KR101246216B1 - An apparatus for analyzing cooling water for atomic power plant and methods of analyzing cooling water for atomic power plant - Google Patents

An apparatus for analyzing cooling water for atomic power plant and methods of analyzing cooling water for atomic power plant Download PDF

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Abstract

원전 냉각수 분석 장치는 시료 취출부, 제1 분석 유닛 및 제2 분석 유닛을 포함한다. 시료 취출부는 원전 냉각수 유로로부터 분석 대상 시료액을 취출한다. 제1 분석 유닛은 시료 취출부로부터 시료액을 공급받아 화학발광에 의해 시료액의 성분을 검출한다. 제2 분석 유닛은 시료 취출부로부터 시료액을 공급받아 모세관 전기영동에 의해 시료액 성분을 검출한다. 제1 분석 유닛과 제2 분석 유닛을 동시에 운용함으로써 원전 냉각수 내에 함유된 이온 성분들을 온-라인으로 검출할 수 있다.The nuclear power plant cooling water analyzing apparatus includes a sample extracting unit, a first analyzing unit, and a second analyzing unit. The sample extraction unit takes out the sample liquid to be analyzed from the nuclear power plant cooling water flow path. The first analysis unit receives the sample liquid from the sample extracting unit and detects the components of the sample liquid by chemiluminescence. The second analysis unit receives the sample liquid from the sample extracting unit and detects the sample liquid component by capillary electrophoresis. By operating the first analysis unit and the second analysis unit at the same time it is possible to detect the ionic components contained in the nuclear power plant cooling water on-line.

Description

원전 냉각수 분석 장치 및 원전 냉각수 분석 방법{AN APPARATUS FOR ANALYZING COOLING WATER FOR ATOMIC POWER PLANT AND METHODS OF ANALYZING COOLING WATER FOR ATOMIC POWER PLANT}AN APPARATUS FOR ANALYZING COOLING WATER FOR ATOMIC POWER PLANT AND METHODS OF ANALYZING COOLING WATER FOR ATOMIC POWER PLANT}

본 발명은 원전 냉각수 분석 장치 및 원전 냉각수 분석 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 원전 냉각수 내 이온 성분을 분리하여 분석할 수 있는 분석 장치 및 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nuclear power plant cooling water analysis apparatus and a nuclear power plant cooling water analysis method. More specifically, the present invention relates to an analysis apparatus and an analysis method capable of separating and analyzing ionic components in nuclear power plant cooling water.

미량의 이온, 환경 유해 물질 등을 분석하기 위한 시료 분석 장치로서 각종 분광 장치(spectrometry), 크로마토그래피(chromatography) 장치, 전기 영동(electrophoresis) 장치 등이 알려져 있다. 상기의 분석 장치들은 각기 특정 화합물에 대해 분석이 잘되는 특징이 있으므로, 종류가 다양한 다량의 물질들을 동시에 분석하기에는 한계가 있다.As a sample analyzer for analyzing trace ions, environmentally harmful substances, and the like, various spectrometry, chromatography, electrophoresis, and the like are known. Since the analytical apparatuses are well characterized for each specific compound, there is a limit in analyzing a large amount of various substances at the same time.

특히, 원자력 발전소에 사용되는 냉각수의 경우, 냉각수 접촉에 의한 원자력 발전소의 각종 배관재, 구조재의 부식 문제가 발생할 수 있고 이는 원전 사고의 원인이 될 수 있으므로, 냉각수 성분에 대한 계속적인 성분 모니터링(monitoring)이 필요하다.In particular, in the case of the cooling water used in nuclear power plants, corrosion problems of various piping materials and structural materials of the nuclear power plant may occur due to the contact of the cooling water, which may cause a nuclear power plant accident. This is necessary.

그러나 기존의 분석 장치들을 이용하여, 각 개별 성분에 대해 분석을 한다면 고비용이 소요될 수 있으며, 분석시간이 길어지는 문제점이 있다.However, using existing analysis devices, if the analysis of each individual component may be expensive, there is a problem that the analysis time is long.

본 발명의 일 목적은 원전 냉각수의 성분들을 실질적으로 모두 분석할 수 있는 분석 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide an analysis device capable of analyzing substantially all the components of the nuclear power plant cooling water.

본 발명의 다른 목적은 원전 냉각수의 성분들을 실질적으로 모두 분석할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method capable of analyzing substantially all of the components of nuclear power plant cooling water.

상기한 본 발명의 목적을 구현하기 위한 원전 냉각수 분석 장치는, 시료 취출부, 제1 분석 유닛 및 제2 분석 유닛을 포함한다. 시료 취출부는 원전 냉각수 유로로부터 분석 대상 시료액을 취출한다. 제1 분석 유닛은 상기 시료 취출부로부터 시료액을 공급받아 화학발광에 의해 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온의 성분을 검출한다. 제2 분석 유닛은 상기 시료 취출부로부터 시료액을 공급받아 모세관 전기영동에 의해 상기 원전 냉각수 유로의 부식 원인이 되는 이온 성분을 검출한다.The nuclear power plant cooling water analyzing apparatus for implementing the above object of the present invention includes a sample extracting unit, a first analysis unit and a second analysis unit. The sample extraction unit takes out the sample liquid to be analyzed from the nuclear power plant cooling water flow path. The first analysis unit receives the sample liquid from the sample extracting unit and detects a component of the metal cation that is corroded from the nuclear power plant cooling water flow path by chemiluminescence. The second analyzing unit receives the sample liquid from the sample extracting unit and detects the ionic component causing corrosion of the nuclear power plant cooling water flow path by capillary electrophoresis.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 분석 유닛은 화학 발광 반응이 일어나는 반응 셀, 상기 반응 셀에 상기 시료액을 공급하는 제1 공급부, 상기 반응 셀에 상기 시료액과 화학 발광 반응을 일으키는 반응액을 공급하는 제2 공급부, 상기 화학 발광 반응으로부터 방출되는 광을 수집하는 집광부 및 상기 집광부와 연결되어 수집된 상기 광을 검출 신호로 변환하며, PMT(photomultiplier) 구조를 갖는 검출부를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the first analysis unit is a reaction cell in which a chemiluminescence reaction occurs, a first supply unit for supplying the sample liquid to the reaction cell, a reaction for causing a chemiluminescence reaction with the sample liquid in the reaction cell A second supply unit supplying a liquid, a light collecting unit collecting light emitted from the chemiluminescence reaction, and a light detecting unit having a PMT (photomultiplier) structure for converting the light collected in connection with the light collecting unit into a detection signal. Can be.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 분석 유닛은 제1 전극 및 상기 시료액을 수용하는 제1 저장 용기, 제2 전극 및 완충 용액을 수용하는 제2 저장 용기, 제3 전극 및 완충 용액을 수용하는 제3 저장 용기, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극과 연결되어 직류 전압을 공급하는 전원 공급부, 전단은 제1 저장 용기 또는 제2 저장 용기에 수용되며 말단은 제3 저장 용기에 수용되는 모세관 및 상기 모세관의 상기 말단 측에서 분리된 상기 시료액의 성분을 검출하는 검출부를 포함할 수 있다. According to exemplary embodiments, the second analysis unit may include a first storage container containing a first electrode and the sample liquid, a second storage container containing a second electrode and a buffer solution, a third electrode and a buffer solution. A third storage container for accommodating, a power supply unit connected to the first electrode, the second electrode, and the third electrode to supply a DC voltage, and a front end is accommodated in the first storage container or the second storage container, and an end thereof is a third storage container It may include a capillary accommodated in and a detection unit for detecting the components of the sample liquid separated from the end side of the capillary.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 완충 용액은 크로메이트(chromate), 트리스(tris-hydroxymethyl-aminomethane, THAM), PDC(2,6-Pyridinedicarboxylic acid) 및 CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide)를 포함할 수 있다. According to exemplary embodiments, the buffer solution may include chromate, tris-hydroxymethyl-aminomethane (THAM), PDC (2,6-Pyridinedicarboxylic acid) and CTAB (Cetyltrimethylammonium bromide).

