JPH0795029B2 - 腐食モニタ方法とその装置 - Google Patents
腐食モニタ方法とその装置Info
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- JPH0795029B2 JPH0795029B2 JP1042986A JP4298689A JPH0795029B2 JP H0795029 B2 JPH0795029 B2 JP H0795029B2 JP 1042986 A JP1042986 A JP 1042986A JP 4298689 A JP4298689 A JP 4298689A JP H0795029 B2 JPH0795029 B2 JP H0795029B2
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- electrode
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
- G21C17/022—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特に原子炉容器内の腐食モニタリングに関す
る。
る。
従来、原子炉容器内の水質を通じて腐食環境を把握する
腐食モニタリングが知られている。この従来方式の腐食
モニタを行う手段としては原子炉容器内に特定形状の２
以上の試験片を挿入し、溶存酸素濃度の変化による水質
変化に伴う試験片間の静電容量変化により腐食環境の変
化を測定していた。尚、従来のこの種の装置を開示した
ものとして例えば米国特許第4295092号明細書や同48536
38号明細書が挙げられる 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術では水のインピーダンス変化を電極間の静
電容量変化として捉えているが、実際に腐食すると電極
間距離が変化するので、水質によらず静電容量も変化し
てしまい、腐食環境の把握が不正確となる。加えて上記
従来技術では試験片表面の腐食に伴い試験片間の距離が
変動し、静電容量の変動が生じてしまい、試験片が使用
できる寿命が単調に減少する。従って定期的に試験片を
交換しなければならない。特に水質変化が著しい場合に
は腐食進展速度が急激に加速されるため水質変化防止対
策が施された後では腐食量が非常に大きくなってしま
い、試験片をすぐに交換する必要がある。このため長期
間（少なくとも定期点検周期以上）連続検査を一個の試
験片で行うことが難しいという問題があった。
腐食モニタリングが知られている。この従来方式の腐食
モニタを行う手段としては原子炉容器内に特定形状の２
以上の試験片を挿入し、溶存酸素濃度の変化による水質
変化に伴う試験片間の静電容量変化により腐食環境の変
化を測定していた。尚、従来のこの種の装置を開示した
ものとして例えば米国特許第4295092号明細書や同48536
38号明細書が挙げられる 〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術では水のインピーダンス変化を電極間の静
電容量変化として捉えているが、実際に腐食すると電極
間距離が変化するので、水質によらず静電容量も変化し
てしまい、腐食環境の把握が不正確となる。加えて上記
従来技術では試験片表面の腐食に伴い試験片間の距離が
変動し、静電容量の変動が生じてしまい、試験片が使用
できる寿命が単調に減少する。従って定期的に試験片を
交換しなければならない。特に水質変化が著しい場合に
は腐食進展速度が急激に加速されるため水質変化防止対
策が施された後では腐食量が非常に大きくなってしま
い、試験片をすぐに交換する必要がある。このため長期
間（少なくとも定期点検周期以上）連続検査を一個の試
験片で行うことが難しいという問題があった。
本発明は単体試験片を使用してかつ長時間に渡り連続的
に水質検査を行うことにより、腐食環境を円滑に把握す
ることの可能な腐食モニタ方法とその装置を提供するこ
とにある。
に水質検査を行うことにより、腐食環境を円滑に把握す
ることの可能な腐食モニタ方法とその装置を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するために、原子炉容器内の水中等被検
査水中に対向した金属電極を設置し、電極表面の腐食に
伴う金属面間の距離の変化を両電極間の静電容量変化と
して捕えることにより腐食速度の変化を検出し、水質変
化を検出することにより長期間に渡る連続測定を可能と
した。
査水中に対向した金属電極を設置し、電極表面の腐食に
伴う金属面間の距離の変化を両電極間の静電容量変化と
して捕えることにより腐食速度の変化を検出し、水質変
化を検出することにより長期間に渡る連続測定を可能と
した。
すなわち本発明の水質検査方法及び装置の望ましい（代
表的な）構成を示せば次の通りである。
表的な）構成を示せば次の通りである。
（１）少なくとも二組の腐食速度の異なる材料で構成し
た対向電極を用い、検査対象の水中に浸漬させ、表面腐
食に伴う対向電極間の距離の変化による差を静電容量の
変化として捉えて、前記電極材料の内腐食され易い方の
材料の腐食を検出することによって腐食環境の把握をす
る。
た対向電極を用い、検査対象の水中に浸漬させ、表面腐
食に伴う対向電極間の距離の変化による差を静電容量の
変化として捉えて、前記電極材料の内腐食され易い方の
材料の腐食を検出することによって腐食環境の把握をす
る。
（２）対向させた電極が一組或いは二組以上の平行平板
電極の組合せ（すなわち電極の対構造を平板状の複数電
極を互いに平行に配置させたものとする）及び／または
