JPH1183767A - Density measurement device for specified element in fluid - Google Patents
Density measurement device for specified element in fluidInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、原子力発
電所の加圧水型軽水炉の2次系給水中の鉄、銅等の微量
金属成分の濃度の連続測定などに用いられる濃度測定装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a concentration measuring device used for continuous measurement of the concentration of trace metal components such as iron and copper in secondary water of a pressurized water reactor at a nuclear power plant.
【0002】[0002]
【従来の技術】原子力発電所の加圧水型軽水炉(PW
R)では、蒸気発生器の健全性維持の観点から、2次系
給水中の鉄濃度の低減について種々の対策が検討され実
施されているが、この対策の実施及び実施による効果の
確認には、2次系給水中に含まれる微量の鉄濃度を精度
高く測定しうる高度な測定技術が必要となる。従来、こ
の濃度測定は、濃縮操作等を必要とする手分析法によっ
ていた。2. Description of the Related Art A pressurized water light water reactor (PW) of a nuclear power plant
In R), from the viewpoint of maintaining the soundness of the steam generator, various measures have been studied and implemented to reduce the iron concentration in the secondary system feedwater. In addition, an advanced measurement technique that can accurately measure the concentration of a small amount of iron contained in the secondary system feedwater is required. Conventionally, this concentration measurement has been performed by a manual analysis method that requires a concentration operation and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、手分析法は、
2次系給水中の鉄がごく微量であることも相俟って、濃
縮等の前処理が非常に厄介であり、一回の測定に多くの
時間と手間を要するものであった。従って、濃度の連続
測定には対応がなかなか困難であった。However, the hand analysis method is
Pretreatment, such as concentration, was very troublesome due to the very small amount of iron in the secondary system feed water, and a single measurement required much time and labor. Therefore, it has been very difficult to continuously measure the concentration.
【0004】本発明は、流体中に含まれる特定の元素の
濃度を、これがごく微量であっても、手間と時間を要す
ることなく高精度に測定していくことができる濃度測定
装置を提供し、それによって、上記のような問題をも解
決していくことを課題とする。[0004] The present invention provides a concentration measuring apparatus capable of measuring the concentration of a specific element contained in a fluid with high accuracy without requiring much labor and time, even if the concentration is very small. Accordingly, it is an object to solve the above-described problems.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題は、測定対象と
する特定元素を含む流体の流通路に、少なくとも第1、
第2の2つのフローセルが設けられ、第1のフローセル
に、流体中に第1の形態で存在する前記元素成分を捕集
する第1フィルターが備えられると共に、第2のフロー
セルに、流体中に前記第1の形態とは形態を異にする第
2の形態で存在する前記元素成分を捕集する第2フィル
ターが備えられ、かつ、前記各フローセルのそれぞれ
に、放射線の照射により捕集物から発せられる蛍光X線
を検出する蛍光X線検出器が配備されてなることを特徴
とする流体中の特定元素の濃度測定装置によって解決さ
れる。The object of the present invention is to provide at least a first fluid passage in a fluid passage containing a specific element to be measured.
A second two flow cells are provided, the first flow cell is provided with a first filter for trapping the element component present in the fluid in the first form, and the second flow cell is provided with a first filter in the fluid. A second filter for collecting the elemental components present in a second form having a form different from the first form is provided, and each of the flow cells is irradiated with a radiation from a collected matter. The problem is solved by a device for measuring the concentration of a specific element in a fluid, characterized in that an X-ray fluorescence detector for detecting emitted X-ray fluorescence is provided.
【0006】本発明装置は、広く、流体中に含まれる微
量の特定元素を測定の対象とする。即ち、「流体」は、
液体であってもよいし、気体でもあってもよい。液体と
しては、例えば、水、海水、薬品、油などであってよ
い。また、気体としては、空気、蒸気、有機ガス、エア
ロゾルなどであってよい。「特定元素」としては、鉄、
銅、亜鉛、クロム、ニッケル、鉛などの金属元素や、そ
の他、イオウ、塩素など、流体中に存在する各種の元素
であってよい。また、流体中における特定元素の「形
態」としては、例えば、粒子状、イオンというようなか
たちで分類される形態のほか、粒子サイズの大小という
のようなサイズ的に分類される形態、また、金属元素の
酸化状態で分類されるような形態、あるいはまた、これ
らの形態を組合わせたものなどであってよい。[0006] The apparatus of the present invention is intended to measure a trace amount of a specific element contained in a fluid. That is, "fluid"
It may be a liquid or a gas. The liquid may be, for example, water, seawater, chemicals, oil, and the like. Further, the gas may be air, steam, organic gas, aerosol, or the like. "Specific elements" include iron,
It may be a metal element such as copper, zinc, chromium, nickel, and lead, and various other elements existing in the fluid, such as sulfur and chlorine. Further, as the `` form '' of the specific element in the fluid, for example, in addition to the form classified in the form of particles, ions, etc. It may be a form classified by the oxidation state of the metal element, or a combination of these forms.