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 완충용액의 pH는 8 내지 9 일 수 있다.According to exemplary embodiments, the pH of the buffer solution may be 8 to 9.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 모세관의 상기 말단 측에 도달한 시료액 성분에 광을 조사하는 광원을 더 구비하며, 상기 검출부는 상기 시료액 성분을 통과한 광을 수용할 수 있다.In example embodiments, the light source may further include a light source for irradiating light to the sample liquid component that reaches the distal side of the capillary tube, and the detection unit may receive light passing through the sample liquid component.

상기한 본 발명의 다른 목적을 구현하기 위한 원전 냉각수 분석 방법에 있어서, 원전 냉각수 유로로부터 시료액을 취출한다. 취출된 상기 시료액을 화학 발광에 의해 시료액 성분을 검출하는 제1 분석 유닛 및 모세관 전기 영동에 의해 시료액 성분을 검출하는 제2 분석 유닛에 각각 공급한다. 상기 제1 분석 유닛을 사용하여 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온 성분을 검출한다. 상기 제2 분석 유닛을 사용하여 상기 원전 냉각수 부식의 원인이 되는 이온 성분을 검출한다. In the nuclear power plant cooling water analysis method for realizing another object of the present invention described above, the sample liquid is taken out from the nuclear power plant cooling water flow path. The sample solution taken out is supplied to a first analysis unit for detecting the sample liquid component by chemiluminescence and to a second analysis unit for detecting the sample liquid component by capillary electrophoresis. The first analysis unit is used to detect the corroded metal cation component from the nuclear power plant cooling water flow path. The second analysis unit is used to detect ionic components that cause corrosion of the nuclear power plant cooling water.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온 성분은 구리(Cu) 이온, 코발트(Co) 이온, 철(Fe) 이온 등을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the metal cation component corroded from the nuclear power plant cooling water passage may include copper (Cu) ions, cobalt (Co) ions, iron (Fe) ions, and the like.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 원전 냉각수 부식의 원인이 되는 이온 성분은 Cl- 이온, NO3 - 이온, SO4 2- 이온, H2PO4 - 이온, 니트레이트(nitrate) 이온, 아세테이트(acetate) 이온, 포스페이트(phosphate) 이온, 암모늄 이온(NH4 +), Na+ 이온 및 K+ 등을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the ionic component causing the cooling water corrosion of the nuclear power plant may be Cl − ion, NO 3 − ion, SO 4 2- ion, H 2 PO 4 − ion, nitrate ion, acetate ( acetate) ions, phosphate ions, ammonium ions (NH 4 + ), Na + ions, K + and the like.

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 분석 유닛과 상기 제2 분석 유닛은 동시에 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온 성분 및 상기 원전 냉각수 부식의 원인이 되는 이온 성분을 각각 검출할 수 있다.According to exemplary embodiments, the first analysis unit and the second analysis unit may simultaneously detect the metal cation component corroded from the nuclear power plant coolant flow path and the ionic component causing the nuclear power plant coolant corrosion, respectively.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 원전 냉각수 분석 장치에 따르면, 분석 대상에 따라 분리된 분석 유닛이 동시에 구동되므로 냉각수 내에 존재하는 불순물, 오염 성분등을 실질적으로 모두 검출하고 그 농도를 분석할 수 있다.As described above, according to the nuclear power plant cooling water analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention, since an analysis unit separated according to an analysis target is simultaneously driven, impurities and contaminants present in the cooling water may be substantially detected and the concentration thereof may be analyzed. Can be.

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도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제1 분석 유닛의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2b는 다른 예시적인 실시예들에 따른 제1 분석 유닛의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제2 분석 유닛의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용한 원전 냉각수 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 Co(II) 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 Cu(II) 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 음이온들이 시간에 따라 분리되어 검출된 결과를 나타내는 도면이다.
도 8은 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 Cl- 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 NO3 - 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 SO4 2- 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 H2PO4 - 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출 결과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 기타 이온들이 분리되어 검출된 결과를 나타내는 도면이다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용하여 기타 이온들이 분리되어 검출된 결과를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically illustrating an apparatus for analyzing nuclear power coolant according to exemplary embodiments of the present invention.
2A is a block diagram showing a detailed configuration of a first analysis unit according to exemplary embodiments of the present invention.
2B is a block diagram illustrating a detailed configuration of a first analysis unit according to other example embodiments.
3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a second analysis unit according to exemplary embodiments of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for analyzing nuclear power cooling water using a nuclear power cooling water analyzing apparatus according to exemplary embodiments of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a standard calibration curve derivation result for Co (II) ions using a nuclear power plant cooling water analyzer according to exemplary embodiments.
FIG. 6 is a graph illustrating a standard calibration curve derivation result for Cu (II) ions using a nuclear power plant cooling water analyzer according to exemplary embodiments.
FIG. 7 is a diagram illustrating a result of detecting negative ions separated by time using a nuclear power plant cooling water analyzer according to exemplary embodiments.
8 is a graph showing a result of deriving a standard calibration curve for Cl − ions using a nuclear power plant cooling water analyzer according to exemplary embodiments.
9 is a graph showing a result of deriving a standard calibration curve for NO 3 − ions using a nuclear power plant cooling water analyzing apparatus according to exemplary embodiments.
FIG. 10 is a graph showing a result of deriving a standard calibration curve for SO 4 2- ions using a nuclear power plant cooling water analyzer according to exemplary embodiments.
FIG. 11 is a graph illustrating a standard calibration curve derivation result for H 2 PO 4 − ions using a nuclear power plant coolant analyzer according to exemplary embodiments.
FIG. 12 is a diagram illustrating a result of separation and detection of other ions using a nuclear power plant cooling water analyzer according to exemplary embodiments.
FIG. 13 is a diagram illustrating a result of separately detecting other ions using a nuclear power plant cooling water analyzer according to exemplary embodiments.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous modifications, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "immediately between," or "neighboring to," and "directly neighboring to" should be interpreted as well.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설치된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there are installed features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof, one or more other features or numbers, It is to be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating an apparatus for analyzing nuclear power coolant according to exemplary embodiments of the present invention.

도 1을 참조하면, 원전 냉각수 분석 장치(110)는 냉각수 유로(100)와 연결된 시료 취출부(120), 시료 취출부로부터 서로 분기되는 제1 분석 유닛(140)과 제2 분석 유닛(160) 및 표시부(180)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the nuclear power plant cooling water analyzing apparatus 110 may include a sample extraction unit 120 connected to a cooling water flow path 100, and a first analysis unit 140 and a second analysis unit 160 branching from each other. And a display unit 180.

냉각수 유로(100)는 원자력 발전소에서 사용되는 냉각수의 공급 배관일 수 있다. 일반적으로, 상기 냉각수로서 초순수가 이용되고 있다. 그러나, 냉각수가 지속적으로 순환되면서 상기 냉각수 내 실리카(silica), 염소 이온 등과 같은 음이온 및 금속 이온과 같은 양이온들이 포함되고 이는 냉각수 유로(100)와 같은 각종 배관의 부식을 일으켜 누수(leakage) 등의 문제를 야기할 수 있다.The cooling water flow path 100 may be a supply pipe for cooling water used in a nuclear power plant. In general, ultrapure water is used as the cooling water. However, as the cooling water is continuously circulated, anions such as silica, chlorine ions, and cations such as metal ions are included in the cooling water, which causes corrosion of various pipes such as the cooling water flow path 100 and leaks. Can cause problems.

따라서, 원자력 발전 프로세스가 운용됨과 동시에 원전 안전 사고를 방지하기 위해 상기 냉각수의 성분을 모티터링하는 것이 필요하다.Therefore, it is necessary to monitor the components of the cooling water in order to prevent nuclear safety accidents while operating the nuclear power generation process.