同心面筒電極の組合せ（すなわち電極の対構造を２つの
円筒状の電極からなる二重管構造とする）からなる。
電極の組合せ（すなわち電極の対構造を平板状の複数電
極を互いに平行に配置させたものとする）及び／または
同心面筒電極の組合せ（すなわち電極の対構造を２つの
円筒状の電極からなる二重管構造とする）からなる。
これらの対構造の電極を複数組み合わせることも有効で
ある。すなわち原子炉容器内に設置する対向した金属の
形状を特定したもので平行平板状或いは同軸円筒形状と
し、設置数は単体でも複数でも適宜採用し得る。
ある。すなわち原子炉容器内に設置する対向した金属の
形状を特定したもので平行平板状或いは同軸円筒形状と
し、設置数は単体でも複数でも適宜採用し得る。
（３）二組以上の異なった材質の電極間容量の変化の差
から水質変化を検出する。すなわち複数の組の電極材料
を夫々或いは一部異なった材料（特に同一環境で腐食速
度の異なる材料）で構成する。例えば耐腐食材と腐食材
の組合せである。すなわち例えば二組以上の異なった材
質の対向電極を使用し、該対向電極材が耐腐食材と腐食
材の二組で成り、各電極を検査対象の水中に浸漬するこ
とによって生ずる表面腐食による両者の電極間距離の差
から腐食量を検出することによって、腐食環境の把握を
する。
から水質変化を検出する。すなわち複数の組の電極材料
を夫々或いは一部異なった材料（特に同一環境で腐食速
度の異なる材料）で構成する。例えば耐腐食材と腐食材
の組合せである。すなわち例えば二組以上の異なった材
質の対向電極を使用し、該対向電極材が耐腐食材と腐食
材の二組で成り、各電極を検査対象の水中に浸漬するこ
とによって生ずる表面腐食による両者の電極間距離の差
から腐食量を検出することによって、腐食環境の把握を
する。
（４）電極間の容量の変化をマクスウエルブリッジの平
衡状態（ブリッジバランス）の変化として測定するか、
または電極間のインピーダンス変化として直接検出す
る。
衡状態（ブリッジバランス）の変化として測定するか、
または電極間のインピーダンス変化として直接検出す
る。
（５）電極間の容量変化がモニタ画面上に光学或いはグ
ラフで表示される。すなわち検出した静電容量変化をCR
T（カソード・レイ・チューブ）等のモニタ画面に数字
或いはグラフとして表わす。
ラフで表示される。すなわち検出した静電容量変化をCR
T（カソード・レイ・チューブ）等のモニタ画面に数字
或いはグラフとして表わす。
（６）電極間の容量変化（検出した静電容量変化の値及
び／または変化率（時間変化率））がある一定値を超え
た場合に異常と判定し水質変化の防止対策（原子炉容器
においては例えば高圧水素の注入）が施される。
び／または変化率（時間変化率））がある一定値を超え
た場合に異常と判定し水質変化の防止対策（原子炉容器
においては例えば高圧水素の注入）が施される。
（７）原子炉容器内の水中に、対向した二組の金属電極
を浸漬し、互いの組は異種材料の電極とし、電極表面の
腐食に伴う金属面間の距離の変化を両電極間の静電容量
変化として捕えることにより腐食速度の変化を検出し、
この腐食速度の変化に基づき水質変化を連続測定する。
を浸漬し、互いの組は異種材料の電極とし、電極表面の
腐食に伴う金属面間の距離の変化を両電極間の静電容量
変化として捕えることにより腐食速度の変化を検出し、
この腐食速度の変化に基づき水質変化を連続測定する。
（８）変化する水質の状況から腐食環境を把握すべく検
査対象の水中に浸漬されており、対の電極表面が当該水
質変化に伴って電気化学的変化により腐食して電極間距
離が変化する材質であってかつ二組以上の異なった材質
の電極を対向配置させてなり、前記電極間距離の変化を
検出する機構を付設してなる。
査対象の水中に浸漬されており、対の電極表面が当該水
質変化に伴って電気化学的変化により腐食して電極間距
離が変化する材質であってかつ二組以上の異なった材質
の電極を対向配置させてなり、前記電極間距離の変化を
検出する機構を付設してなる。
（９）対向させた電極間への液体（水）の流入口及び流
出口が一定とならぬよう電極自身或いは周囲保護層に回
転機構或いは方向転換機構を設ける。
出口が一定とならぬよう電極自身或いは周囲保護層に回
転機構或いは方向転換機構を設ける。
（10）対向させた電極が二組以上でかつ各対向電極の一
部或いは全てが電極的に並列接続されている。
部或いは全てが電極的に並列接続されている。
（11）対向させた電極が非導電性材料中に構造体として
少なくとも一部が埋め込まれ或いは非導電性材料と接合
（接着若しくは接触）している。
少なくとも一部が埋め込まれ或いは非導電性材料と接合
（接着若しくは接触）している。
（12）原子炉容器内に、対向した２組の金属電極を配置
し、互いの組は異種材料の電極とし、電極表面の腐食に
伴う金属面間の距離の変化を両電極間の静電容量変化と
して捕えることにより腐食速度の変化を検出し、この腐
食速度の変化に基づき水質変化を連続測定する。
し、互いの組は異種材料の電極とし、電極表面の腐食に
伴う金属面間の距離の変化を両電極間の静電容量変化と
して捕えることにより腐食速度の変化を検出し、この腐
食速度の変化に基づき水質変化を連続測定する。
本発明では電極に複数（二種類）の材料を使用してい
る。原子炉容器内では原子炉の運転状態により水質だけ
でなく水温も変化する。このため、容量を形成している
電極間距離も材料の熱膨張あるいは熱収縮により変化
し、これが容量変化となって現れる、あるいは水の比誘
電率が温度で変化して容量変化が発生するなどの問題が
生ずる。そこで、電極の腐食による容量変化のみを信号
として取りだすために、二組の耐腐食性の異なる材料で
電極を構成し、両者の容量変化差を検出することにより