【0007】上記の装置では、フローセルのフィルター
にて流体中の特定元素成分を捕集し、これを蛍光X線分
析によって検出する形式の測定装置に構成されているも
のであるから、この特定元素成分の量がごく微量であっ
ても、その濃度を精度良く測定していくことができる。
しかも、測定に手間と時間を要さず、測定頻度を増加さ
せ、連続測定を実現することも可能である。[0007] In the above-mentioned apparatus, a specific element component in a fluid is collected by a filter of a flow cell and detected by X-ray fluorescence analysis. Even if the amount of the component is very small, the concentration can be measured with high accuracy.
In addition, it is possible to increase the frequency of measurement and to achieve continuous measurement without requiring time and labor for the measurement.
【0008】のみならず、ある一つの形態の特定元素成
分のみを捕集するのではなく、2以上の複数の形態の特
定元素成分を捕集し、それらをその特定元素成分の濃度
測定の基礎とするものであるから、流体中に含まれる特
定元素成分がごくごく微量の場合であっても、その濃度
をきわめて高精度に測定できる。[0008] In addition, instead of collecting only one specific form of a specific element component, two or more forms of the specific element component are collected and used as a basis for measuring the concentration of the specific element component. Therefore, even if the specific element component contained in the fluid is extremely small, the concentration can be measured with extremely high accuracy.
【0009】また、形態ごとに濃度を把握していくとい
うことも可能となり、特定元素のうちのどの形態の濃度
に変動がみられるかを把握していくことを通じて、濃度
変動の原因を詳細に把握特定していくことも可能とな
る。例えば、原子力発電所の2次系給水中における微量
の特定元素を複数の形態において測定していくことによ
り、2次系内で進行している腐食の種類まで詳しく把握
特定していくというようなことも可能となる。In addition, it is possible to grasp the concentration for each form, and to grasp the cause of the concentration fluctuation in detail by grasping which form of the specific element varies in concentration. It is also possible to grasp and specify. For example, by measuring trace amounts of specific elements in the secondary system feed water of a nuclear power plant in multiple forms, it is possible to grasp and identify in detail the type of corrosion that is progressing in the secondary system. It is also possible.
【0010】上記の場合、特定元素成分の形態として、
粒子状形態の成分とイオン形態の成分とを捕集の対象と
することにより、これら両方の形態の特定元素成分を基
礎とした濃度測定が可能となり、微量特定元素成分の濃
度を高精度に測定できる。なお、第2フローセルを第1
フローセルよりも下流側に介設させることにより、粒子
状形態の特定元素成分とイオン形態の特定元素成分とを
適正に分別捕集することができる。In the above case, the form of the specific element component is as follows:
By collecting particulate and ionic components, it is possible to measure concentrations based on specific element components in both forms, and measure the concentration of trace specific element components with high accuracy. it can. Note that the second flow cell is connected to the first flow cell.
By interposing the specific element component in the form of particles and the specific element component in the form of ions, it is possible to properly separate and collect the specific element component in the form of ions and the specific element component in the form of ions.
【0011】また、流通路の流体導入口が第1フローセ
ルよりも上方高所に位置して備えられることにより、自
重作用の働く粒子状などの形態の特定元素成分を、流体
導入口から第1フローセルへと、流通路内に付着、堆積
させることなくスムーズに送り込んでいくことができ、
特定元素成分の精度高い濃度測定に役立つ。Further, since the fluid introduction port of the flow passage is provided at a position higher than the first flow cell, the specific element component in the form of particles acting on its own weight acts on the first flow cell from the fluid introduction port. It can be smoothly fed into the flow cell without adhering and accumulating in the flow passage,
Useful for accurate concentration measurement of specific element components.
【0012】更に、第2フローセルが第1フローセルよ
りも下方低所に位置して備えられることにより、第1フ
ローセルから第2フローセルへと送られる流体の圧力損
失を低くでき、流体をスムーズに第2フローセルへと送
り込むことができる。特に、流体が液体の場合には効果
的である。Further, since the second flow cell is provided at a lower position below the first flow cell, the pressure loss of the fluid sent from the first flow cell to the second flow cell can be reduced, and the fluid can be smoothly removed. It can be fed into a two-flow cell. This is particularly effective when the fluid is a liquid.
