JPH09512098A - 発電所の電気部品の機能性を検査するための試験液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 冷却材の制御不能の排出による事故の際に発電所の部品上に凝縮液の膜が生じ、この膜は堆積した汚れにより導電性となり、絶緑材が老化すると電気的機能に欠陥を生じる恐れがある。この状態をその湿潤性（表面張力）及び導電率が冷却材凝縮液に相当する試験液を発電所の電気部品上に吹き付けるようにして模擬する。試験液は化学的に原子炉内の材料と調和し、膜を形成し、１０^-5Ｓ／ｃｍ以下の導電率及び０．１Ｎ／ｍ以下の表面張力を有し、部品の表面から容易に洗浄除去可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 発電所の電気部品の機能性を検査するための試験液 本発明は、冷却材喪失事故の際に発電所の電気部品装置の機能性を検査するた めの試験液に関する。 冷却材喪失事故（ＬＯＣＡ）の際に一般に激しい蒸気の発生が起こる。それに より生じる凝縮液は蒸気が吹き付けられる構造部材及び部品、特にまた電気系統 及び導電部品を湿った膜で濡らす。この膜は部品の表面上に付着する異物層の結 合により導電性となる。このような部品の一つが凝縮液に濡れてそれらの機能性 を例えば絶縁抵抗が低減されるために制限又は破壊されると、事故の制御に必要 な措置を困難にすることになりかねない。 このような障害を回避するため、、ＬＯＣＡの際に凝縮液により濡れる恐れの ある発電所の全ての部品は、事故時に濡れることによりその機能性を制限されな いように構成される。それにはこれらの部品を例えばカプセル化、鋳込み又は長 い沿面距離を設けることが行われる（いわゆるＬＯＣＡ耐性）。 絶縁材料は通常老化し、従ってＬＯＣＡ耐性は部品の耐久期間中に特に放射線 及び部品の運転条件により低下する恐れがあるので、当該部品のＬＯＣＡ耐性を 適当な方法により点検する必要がある。このような方法としては同時出願のドイ ツ国特許出願第Ｐ４４１３１１０．０号「発電所の電気部品の機能性の点検方法 及び試験液」がある。 特にこの方法は部品の解体の必要がなくこの種の検査を可能にする。従って例 えば運転準備が整っている状態の接続端子又は分配器を破壊又は分解することな く検査することができる。しかも検査は運転山に実施可能である。 この特許出願「発電所の電気部品の機能性の点検方法及び試験液」による検査 方法は、ＬＯＣＡの際の凝縮液による濡れを部品の機能性に関連する少なくとも １つのパラメータを求めるために一定の導電率を有する湿潤性の良好な試験液を 塗布することにより模擬するものである。 その絶縁表面上にリーク電流を有する部品の機能は付着する異物層により影響 を蒙る。機能性を点検するための方法は事故の際に冷却材の凝縮液により濡らさ れるこのような異物層の影響も考慮する。例えば軽水で満たされた原子炉の冷却 材系統に亀裂が生じた場合高圧状態にある冷却材（水）が高められた運転温度で 噴出し、蒸発する。この水蒸気は事故を抑制するために必要な種々の電気及び導 電部品にも凝結する。凝縮液と異物層の結合はその導電性により給電部に短絡、 誤信号又は信号故障その他の欠陥を来し、その結果これらの部品及び従って製造 全体の事故を抑制するための機能性を妨げる。更に機能性に対する悪影響は蒸発 する冷却材の圧力によって助長されかねない。 この方法は適当な対応措置（例えば危険に曝された部品の交換）をとることが できるようにこの種の機能障害の危険を適時に検出する。 本発明の課題は、このような検査のために好適な試験液を提供することにある 。 本発明は、表面張力及び導電圭に関して冷却材の凝縮液の影響を模擬すること を可能にする試験液を提供するものである。従って測定温度での試験液の導電率 及び表面張力が事故の際に生じる凝縮液の導電率及び表面張力とほぼ同じである と有利である。この試験液は検査すべき発電所の部品上に膜、特に閉じられた膜 を形成し、発電所の部品の表面上に再現可能な方法で塗布することができる。こ の試験液は０．１Ｎ／ｍ以下、特に０．０３２Ｎ／ｍ以下の表面張力を有する。 ＬＯＣＡの際に生じる凝縮液による部品の完全な濡れが予測され、１６０℃で 飽和蒸気条件が生じる。