水温の変化による容量変化を補正することとした。
る。原子炉容器内では原子炉の運転状態により水質だけ
でなく水温も変化する。このため、容量を形成している
電極間距離も材料の熱膨張あるいは熱収縮により変化
し、これが容量変化となって現れる、あるいは水の比誘
電率が温度で変化して容量変化が発生するなどの問題が
生ずる。そこで、電極の腐食による容量変化のみを信号
として取りだすために、二組の耐腐食性の異なる材料で
電極を構成し、両者の容量変化差を検出することにより
水温の変化による容量変化を補正することとした。
以下、本発明の作用，原理につき詳述する。
対向させた金属表面が腐食されると金属電極間の距離が
変化する。例えば平行平板電極構造においては電極間距
離をｄ、純水の静電率をεとすると単位面積当りの静電
容量C1は と表わされる。電極表面がΔｄだけ腐食されると、電極
間距離は２Δｄ増加するので静電容量C2は となり変化量ΔＣは、 で与えられる。よつてｄ≫Δｄの場合には となり静電容量変化と腐食量は比例するので、静電容量
変化から腐食速度を測定することができる。腐食速度は
原子炉容器内の水質特に溶存酸素濃度やpHに大きく依存
するので、腐食速度から水質の判定を行なうことが可能
となる。
変化する。例えば平行平板電極構造においては電極間距
離をｄ、純水の静電率をεとすると単位面積当りの静電
容量C1は と表わされる。電極表面がΔｄだけ腐食されると、電極
間距離は２Δｄ増加するので静電容量C2は となり変化量ΔＣは、 で与えられる。よつてｄ≫Δｄの場合には となり静電容量変化と腐食量は比例するので、静電容量
変化から腐食速度を測定することができる。腐食速度は
原子炉容器内の水質特に溶存酸素濃度やpHに大きく依存
するので、腐食速度から水質の判定を行なうことが可能
となる。
また、対向電流が同軸円筒電極構造の場合に内電極表面
半径をr1外電極対向面半径をr2、純水の誘電率をεとす
ると円筒単位長さ当りの静電容量は で与えられる。したがつて電極表面がΔｒだけ腐食され
ると容量は となり腐食に伴う容量変化は で与えられる。
半径をr1外電極対向面半径をr2、純水の誘電率をεとす
ると円筒単位長さ当りの静電容量は で与えられる。したがつて電極表面がΔｒだけ腐食され
ると容量は となり腐食に伴う容量変化は で与えられる。
したがつて の場合には となりこの場合にも静電容量変化が腐食量に比例するの
で先に述べた平行平板電極の場合と同様に水質検査を行
なうことができる。
で先に述べた平行平板電極の場合と同様に水質検査を行
なうことができる。
対向させる電極を複数組設け、さらにこれらを電気的に
並列に接続すると全体の静電容量は各相の容量の和とな
るため同一腐食量の場合の静電容量変化の絶対値が上が
るので測定感度を大きくすることが可能となる。
並列に接続すると全体の静電容量は各相の容量の和とな
るため同一腐食量の場合の静電容量変化の絶対値が上が
るので測定感度を大きくすることが可能となる。
また電極間への水の流入・流出口を回転機構あるいは方
向転換機構により変化させると電極面内での腐食量の均
一化を図ることが可能となり局所的な腐食促進（例えば
流入口の方が流出口側より大きく腐食してしまう）を防
止でき、安定な測定を行なうことができる。
向転換機構により変化させると電極面内での腐食量の均
一化を図ることが可能となり局所的な腐食促進（例えば
流入口の方が流出口側より大きく腐食してしまう）を防
止でき、安定な測定を行なうことができる。
複数組設けた対向電極の組が二種類以上の材料で形成さ
れ、かつ各材料間で同一環境化での腐食速度が異なるも
のを使用すると、異なる材料の対向電極間の静電容量変
化の差を検出すると例えば温度変化等による純水の誘電
率変化の影響による電極の腐食以外の変化による静電容
量変化をキヤンセルすることができるので高精度な測定
を行なうことができる。
れ、かつ各材料間で同一環境化での腐食速度が異なるも
のを使用すると、異なる材料の対向電極間の静電容量変
化の差を検出すると例えば温度変化等による純水の誘電
率変化の影響による電極の腐食以外の変化による静電容
量変化をキヤンセルすることができるので高精度な測定
を行なうことができる。
測定された静電量変化をCRT等のモニタ画面上に数字あ
るいはグラフとして表示すると水質の状態を人間が確認
することが容易になる。また、水質変化の判定基準とし
てΔＣの値とΔＣの時間変化率の両者を使用すると、Δ
Ｃの値ではゆつくりとした水質の変化による異常を検出
することができ、ΔＣの時間変化率では急激な変化によ
る異常を検出することができるので水質をある一定範囲
内に制御する場合には安定な制御を行なうことができ
る。またΔＣの時間変化率の大きさにより例えば水質変
化防止対策の緊急度の判定や外部から薬材等の制御材料
を注入する場合の注入量の大小の判定を行うこともでき
る。
るいはグラフとして表示すると水質の状態を人間が確認
することが容易になる。また、水質変化の判定基準とし
てΔＣの値とΔＣの時間変化率の両者を使用すると、Δ
Ｃの値ではゆつくりとした水質の変化による異常を検出
することができ、ΔＣの時間変化率では急激な変化によ
る異常を検出することができるので水質をある一定範囲
内に制御する場合には安定な制御を行なうことができ
る。またΔＣの時間変化率の大きさにより例えば水質変
化防止対策の緊急度の判定や外部から薬材等の制御材料
を注入する場合の注入量の大小の判定を行うこともでき
る。
以上の水質検査方法においては、電極の厚さを腐食量に
比べて十分厚くすれば長期間に渡り連続的な測定を行う
ことが可能となる。
比べて十分厚くすれば長期間に渡り連続的な測定を行う