【0013】また、上記測定装置において、蛍光X線検
出器からの検出信号によって得られるスペクトルに基づ
いて特定元素の濃度を解析により求める処理手段が備え
られることにより、測定を能率的に遂行しえて、連続モ
ニタリングも実現される。即ち、被捕集物にX線、γ線
等の放射線を照射し、それによって被捕集物から発生す
る蛍光X線は、例えば比例計数管にてスペクトル計数す
ることができ、こうして得られるスペクトルに基づいて
スペクトル解析を行っていくのである。Further, in the above-mentioned measuring apparatus, a processing means for obtaining the concentration of a specific element by analysis based on a spectrum obtained by a detection signal from a fluorescent X-ray detector is provided, so that the measurement can be performed efficiently. , Continuous monitoring is also realized. That is, X-rays, γ-rays, and other radiations are radiated to the collected object, and the fluorescent X-rays generated from the collected object can be spectrally counted by, for example, a proportional counter. The spectrum analysis is performed based on.
【0014】更に、測定対象を特定の複数種類の元素と
し、蛍光X線検出器からの検出信号によって得られるス
ペクトルに基づいてそれぞれの種類の元素の濃度を解析
により求める処理手段が備えられることにより、複数の
特定元素成分の濃度測定を同時にしかも連続的に遂行し
ていくことができる。従って、例えば、原子力発電所の
2次系給水中における複数の特定元素を測定していくこ
とにより、2次系のどの箇所、どの機器において腐食が
進んでいるかまで詳しく把握特定していくというような
ことも可能となる。より具体的には、例えば、鉄濃度の
測定により2次系配管やタービン等の腐食進行状況を予
測でき、銅濃度の測定により復水器等の腐食状況を予測
できる。Further, a processing means is provided, in which a plurality of specific types of elements are to be measured, and the concentration of each type of element is determined by analysis based on a spectrum obtained from a detection signal from a fluorescent X-ray detector. In addition, the concentration measurement of a plurality of specific element components can be performed simultaneously and continuously. Therefore, for example, by measuring a plurality of specific elements in the secondary system feedwater of a nuclear power plant, it is possible to grasp and identify in detail which part of the secondary system and which equipment is undergoing corrosion. It becomes possible. More specifically, for example, by measuring the iron concentration, it is possible to predict the progress of corrosion of the secondary piping or turbine, and by measuring the copper concentration, it is possible to predict the corrosion state of the condenser or the like.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0016】本実施形態の濃度測定装置は、原子力発電
所の加圧水型軽水炉の2次系給水中に含まれる鉄(F
e)と銅(Cu)との2種類の元素を、測定しようとす
る特定元素とする。図3に示すように、濃度測定装置1
への2次系給水の供給は、復水器2にて復水され蒸気発
生器3へと向かう2次系冷却材をサンプリング管4を通
じてサンプリングすることにより行う。なお、5は原子
炉圧力容器、6は加圧器、7は冷却材ポンプ、8はター
ビン、9は給水ポンプである。The concentration measuring apparatus according to the present embodiment uses iron (F) contained in the secondary system feed water of a pressurized water reactor at a nuclear power plant.
e) and two types of elements, copper (Cu), are the specific elements to be measured. As shown in FIG.
The supply of the secondary system water is performed by sampling the secondary system coolant condensed in the condenser 2 and flowing to the steam generator 3 through the sampling pipe 4. 5 is a reactor pressure vessel, 6 is a pressurizer, 7 is a coolant pump, 8 is a turbine, and 9 is a water supply pump.
【0017】濃度測定装置1は、図1及び図2に示すよ
うに、第1、第2の2つのフローセル11,12を備え
ている。第1フローセル11は、2次系給水中に粒子状
の形態で存在するFe成分とCu成分を捕集するもの
で、ポアサイズが例えば0.45μmのマイクロメンブ
レンフィルター13を備えている。第2フローセル12
はイオンの形態で存在するこれら元素成分を捕集するも
ので、イオン交換メンブレンフィルター14を備えてい
る。The concentration measuring device 1 includes first and second two flow cells 11 and 12, as shown in FIGS. The first flow cell 11 collects the Fe component and the Cu component present in the form of particles in the secondary system feed water, and includes a micromembrane filter 13 having a pore size of, for example, 0.45 μm. Second flow cell 12
Is a component that collects these element components existing in the form of ions, and includes an ion-exchange membrane filter 14.