所望の等価検査にとってこのような条件における凝縮液 の“湿潤力”、即ち絶縁物の表面を濡らしそれにより閉じられた膜を形成する機 能の程度が重要になる（ＤＩＮ５３９００による定義）。 液体のこの湿潤傾向は表面張力“σ”が小さくなるにつれて増大する。図１は 温度に依存する空気に対する脱イオン化液の表面張力を示す。表面張力は温度の 上昇につれて明らかに低下することが見られ、それによりＬＯＣＡの際１６０℃ （脱イオン化液の表面張力４７ｍＮ／ｍ）で生じる凝縮液による表面の濡れは室 温の場合よりも良好である。 もう１つの有効値は凝縮液の導電率である。図２には純粋な脱イオン化液の導 電率が温度の関数として表されている（１６０℃で約２μＳ／ｃｍ）。通常原子 力発電所の冷却水は高純水であるが、、しかし他の理由から若平量のホウ素熔液 が 添加されている。ＬＯＣＡが冷却材由の最大のホウ素濃度２２００ｐｐｍで進行 するものとの最悪の想定のもとでは、、冷却材の蒸気路を介して２０ｐｐｍのホ ウ素濃度（ホウ酸の形で）を惹起する少量のホウ素が連行される。この分量は２ ５℃で０．３μＳ／ｍの僅かな導電率を生じさせるが、これは無視し得る程度の ものであり、とりわけ導電率は絶縁抵抗の測定には殆ど影響しない。 本発明による試験液は請求項１に記載の特徴を有する。即ち発電所で使用され る材料とできるだけ調和する試験液が好適であり、その導電率は室温で１０^-5Ｓ ／ｃｍ以下であり、その表面張力は室温で０．１Ｎ／ｍ、特に０．０３２Ｎ／ｍ であり、、その際この液を容易に表面から除去できると有利である。特に本発明 では試験液の表面張力及び導電率が常圧及び通常の室温の範囲内で１６０℃での 脱イオン化液と同程度であるように形成される。更にこの液の使用により試料の 特性及び寿命に反作用は起こらない。更に試験液は問題なく取扱い可能でありま た健康を害することなく使用できる。 実質的に非イオン性の湿潤剤を十分に脱イオン化された水で希釈することによ り試験液は有利に調製される。このことは原子炉の冷却系統がごく少量のホウ素 が添加されているだけの高純度の（脱イオン化された）水を含むという事実に相 当する。更にこの試験液があらゆる発電所設備においてそこに予め貯蔵しておけ る凝縮液を希釈することにより容易に製造できるということは有利である。 この試験液が冷却材凝縮液の作用を模擬することを可能にする表面張力及び導 電率を有していると有利である。従って測定温度での試験液の導電率及び表面張 力が冷却材喪失事故中に生じる凝縮液の導電率及び表面張力とほぼ等しいと有利 である。更に検査される表面上の異物層は、、実際の冷却材喪失事故山の相応す る異物層の作用と全く同様に作用する。特に１５℃〜３５℃の温度範囲で使用さ れる試験液は必要とされる導電率及び表面張力を有する。特に試験液の表面張力 が１５℃〜３５℃の温度範囲、即ち通常の室温の範囲内にあると実質的に温度に 依存しない。従って機能性の点検は部品及びその周囲を特別に温度調整すること を必要としない。有利にはこの試験液は健康を損なう成分又は材来1をごく僅か に含んでいるに過ぎないため、、取扱い及び廃棄処理が容易である。特にこの試 験液はハロゲン不含である。 凝縮液の表面張力が約４７ｍＮ／ｍであり、導電率が約２．５μＳ／ｃｍであ るため、試験液は約２５〜５０ｍＮ／ｍの表面張力及び約１〜６μＳ／ｃｍの導 電率を有していると有利であり、それにより試験液は凝縮液の作用を比較可能に 模擬することができる。その上この僅かな表面張力は部品の表面を完全に再現可 能に濡らす作用をする。 ポリグリコールエーテルを十分に脱イオン化された水の湿潤剤として使用する と有利である。非イオン性の表面活性剤としてポリグリコールエーテルは０．０ １から０．５重量％までの分量では導電率に若干影響を及ぼすに過ぎず、従って 上述の所望の利点を有する。特に適しているものは、一般式Ｒ−ＣＨ₂−Ｏ（Ｃ Ｈ₂ＣＨ₂Ｏ)_nＨ［式中Ｒは１３Ｃ原子の平均鎖長を有する脂肪族アルコールの基 を表し、ｎは５〜約１５を表す］のポリグリコールエーテルを０．１±０．０５ 重量％を含むものである。湿潤作用はエチレン酸化物が増すにつれて高まり、ｎ ＝８で最適になり、更にｎが増えるにつれて再び容易に低下する。