ことが可能となる。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図により説明す
る。第１図は本発明の一実施例である水質検査方法の対
向電極外観図であり、第２図は本実施例における静電容
量変化の検出方法、第３図は水質制御系のブロツクダイ
アグラム、第４図は検出した静電容量変化の表示方法、
第５図は水質制御システムの動作概念のフローチヤート
を示す。
る。第１図は本発明の一実施例である水質検査方法の対
向電極外観図であり、第２図は本実施例における静電容
量変化の検出方法、第３図は水質制御系のブロツクダイ
アグラム、第４図は検出した静電容量変化の表示方法、
第５図は水質制御システムの動作概念のフローチヤート
を示す。
原子炉容器内に設置される対向電極は対向面が純水に接
するように例えば第１図に示したようにジルコニアの構
造体１で固定され、２組の電極（ステンレス電極２と白
金電極３）が平行平板電極をそれぞれ形成するように組
み立てられる。原子炉容器中の純水は図手前側から各対
向電極間に流入し反対側から流出する。４は電極素子
（a,b,c,dの４つ）である。対向電極２は本実施例では
ステンレス材、対向電極３は白金と異なつた材料で形成
され、それぞれ静電容量検出用の電極端子４（a,b,c,
d），が取り出されている。なお電極用材料はこれらに
限るものではなく他の金属（導電性）材料でも構わな
い。また電極固定用の構造体として使用しているジルコ
ニア材も特に限定されるものではなく他の非導電性材で
あつても構わない。
するように例えば第１図に示したようにジルコニアの構
造体１で固定され、２組の電極（ステンレス電極２と白
金電極３）が平行平板電極をそれぞれ形成するように組
み立てられる。原子炉容器中の純水は図手前側から各対
向電極間に流入し反対側から流出する。４は電極素子
（a,b,c,dの４つ）である。対向電極２は本実施例では
ステンレス材、対向電極３は白金と異なつた材料で形成
され、それぞれ静電容量検出用の電極端子４（a,b,c,
d），が取り出されている。なお電極用材料はこれらに
限るものではなく他の金属（導電性）材料でも構わな
い。また電極固定用の構造体として使用しているジルコ
ニア材も特に限定されるものではなく他の非導電性材で
あつても構わない。
さらに本実施例では各材料の電極が一組ずつとしている
がこの数は二組以上であつても構わず、特に同一材料の
複数電極の組が電気的に並列接続となつているとよい。
本実施例において初期対向電極間距離をｄ、電極面積を
Ｓ、純水の誘電率をεとするとステンレス電極２間容量
CS及び白金電極３間容量CPは となる。なお初期の電極間距離及び電極面積は２つの材
料電極で必ずしも一致させる必要はない。
がこの数は二組以上であつても構わず、特に同一材料の
複数電極の組が電気的に並列接続となつているとよい。
本実施例において初期対向電極間距離をｄ、電極面積を
Ｓ、純水の誘電率をεとするとステンレス電極２間容量
CS及び白金電極３間容量CPは となる。なお初期の電極間距離及び電極面積は２つの材
料電極で必ずしも一致させる必要はない。
第２図は設置した電極の静電容量変化の検出方法例を示
したものである。本実施例では２組の電極間の静電容量
変化の差を検出するためブリツジ回路を組んでいる。第
２図においてZ1,Z2はブリツジバランス調整用の既知イ
ンピーダンスであり本実施例ではZ1＝Z2と仮定する。初
期状態で式（９）が成立していると図中ｇ点及びｈ点の
電位Vg,VRはそれぞれ となるのでブリツジ出力Vwtは、 Vout＝Vg−Vh＝０ …（12） となる。この状態から各電極の腐食が開始されるとす
る。ステンレス材と白金材では同一環境下で腐食速度が
異なるので腐食量をそれぞれΔdS,ΔdPとすると、各電
極間容量は となる。ただしΔdS,ΔdP≪d,また とする。
したものである。本実施例では２組の電極間の静電容量
変化の差を検出するためブリツジ回路を組んでいる。第
２図においてZ1,Z2はブリツジバランス調整用の既知イ
ンピーダンスであり本実施例ではZ1＝Z2と仮定する。初
期状態で式（９）が成立していると図中ｇ点及びｈ点の
電位Vg,VRはそれぞれ となるのでブリツジ出力Vwtは、 Vout＝Vg−Vh＝０ …（12） となる。この状態から各電極の腐食が開始されるとす
る。ステンレス材と白金材では同一環境下で腐食速度が
異なるので腐食量をそれぞれΔdS,ΔdPとすると、各電
極間容量は となる。ただしΔdS,ΔdP≪d,また とする。
この場合ｈ点の電位は式（11）を用いると と変化する。一般に であるから、 となる。よつてこの場合のブリツジ出力は となりステンレス電極２の腐食量Δｄに地例したもので
ある。なお、本実施例で腐食量が非常に少ない白金電極
３間の容量も測定しているのは、温度変化等による純水
の誘電率変化も静電容量変化として検出されてしまうの
で、腐食以外の要因による静電容量変化をキヤンセルす
るためである。また、腐食以外の要因による静電容量変
化が無視できる場合には白金電極３は必ずしも必要では
なく、第２図のcd電極端子間には既知の容量を原子炉容
器外で接続しても差し支えない。
ある。なお、本実施例で腐食量が非常に少ない白金電極
３間の容量も測定しているのは、温度変化等による純水
の誘電率変化も静電容量変化として検出されてしまうの
で、腐食以外の要因による静電容量変化をキヤンセルす
るためである。また、腐食以外の要因による静電容量変
化が無視できる場合には白金電極３は必ずしも必要では
なく、第２図のcd電極端子間には既知の容量を原子炉容
器外で接続しても差し支えない。
第３図乃至第５図は本実施例で検出した静電容量変化を
用いて水質制御を行うシステム例を示したものである。