【0018】15はサンプリングライン、16は中間ラ
イン、17はドレンラインであり、本発明にいう流通路
は、これらのラインによって構成されている。サンプリ
ング管4からのサンプリング水は、まず、装置1のサン
プリングライン15を通じて第1フローセル11に送り
込まれ、マイクロメンブレンフィルター13を通過す
る。この通過により、サンプリング水中の粒子状の形態
のFe成分とCu成分とがマイクロメンブレンフィルタ
ー13に捕集される。しかる後、サンプリング水は、中
間ライン16を通じて第2フローセル12に送り込ま
れ、イオン交換メンブレンフィルター14を通過する。
この通過により、サンプリング水中のイオンの形態のF
e成分とCu成分とがイオン交換メンブレンフィルター
14に捕集される。そして、サンプリング水は、ドレン
ライン17を通じて装置1から排出される。サンプリン
グライン15にはサンプリング水の流量を計測する流量
計18が介設されている。Reference numeral 15 denotes a sampling line, 16 denotes an intermediate line, and 17 denotes a drain line. The flow passage according to the present invention is constituted by these lines. First, the sampling water from the sampling pipe 4 is sent to the first flow cell 11 through the sampling line 15 of the device 1 and passes through the micromembrane filter 13. By this passage, the particulate Fe component and the Cu component in the sampling water are collected by the micromembrane filter 13. Thereafter, the sampling water is sent to the second flow cell 12 through the intermediate line 16 and passes through the ion exchange membrane filter 14.
By this passage, F in the form of ions in the sampling water
The e component and the Cu component are collected by the ion exchange membrane filter 14. Then, the sampling water is discharged from the device 1 through the drain line 17. A flow meter 18 for measuring the flow rate of the sampling water is provided on the sampling line 15.
【0019】上記サンプリングライン15の導入口19
は、本測定装置1において、第1フローセル11よりも
上方高所に位置して備えられており、サンプリングライ
ン15は導入口19から第1フローセル11に向けて下
降していくように配管されている。これにより、サンプ
リングライン15を構成する管ないしはホース内に、F
e、Cu元素成分のうち、粒子状物質が付着、堆積する
のを防いで、粒子状物質を滞留させることなくスムーズ
に第1フローセル11へと送り込ませることが可能とな
り、Fe、Cu元素成分の精度高い濃度測定を実現する
ことができる。The inlet 19 of the sampling line 15
Is provided at a position higher than the first flow cell 11 in the measurement apparatus 1, and the sampling line 15 is piped so as to descend from the inlet 19 toward the first flow cell 11. I have. As a result, the pipe or hose constituting the sampling line 15
Among the e and Cu element components, it is possible to prevent the particulate matter from adhering and accumulating, and to smoothly feed the particulate matter into the first flow cell 11 without stagnation. Accurate concentration measurement can be realized.
【0020】また、第2フローセル12は、第1フロー
セル11よりも下方低所に位置して備えられている。こ
れにより、第1フローセル11から第2フローセル12
へと中間ライン16を通じて送られるサンプリング水の
圧力損失を低くすることができ、サンプリング水を勢い
を失わせることなくスムーズに第2フローセル12へと
送り込ませることができる。The second flow cell 12 is provided below and below the first flow cell 11. Thereby, the first flow cell 11 to the second flow cell 12
The pressure loss of the sampling water sent through the intermediate line 16 can be reduced, and the sampling water can be smoothly fed into the second flow cell 12 without losing momentum.
【0021】そして、第1、第2のフローセル11,1
2のそれぞれには、フィルター13,14の上方におい
て、蛍光X線検出器21,22が配備されている。蛍光
X線検出器21,22は、よく知られているように、試
料にX線やγ線などの放射線を照射することにより発生
する蛍光X線を検出するもので、これを通じて試料の定
性、定量を行うことができる。各蛍光X線検出器21,
22には、これに組み合わされて、照射用の線源が備え
られている。線源には例えば 244CmなどによるRI、
あるいはX線管球などが用いられる。Then, the first and second flow cells 11, 1
In each of 2, fluorescent X-ray detectors 21 and 22 are provided above the filters 13 and 14. As is well known, the fluorescent X-ray detectors 21 and 22 detect fluorescent X-rays generated by irradiating a sample with radiation such as X-rays or γ-rays. Quantitation can be performed. Each fluorescent X-ray detector 21,
22 is provided with a radiation source for irradiation in combination therewith. The radiation source is, for example, RI by 244 Cm,
Alternatively, an X-ray tube or the like is used.