即ち特に有利 な湿潤剤としてはとりわけ低い温度範囲で特に際立って良好な湿潤作用を有し、 更に水溶性が極めて良好であるＲ−ＣＨ₂−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）₈Ｈを使用する。 図３からこの湿潤剤を種々に添加した場合の脱イオン化液の表面張力が明かで ある。湿潤剤０重量％に対して示されている２つの測定値は１０００ｇの脱イオ ン化液に対して１滴又は２滴の希釈量に相当するものである。図から明かなよう に既に０．０５重量％の湿潤剤添加量から表面張力の値は約３１ｍＮ／ｍに調整 され、更に添加量を増した場合にもそれ以上低下しない。ＬＯＣＡの際の凝縮液 （脱イオン化液）の表面張力は１６０℃で約４７ｍＮ／ｍである（図１参照）。 従って試験剤の湿潤作用はＬＯＣＡの際に沈澱する凝縮液の範囲である。同様の ことは導電率のパラメータにも該当する。図４に示されているように湿潤剤を０ ．１重量％添加すると約２μＳ／ｃｍの導電率が生じる。従ってここでも１６０ ℃での脱イオン化液と同程度の導電率である（図２参照）。 図５に示されているようにこの試験剤の表面張力は１５℃〜３５℃ではごく僅 かに変化するに過ぎない。実線は指数関数を表し、これによりそれぞれの値をよ り高い温度に対しても補外法を行うことができる。 図３はまた０．１重量％の湿潤剤の濃度に対して表面張力の再現可能性を妨げ ることなく広い許容限度が可能であることを示している。従って湿潤剤の濃度と しては０．１±０．０５重量％で十分である。 即ちこの湿潤剤の希釈により全ての発電所設備で上述の要件に十分に見合う標 準試験液を容易に製造することができる。場合によって生じる湿潤剤又は試験液 の残渣はその後脱イオン化された水での洗浄により容易に除去可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウルフ、ライナー ドイツ連邦共和国 デー−90408 ニユル ンベルク シユウエツパーマンシユトラー セ 53 (72)発明者 ワルンケン、リユーダー ドイツ連邦共和国 デー−91052 エルラ ンゲン ツエンカーシユトラーセ 23

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．冷却材の制御不能の漏出事故の際の発電所の電気部品の機能性を検査するた めの試験液において、 この試験液が ａ）発電所の部品の表面上に膜を形成し、 ｂ）室温で１０^-5Ｓ／ｃｍ以下の導電率を有し、 ｃ）室温で０．１Ｎ／ｍ以下の表面張力を有し、 ｄ）発電所の部品に対して実質的に不活性でありまた表面から容易に除去可能で ある ことを特徴とする発電所の電気部品の機能性を検査するための試験液。 ２．実質的に非イオン性の湿潤剤を十分に脱イオン化された水で希釈することに より表面張力を調整することを特徴とする請求項１記載の試験液。 ３．１５〜３５℃の間の温度で表面張力が実質的に一定していることを特徴とす る請求項１又は２記載の試験液。 ４．表面張力が約２５〜５０ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項１乃至３の １つに記載の試験液。 ５．導電率が約１〜６μＳ／ｃｍであることを特徴とする請求項１乃至４の１つ に記載の試験液。 ６．十分に脱イオン化された水に溶解されたポリグリコールエーテルの含有量が ０．０１〜０．５重量％であることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の 試験液。 ７．一般式Ｒ−ＣＨ₂−Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＨ［式中Ｒは炭素原子数１３の 平均鎖長を有する脂肪族アルコールの基を表し、ｎは５〜約１５である］のポリ グリコールエーテルの含有量が０．１±０．０５重量％であることを特徴とする 請求項６記載の試験液。 ８．ｎ＝８の平均値を有することを特徴とする請求項７記載の試験液。 ９．希釈されていない湿潤剤の粘度が２０℃で６０〜１００ｍＰａｓであること を特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の試験液。