸化物を構造材表面に安定して存
在させるためには、この領域にｐＨと電位を制御しなけ
ればならない。
【００２１】例えば測定されたｐＨと電位が図２中符号
１に存在する場合には、金属酸化物を安定に存在させる
ためには電位を下げる事が必要となる。この様な場合
は、データ収集装置からは例えば 500mV電位を低下させ
図２中符号２の位置にすべきであると言う信号が出され
る。
１に存在する場合には、金属酸化物を安定に存在させる
ためには電位を下げる事が必要となる。この様な場合
は、データ収集装置からは例えば 500mV電位を低下させ
図２中符号２の位置にすべきであると言う信号が出され
る。
【００２２】この信号は図１に示したガスまたは薬液注
入システム制御装置13に送られ、電位を下げるためのガ
スまたは薬液が必要量注入される事になる。本例ではＦ
ｅＣｒ2 Ｏ4 を示したが必要に応じいくつかの金属酸化
物の電位−ｐＨ図をインプットしておいて、比較評価が
できるようにしておく。
入システム制御装置13に送られ、電位を下げるためのガ
スまたは薬液が必要量注入される事になる。本例ではＦ
ｅＣｒ2 Ｏ4 を示したが必要に応じいくつかの金属酸化
物の電位−ｐＨ図をインプットしておいて、比較評価が
できるようにしておく。
【００２３】図３は放射能付着低減のためにＺｎを原子
炉水中に存在させた場合の 300℃におけるＺｎ化合物の
電位−ｐＨ図を示したものである（D.Cubicciotti,Wate
r Chemistry of Nuclear Reactor Systems 6.BNES,Lond
on,1992 ）。図３の活量は１０-6mol/L である。Ｚｎ注
入により構造材の表面に安定な金属酸化物を生成させて
おくためには図中のＦｅ2 ＺｎＯ4 に電位とｐＨの領域
を設定しておかなければならない。
炉水中に存在させた場合の 300℃におけるＺｎ化合物の
電位−ｐＨ図を示したものである（D.Cubicciotti,Wate
r Chemistry of Nuclear Reactor Systems 6.BNES,Lond
on,1992 ）。図３の活量は１０-6mol/L である。Ｚｎ注
入により構造材の表面に安定な金属酸化物を生成させて
おくためには図中のＦｅ2 ＺｎＯ4 に電位とｐＨの領域
を設定しておかなければならない。
【００２４】例えば、中性領域（ｐＨ＝5.6 at 285℃）
で、水素注入等により電位が−0.5Ｖ（ＳＨＥ）以下と
なった場合（例えば図中符号３の位置）Ｚｎ化合物は不
安定となるので電位を上昇させるか、ｐＨをアルカリ側
へ移行させる水質にしなければならない。
で、水素注入等により電位が−0.5Ｖ（ＳＨＥ）以下と
なった場合（例えば図中符号３の位置）Ｚｎ化合物は不
安定となるので電位を上昇させるか、ｐＨをアルカリ側
へ移行させる水質にしなければならない。
【００２５】この例ではＺｎの化合物を示したが、水質
を制御する為に金属イオン等を原子炉水に注入する場合
においてはその金属と構造材を構成する金属からなる酸
化物の電位−ｐＨ図を作成しておき、その化合物が安定
になる電位−ｐＨ領域になるように水質を制御する。
を制御する為に金属イオン等を原子炉水に注入する場合
においてはその金属と構造材を構成する金属からなる酸
化物の電位−ｐＨ図を作成しておき、その化合物が安定
になる電位−ｐＨ領域になるように水質を制御する。
【００２６】これにより、構造材の金属表面上に安定な
酸化被膜を水質を任意に制御する事により生成させてお
く事ができる。
酸化被膜を水質を任意に制御する事により生成させてお
く事ができる。
【００２７】〔実施例２〕つぎに図４により本発明の第
２の実施例を説明する。図４中、図１と同一部分には同
一符号を付して重複する部分の説明は省略する。図４が
図１と異なる点は図１における再循環ライン２に高温水
中のレーザーラマン法によるその場測定による金属酸化
被膜の性状を調査できる酸化被膜測定用オートクレーブ
16と酸化被膜解析用装置23を付加したことにある。なお
図４においては、レーザーラマン法を示したが高温水中
で金属酸化物の状態の情報を得られる手法であれば良
い。
２の実施例を説明する。図４中、図１と同一部分には同
一符号を付して重複する部分の説明は省略する。図４が
図１と異なる点は図１における再循環ライン２に高温水
中のレーザーラマン法によるその場測定による金属酸化
被膜の性状を調査できる酸化被膜測定用オートクレーブ
16と酸化被膜解析用装置23を付加したことにある。なお
図４においては、レーザーラマン法を示したが高温水中