한편, 도시되지는 않았으나, 냉각수 유로(100)로 냉각수를 공급하는 공급 펌프, 냉각 장치 등이 냉각수 유로(100)와 연결되어 구비될 수 있다.On the other hand, although not shown, a supply pump, a cooling device, etc. for supplying the cooling water to the cooling water flow path 100 may be provided in connection with the cooling water flow path 100.

시료 취출부(120)는 냉각수 유로(100) 내부로 흐르는 분석 대상 시료액을 취출하여 제1 및 제2 분석 유닛(140, 160)으로 이송하는 역할을 수행한다. 시료 취출부(120)는 제1 라인(115)을 통해 냉각수 유로(100)와 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제1 라인(115)은 냉각수 유로(100)에 구비된 별도의 홀 등을 통해 냉각수 유로(100)와 연통되어 상기 분석 대상 시료액을 시료 취출부(120)로 공급할 수 있다.The sample extracting unit 120 takes out the analysis target sample liquid flowing into the cooling water flow path 100 and transfers the sample liquid to the first and second analysis units 140 and 160. The sample extractor 120 may be connected to the coolant flow path 100 through the first line 115. Although not shown, the first line 115 may communicate with the coolant flow path 100 through a separate hole provided in the coolant flow path 100 to supply the sample liquid to be analyzed to the sample extracting unit 120. .

예시적인 실시예들에 있어서, 시료 취출부(120)는 냉각수 유로(100)로부터 분석 대상 시료액을 취출하고, 이를 제1 및 제2 분석 유닛(140, 160)으로 상기 시료액을 공급하기 위한 펌프를 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 시료 취출부(120)는 냉각수 유로(100)의 공정 조건에 따라 상기 시료액의 공급 속도를 조절하기 위한 제어부, 시료액 저장 장소 등을 더 포함할 수도 있다.In example embodiments, the sample extracting unit 120 extracts the sample liquid to be analyzed from the cooling water flow path 100 and supplies the sample liquid to the first and second analysis units 140 and 160. A pump may be provided. In one embodiment, the sample extracting unit 120 may further include a control unit for controlling the supply rate of the sample liquid, the sample liquid storage place, etc. according to the process conditions of the cooling water flow path (100).

제1 분석 유닛(140)은 시료 취출부(120)로부터 제2 라인(130)을 통해 시료액을 공급받고 상기 시료액 성분 분석을 수행한다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 분석 유닛(140)은 화학 반응에 의해 방출되는 광의 세기를 검출하여 성분의 농도를 측정하는 화학발광(chemiliminescence : CL) 분석 장치일 수 있다. 제1 분석 유닛(140)의 세부 구성 및 작동 원리에 대해서는 후술할 것이다. 제1 분석 유닛(140)은 주로 냉각수 유로(100)의 부식에 의해 발생하는 금속 양이온을 검출하는데 사용될 수 있다.The first analysis unit 140 receives the sample liquid from the sample extracting unit 120 through the second line 130 and performs the sample liquid component analysis. In exemplary embodiments, the first analysis unit 140 may be a chemiluminescence (CL) analysis device that detects the intensity of light emitted by the chemical reaction and measures the concentration of the component. The detailed configuration and operating principle of the first analysis unit 140 will be described later. The first analysis unit 140 may be mainly used to detect metal cations generated by corrosion of the cooling water flow path 100.

제2 분석 유닛(160)은 시료 취출부(120)로부터 제3 라인(150)을 통해 시료액을 공급받고 상기 시료액 성분 분석을 수행한다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제2 분석 유닛(160)은 모세관 전기영동(capillary electrophoresis : CE) 장치일 수 있다. 제2 분석 유닛(160)은 냉각수 내에 함유되어 냉각수 유로(100)를 부식시키는 알칼리 금속 이온 등과 같은 양이온 및 음이온 성분들을 검출하는데 사용될 수 있다.The second analysis unit 160 receives the sample liquid from the sample extracting unit 120 through the third line 150 and performs the sample liquid component analysis. In example embodiments, the second analysis unit 160 may be a capillary electrophoresis (CE) device. The second analysis unit 160 may be used to detect cation and anion components, such as alkali metal ions, contained in the coolant to corrode the coolant flow path 100.

표시부(180)는 제4 라인(170) 및 제5 라인(175)을 통해 제1 및 제2 분석 유닛(140, 160)으로부터 분석 데이터를 수용하여 실시간으로 상기 시료액의 성분 분석 결과를 표시한다.The display unit 180 receives analysis data from the first and second analysis units 140 and 160 through the fourth line 170 and the fifth line 175 and displays the result of component analysis of the sample liquid in real time. .

도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제1 분석 유닛의 세부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2b는 다른 예시적인 실시예들에 따른 제1 분석 유닛의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.2A is a block diagram showing a detailed configuration of a first analysis unit according to exemplary embodiments of the present invention. 2B is a block diagram illustrating a detailed configuration of a first analysis unit according to other example embodiments.

예시적인 실시예들에 있어서, 제1 분석 유닛(140)은 화학 발광(chemiliminescence) 분석 장치일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 분석 유닛(160)에 의해 구리(Cu), 철(Fe), 코발트(Co) 등의 금속 양이온 성분의 농도가 검출될 수 있다. 이는 냉각수 유로(100)를 형성하는 배관의 금속 물질일 수 있으며, 따라서 제1 분석 유닛(160)을 통해 냉각수 유로(100)의 부식 정도를 예측할 수 있다.In example embodiments, the first analysis unit 140 may be a chemiluminescence analysis device. In example embodiments, concentrations of metal cation components such as copper (Cu), iron (Fe), and cobalt (Co) may be detected by the first analysis unit 160. This may be a metal material of the pipe forming the cooling water flow path 100, and thus, the corrosion level of the cooling water flow path 100 may be predicted through the first analysis unit 160.

도 2a를 참조하면, 제1 분석 유닛(140)은 제1 공급부(10), 제2 공급부(20), 제1 공급부(10)와 제2 공급부(20)로부터 공급액을 수용하는 반응 셀(30), 집광부(40), 제1 검출부(45)를 포함한다.Referring to FIG. 2A, the first analysis unit 140 includes a reaction cell 30 that receives a supply liquid from the first supply unit 10, the second supply unit 20, the first supply unit 10, and the second supply unit 20. ), A light collecting unit 40, and a first detection unit 45.

제1 공급부(10)는 도 1에 도시된 시료 취출부(120)로부터 시료액을 제2 라인(130)을 통해 수용하여, 이를 반응 셀(30)으로 주입한다. 제1 공급부(10)는 반응 셀(30)으로 상기 시료액 공급량을 미세하게 조절할 수 있어야 한다. 따라서, 제1 공급부(10)는 주사기 펌프(syringe pump)를 포함하도록 구성될 수 있다.The first supply unit 10 receives the sample liquid from the sample extracting unit 120 illustrated in FIG. 1 through the second line 130 and injects the sample liquid into the reaction cell 30. The first supply unit 10 should be able to finely adjust the sample liquid supply amount to the reaction cell (30). Thus, the first supply 10 can be configured to include a syringe pump.

제1 공급부(10)로부터 방출되는 시료액은 적하부(15)를 통해 반응 셀(30)로 공급된다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 공급부(10)에 포함되는 상기 주사기 펌프에 의해 제1 관(12) 내로 시료액이 주입되고, 중력에 의한 자유 낙하를 통해 상기 시료액이 반응 셀(30) 상부로 떨어지게 된다.The sample liquid discharged from the first supply unit 10 is supplied to the reaction cell 30 through the dropping unit 15. According to the exemplary embodiments, the sample liquid is injected into the first tube 12 by the syringe pump included in the first supply unit 10, and the sample liquid is freely dropped by the reaction cell 30. ) Will fall to the top.