あらかじめ水質と電極材（本実施例ではステンレス電
極）の腐食速度の関係をデータベースとしてデータ記録
装置に貯えておく。第２図のブリツジ回路出力Voutを一
定周期あるいは特定時にデータ取り込み装置11で取り込
み演算装置12中で式（17）の関係式から腐食量Δdsを求
め、データベースの値と比較し水質の状態を判定する。
測定されたデータはデータ記録装置13に記録されるとと
もにデータ出力装置14、例えばCRTモニタ画面上に出力
される。全体のデータの流れはデータ制御装置15で制御
され、判定結果は水質制御装置16に転送される。
用いて水質制御を行うシステム例を示したものである。
あらかじめ水質と電極材（本実施例ではステンレス電
極）の腐食速度の関係をデータベースとしてデータ記録
装置に貯えておく。第２図のブリツジ回路出力Voutを一
定周期あるいは特定時にデータ取り込み装置11で取り込
み演算装置12中で式（17）の関係式から腐食量Δdsを求
め、データベースの値と比較し水質の状態を判定する。
測定されたデータはデータ記録装置13に記録されるとと
もにデータ出力装置14、例えばCRTモニタ画面上に出力
される。全体のデータの流れはデータ制御装置15で制御
され、判定結果は水質制御装置16に転送される。
第４図は第３図のデータ出力装置14（例えばCRTモニ
タ）の出力例を示したもので腐食量の時間変化を示した
例である。図中縦軸（腐食量）中の値Ｂは水質変化許容
限に対応する。
タ）の出力例を示したもので腐食量の時間変化を示した
例である。図中縦軸（腐食量）中の値Ｂは水質変化許容
限に対応する。
第５図は水質制御装置内での制御方法のフロー例を示し
たものである。まずブロツク回路の初期状態を調整（例
えば先に述べたようにVout＝０とする）し、第３図に示
したデータ処理系の出力としてΔds及びｄΔds/dt（Δd
sの時間変化）を受けとる。まず、急激な変化に対応す
るためにｄΔds/dtの許容限（ここでは定数Ａ）と比較
を行なう。変化速度がＡより大きい場合には異常と判定
し水質変化防止対策（本実施例では例えば高圧水素の導
入）を行う。この場合の導入量，導入速度はｄΔds/dt
及びΔds等の値を（必要があればその他の値も）用いて
決定（Δds大及びｄΔds/dt大の時、導入量及び導入速
度大、Δds小、ｄΔds/dt小の時、導入量及び導入速度
小等）する。例えば第４図でのα点が該当する。ｄΔds
/dtの値が設定値Ａよりも小さい場合はΔdsの値と許容
限Ｂとの比較を行なう。Δds＜Ｂの場合は正常と判定す
る。Δds＞Ｂの場合は異常と判定（例えば第４図でβ−
γ間，η−ξ間）し先と同様の水質防止対策を実施す
る。なお、異常判定時にはアラーム（音，色，光等）を
発生し制御者の注意を喚起する。
たものである。まずブロツク回路の初期状態を調整（例
えば先に述べたようにVout＝０とする）し、第３図に示
したデータ処理系の出力としてΔds及びｄΔds/dt（Δd
sの時間変化）を受けとる。まず、急激な変化に対応す
るためにｄΔds/dtの許容限（ここでは定数Ａ）と比較
を行なう。変化速度がＡより大きい場合には異常と判定
し水質変化防止対策（本実施例では例えば高圧水素の導
入）を行う。この場合の導入量，導入速度はｄΔds/dt
及びΔds等の値を（必要があればその他の値も）用いて
決定（Δds大及びｄΔds/dt大の時、導入量及び導入速
度大、Δds小、ｄΔds/dt小の時、導入量及び導入速度
小等）する。例えば第４図でのα点が該当する。ｄΔds
/dtの値が設定値Ａよりも小さい場合はΔdsの値と許容
限Ｂとの比較を行なう。Δds＜Ｂの場合は正常と判定す
る。Δds＞Ｂの場合は異常と判定（例えば第４図でβ−
γ間，η−ξ間）し先と同様の水質防止対策を実施す
る。なお、異常判定時にはアラーム（音，色，光等）を
発生し制御者の注意を喚起する。
本実施例では静電容量の変化をブリツジ法により検出し
たが、各電極間の容量変化を独立にブリツジ法やインピ
ーダンス測定法等で測定しその差を検出しても差し支え
ない。また電極材料は本実施例の材料に何ら限定される
ものではないが、複数の材料を使用する場合には耐腐食
性の大きく異なる材料を選択することが好ましい。ま
た、材料も２種類はある必要はなく、３種類以上の材料
を使用しても構わない。
たが、各電極間の容量変化を独立にブリツジ法やインピ
ーダンス測定法等で測定しその差を検出しても差し支え
ない。また電極材料は本実施例の材料に何ら限定される
ものではないが、複数の材料を使用する場合には耐腐食
性の大きく異なる材料を選択することが好ましい。ま
た、材料も２種類はある必要はなく、３種類以上の材料
を使用しても構わない。
さらに水質変化防止対策としては高圧水素注入に限定す
るものではなく他の方法でも構わず、最終的には炉停止
手段も含むものとする。
るものではなく他の方法でも構わず、最終的には炉停止
手段も含むものとする。
第４図に示したデータ出力形式も特に限定されるもので
はなく制御者に認識し易いものであれば数字や文字表
示、絵表示等でも構わない。
はなく制御者に認識し易いものであれば数字や文字表
示、絵表示等でも構わない。
以上本実施例によれば、原子炉容器中の水質変化を長期
間に渡り単体の試験片（対向電極構造体）を原子炉容器
内に設置することによつて検出することが可能でかつ安
定な水質制御システムを構成できるという効果がある。
間に渡り単体の試験片（対向電極構造体）を原子炉容器
内に設置することによつて検出することが可能でかつ安
定な水質制御システムを構成できるという効果がある。
次に本発明の第２の実施例を第６図を用いて説明する。
第６図は原子炉容器内に設置する対向電極の断面図を示
したものである。電極は円板状のステンレス電極２で形