で金属酸化物の状態の情報を得られる手法であれば良
い。
【００２８】図４（ｂ）に示したように再循環ライン２
から分岐した原子炉水入口ライン17および原子炉水出口
ライン18に石英ガラス窓21を有する酸化被膜測定用オー
トクレーブ16を設ける。このオートクレーブ16内に原子
炉構造材と同等の試験片19を設置する。
から分岐した原子炉水入口ライン17および原子炉水出口
ライン18に石英ガラス窓21を有する酸化被膜測定用オー
トクレーブ16を設ける。このオートクレーブ16内に原子
炉構造材と同等の試験片19を設置する。
【００２９】この試験片19にレーザー光源20からレーザ
ー光を照射して金属酸化被膜を生成する。金属酸化被膜
またはその金属酸化被膜の性能の変化をラマン分光分析
装置22によりレーザーラマン法によるラマン分光分析装
置22で測定する。
ー光を照射して金属酸化被膜を生成する。金属酸化被膜
またはその金属酸化被膜の性能の変化をラマン分光分析
装置22によりレーザーラマン法によるラマン分光分析装
置22で測定する。
【００３０】測定されたデータはデータ収集処理装置12
に送られ第１の実施例で示した電気化学データと比較さ
れ安定な酸化被膜が生成されているか検討評価される。
また、このデータは第１の実施例で示した電位−ｐＨ図
とも比較され、安定でかつ放射能付着を低減するために
有意な被膜にするためにどのようなｐＨや電位に変化さ
せれば良いかの信号がガスまたは薬液注入システム制御
装置13に送られ、その電位またはｐＨが達成できる様に
ガスまたは薬液を注入する。
に送られ第１の実施例で示した電気化学データと比較さ
れ安定な酸化被膜が生成されているか検討評価される。
また、このデータは第１の実施例で示した電位−ｐＨ図
とも比較され、安定でかつ放射能付着を低減するために
有意な被膜にするためにどのようなｐＨや電位に変化さ
せれば良いかの信号がガスまたは薬液注入システム制御
装置13に送られ、その電位またはｐＨが達成できる様に
ガスまたは薬液を注入する。
【００３１】〔実施例３〕つぎに図５により本発明の第
３の実施例を説明する。第３の実施例は構造材からの金
属溶出挙動と構造材の腐食電位やｐＨ、酸化還元電位と
の関連を、予め図１に示すデータ収集処理装置12にイン
プットされている実験室等の試験により得られた関係と
比較する事により金属溶出速度から原子炉水中の金属成
分濃度変化を算出し、配管付着放射能量の変化量の変化
を推定するものである。
３の実施例を説明する。第３の実施例は構造材からの金
属溶出挙動と構造材の腐食電位やｐＨ、酸化還元電位と
の関連を、予め図１に示すデータ収集処理装置12にイン
プットされている実験室等の試験により得られた関係と
比較する事により金属溶出速度から原子炉水中の金属成
分濃度変化を算出し、配管付着放射能量の変化量の変化
を推定するものである。
【００３２】ステンレス鋼からの金属溶出と材料の腐食
電位の関係を図５に示す。測定された腐食電位から金属
溶出量を求めて原子炉水中の金属成分濃度を算出し、こ
の金属濃度と予めインプットされている濃度と配管付着
放射能量との関連から配管付着放射能量を推定し、配管
付着放射能量を低減させる為にどのようなｐＨや電位に
変化させれば良いかの信号がガス注入ライン６または薬
液等注入ライン５に送られ、その電位またはｐＨが達成
できる様にガスまたは薬液を注入する。
電位の関係を図５に示す。測定された腐食電位から金属
溶出量を求めて原子炉水中の金属成分濃度を算出し、こ
の金属濃度と予めインプットされている濃度と配管付着
放射能量との関連から配管付着放射能量を推定し、配管
付着放射能量を低減させる為にどのようなｐＨや電位に
変化させれば良いかの信号がガス注入ライン６または薬
液等注入ライン５に送られ、その電位またはｐＨが達成
できる様にガスまたは薬液を注入する。
【００３３】〔実施例４〕つぎに図６により本発明の第
４の実施例を説明する。図１と同一部分には同一符号を
付して重複する部分の説明は省略する。図６（ａ）が図
１（ａ）と異なる点は再循環ライン２にクーロスタット
用オートクレーブ27と溶出速度解析用装置28を設けたこ
とにある。また、図６（ｂ）に示したようにオートクレ
ーブ27内には溶出速度測定用試験片30が収容され、この
試験片30は溶出測度解析用装置28およびパルスジェネレ
ータ29に接続されている。
４の実施例を説明する。図１と同一部分には同一符号を
付して重複する部分の説明は省略する。図６（ａ）が図
１（ａ）と異なる点は再循環ライン２にクーロスタット