【0022】Fe、Cuの各元素の濃度は、各蛍光X線
検出器21,22からの信号を用い、次のような処理手
段によって求められるものとなされている。即ち、図2
に示すように、蛍光X線検出器21,22からの電気パ
ルスは、増幅器23を経て、マルチチャンネルアナライ
ザー24に送られる。そして、マルチチャンネルアナラ
イザー24によって所定時間単位で得られる蛍光X線ス
ペクトルデータが、コンピューター25の記憶部26に
次々と連続的に蓄積、記憶されていく。このスペクトル
データに基づいてCPU27がプログラム制御を行い、
スペクトル解析によってFe、Cuの各元素の重量が算
出され、この重量と流量計18によるサンプリング流量
とからFe、Cuの各元素の濃度が求められる。The concentrations of the respective elements Fe and Cu are determined by the following processing means using signals from the respective fluorescent X-ray detectors 21 and 22. That is, FIG.
As shown in (1), the electric pulses from the fluorescent X-ray detectors 21 and 22 are sent to the multi-channel analyzer 24 via the amplifier 23. Then, the fluorescent X-ray spectrum data obtained by the multi-channel analyzer 24 in a predetermined time unit is successively accumulated and stored in the storage unit 26 of the computer 25 one after another. The CPU 27 performs program control based on the spectrum data,
The weight of each element of Fe and Cu is calculated by the spectrum analysis, and the concentration of each element of Fe and Cu is obtained from the weight and the sampling flow rate by the flow meter 18.
【0023】このコンピューター処理では、2次系給水
中のごく微量のFe、Cuを測定対象としているため、
移動平均処理を行う。即ち、記憶部26に次々と蓄積、
記憶されていくスペクトルデータのうち、現時点から時
間的に最も近いスペクトルデータから所定数データをさ
かのぼってこれらスペクトルを積算し、この積算スペク
トルをスペクトル解析の基礎として、Fe、Cuの各元
素の濃度を求めるものとしている。In this computer processing, since trace amounts of Fe and Cu in the secondary feed water are measured,
Perform moving average processing. That is, the data is sequentially stored in the storage unit 26,
Of the stored spectral data, a predetermined number of data is traced back from the present time and a predetermined number of data are integrated, and these spectra are integrated. Based on the integrated spectrum, the concentration of each element of Fe and Cu is determined. I have to ask.
【0024】フローセル11,12を構成する部品材料
は、不純物の含有率が低く低バックグラウンドの材料か
らなるのがよい。蛍光X線検出器21,22は、フィル
ター13,14に捕集された物質からの放射線のほか、
フローセル11,12そのそものからのバックグラウン
ド放射線をも検出してしまい、これが、スペクトル解析
上不利に作用し、特定元素の検出下限値を高いものにし
てしまう。そこで、このバックグラウンド放射線の検出
を低減するのが好ましい。殊に、エネルギーレベルが互
いに近接しているFeとCuのような複数の特定元素成
分を測定対象とするような場合は、バックグラウンドの
低減により、それぞれの元素成分についてのスペクトル
解析を容易なものにすることができる。上記フローセル
11,12のうち、特に、フィルター13,14を保持
するホルダー28は、フィルター13,14と検出器2
1,22との間に面して存在するため、蛍光X線検出器
21,22は、ホルダー28からのバックグラウンド放
射線を多く検出してしまいやすく、上記のような材料に
て製作することが推奨される。上記の材料としては、例
えば、ポリエチレン、ポリカーボネイトなどのC元素、
H元素が主体の合成樹脂、その他、セラミックなどが好
適に用いられる。The component materials constituting the flow cells 11 and 12 are preferably made of a material having a low impurity content and a low background. The fluorescent X-ray detectors 21 and 22 detect the radiation from the substances collected by the filters 13 and 14,
Background radiation from the flow cells 11 and 12 themselves is also detected, which acts disadvantageously in spectral analysis, and raises the detection lower limit of the specific element. Therefore, it is preferable to reduce the detection of the background radiation. In particular, when a plurality of specific element components such as Fe and Cu whose energy levels are close to each other are to be measured, the background can be reduced to facilitate spectral analysis of each element component. Can be Among the flow cells 11 and 12, the holder 28 holding the filters 13 and 14, in particular, includes the filters 13 and 14 and the detector 2.
The fluorescent X-ray detectors 21 and 22 are likely to detect a large amount of background radiation from the holder 28 because they are present between the first and second X-rays. Recommended. Examples of the above materials include C elements such as polyethylene and polycarbonate;
A synthetic resin mainly composed of H element, ceramic, and the like are preferably used.