예시적인 실시예들에 따르면, 시료액은 반응 셀(30) 상부에서 자유낙하에 의해 주입된다. 주입된 상기 시료액은 반응 셀(10)의 상부 표면에서 확산하며 이후 반응액과 반응하여 화학 발광하게 된다. 시료액이 반응 셀(10)의 하부나 측부에서 공급되는 경우 확산이 고르게 일어나기가 어려우며, 먼저 도입된 시료액이 나중에 도입된 시료액의 반응에 영향을 주게 되어 정확한 시료액 성분의 정량분석이 곤란해질 수 있다.According to exemplary embodiments, the sample liquid is injected by free fall above the reaction cell 30. The injected sample solution diffuses from the upper surface of the reaction cell 10 and then reacts with the reaction solution to emit chemiluminescence. When the sample liquid is supplied from the lower part or the side of the reaction cell 10, diffusion is difficult to occur evenly, and the sample liquid introduced earlier affects the reaction of the sample liquid introduced later, making it difficult to quantitatively analyze the sample liquid component. Can be done.

제2 공급부(20)는 반응 셀(30)에 상기 시료액과 반응하여 화학 발광 현상을 일으키는 반응액을 공급하는 역할을 수행한다.The second supply unit 20 serves to supply a reaction solution that reacts with the sample solution to the reaction cell 30 to cause a chemiluminescence phenomenon.

상기 반응액은 루미놀(luminol) 및 과산화수소(H2O2)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 반응액은 붕산(boric acid)을 더 포함할 수도 있다.The reaction solution may include luminol (luminol) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). In one embodiment, the reaction solution may further include boric acid.

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 공급부(20)는 루미놀 용액 및 과산화수소 용액을 각각 별도로 저장하는 저장공간을 구비할 수 있다. 또한 상기 반응액의 공급량을 미세하게 조절하기 위해, 주사기 펌프를 구비할 수 있다.According to exemplary embodiments, the second supply unit 20 may have a storage space for separately storing the luminol solution and the hydrogen peroxide solution. In addition, to finely control the supply amount of the reaction solution, a syringe pump may be provided.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 반응액은 제2 공급부(20)에 연결된 제2 관(22)을 통해 이동하며, 제2 관(22)은 반응 셀(30)의 측부와 연통하여 상기 반응액을 반응 셀(30) 내부로 주입할 수 있다. 이와는 달리, 제2 관(22) 역시 적하부(15)와 같이 구성되어 반응 셀(30)의 상부에서 반응액을 적하시킬 수도 있다.As shown in FIG. 2A, the reaction liquid moves through a second tube 22 connected to a second supply part 20, and the second tube 22 communicates with the side of the reaction cell 30 to react the reaction. The liquid may be injected into the reaction cell 30. Alternatively, the second tube 22 may also be configured like the dropping portion 15 to drop the reaction liquid on the upper portion of the reaction cell 30.

반응 셀(30)은 제1 공급부(10) 및 제2 공급부(20)로부터 각각 공급되는 상기 시료액 및 반응액을 수용한다. 반응 셀(30)은 원통 형 또는 육면체 형상을 가질 수 있다.The reaction cell 30 accommodates the sample liquid and the reaction liquid respectively supplied from the first supply part 10 and the second supply part 20. The reaction cell 30 may have a cylindrical or hexahedral shape.

반응 셀(30)은 그 내부에서 상기 시료액 및 반응액이 반응을 하여 발생하는 광을 투과시키는 투과벽(35)을 구비할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 투과벽(35)은 유리, 석영 혹은 광학용 폴리머 등을 포함할 수 있다. 상기 광학용 폴리머의 예로서 PDMS 혹은 PMMA 등을 들 수 있다.The reaction cell 30 may include a transmission wall 35 through which the sample liquid and the reaction liquid transmit light generated therein. According to example embodiments, the transmission wall 35 may include glass, quartz, or an optical polymer. PDMS, PMMA, etc. are mentioned as an example of the said optical polymer.

한편, 반응이 끝난 반응액 및 시료액이 배출되는 배출구(50)가 반응 셀(30)에 연통하여 구비될 수 있다. 배출구(50)에 의해 반응이 끝난 용액이 계속 배출되므로 연속적으로 상기 시료액의 분석을 실시간으로 수행할 수 있다.On the other hand, the outlet 50 for discharging the reaction solution and the sample solution after the reaction may be provided in communication with the reaction cell (30). Since the reaction solution is continuously discharged by the outlet 50, the analysis of the sample solution may be continuously performed in real time.

집광부(40)는 상기 시료액 및 반응액이 반응하여 발생하는 광 혹은 광자(photon)를 수집하는 역할을 수행한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이 집광부(40)는 반응 셀(30)의 상부에 배치될 수 있으며, 적하부(15)와 일체로 형성될 수 있다.The light collecting unit 40 collects light or photons generated by the reaction between the sample liquid and the reaction liquid. According to exemplary embodiments, as shown in FIG. 2, the light collecting part 40 may be disposed on the reaction cell 30 and may be integrally formed with the dropping part 15.

다른 실시예들에 있어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 집광부(40a)는 반응 셀(10)의 하부에서 투과벽(35)을 통해 방출되는 광을 수집하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 집광부(40a)는 적하부(15)와는 별도로 분리되어 배치된다.In other embodiments, as shown in FIG. 2B, the light collecting portion 40a may be configured to collect light emitted through the transmission wall 35 at the bottom of the reaction cell 10. In this case, the light collecting portion 40a is disposed separately from the dripping portion 15.

다시 도2a를 참조하면, 제1 검출부(45)는 집광부(40)와 연결되어 집광부(40)에 의해 수집된 광을 검출 신호로 변환하는 역할을 수행한다.Referring back to FIG. 2A, the first detector 45 is connected to the light collecting unit 40 to convert light collected by the light collecting unit 40 into a detection signal.

도 2a에 자세히 도시되지는 않았으나, 제1 검출부(45)는 수집된 광 및 광자들을 증폭하는 증폭부 및 증폭된 광을 전기적 신호로 변환하는 신호 변환부를 포함할 수 있다.Although not shown in detail in FIG. 2A, the first detector 45 may include an amplifier that amplifies the collected light and photons and a signal converter that converts the amplified light into an electrical signal.

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 검출부(45)는 PMT(photomultiplier) 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로 집광부(40)를 통해 광이 입사되면 광음극에서 광전효과에 의해 광전자들이 여기된다. 상기 광전자들은 전자 증폭기 들에 의해 그 수가 증폭되며, 증폭된 상기 광전자들이 양극에 도달함으로서 전기적 신호로 변환될 수 있다. 상기 전자 증폭기들은 연속적인 증폭이 가능하도록 복수개로 구비될 수도 있다.According to exemplary embodiments, the first detector 45 may include a photomultiplier (PMT) structure. Specifically, when light is incident through the light collecting part 40, photoelectrons are excited by the photoelectric effect in the photocathode. The photoelectrons are amplified in number by electronic amplifiers and can be converted into electrical signals by reaching the anode. The electronic amplifiers may be provided in plural so as to enable continuous amplification.

표시부(180)는 제1 검출부(45)로부터 방출되는 전기적 신호를 수용하여 이를 통해 시료액 성분의 농도를 표시하는 역할을 한다. 표시부(180)를 통해 시료액 내 분석 대상 성분의 농도를 확인할 수 있다.The display unit 180 receives the electrical signal emitted from the first detection unit 45 and thereby displays the concentration of the sample liquid component. The concentration of the analysis target component in the sample liquid may be confirmed through the display unit 180.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제2 분석 유닛의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a second analysis unit according to exemplary embodiments of the present invention.