用オートクレーブ27と溶出速度解析用装置28を設けたこ
とにある。また、図６（ｂ）に示したようにオートクレ
ーブ27内には溶出速度測定用試験片30が収容され、この
試験片30は溶出測度解析用装置28およびパルスジェネレ
ータ29に接続されている。
【００３４】高温水中における構造材からの金属溶出の
データを得るためのクーロスタット法については、例え
ば特開昭52-139491 号公報に記載された金属の腐食速度
判定法を採用することができる。
データを得るためのクーロスタット法については、例え
ば特開昭52-139491 号公報に記載された金属の腐食速度
判定法を採用することができる。
【００３５】すなわち、この方法は腐食系におかれた試
料金属片に一定量の電荷を対極を介して瞬間的に与え、
前記電荷付与による試料金属片の電位変化を前記試料金
属片に近接した参照電極を介して分極値と時間の関係を
開回路状態で測定し、この分極値と時間の関係を解析し
て試料金属片の腐食速度を求めることにある。
料金属片に一定量の電荷を対極を介して瞬間的に与え、
前記電荷付与による試料金属片の電位変化を前記試料金
属片に近接した参照電極を介して分極値と時間の関係を
開回路状態で測定し、この分極値と時間の関係を解析し
て試料金属片の腐食速度を求めることにある。
【００３６】なお、図６ではクーロスタット用オートク
レーブ27を再循環ライン２に設置したが、目的に応じ、
原子炉水浄化系ライン等に設置しても良い。
レーブ27を再循環ライン２に設置したが、目的に応じ、
原子炉水浄化系ライン等に設置しても良い。
【００３７】クーロスタット法ではその場における金属
溶出量が即座に求まり、第３の実施例で示した金属溶出
量算出結果とも比較検討し、原子炉水中の金属成分濃度
を算出し、この金属濃度と予めインプットされている濃
度と配管付着放射能量との関連から配管付着放射能量を
推定し、配管付着放射能量を低減させる為にどのような
ｐＨや電位に変化させれば良いかの信号がガスまたは薬
液注入システムに送られ、その電位またはｐＨが達成で
きる様にガスまたは薬液を注入する。
溶出量が即座に求まり、第３の実施例で示した金属溶出
量算出結果とも比較検討し、原子炉水中の金属成分濃度
を算出し、この金属濃度と予めインプットされている濃
度と配管付着放射能量との関連から配管付着放射能量を
推定し、配管付着放射能量を低減させる為にどのような
ｐＨや電位に変化させれば良いかの信号がガスまたは薬
液注入システムに送られ、その電位またはｐＨが達成で
きる様にガスまたは薬液を注入する。
【００３８】〔実施例５〕図７により本発明の第５の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【００３９】第５の実施例においては、再循環ライン２
の配管に配管付着放射能設定装置31を設置するとともに
放射能付着量解析装置32を設けたことにある。なお、他
の部分は図１と同様なので、その説明は省略する。
の配管に配管付着放射能設定装置31を設置するとともに
放射能付着量解析装置32を設けたことにある。なお、他
の部分は図１と同様なので、その説明は省略する。
【００４０】すなわち、配管付着放射能量およびその核
種を連続的に測定する装置、例えばゲルマニウム検出器
を利用した配管付着放射能測定装置31を、目的とする再
循環ライン２の配管に設置する。放射能付着量の経時変
化と腐食電位、酸化還元電位およびｐＨの経時変換を関
連づけ配管付着放射能量を低減させる為にどのようなｐ
Ｈや電位に変化させれば良いかの信号がガス注入ライン
６または薬液等注入ライン５に送られ、その電位または
ｐＨが達成できる様にガスまたは薬液を注入する。
種を連続的に測定する装置、例えばゲルマニウム検出器
を利用した配管付着放射能測定装置31を、目的とする再
循環ライン２の配管に設置する。放射能付着量の経時変
化と腐食電位、酸化還元電位およびｐＨの経時変換を関
連づけ配管付着放射能量を低減させる為にどのようなｐ
Ｈや電位に変化させれば良いかの信号がガス注入ライン
６または薬液等注入ライン５に送られ、その電位または
ｐＨが達成できる様にガスまたは薬液を注入する。
【００４１】〔実施例６〕つぎに図８および図１により
本発明の第６の実施例を説明する。構造材の応力腐食割
れ感受性は構造材の腐食電位に依存し、いくつかの実験
結果から腐食電位が−230mV ＳＨＥ以下であれば高温水
中におけるステンレス鋼の応力腐食割れが感受性が無く
なる事が知られている。図１に示した測定系統図からは