【0025】上記の濃度測定装置を用い、加圧水型軽水
炉の2次系給水中に含まれるFeとCuの2種類の元素
について測定を行った試験結果を図4ないし図8に示
す。図4は、スペクトルの例である。Fe、Cuが微量
であっても、それぞれについての重量をこのスペクトル
に基づいて解析により精度良く算出しうることがわか
る。また、図5及び図6は、サンプリング流量を400
ml/分とし、測定時間を、起動時5分サンプリング、
定格出力時10分サンプリングとして、移動平均処理を
実施しながら、Fe濃度、Cu濃度を連続測定した結果
を示す。この結果より、本測定装置を用いることによっ
て、起動時、定格出力時の連続測定においてFe濃度、
Cu濃度を0.数ppb〜数百ppbのオーダーで測定
を行っていけること、出力上昇運転操作において応答性
が非常に良好であること、2次給水中のFe、Cuの濃
度の挙動を連続監視可能であることを確認し得た。ま
た、図7はFe濃度を粒子の濃度とイオンの濃度にわけ
て示したものであり、図8はCu濃度を粒子濃度とイオ
ンの濃度にわけて示したものである。この結果より、特
にCuについては、粒子とイオンの両方の形態を基礎と
して濃度測定を実施していくことにより、精度の高い濃
度測定が実現されることを確認し得た。なお、Feにつ
いては、イオンの形態の濃度が低かったが、これは、サ
ンプリング水中のFeイオン濃度がたまたま低かっただ
けにすぎない。FIGS. 4 to 8 show test results obtained by measuring the two types of elements, Fe and Cu, contained in the secondary feedwater of the pressurized water light water reactor using the above concentration measuring apparatus. FIG. 4 is an example of a spectrum. It can be seen that even if the amounts of Fe and Cu are very small, the weight of each can be accurately calculated by analysis based on this spectrum. 5 and 6 show that the sampling flow rate is 400
ml / min, and the measurement time was 5 minutes sampling at startup,
The result of continuously measuring the Fe concentration and the Cu concentration while performing the moving average process as the sampling at the rated output for 10 minutes is shown. From this result, by using this measurement device, the Fe concentration,
The Cu concentration is set to 0. Measurement can be performed in the order of several ppb to several hundred ppb, responsiveness is very good in the operation of increasing power, and the behavior of the concentration of Fe and Cu in the secondary water can be continuously monitored. Could be confirmed. FIG. 7 shows the Fe concentration divided into the particle concentration and the ion concentration, and FIG. 8 shows the Cu concentration divided into the particle concentration and the ion concentration. From these results, it was confirmed that, particularly for Cu, by performing the concentration measurement based on both the particle and ion forms, highly accurate concentration measurement was realized. Although the concentration of Fe in the form of ions was low, this was merely the fact that the Fe ion concentration in the sampling water happened to be low.
【0026】以上に、本発明の実施形態を示したが、本
発明は、これに限定されるものではなく、発明思想を逸
脱しない範囲で各種の変更を行い得るものであることは
いうまでもない。例えば、上記実施形態では、原子力発
電所の加圧水型軽水炉の2次系給水中の特定元素を対象
としているが、本発明装置は、沸騰水型軽水炉(BW
R)の給水中の特定元素を対象として用いたり、火力発
電所の給水中の特定元素を対象として用いたり、半導体
洗浄装置に用いられる純水の水質管理の一助として用い
たり、あるいはまた、気体中に含まれる特定元素の濃度
の測定、監視、検査などにも有効的に用いることがで
き、用途に制限はなく、各種の用途に有効的、効果的に
用いることができる。また、Fe、Cuのほか、各種の
元素を測定対象とし得ることはいうまでもない。更に、
上記実施形態ではFeとCuの2種類の元素を対象とし
ているが、1種類の元素のみを対象としたり、あるいは
逆に、3種類以上の元素を対象した構成としてもよい。
また、形態の変更に応じて、各種フィルターが用いられ
てよい。また、フローセルは、捕集しようとする特定元
素の形態に応じて3つ以上備えられていてもよい。ま
た、フローセルは、流体がフィルターを適正に通過して
いけるようにフィルターを保持しうるものであればよ
く、流体の種類などに応じて各種構造形式のものが採用
されてよい。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the invention. Absent. For example, in the above embodiment, a specific element in the secondary system feedwater of the pressurized water reactor of a nuclear power plant is targeted, but the apparatus of the present invention is a boiling water reactor (BW).
R) using a specific element in the water supply, using a specific element in the water supply of a thermal power plant as a target, using it as an aid in controlling the quality of pure water used in semiconductor cleaning equipment, or using gas It can be effectively used for measurement, monitoring, inspection and the like of the concentration of a specific element contained therein, and there is no limitation on the application, and it can be effectively and effectively used for various applications. It goes without saying that various elements other than Fe and Cu can be measured. Furthermore,
In the above embodiment, two types of elements, Fe and Cu, are targeted. However, a configuration in which only one type of element is targeted, or conversely, three or more types of elements may be targeted.