成されジルコニウム構造体１で固定されている。電極間
容量は電極端子４間で測定される。本実施例においては
純水は図手前側から流入し反対側に流出するが、流入側
と流出側で電極の含有量の偏りが発生することを目的に
ジルコニウム構造体１は回転モータ５に連結した回転軸
６に接続された全体が回転し流入方向が絶えずあるいは
一定周期あるいは任意に変化することが可能である。電
極端子４間の静電容量測定方法及び水質制御方法は第１
の実施例で述べたものが適用できる。なお、ステンレス
電極２形状は円板状である必要はなく矩形でも構わな
い。また対向電極ステンレスである必要は必ずしもなく
他の導電性材料でも差し支えない。本実施例では対向電
極を一組しか設けていないが、複数組設けても構わず、
第一の実施例で述べたように二組以上の電極材料を設け
てもよい。さらに複数組設けた電極は第６図の同一の回
転軸６の軸方向に積層されても電極２と同一平面内に設
け軸６を共有しても、全く独立に設置しても構わない。
第６図は原子炉容器内に設置する対向電極の断面図を示
したものである。電極は円板状のステンレス電極２で形
成されジルコニウム構造体１で固定されている。電極間
容量は電極端子４間で測定される。本実施例においては
純水は図手前側から流入し反対側に流出するが、流入側
と流出側で電極の含有量の偏りが発生することを目的に
ジルコニウム構造体１は回転モータ５に連結した回転軸
６に接続された全体が回転し流入方向が絶えずあるいは
一定周期あるいは任意に変化することが可能である。電
極端子４間の静電容量測定方法及び水質制御方法は第１
の実施例で述べたものが適用できる。なお、ステンレス
電極２形状は円板状である必要はなく矩形でも構わな
い。また対向電極ステンレスである必要は必ずしもなく
他の導電性材料でも差し支えない。本実施例では対向電
極を一組しか設けていないが、複数組設けても構わず、
第一の実施例で述べたように二組以上の電極材料を設け
てもよい。さらに複数組設けた電極は第６図の同一の回
転軸６の軸方向に積層されても電極２と同一平面内に設
け軸６を共有しても、全く独立に設置しても構わない。
以上本実施例によると原子炉容器内の水質検査を行なう
対向電極を容易に構成できるという効果がある。
対向電極を容易に構成できるという効果がある。
次に本発明の第３の実施例を第７図及び第８図を使用し
て説明する。第７図は本実施例で水質検査に使用する対
向電極単体の形状、第８図は第７図の単体電極を使用し
て構成した測定用電極の断面形状を表したものである。
本実施例では対向電極として同心円筒電極を使用してお
り内部の円柱と周辺円筒間の静電容量を電極端子４で測
定する。測定する純水は円筒軸方向に極板間を流れるも
のとする。第８図は第７図に示したような単体電極を４
組用いて構成した電極の断面形状を示したもので、ステ
ンレス電極２を２組、白金電極１を２組用いておりそれ
ぞれの間はジルコニウム構造体で絶縁されており全体が
ステンレス被覆体10で覆われた構造となつている。ステ
ンレス被覆体10は全体の強度保護と電気シールドを目的
に設けているが必ずしも必要ではない。同一材料の電極
は電気的に並列に接続されており単体での容量変化が和
として検出されるようにし測定感度の絶対値を大きくし
ている。各電極の組において純水は電極間を紙面と直交
する方向に流れる。静電容量の検出方法及び水質制御方
法は第１の実施例で述べた方法を適用することができ
る。また各材料の選定方法や単体電極光も第一の実施例
で述べたように必ずしも本実施例で述べたものに限定さ
れるものではない。
て説明する。第７図は本実施例で水質検査に使用する対
向電極単体の形状、第８図は第７図の単体電極を使用し
て構成した測定用電極の断面形状を表したものである。
本実施例では対向電極として同心円筒電極を使用してお
り内部の円柱と周辺円筒間の静電容量を電極端子４で測
定する。測定する純水は円筒軸方向に極板間を流れるも
のとする。第８図は第７図に示したような単体電極を４
組用いて構成した電極の断面形状を示したもので、ステ
ンレス電極２を２組、白金電極１を２組用いておりそれ
ぞれの間はジルコニウム構造体で絶縁されており全体が
ステンレス被覆体10で覆われた構造となつている。ステ
ンレス被覆体10は全体の強度保護と電気シールドを目的
に設けているが必ずしも必要ではない。同一材料の電極
は電気的に並列に接続されており単体での容量変化が和
として検出されるようにし測定感度の絶対値を大きくし
ている。各電極の組において純水は電極間を紙面と直交
する方向に流れる。静電容量の検出方法及び水質制御方
法は第１の実施例で述べた方法を適用することができ
る。また各材料の選定方法や単体電極光も第一の実施例
で述べたように必ずしも本実施例で述べたものに限定さ
れるものではない。
以上本実施例によると原子炉容器内の水質検査を行なう
対向電極を構成できるという効果がある。
対向電極を構成できるという効果がある。
本発明によれば原子炉容器内に設置した単体試験片（１
組あるいは複数組の対向電極）を使用して長期間に渡り
連続的に水質検査を行うことができるので安定した腐食
モニタ方法とその装置を提供できるという効果がある。
組あるいは複数組の対向電極）を使用して長期間に渡り
連続的に水質検査を行うことができるので安定した腐食
モニタ方法とその装置を提供できるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例に用いる対向電極の斜視図、
第２図はその対向電極間の静電容量変化の検出回路図、
第３図は測定データの処理ブロツク図、第４図は第３図
のデータ出力表示例を示す特性図、第５図は水質判定及