材料の腐食電位やｐＨのデータが得られるので、応力腐
食割れの感受性が有るか否かは判断できる。
本発明の第６の実施例を説明する。構造材の応力腐食割
れ感受性は構造材の腐食電位に依存し、いくつかの実験
結果から腐食電位が−230mV ＳＨＥ以下であれば高温水
中におけるステンレス鋼の応力腐食割れが感受性が無く
なる事が知られている。図１に示した測定系統図からは
材料の腐食電位やｐＨのデータが得られるので、応力腐
食割れの感受性が有るか否かは判断できる。
【００４２】しかし、この様な系統図において分岐して
設置した電気化学測定用オートクレイブ４内では実際の
構造材表面の原子炉水の流速とは異なり遅い場合が多
い。腐食電位は図８に示すように流速依存性があり、同
じ水質であっても電位が異なる事が有り、オートクレイ
ブ４での測定値をそのまま、構造材そのものの応力腐食
割れ感受性としてはならない。
設置した電気化学測定用オートクレイブ４内では実際の
構造材表面の原子炉水の流速とは異なり遅い場合が多
い。腐食電位は図８に示すように流速依存性があり、同
じ水質であっても電位が異なる事が有り、オートクレイ
ブ４での測定値をそのまま、構造材そのものの応力腐食
割れ感受性としてはならない。
【００４３】本実施例では測定用オートクレイブ４内の
流速と実際の構造材の流速を考慮し図８に示した関連を
用い、または酸素や過酸化水素や水素濃度の拡散を考慮
した電位推定手法を用い、実際の構造材の腐食電位を求
め、構造材の応力腐食割れ感受性を低減させる為にどの
ようなｐＨや電位に変化させれば良いかの信号がガス注
入ライン６または薬液等注入ライン５に送られ、その電
位またはｐＨが達成できる様にガスまたは薬液を注入す
る。
流速と実際の構造材の流速を考慮し図８に示した関連を
用い、または酸素や過酸化水素や水素濃度の拡散を考慮
した電位推定手法を用い、実際の構造材の腐食電位を求
め、構造材の応力腐食割れ感受性を低減させる為にどの
ようなｐＨや電位に変化させれば良いかの信号がガス注
入ライン６または薬液等注入ライン５に送られ、その電
位またはｐＨが達成できる様にガスまたは薬液を注入す
る。
【００４４】〔実施例７〕つぎに図２および図９を参照
しながら第７の実施例を説明する。構造材の応力腐食割
れ防止と配管付着放射能低減の双方を達成させるため
に、図２に示した電位−ｐＨ図に応力腐食割れ感受性に
関する電位領域に関するデータを盛り込み、構造材の応
力腐食割れ防止と配管付着放射能低減の双方を達成させ
る為の電位−ｐＨ領域を示唆できるシステムを有するデ
ータ処理装置を設置する。
しながら第７の実施例を説明する。構造材の応力腐食割
れ防止と配管付着放射能低減の双方を達成させるため
に、図２に示した電位−ｐＨ図に応力腐食割れ感受性に
関する電位領域に関するデータを盛り込み、構造材の応
力腐食割れ防止と配管付着放射能低減の双方を達成させ
る為の電位−ｐＨ領域を示唆できるシステムを有するデ
ータ処理装置を設置する。
【００４５】図９は応力腐食割れ感受性および金属酸化
物の電位−ｐＨ図の一例を示した。図中符号４の電位お
よびｐＨの状態にある構造材はその表面に安定な酸化物
を形成しており、放射能付着低減対策に関しては有効な
状態に有るといえる。
物の電位−ｐＨ図の一例を示した。図中符号４の電位お
よびｐＨの状態にある構造材はその表面に安定な酸化物
を形成しており、放射能付着低減対策に関しては有効な
状態に有るといえる。
【００４６】しかし応力腐食割れの観点からはこの電位
領域は割れ感受性が有ると考えられる為に最適な制御水
質とはいえない。この場合は水質を変化させて電位また
はｐＨを変化させ、安定な酸化物が生成しなおかつ応力
腐食割れ感受性の無い領域、例えば図中符号３の状態、
になるようにするために第１の実施例に準じてガスまた
は薬液を注入する。
領域は割れ感受性が有ると考えられる為に最適な制御水
質とはいえない。この場合は水質を変化させて電位また
はｐＨを変化させ、安定な酸化物が生成しなおかつ応力
腐食割れ感受性の無い領域、例えば図中符号３の状態、
になるようにするために第１の実施例に準じてガスまた
は薬液を注入する。
【００４７】〔実施例８〕つぎに図10により本発明の第
８の実施例を説明する。
８の実施例を説明する。
【００４８】第８の実施例では再循環ライン２に再循環
系ガス注入ライン33および再循環系薬液注入ライン34を
設けるとともに、給水ライン３に薬液等注入ライン５お
よびガス注入ライン６を設け、これらの各ラインを注入
システム制御装置13に接続したことにある。