Also, various filters may be used according to the change in the form. Further, three or more flow cells may be provided according to the form of the specific element to be collected. The flow cell may be any type that can hold the filter so that the fluid can pass through the filter properly, and various types of structures may be adopted according to the type of the fluid.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上の次第で、本発明の流体中の特定元
素の濃度測定装置は、フローセルのフィルターにて流体
中の特定元素成分を捕集し、これを蛍光X線分析によっ
て検出する形式の測定装置に構成したものであるから、
この特定元素成分の量がごく微量であっても、その濃度
を精度良く測定していくことができ、しかも、測定に手
間と時間を要さず、測定頻度を増加させて連続測定を実
現することができる。のみならず、複数のフローセルが
備えられ、それぞれのフローセルにおいて、特定元素成
分を形態を異にして捕集するフィルターが備えられ、こ
れらフローセルのそれぞれに蛍光X線検出器が配備され
たものであるから、2以上の複数の形態の特定元素成分
をその特定元素の濃度測定の基礎とすることができ、流
体中に含まれる特定元素成分がごくごく微量の場合であ
っても、その濃度をきわめて高精度に測定していくこと
ができる。この場合、第1フィルターを粒子状の形態の
成分を捕集するマイクロメンブレンフィルターとし、第
2フィルターをイオンの形態の成分を捕集するイオン交
換メンブレンフィルターとすることにより、粒子状形態
の成分とイオン形態の成分とを基礎とした精度高い濃度
測定が可能となる。As described above, the apparatus for measuring the concentration of a specific element in a fluid according to the present invention captures a specific element component in the fluid with a filter of a flow cell, and detects this by fluorescent X-ray analysis. Because it is configured in the measurement device of
Even if the amount of this specific element component is extremely small, the concentration can be measured with high accuracy, and the measurement is not troublesome and time-consuming, and the measurement frequency is increased to realize continuous measurement. be able to. Not only that, a plurality of flow cells are provided, and in each flow cell, a filter that collects a specific element component in a different form is provided, and a fluorescent X-ray detector is provided in each of these flow cells. Thus, two or more forms of a specific element component can be used as a basis for measuring the concentration of the specific element. Even when the specific element component contained in the fluid is extremely small, the concentration can be extremely high. It can be measured with high accuracy. In this case, the first filter is a micro-membrane filter that captures the particulate component, and the second filter is an ion-exchange membrane filter that captures the ion component. Accurate concentration measurement based on ionic components is possible.
【0028】また、流通路の流体導入口を第1フローセ
ルよりも上方高所に位置して備えさせることにより、粒
子状等の形態の特定元素成分を、流体導入口から第1フ
ローセルへと、流通路内に付着、堆積させることなくス
ムーズに送り込んでいくことができる。また、第2フロ
ーセルを第1フローセルよりも下方低所に位置して備え
させることにより、第1フローセルから第2フローセル
へと送られる流体の圧力損失を低くでき、流体をスムー
ズに第2フローセルへと送り込むことができる。Further, by providing the fluid introduction port of the flow passage at a position higher than the first flow cell, specific element components in the form of particles or the like can be transferred from the fluid introduction port to the first flow cell. It can be fed smoothly without adhering and accumulating in the flow passage. Further, by providing the second flow cell at a lower position below the first flow cell, the pressure loss of the fluid sent from the first flow cell to the second flow cell can be reduced, and the fluid can be smoothly transferred to the second flow cell. Can be sent.
【0029】更に、上記測定装置において、測定対象を
特定の複数種類の元素とし、前記蛍光X線検出器からの
検出信号によって得られるスペクトルに基づいてそれぞ
れの種類の元素の濃度を解析により求める処理手段を備
えさせることにより、複数の特定元素成分の濃度測定を
同時遂行していくことができる。Further, in the above-mentioned measuring apparatus, the object to be measured is a plurality of specific types of elements, and the concentration of each type of element is determined by analysis based on a spectrum obtained by a detection signal from the fluorescent X-ray detector. By providing the means, it is possible to simultaneously measure the concentrations of a plurality of specific element components.
【図1】測定装置の一実施形態を示す一部断面正面図で
ある。FIG. 1 is a partially sectional front view showing an embodiment of a measuring device.
【図2】同装置の全体構成を示す一部断面正面図であ
る。FIG. 2 is a partial cross-sectional front view showing the entire configuration of the device.
【図3】加圧水型軽水炉の全体構成を示す説明図であ
る。FIG. 3 is an explanatory view showing an overall configuration of a pressurized water light water reactor.
【図4】発明装置によって得られたエネルギースペクト
ル図である。FIG. 4 is an energy spectrum diagram obtained by the apparatus of the present invention.