び制御のフロー図、第６図は本発明の第２の実施例に用
いる対向電極の断面模式図、第７図は本発明の第３の実
施例の単体対向電極の形状を示す斜視図、第８図は本発
明の第３の実施例の対向電極の断面図である。 １……ジルコニア構造体、２……ステンレス電極、３…
…白金電極、４……電極端子、５……回転モータ、６…
…回転軸、10……ステンレス被覆体。
第２図はその対向電極間の静電容量変化の検出回路図、
第３図は測定データの処理ブロツク図、第４図は第３図
のデータ出力表示例を示す特性図、第５図は水質判定及
び制御のフロー図、第６図は本発明の第２の実施例に用
いる対向電極の断面模式図、第７図は本発明の第３の実
施例の単体対向電極の形状を示す斜視図、第８図は本発
明の第３の実施例の対向電極の断面図である。 １……ジルコニア構造体、２……ステンレス電極、３…
…白金電極、４……電極端子、５……回転モータ、６…
…回転軸、10……ステンレス被覆体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 翼 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 服部 成雄 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 (56)参考文献 特開 昭57−179644（ＪＰ，Ａ) 米国特許4853638（ＵＳ，Ａ)
Claims (11)
- 【請求項１】少なくとも二組の腐食速度の異なる材料で
構成した対向電極を用い、検査対象の水中に浸漬させ、
表面腐食に伴う電極間の距離の変化による差から腐食環
境を把握することを特徴とする腐食モニタ方法。 - 【請求項２】対向させた電極が一組或いは二組以上の平
行平板電極の組合せ及び／または同心円筒電極の組合せ
からなることを特徴とする請求項１記載の腐食モニタ方
法。 - 【請求項３】二組以上の異なった材質の対向電極を使用
し、該対向電極材が耐腐食材と腐食材の二組で成り、各
電極を検査対象の水中に浸漬することによって生ずる表
面腐食による両者の電極間距離の差から腐食量を検出す
ることによって、腐食環境の把握をすることを特徴とす
る腐食モニタ方法。 - 【請求項４】原子炉容器内の水中に、対向した二組の金
属電極を浸漬し、互いの組は異種材料の電極とし、電極
表面の腐食に伴う金属面間の距離の変化を両電極間の静
電容量変化として捕えることにより腐食速度の変化を検
出し、この腐食速度の変化に基づき水質変化を連続測定
することを特徴とする腐食モニタ方法。 - 【請求項５】変化する水質の状況から腐食環境を把握す
べく検査対象の水中に浸漬されており、対の電極表面が
当該水質変化に伴って電気化学的変化により腐食して電
極間距離が変化する材質であってかつ二組以上の異なっ
た材質の電極を対向配置させてなり、前記電極間距離の
変化を検出する機構を付設してなることを特徴とする腐
食モニタ装置。 - 【請求項６】電極の対構造が平板状の２枚の電極を互い
に平行に配置したものであることを特徴とする請求項５
記載の腐食モニタ装置。 - 【請求項７】電極の対構造が２つの円筒状の電極から成
る二重管構造であることを特徴とする請求項５記載の腐
食モニタ装置。 - 【請求項８】対向させた電極間への液体の流入口及び流
出口が一定とならぬよう回転機構或いは方向転換機構を
設けることを特徴とする請求項５乃至７いずれかに記載
の腐食モニタ装置。 - 【請求項９】対向させた電極が二組以上でかつ各対向電
極の一部或いは全てが電極的に並列接続されていること
を特徴とする請求項５記載の腐食モニタ装置。 - 【請求項１０】対向させた電極が非導電性材料中に少な
くとも一部が埋め込まれていることを特徴とする請求項
５記載の腐食モニタ装置。 - 【請求項１１】対向させた電極が非導電性材料と接合さ
れていることを特徴とする請求項５記載の腐食モニタ装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042986A JPH0795029B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 腐食モニタ方法とその装置 |
| US07/484,914 US5110537A (en) | 1989-02-27 | 1990-02-26 | Water quality inspection method and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042986A JPH0795029B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 腐食モニタ方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02223853A JPH02223853A (ja) | 1990-09-06 |
| JPH0795029B2 true JPH0795029B2 (ja) | 1995-10-11 |
Family
ID=12651358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042986A Expired - Lifetime JPH0795029B2 (ja) | 1989-02-27 | 1989-02-27 | 腐食モニタ方法とその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5110537A (ja) |