系ガス注入ライン33および再循環系薬液注入ライン34を
設けるとともに、給水ライン３に薬液等注入ライン５お
よびガス注入ライン６を設け、これらの各ラインを注入
システム制御装置13に接続したことにある。
【００４９】本実施例を達成させる為には原子炉水への
ガス注入ライン６または薬液等注入ライン５が必要であ
り、ガスおよび薬液注入ラインには何種類かのガスまた
は薬液タンクが接続されており、データ収集処理装置か
らの信号により適宜、原子炉水を最適に制御する為に必
要なガスまたは薬液が選択され、電位ｐＨ等の測定デー
タを監視しつつ、最適な水質とする。
ガス注入ライン６または薬液等注入ライン５が必要であ
り、ガスおよび薬液注入ラインには何種類かのガスまた
は薬液タンクが接続されており、データ収集処理装置か
らの信号により適宜、原子炉水を最適に制御する為に必
要なガスまたは薬液が選択され、電位ｐＨ等の測定デー
タを監視しつつ、最適な水質とする。
【００５０】本実施例には給水ライン３と再循環ライン
２にガスおよび薬液等のラインを設けたが必要に応じ、
原子炉浄化等の配管に注入設備を設置しても良い。ま
た、注入はそれぞれの系単独でもよいし、最適な注入効
果が得られる様に組み合わせを考え実施しても良い。
２にガスおよび薬液等のラインを設けたが必要に応じ、
原子炉浄化等の配管に注入設備を設置しても良い。ま
た、注入はそれぞれの系単独でもよいし、最適な注入効
果が得られる様に組み合わせを考え実施しても良い。
【００５１】〔実施例９〕つぎに図11により本発明の第
９の実施例を説明する。
９の実施例を説明する。
【００５２】図11においては再循環ライン２から分岐し
てＩＰＣ−ＭＳ分析装置35を設け、このＩＰＣ−ＭＳ分
析装置35からのデータを信号ライン14を通してデータ収
集処理装置12に入力するようにしている。他の部分は図
１と同様なので、その部分の説明は省略する。ＩＰＣ−
ＭＳ分析装置35は高周波誘導プラズマ−質量分析計のこ
とである。
てＩＰＣ−ＭＳ分析装置35を設け、このＩＰＣ−ＭＳ分
析装置35からのデータを信号ライン14を通してデータ収
集処理装置12に入力するようにしている。他の部分は図
１と同様なので、その部分の説明は省略する。ＩＰＣ−
ＭＳ分析装置35は高周波誘導プラズマ−質量分析計のこ
とである。
【００５３】本第９の実施例は放射能付着低減および応
力腐食割れ防止について、腐食電位やｐＨのような電気
化学的なデータと注入するガスまたは薬液中に含まれる
成分に着目しその濃度をモニターし、それぞれのデータ
を比較評価する事によりガスまたは薬液を注入する量を
決定し、その信号がガスまたは薬液注入システムに送ら
れ、その電位またはｐＨが達成できる様にガスまたは薬
液を注入する。
力腐食割れ防止について、腐食電位やｐＨのような電気
化学的なデータと注入するガスまたは薬液中に含まれる
成分に着目しその濃度をモニターし、それぞれのデータ
を比較評価する事によりガスまたは薬液を注入する量を
決定し、その信号がガスまたは薬液注入システムに送ら
れ、その電位またはｐＨが達成できる様にガスまたは薬
液を注入する。
【００５４】この例では炉水浄化系に金属成分等をモニ
ター可能なＩＣＰ−ＭＳ装置（高周波誘導プラズマ−質
量分析計）35により、常に目的とする金属濃度を測定す
ると共に注入するガス成分濃度のモニターを同様に設置
し、連続で測定を実施する。ここで測定されたデータは
データ収集処理装置に送られ、それまでのそれぞれの濃
度の経時変化と、電位やｐＨの経時変化を比較検討し、
最適な電位−ｐＨになるように薬液またはガスの注入量
を算出する。本例ではモニターにＩＣＰ−ＭＳ分析装置
35を用いたが、目的の物質に応じ、イオンクロマトグラ
フ等の他の方法を用いても良い。
ター可能なＩＣＰ−ＭＳ装置（高周波誘導プラズマ−質
量分析計）35により、常に目的とする金属濃度を測定す
ると共に注入するガス成分濃度のモニターを同様に設置
し、連続で測定を実施する。ここで測定されたデータは
データ収集処理装置に送られ、それまでのそれぞれの濃
度の経時変化と、電位やｐＨの経時変化を比較検討し、
最適な電位−ｐＨになるように薬液またはガスの注入量
を算出する。本例ではモニターにＩＣＰ−ＭＳ分析装置
35を用いたが、目的の物質に応じ、イオンクロマトグラ
フ等の他の方法を用いても良い。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば原子炉構造材の応力腐食
割れの防止および配管付着放射能の低減の両方に最適な