예시적인 실시예들에 있어서, 제2 분석 유닛(160)은 모세관 전기영동(capillary electrophoresis : CE) 분석 장치일 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 분석 유닛(160)에 의해 Na+, K+ 등의 양이온과 SO4 2-, Cl- 등의 음이온 성분의 농도가 검출될 수 있다. 이는 냉각수 유로(100)를 통해 흐르는 냉각수 등에 함유된 배관 부식의 소스가 되는 이온들일 수 있다.In example embodiments, the second analysis unit 160 may be a capillary electrophoresis (CE) analysis device. According to exemplary embodiments, the concentration of cations such as Na + , K + and anionic components such as SO 4 2− , Cl − may be detected by the second analysis unit 160. This may be ions which are sources of pipe corrosion contained in the cooling water flowing through the cooling water flow path 100.

도 3을 참조하면, 제2 분석 유닛(160)은 시료 공급부(60), 제1, 제2 및 제3 저장 용기(55, 61, 63), 제1, 제2 및 제3 전극(57, 65, 67), 모세관(69), 광원(70) 및 제2 검출부(75)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the second analysis unit 160 includes the sample supply unit 60, the first, second and third storage containers 55, 61, and 63, and the first, second and third electrodes 57, 65, 67, a capillary tube 69, a light source 70, and a second detector 75.

시료 공급부(60)는 도 1에 도시된 시료 취출부(120)로부터 시료액을 제3 라인(150)을 통해 수용하여, 이를 제1 저장 용기(55)로 도입한다. 제1 저장 용기(55)에는 시료액이 저장되며, 제1 전극(57)이 상기 시료액에 담겨져 제1 저장 용기(55) 내에 배치된다. 도시되지는 않았으나, 제1 저장 용기(55)는 시료액을 지속적으로 교체하기 위한 배출구를 구비할 수도 있다. The sample supply unit 60 receives the sample liquid from the sample extracting unit 120 illustrated in FIG. 1 through the third line 150, and introduces the sample liquid into the first storage container 55. The sample liquid is stored in the first storage container 55, and the first electrode 57 is contained in the sample liquid and disposed in the first storage container 55. Although not shown, the first storage container 55 may be provided with an outlet for continuously replacing the sample liquid.

제2 및 제3 저장 용기(61, 63)에는 완충용액이 저장되며 각각 제2 전극 및 제3 전극(65, 67)이 상기 완충 용액에 담겨져 제1 및 제2 저장 용기(61, 63) 내에 각각 배치된다.The buffer solution is stored in the second and third storage containers 61 and 63, and the second electrode and the third electrode 65 and 67 are respectively contained in the buffer solution to be stored in the first and second storage containers 61 and 63. Each is arranged.

제1, 제2 및 제3 전극(57, 65, 67)으로서 각각 백금 전극을 사용할 수 있다.Platinum electrodes can be used as the first, second, and third electrodes 57, 65, 67, respectively.

상기 완충 용액은 선택된 pH 범위에서 높은 완충 용량을 가지며, 시료액의 이동을 방해하지 않도록 낮은 이동도를 가지며, 제2 검출부(75)에서의 측정을 방해하지 않기 위해 낮은 흡광도를 가지는 것이 바람직하다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 완충 용액은 크로메이트(chromate), 트리스(tris-hydroxymethyl-aminomethane, THAM), PDC(2,6-Pyridinedicarboxylic acid), CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide) 등을 포함하는 혼합 용액을 사용할 수 있다. 또한 상기 완충용액의 pH는 8 내지 9의 범위로 조절될 수 있으며, 일 실시예에 따르면 상가 pH 값은 약 8.5로 유지할 수 있다.The buffer solution has a high buffer capacity in the selected pH range, has a low mobility so as not to interfere with the movement of the sample liquid, and has a low absorbance so as not to interfere with the measurement in the second detection unit 75. In some example embodiments, the buffer solution may include a mixed solution including chromate, tris-hydroxymethyl-aminomethane (THAM), PDC (2,6-Pyridinedicarboxylic acid), and CTyl (Cetyltrimethylammonium bromide). Can be used. In addition, the pH of the buffer solution can be adjusted in the range of 8 to 9, according to one embodiment the pH value of the addition can be maintained at about 8.5.

전원 공급부(68)는 제1, 제2 및 제3 전극(57, 65, 67)과 연결되어 직류 전압을 상기 전극들에 공급하는 역할을 수행한다. 예시적인 실시예들에 따르면, 전원 공급부(68)에 의해 약 10 내지 30kV의 직류 전압이 공급될 수 있다.The power supply unit 68 is connected to the first, second and third electrodes 57, 65, and 67 to supply a DC voltage to the electrodes. According to example embodiments, a DC voltage of about 10 to 30 kV may be supplied by the power supply 68.

도 3을 참조하면, 먼저 모세관(69)의 양단은 각각 제2 및 제3 저장용기(61, 63)의 완충 용액에 담겨져 있다. 모세관 내부에는 실리카(SiO2) 물질이 충진되어 내벽을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 3, first, both ends of the capillary tube 69 are contained in buffer solutions of the second and third reservoirs 61 and 63, respectively. The capillary may be filled with a silica (SiO 2 ) material to form an inner wall.

이후, 전원 공급부(68)에서 직류 전압이 인가되면, 완충 용액이 모세관(69) 내부로 이동하여 모세관(69)을 충진할 수 있다.Thereafter, when a DC voltage is applied from the power supply 68, the buffer solution may move into the capillary 69 to fill the capillary 69.

상기 완충 용액은 모세관(69) 내부에서 전기삼투 흐름(electroosmotic flow)에 의해 이동하며, 특히 상기 완충용액의 양이온들은 실리카의 이온화로 인해 음으로 하전된 모세관(69) 내벽에 흡착될 수 있다.The buffer solution is moved by an electroosmotic flow inside the capillary 69, and in particular, the cations of the buffer solution may be adsorbed to the inner wall of the negatively charged capillary 69 due to ionization of silica.

이후, 모세관(69)의 전단을 시료액을 포함하는 제1 저장용기(55)에 침지시키고 전원공급부(68)를 제1 전극(57)과 연결하여 직류 전압을 인가하면 상기 시료액을 모세관(69) 내부로 도입할 수 있다. 다시, 모세관(69)을 제2 저장용기(61)에 침지시키고 제2 전극(65)을 통해 직류전압을 인가하면, 완충 용액과 함께 시료액은 전기영동 흐름(electrophoretic flow)에 의해 모세관(69)의 말단 측으로 이동하며, 시료액에 함유된 이온들은 전하 대 이온크기의 비에 따라 이동도(mobility)의 차이가 발생하며, 상기 이동도 차이에 의해 이온들의 분리 및 검출이 가능하다.Subsequently, when the front end of the capillary tube 69 is immersed in the first storage container 55 containing the sample liquid, and the power supply unit 68 is connected to the first electrode 57 to apply a DC voltage, the sample liquid is capillary ( 69) It can be introduced inside. Again, when the capillary tube 69 is immersed in the second storage container 61 and a direct current voltage is applied through the second electrode 65, the sample liquid together with the buffer solution is capillary tube 69 by an electrophoretic flow. The ions move toward the terminal side, and the ions contained in the sample liquid generate a difference in mobility according to the ratio of charge to ion size, and the ions can be separated and detected by the difference in mobility.

도시되지는 않았으나, 제2 분석 유닛(160)은 모세관(69)의 상기 전단이 침지되는 제1 및 제2 저장용기(55, 61)를 교체하기 위한 저장 용기 이동 수단을 더 포함할 수 있다. Although not shown, the second analysis unit 160 may further include storage vessel moving means for replacing the first and second reservoirs 55 and 61 in which the front end of the capillary tube 69 is immersed.