| JP (1) | JPH0795029B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013134111A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toyota Motor Corp | 物体の腐食速度測定方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2687780B2 (ja) * | 1991-10-14 | 1997-12-08 | 株式会社日立製作所 | 原子炉の水素注入設備 |
| US6937686B2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-08-30 | General Electric Company | Iron control in BWR's with sacrificial electrodes |
| JP5424773B2 (ja) * | 2009-08-06 | 2014-02-26 | ユーテック株式会社 | センサ及びこれを備えた浄水器 |
| AT14805U1 (de) | 2014-10-27 | 2016-06-15 | Mti Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Qualitätskontrolle und Prozessentwicklung |
| JP6574355B2 (ja) * | 2015-08-05 | 2019-09-11 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサおよび腐食検出方法 |
| JP6574356B2 (ja) * | 2015-08-05 | 2019-09-11 | 太平洋セメント株式会社 | 静電容量型腐食センサおよび腐食検出方法 |
| JP7128566B2 (ja) * | 2018-06-29 | 2022-08-31 | 太平洋セメント株式会社 | 腐食センサおよび腐食検出方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4853638A (en) | 1987-01-09 | 1989-08-01 | Hitachi, Ltd. | Water quality control method, and method and apparatus for measuring electrical conductivity used in the water quality control |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3227951A (en) * | 1961-02-17 | 1966-01-04 | David E Dykaar | Electrical device for capacitively measuring the thickness of a layer of fluid |
| GB2015165B (en) * | 1978-02-09 | 1983-01-12 | Koa Oil Co Ltd | Detecting capacitively corrosion of pipes |
| JPS62218878A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Hitachi Ltd | 電極インピ−ダンスの解析方法及び装置 |
| US4894604A (en) * | 1988-11-03 | 1990-01-16 | Texaco Inc. | Fluid capacitance sensing means and method |
| US5057212A (en) * | 1990-03-09 | 1991-10-15 | Burrows Bruce D | Water conductivity monitor and circuit with extended operating life |
-
1989
- 1989-02-27 JP JP1042986A patent/JPH0795029B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-02-26 US US07/484,914 patent/US5110537A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4853638A (en) | 1987-01-09 | 1989-08-01 | Hitachi, Ltd. | Water quality control method, and method and apparatus for measuring electrical conductivity used in the water quality control |
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|---|---|---|---|---|
| JP2013134111A (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-08 | Toyota Motor Corp | 物体の腐食速度測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02223853A (ja) | 1990-09-06 |
| US5110537A (en) | 1992-05-05 |
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