水質をコントロール可能であり、原子炉構造材の長寿命
化や原子力プラントの信頼性向上に効果があると共に、
配管等の放射能付着低減による定期検査時等における作
業員の被ばく低減に効果がある。
割れの防止および配管付着放射能の低減の両方に最適な
水質をコントロール可能であり、原子炉構造材の長寿命
化や原子力プラントの信頼性向上に効果があると共に、
配管等の放射能付着低減による定期検査時等における作
業員の被ばく低減に効果がある。
【図１】（ａ）は本発明に係る原子炉水質制御方法の第
１の実施例を説明するための系統図、（ｂ）は（ａ）に
おける要部を示す概略図。
１の実施例を説明するための系統図、（ｂ）は（ａ）に
おける要部を示す概略図。
【図２】第１の実施例において 285℃の高温水中におけ
る電位とｐＨとの関係を示す特性図。
る電位とｐＨとの関係を示す特性図。
【図３】第１の実施例において 300℃の高温水中におけ
る電位とｐＨとの関係を示す特性図。
る電位とｐＨとの関係を示す特性図。
【図４】（ａ）は本発明に係る原子炉水質制御方法の第
２の実施例を説明するための系統図、（ｂ）は（ａ）に
おける要部を示す概略図。
２の実施例を説明するための系統図、（ｂ）は（ａ）に
おける要部を示す概略図。
【図５】本発明の第３の実施例においてステンレス鋼か
らの金属溶出と腐食電位の関係を示す曲線図。
らの金属溶出と腐食電位の関係を示す曲線図。
【図６】（ａ）は本発明に係る原子炉水質制御方法の第
４の実施例を説明するための系統図、（ｂ）は（ａ）に
おける要部を一部ブロックで示す概略図。
４の実施例を説明するための系統図、（ｂ）は（ａ）に
おける要部を一部ブロックで示す概略図。
【図７】本発明に係る原子炉水質制御方法の第５の実施
例を説明するための系統図。
例を説明するための系統図。
【図８】本発明の第６の実施例において使用する腐食電
位の流速依存性を示す特性図。
位の流速依存性を示す特性図。
【図９】本発明の第７の実施例において使用する応力腐
食割れ感受性および金属酸化物の電位とｐＨとの関係を
示す特性図。
食割れ感受性および金属酸化物の電位とｐＨとの関係を
示す特性図。
【図１０】本発明に係る原子炉水質制御方法の第８の実
施例を説明するための系統図。
施例を説明するための系統図。
【図１１】本発明に係る原子炉水質制御方法の第９の実
施例を説明するための系統図。
施例を説明するための系統図。
１…原子力圧力容器、２…再循環ライン、３…給水ライ
ン、４…電気化学測定用オートクレーブ、５…薬液等注
入ライン、６…ガス注入ライン、７…電位測定用参照電
極、８…腐食電位測定用試料電極、９…ｐＨ測定用電
極、10…酸化還元電位測定用白金電極、11…温度センサ
ー、12…データ収集処理装置、13…注入システム制御装
置、14…信号ライン、15…ＦｅＣｒ2 Ｏ4 の安定領域、
16…酸化被膜測定用オートクレーブ、17…原子炉水入口
ライン、18…原子炉水出口ライン、19…構造材と同等の
試験片、20…レーザー光源、21…石英ガラス窓、22…ラ
マン分光分析装置、23…酸化被膜解析用装置、24…クロ
ムの溶出曲線、25…鉄の溶出曲線、26…ニッケルの溶出
曲線、27…クーロスタット用オートクレーブ、28…溶出
速度解析用装置、29…パルスジェネレーター、30…溶出
速度解析用試験片、31…配管付着放射能測定装置、32…
放射能付着量解析装置、33…再循環系ガス注入ライン、
34…再循環系薬液等注入ライン、35…ＩＣＰ−ＭＳ分析
装置。
ン、４…電気化学測定用オートクレーブ、５…薬液等注
入ライン、６…ガス注入ライン、７…電位測定用参照電
極、８…腐食電位測定用試料電極、９…ｐＨ測定用電
極、10…酸化還元電位測定用白金電極、11…温度センサ
ー、12…データ収集処理装置、13…注入システム制御装
置、14…信号ライン、15…ＦｅＣｒ2 Ｏ4 の安定領域、
16…酸化被膜測定用オートクレーブ、17…原子炉水入口
ライン、18…原子炉水出口ライン、19…構造材と同等の
試験片、20…レーザー光源、21…石英ガラス窓、22…ラ
マン分光分析装置、23…酸化被膜解析用装置、24…クロ
ムの溶出曲線、25…鉄の溶出曲線、26…ニッケルの溶出
曲線、27…クーロスタット用オートクレーブ、28…溶出
速度解析用装置、29…パルスジェネレーター、30…溶出
速度解析用試験片、31…配管付着放射能測定装置、32…
放射能付着量解析装置、33…再循環系ガス注入ライン、
34…再循環系薬液等注入ライン、35…ＩＣＰ−ＭＳ分析
装置。
Claims (10)