상기 분리된 이온들이 모세관(69)의 말단 측에 도달하면, 상기 말단 측에 구비된 광원(70)을 통해 광을 조사하고 제2 검출부(75)에서는 광 조사에 의한 흡광도 차이를 측정함으로써 이를 전기적 신호로 변환한다. 모세관(69)의 상기 말단 측에는 광원(70)에서 조사되는 광을 투과시키 위한 투과부(72)가 구비될 수 있다. When the separated ions reach the end of the capillary 69, the light is irradiated through the light source 70 provided at the end, and the second detector 75 measures the difference in absorbance due to light irradiation. Convert to a signal. The distal end side of the capillary tube 69 may be provided with a transmission unit 72 for transmitting light emitted from the light source 70.

표시부(180)는 제2 검출부(75)로부터 방출되는 신호를 수용하여 이를 통해 시료액 성분의 농도를 표시하는 역할을 한다. 표시부(180)를 통해 시료액 내 분석 대상 성분의 농도를 실시간으로 확인할 수 있다.The display unit 180 receives the signal emitted from the second detection unit 75 and serves to display the concentration of the sample liquid component therethrough. The display unit 180 may check the concentration of the analysis target component in the sample liquid in real time.

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 검출부(75)는 제1 검출부(45)와 유사하게 PMT(photomultiplier) 구조를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 검출부(75)는 투과부(72)를 투과한 광을 수집하는 집광부 및 상기 광을 증폭하는 전자 증폭기 등을 구비할 수 있다. According to example embodiments, the second detector 75 may include a photomultiplier (PMT) structure similar to the first detector 45. In detail, the second detection unit 75 may include a light collecting unit for collecting the light transmitted through the transmission unit 72, an electronic amplifier for amplifying the light, and the like.

이하에서는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용한 원전 냉각수 분석 방법에 대해 설명할 것이다.Hereinafter, a method for analyzing nuclear power coolant using a nuclear power coolant analysis apparatus according to exemplary embodiments of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치를 이용한 원전 냉각수 분석 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for analyzing nuclear power cooling water using a nuclear power cooling water analyzing apparatus according to exemplary embodiments of the present invention.

도 4를 참조하면, 시료액을 취출한다(S10). 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 시료액은 원자력 발전소의 배관(즉, 냉각수 유로(100))으로부터 취출한 냉각수 일 수 있다.4, the sample liquid is taken out (S10). According to exemplary embodiments, the sample liquid may be coolant drawn from a pipe of the nuclear power plant (ie, the coolant flow path 100).

취출된 상기 시료액을 제1 및 제2 공급 유닛(140, 160)으로 각각 공급한다(S11, S21). 시료 취출부(150)에 구비된 펌프를 이용하여 제2 라인(130) 및 제3 라인(150)을 통해 상기 시료액을 각각 제1 및 제2 공급 유닛(140, 160)으로 공급할 수 있다.The sample liquid taken out is supplied to the first and second supply units 140 and 160, respectively (S11 and S21). The sample liquid may be supplied to the first and second supply units 140 and 160 through the second line 130 and the third line 150 using a pump provided in the sample extracting unit 150.

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 공급 유닛(140)은 화학 발광(CL) 분석 장치일 수 있으며, 제2 공급 유닛(160)은 모세관 전기영동(CE) 분석 장치일 수 있다.According to exemplary embodiments, the first supply unit 140 may be a chemiluminescence (CL) analysis device, and the second supply unit 160 may be a capillary electrophoresis (CE) analysis device.

상기 시료액이 제1 및 제2 공급 유닛(140, 160)에 공급되면 시료액에 함유된 성분의 분석이 각 유닛에서 동시에, 실시간으로 이루어진다.When the sample liquid is supplied to the first and second supply units 140 and 160, the analysis of the components contained in the sample liquid is simultaneously performed in each unit in real time.

우선, 제1 공급 유닛(140)에서의 시료 분석 방법은 하기와 같다.First, the sample analysis method in the 1st supply unit 140 is as follows.

먼저, 시료액 및 반응액을 반응 셀(30) 내부로 주입한다(S12). 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 시료액은 주사기 펌프를 구비한 제1 공급부(10)를 통해 소량씩 적하부(15)로 공급되며, 적하부(15)를 통해 반응 셀(30) 내로 자유 낙하에 의해 떨어질 수 있다. 또한 상기 반응액은 주사기 펌프를 구비한 제2 공급부(20)를 통해 반응 셀(30) 내부로 도입될 수 있다. 상기 반응액은 상기 시료액과 같이 반응 셀(30) 상부에서 자유 낙하에 의해 떨어뜨릴 수도 있으며, 이와는 달리 제2 공급부(20)와 연결된 제2 관(22)을 통해 반응 셀(30)의 측부로 도입될 수도 있다.First, the sample liquid and the reaction liquid are injected into the reaction cell 30 (S12). According to exemplary embodiments, the sample liquid is supplied in small portions to the dropping portion 15 through the first supply portion 10 having the syringe pump, and freely into the reaction cell 30 through the dropping portion 15. Can fall by falling. In addition, the reaction solution may be introduced into the reaction cell 30 through the second supply unit 20 having the syringe pump. The reaction solution may be dropped by free fall from the upper part of the reaction cell 30 as the sample liquid. Alternatively, the side of the reaction cell 30 may be separated through the second pipe 22 connected to the second supply part 20. May be introduced.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반응액은 루미놀 용액 및 과산화수소 용액을 포함할 수 있다.In example embodiments, the reaction solution may include a luminol solution and a hydrogen peroxide solution.

이후, 반응 셀 내부에서 상기 시료액 및 반응액이 반응하여 방출되는 광을 수집하여 측정한다(S13). 구체적으로, 집광부(40)를 통해 광을 수집하고 PMT 구조를 갖는 제1 검출부(45)를 통해 증폭하여 이를 전기적 신호로 변환할 수 있다.Thereafter, the sample solution and the reaction solution within the reaction cell collect the light emitted by the reaction is measured (S13). In detail, light may be collected through the light collecting part 40, and may be amplified by the first detection part 45 having a PMT structure to convert the light into an electrical signal.

표시부(180)을 통해 상기 전기적 신호를 이용하여 시료 내 성분의 농도를 관찰자가 인식할 수 있도록 표시한다(S30).The display unit 180 displays the concentration of the component in the sample so that the observer can recognize the electrical signal (S30).

예시적인 실시예들에 따르면, 제1 분석 유닛(140)을 통해 코발트, 구리, 철 등과 같은 냉각수 유로(100)로부터 부식된 금속 양이온 성분들의 농도가 측정되어 표시부(180)를 통해 표시될 수 있다.In example embodiments, the concentration of the metal cation components corroded from the cooling water flow path 100 such as cobalt, copper, iron, etc. may be measured and displayed on the display unit 180 through the first analysis unit 140. .

제2 분석 유닛(160)에서의 분석 방법은 다음과 같다.The analysis method in the second analysis unit 160 is as follows.

시료 취출부(150)로부터 상기 시료액이 제2 분석 유닛(160)으로 도입되면, 상기 시료액을 모세관(69) 내부로 이동시킨다(S22). When the sample liquid is introduced into the second analysis unit 160 from the sample extracting unit 150, the sample liquid is moved into the capillary tube 69 (S22).