【図5】Fe濃度の連続測定の結果を示すグラフ図であ
る。FIG. 5 is a graph showing the results of continuous measurement of Fe concentration.
【図6】Cu濃度の連続測定の結果を示すグラフ図であ
る。FIG. 6 is a graph showing the results of continuous measurement of Cu concentration.
【図7】Fe濃度を粒子の濃度とイオンの濃度にわけて
示したグラフ図である。FIG. 7 is a graph showing Fe concentration divided into particle concentration and ion concentration.
【図8】Cu濃度を粒子の濃度とイオンの濃度にわけて
示したグラフ図である。FIG. 8 is a graph showing the Cu concentration divided into the particle concentration and the ion concentration.
1…濃度測定装置 11…第1フローセル 12…第2フローセル 13…マイクロメンブレンフィルター(第1フィルタ
ー) 14…イオン交換メンブレンフィルター(第2フィルタ
ー) 15,16,17…流通路 21,22…蛍光X線検出器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Concentration measuring apparatus 11 ... 1st flow cell 12 ... 2nd flow cell 13 ... Micromembrane filter (1st filter) 14 ... Ion exchange membrane filter (2nd filter) 15, 16, 17 ... Flow path 21, 22 ... Fluorescence X Line detector
Claims (6)
通路に、少なくとも第1、第2の2つのフローセルが設
けられ、 第1のフローセルに、流体中に第1の形態で存在する前
記元素成分を捕集する第1フィルターが備えられると共
に、 第2のフローセルに、流体中に前記第1の形態とは形態
を異にする第2の形態で存在する前記元素成分を捕集す
る第2フィルターが備えられ、かつ、 前記各フローセルのそれぞれに、放射線の照射により捕
集物から発せられる蛍光X線を検出する蛍光X線検出器
が配備されてなることを特徴とする流体中の特定元素の
濃度測定装置。1. A flow path of a fluid containing a specific element to be measured is provided with at least first and second flow cells, wherein the first flow cell is present in the fluid in a first form. A first filter for collecting an element component is provided, and a second flow cell for collecting the element component present in a fluid in a second form different from the first form in the second flow cell. (2) a filter in a fluid, wherein each of the flow cells is provided with an X-ray fluorescence detector for detecting X-ray fluorescence emitted from a collected substance by irradiation of radiation. Element concentration measurement device.
成分を捕集するマイクロメンブレンフィルターからなる
と共に、第2フィルターが、イオンの形態の成分を捕集
するイオン交換メンブレンフィルターからなり、第2フ
ローセルが第1フローセルよりも下流側において前記流
通路に設けられている請求項1に記載の流体中の特定元
素の濃度測定装置。2. The method according to claim 1, wherein the first filter comprises a micro-membrane filter for collecting particulate components, and the second filter comprises an ion-exchange membrane filter for capturing ions. 2. The apparatus for measuring the concentration of a specific element in a fluid according to claim 1, wherein two flow cells are provided in the flow passage downstream of the first flow cell. 3.
ルよりも上方高所に位置して備えられている請求項1又
は2に記載の流体中の特定元素の濃度測定装置。3. The apparatus for measuring the concentration of a specific element in a fluid according to claim 1, wherein the fluid introduction port of the flow passage is provided at a position higher than the first flow cell.
りも下方低所に位置して備えられている請求項1ないし
3のいずれか一に記載の特定元素の濃度測定装置。4. The specific element concentration measuring device according to claim 1, wherein the second flow cell is provided at a lower position below the first flow cell.
って得られるスペクトルに基づいて特定元素の濃度を解
析により求める処理手段が備えられている請求項1ない
し4のいずれか一に記載の流体中の特定元素の濃度測定
装置。5. The fluid according to claim 1, further comprising processing means for analyzing the concentration of the specific element based on a spectrum obtained by a detection signal from the fluorescent X-ray detector. For measuring the concentration of specific elements in water.
前記蛍光X線検出器からの検出信号によって得られるス
ペクトルに基づいてそれぞれの特定元素の濃度を解析に
より求める処理手段が備えられている請求項1ないし5
のいずれか一に記載の流体中の特定元素の濃度測定装
置。6. An object to be measured is a plurality of specific elements,
6. A processing means for obtaining the concentration of each specific element by analysis based on a spectrum obtained by a detection signal from the fluorescent X-ray detector.
The apparatus for measuring the concentration of a specific element in a fluid according to any one of the above.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020183801A (en) * | 2019-05-09 | 2020-11-12 | 株式会社東芝 | Method for determining formed product in flow passage, determination device executing the same and power generation device |
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