- 【請求項１】 原子炉水および原子炉構造材のｐＨ、酸
化還元電位および腐食電位を測定して、原子炉構造材等
の表面に生成する金属酸化物被膜の特性を把握し、その
金属酸化物が安定な電位とｐＨの領域になるように水質
を制御することを特徴とする原子炉水質制御方法。 - 【請求項２】 水質を制御するために原子炉水または給
水へガスまたは薬液等の化学物質を注入することを特徴
とする請求項１記載の原子炉水質制御方法。 - 【請求項３】 原子炉の炉内または配管等の高温高圧の
原子炉水が接する部分にｐＨ測定センサー、酸化還元電
位測定センサーおよび構造材の材料腐食電位センサーを
設置し、これらのセンサーからのデータをデータ収集装
置に収集し、予め前記データ収集装置内にインプットさ
れている測定部の温度における金属酸化物の電位−ｐＨ
図と比較することを特徴とする原子炉水質制御方法。 - 【請求項４】 高温高圧の原子炉水に接する領域に測定
チャンバーを設置し、この測定チャンバー内に設置した
原子炉構造材と同様の材料の表面を例えばレーザーラマ
ン法を用いたその場測定によりその表面上に生成した酸
化被膜の性状を分析し、電位−ｐＨ図の関係と比較検討
することを特徴とする請求項３記載の原子炉水質制御方
法。 - 【請求項５】 前記データ収集処理装置内にインプット
されている原子炉構造材の腐食電位とその構造材からの
金属溶出速度の関連を示すデータを用い、測定されたｐ
Ｈおよび電位より前記構造材からの金属溶出量を解析
し、原子炉水中の金属濃度を算出し、配管付着放射能量
およびその変化を推定することを特徴とする請求項３記
載の原子炉水質制御方法。 - 【請求項６】 原子炉内または配管系に設置した構造材
と同等のモニター用金属片の高温水中の金属腐食溶出の
データをクーロスタット法によりその場で測定し、構造
材の金属溶出量を算出し、請求項５で示したｐＨおよび
電位と金属溶出の関連のデータを比較検討する事により
金属溶出の経時変化を推定し、金属溶出量を低減させる
ｐＨおよび電位を評価することを特徴とする請求項３記
載の原子炉水質制御方法。 - 【請求項７】 原子炉の主要配管系に放射能付着量計測
装置を設置し、放射能量の増加あるいは減少の傾向を連
続監視し、放射能付着量の変化とそれぞれのパラメータ
との関連についてデータを収集し、挙動を評価すること
を特徴とする請求項１および請求項４から６記載の原子
炉水質制御方法。 - 【請求項８】 データ収集処理装置内にインプットされ
ている腐食電位と応力腐食割れ感受性についてのデータ
を用い、測定された構造材または試験片の腐食電位から
応力腐食割れ感受性を調査すべき場所の腐食電位を流速
の影響を考慮して求めることを特徴とする水質制御方
法。 - 【請求項９】 請求項１および請求項４から８に示した
データと金属被膜安定性の関係、応力腐食割れ感受性の
関係、構造材からの金属の腐食溶出の関係および付着放
射能との関連を総合性に解析することを特徴とする請求
項１および請求項４から８記載の原子炉水質制御方法。 - 【請求項１０】 ｐＨ、腐食電位、酸化還元電位と酸化
被膜性状および応力腐食割れ感受性を考慮する場合に原
子炉水中に溶存する金属イオン等の濃度を測定し、その
金属イオン等の影響も評価し検討すると共に、その評価
結果を薬液注入量に反映させることを特徴とする請求項
９記載の原子炉水質制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224596A JPH0777597A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 原子炉水質制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224596A JPH0777597A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 原子炉水質制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777597A true JPH0777597A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16816208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5224596A Pending JPH0777597A (ja) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | 原子炉水質制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777597A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999017302A1 (fr) * | 1997-10-01 | 1999-04-08 | Hitachi, Ltd. | Centrale nucleaire et procede de regulation de la qualite de l'eau dans cette derniere |