먼저, 모세관(69)의 전단을 제2 전극(65)과 함께 제2 저장 용기(61) 내에서 완충용액에 침지시키고. 모세관(69)의 후단은 제3 전극(67)과 함께 제3 저장 용기(63) 내에서 완충용액에 침지시킨다. 예시적인 실시예들에 따르면 상기 완충용액은 크로메이트, 트리스, PDC(2,6-Pyridinedicarboxylic acid), CTAB 등을 포함할 수 있다. 전원 공급부(68)를 통해 제2, 제3 전극(65, 67)에 직류 전압을 인가하여 상기 완충 용액을 모세관(69) 내부로 이동시킨다. 상기 완충 용액은 모세관(69) 내부에서 전기삼투 흐름(electroosmotic flow)에 의해 이동할 수 있으며, 특히 상기 완충용액의 양이온들은 실리카의 이온화로 인해 음으로 하전된 모세관(69) 내벽에 흡착될 수 있다.First, the front end of the capillary tube 69 is immersed in the buffer solution in the second storage container 61 together with the second electrode 65. The rear end of the capillary tube 69 is immersed in the buffer solution in the third storage container 63 together with the third electrode 67. According to exemplary embodiments, the buffer solution may include chromate, tris, PDC (2,6-Pyridinedicarboxylic acid), CTAB, and the like. The buffer solution is moved into the capillary 69 by applying a DC voltage to the second and third electrodes 65 and 67 through the power supply 68. The buffer solution may be moved by electroosmotic flow inside the capillary 69, and in particular, the cations of the buffer solution may be adsorbed to the inner wall of the negatively charged capillary 69 due to ionization of silica.

이후, 모세관(69)의 상기 전단을 제2 분석 유닛(160)의 시료공급부(60)로부터 공급된 상기 시료액을 포함하는 제1 저장 용기(55)에 침지시킨다. 전원 공급부(68)를 제1 저장 용기(55)의 제1 전극(57)에 연결하여 직류 전압을 인가하면, 모세관(69) 내부로 상기 시료액이 도입될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 전원 공급부(68)에 의해 약 10 내지 30kV의 직류 전압이 공급될 수 있다. Thereafter, the front end of the capillary tube 69 is immersed in the first storage container 55 containing the sample liquid supplied from the sample supply unit 60 of the second analysis unit 160. When the power supply unit 68 is connected to the first electrode 57 of the first storage container 55 to apply a DC voltage, the sample liquid may be introduced into the capillary tube 69. According to example embodiments, a DC voltage of about 10 to 30 kV may be supplied by the power supply 68.

이어서, 모세관(69)의 상기 전단을 다시 완충용액을 포함하는 제2 저장 용기(61)에 침지시키고 제2 전극(65)을 통해 직류 전압을 인가하여 상기 시료액을 모세관(69)의 말단 측으로 이동시킬 수 있다. 상기 시료액은 전기영동 흐름(electrophoretic flow)에 의해 모세관(69)의 말단 측으로 이동할 수 있으며, 상기 시료액에 함유된 이온들은 전하 대 이온크기의 비에 따라 이동도의 차이가 발생하며, 상기 이동도 차이에 의해 이온들의 분리 및 검출이 가능하다.Subsequently, the front end of the capillary tube 69 is again immersed in the second storage container 61 containing the buffer solution and a direct current voltage is applied through the second electrode 65 to direct the sample liquid to the end side of the capillary tube 69. You can move it. The sample liquid may move to the end side of the capillary tube 69 by an electrophoretic flow, and the ions contained in the sample liquid may have a difference in mobility depending on a ratio of charge to ion size. The difference in degrees allows separation and detection of ions.

이후, 광원(70)을 통해 광을 조사하여 검출부(75)에 의해 모세관(69) 상기 말단 측에 도달한 이온들의 흡광도를 측정한다(S23).Thereafter, light is irradiated through the light source 70 to measure the absorbance of ions reaching the terminal side of the capillary tube 69 by the detection unit 75 (S23).

검출부(75)는 측정된 흡광도를 전기적 신호로 변환할 수 있다. 표시부(180)는 상기 전기적 신호를 변환하여 시료액 성분의 농도를 표시할 수 있다(S30).The detector 75 may convert the measured absorbance into an electrical signal. The display unit 180 may display the concentration of the sample liquid component by converting the electrical signal (S30).

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 분석 유닛(160)에서의 분석 방법에 의해 Cl-, NO3 -,SO4 2-및 H2PO4 2- 이온등과 같은 배관 부식의 주 원인이 되는 음이온들이 분석될 수 있으며, 이들 음이온들과 쌍이 되는 Na+, K+ 등의 양이온들도 함께 분석될 수 있다.According to exemplary embodiments, the main method of pipe corrosion such as Cl − , NO 3 − , SO 4 2- , H 2 PO 4 2- ions, etc. may be caused by the analytical method in the second analysis unit 160. Anions can be analyzed and cations such as Na + and K + paired with these anions can also be analyzed together.

제1 분석 유닛(140) 및 제2 분석 유닛(160)에서의 시료액 분석은 동시에 수행되며, 상기 유닛들에서의 측정 결과는 하나의 표시부(180)를 통해 동시에 표시될 수 있다.The sample liquid analysis in the first analysis unit 140 and the second analysis unit 160 may be performed simultaneously, and the measurement results in the units may be simultaneously displayed through one display unit 180.

이하에서는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 시료 분석 장치를 사용하여 이온 성분 검출 재현성을 확인하기 위한 실험예들에 대해 설명할 것이다.
Hereinafter, experimental examples for confirming ionic component detection reproducibility using a sample analysis apparatus according to exemplary embodiments of the present invention will be described.

실험예 1: Co(II) 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출Experimental Example 1: Derivation of a Standard Calibration Curve for Co (II) Ions

Co 이온을 포함하는 표준용액을 희석하여 각각 50ppt, 100ppt 및 500ppt의 샘플 Co(II) 용액을 제조하였다.A standard solution containing Co ions was diluted to prepare a sample Co (II) solution of 50ppt, 100ppt and 500ppt, respectively.

상기 용액들을 순차적으로 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치의 적하부(15)를 통해 반응 셀(30) 내부로 주입시키고 동시에 0.01M의 루미놀 용액을 제2 공급부(20)를 통해 함께 주입한 후 제1 검출부(45)를 통해 광의 세기를 측정하였다.The solutions are sequentially injected into the reaction cell 30 through the dropping portion 15 of the nuclear power plant cooling water analyzing apparatus according to the exemplary embodiments of the present invention, and at the same time, a second supply unit 20 is added with 0.01 M luminol solution. After the injection together, the light intensity was measured through the first detection unit 45.

상기 측정 결과를 도 5에 도시된 바와 같이 표준 검정 곡선으로 변환하였다. 도 5를 참조하면, 기울기가 약 11.41508의 직선형의 표준 검정 곡선을 얻을 수 있었다.
The measurement results were converted to standard calibration curves as shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, a straight standard calibration curve with a slope of about 11.41508 could be obtained.

실험예 2 : Cu(II) 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출Experimental Example 2 Derivation of a Standard Calibration Curve for Cu (II) Ions

Cu 이온을 포함하는 표준용액을 희석하여 각각 50ppt, 100ppt 및 500ppt의 샘플 Cu(II) 용액을 제조하였다.A standard solution containing Cu ions was diluted to prepare 50 ppm, 100 ppm and 500 ppm of sample Cu (II) solutions, respectively.

상기 용액들을 실험예 1에서와 마찬가지로 광의 세기를 측정하였다.The solutions were measured for light intensity as in Experimental Example 1.

상기 측정 결과를 도 6에 도시된 바와 같이 표준 검정 곡선으로 변환하였다. 도 6를 참조하면, 기울기가 약 5.44421의 직선형의 표준 검정 곡선을 얻을 수 있었다.The measurement results were converted to standard calibration curves as shown in FIG. 6. Referring to FIG. 6, a straight standard calibration curve with a slope of about 5.44421 could be obtained.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치의 제1 분석 유닛을 사용하여 측정한 결과 코발트(Co) 및 구리(Cu)와 같은 금속 양이온 농도를 우수한 재현성 및 정확도로 측정할 수 있었다.
As shown in FIGS. 5 and 6, metal cation concentrations such as cobalt (Co) and copper (Cu) as a result of using the first analysis unit of the nuclear power plant cooling water analysis device according to exemplary embodiments of the present invention. Can be measured with good reproducibility and accuracy.