| WO2002009859A3 (en) * | 2000-07-31 | 2002-06-13 | Kinetics Chempure Systems Inc | Method and apparatus for blending process materials |
| JP2003066180A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Toshiba Corp | 金属付着モニタ |
| US7066191B2 (en) | 2002-04-12 | 2006-06-27 | Kinetics Germany Gmbh | Installation for making available highly pure fine chemicals |
| US7344298B2 (en) | 2002-07-19 | 2008-03-18 | Celerity, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
| US7905653B2 (en) | 2001-07-31 | 2011-03-15 | Mega Fluid Systems, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
| JP2019502133A (ja) * | 2015-11-30 | 2019-01-24 | フラマトム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 原子力発電所、及び原子力発電所の運転方法 |
-
1993
- 1993-09-09 JP JP5224596A patent/JPH0777597A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999017302A1 (fr) * | 1997-10-01 | 1999-04-08 | Hitachi, Ltd. | Centrale nucleaire et procede de regulation de la qualite de l'eau dans cette derniere |
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| US6923568B2 (en) | 2000-07-31 | 2005-08-02 | Celerity, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
| CN100374189C (zh) * | 2000-07-31 | 2008-03-12 | 迅捷公司 | 用来混合加工材料的方法和装置 |
| US7905653B2 (en) | 2001-07-31 | 2011-03-15 | Mega Fluid Systems, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
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| US7344298B2 (en) | 2002-07-19 | 2008-03-18 | Celerity, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
| JP2019502133A (ja) * | 2015-11-30 | 2019-01-24 | フラマトム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 原子力発電所、及び原子力発電所の運転方法 |
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