실험예 3 : 음이온 성분에 대한 분리 실험Experimental Example 3 Separation Experiments for Anion Components

Cl- 이온, NO3 - 이온, SO4 2- 이온 및 H2PO4 - 이온을 각각 포함하는 표준용액을 혼합한 시료액을 제조하였다. 이를 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치의 모세관 내부로 20kV의 직류 전압을 인가함으로써 이동시켰다. 완충용액으로서 크로메이트 15mM, 트리스 35mM, PDC 10mM 및 CTAB 0.09mM의 조성비로 혼합한 pH 8.5의 완충용액을 사용하였다. 한편 길이 60.7cm, 내직경 50㎛ 및 외직경 360㎛의 모세관을 사용하였다.A sample solution was prepared by mixing a standard solution containing Cl − ions, NO 3 − ions, SO 4 2 − ions, and H 2 PO 4 − ions, respectively. This was moved by applying a DC voltage of 20 kV into the capillary of the nuclear power plant cooling water analysis apparatus according to exemplary embodiments of the present invention. As a buffer solution, a buffer solution of pH 8.5 mixed at a composition ratio of chromate 15 mM, Tris 35 mM, PDC 10 mM and CTAB 0.09 mM was used. On the other hand, a capillary tube having a length of 60.7 cm, an inner diameter of 50 mu m, and an outer diameter of 360 mu m was used.

도 7은 상기 음이온들이 시간에 따라 분리되어 검출된 결과를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating a result of detecting the anions separated by time.

도 7을 참조하면, 이온 크기 및 전하량에 따른 이동도 차이에 의해 상기 이온들이 분리되어 검출되는 것을 알 수 있다. 즉 Cl- 이온이 가장 먼저 검출되었고, 이후 NO3 - 이온, SO4 2- 이온 및 H2PO4 - 이온 순으로 검출된 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 7, it can be seen that the ions are separated and detected by the mobility difference according to the ion size and the charge amount. In other words, it can be seen that Cl − ions were detected first, followed by NO 3 − ions, SO 4 2- ions, and H 2 PO 4 − ions.

실험예 4 : ClExperimental Example 4: Cl -- 이온에 대한 표준 검정 곡선 도출 Derivation of standard calibration curve for ions

Cl- 이온을 포함하는 표준용액을 희석하여 각각 20ppb, 40ppb 및 60ppb의 Cl- 이온 시료액을 제조하였다. 다른 조건은 실험예 3과 동일하게 하여 상기 시료액 각각에 대한 흡광도를 검출부(75)를 통해 측정하였다.A standard solution containing Cl − ions was diluted to prepare 20 ppm, 40 ppm, and 60 ppm of Cl − ion sample solutions, respectively. Other conditions were the same as in Experimental Example 3, the absorbance for each of the sample solution was measured through the detection unit 75.

상기 측정 결과를 도 8에 도시된 바와 같이 표준 검정 곡선으로 변환하였다. 도 8을 참조하면, 기울기가 약 69.05238의 직선형의 표준 검정 곡선을 얻을 수 있었다.
The measurement results were converted to standard calibration curves as shown in FIG. 8. Referring to FIG. 8, a straight standard calibration curve with a slope of about 69.05238 could be obtained.

실험예 5 : NOExperimental Example 5: NO 33 -- 이온에 대한 표준 점정 곡선 도출 Derivation of Standard Stitch Curves for Ions

NO3 - 이온을 포함하는 표준용액을 희석하여 각각 20ppb, 40ppb 및 60ppb의 NO3 - 이온 시료액을 제조하였다. 다른 조건은 실험예 3과 동일하게 하여 상기 시료액 각각에 대한 흡광도를 검출부(75)를 통해 측정하였다.A standard solution containing NO 3 − ions was diluted to prepare a 20 ppb, 40 ppb, and 60 ppb NO 3 − ion sample solution, respectively. Other conditions were the same as in Experimental Example 3, the absorbance for each of the sample solution was measured through the detection unit 75.

상기 측정 결과를 도 9에 도시된 바와 같이 표준 검정 곡선으로 변환하였다. 도 9를 참조하면, 기울기가 약 43.88214의 직선형의 표준 검정 곡선을 얻을 수 있었다.
The measurement results were converted to standard calibration curves as shown in FIG. 9. 9, a straight standard calibration curve with a slope of about 43.88214 could be obtained.

실험예 6 : SOExperimental Example 6 SO 44 2-2- 이온에 대한 표준 점정 곡선 도출 Derivation of Standard Stitch Curves for Ions

SO4 2- 이온을 포함하는 표준용액을 희석하여 각각 20ppb, 40ppb 및 60ppb의 SO4 2- 이온 시료액을 제조하였다. 다른 조건은 실험예 3과 동일하게 하여 상기 시료액 각각에 대한 흡광도를 검출부(75)를 통해 측정하였다.A standard solution containing SO 4 2- ions was diluted to prepare a 20 ppb, 40 ppb, and 60 ppb SO 4 2- ion sample solution, respectively. Other conditions were the same as in Experimental Example 3, the absorbance for each of the sample solution was measured through the detection unit 75.

상기 측정 결과를 도 10에 도시된 바와 같이 표준 검정 곡선으로 변환하였다. 도 10을 참조하면, 기울기가 약 58.30476의 직선형의 표준 검정 곡선을 얻을 수 있었다.
The measurement results were converted to standard calibration curves as shown in FIG. 10. Referring to FIG. 10, a straight standard calibration curve with a slope of about 58.30476 could be obtained.

실험예 7 : HExperimental Example 7: H 22 POPO 44 -- 이온에 대한 표준 점정 곡선 도출 Derivation of Standard Stitch Curves for Ions

H2PO4 - 이온을 포함하는 표준용액을 희석하여 각각 20ppb, 40ppb 및 60ppb의 H2PO4 - 이온 시료액을 제조하였다. 다른 조건은 실험예 3과 동일하게 하여 상기 시료액 각각에 대한 흡광도를 검출부(75)를 통해 측정하였다.A standard solution containing H 2 PO 4 − ions was diluted to prepare a 20 ppb, 40 ppb, and 60 ppb H 2 PO 4 - ion sample solution, respectively. Other conditions were the same as in Experimental Example 3, the absorbance for each of the sample solution was measured through the detection unit 75.

상기 측정 결과를 도 11에 도시된 바와 같이 표준 검정 곡선으로 변환하였다. 도 11을 참조하면, 기울기가 약 119.48266의 직선형의 표준 검정 곡선을 얻을 수 있었다.The measurement results were converted to standard calibration curves as shown in FIG. 11. Referring to FIG. 11, a straight standard calibration curve with a slope of about 119.48266 was obtained.

도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 원전 냉각수 분석 장치의 제2 분석 유닛을 사용하여 측정한 결과 Cl- 이온, NO3 - 이온, SO4 2- 이온 및 H2PO4 - 이온 등과 같은 음이온 성분의 농도를 우수한 재현성 및 정확도로 측정할 수 있었다.
As shown in Fig. 8 to 11, Cl - ions, NO 3 - ions, SO 4 2- ions as measured using a second analysis unit of the nuclear power plant cooling water analysis apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention And concentrations of anionic components such as H 2 PO 4 − ions and the like could be measured with excellent reproducibility and accuracy.

실험예 8 : 기타 이온들에 대한 분리 실험Experimental Example 8 Separation Experiments on Other Ions

니트레이트(nitrate) 이온, 아세테이트(acetate) 이온 및 포스페이트(phosphate) 이온을 각각 포함하는 표준용액을 혼합한 시료액을 제조하였다. 상기 이온들은 주로 알루미늄을 포함하는 금속 배관의 부식의 원인이 되는 이온들이다. 이후, 상술한 실험예 3과 동일한 조건으로 상기 이온들을 분리하였다.A sample solution was prepared by mixing a standard solution containing nitrate ions, acetate ions, and phosphate ions, respectively. The ions are ions that mainly cause corrosion of the metal pipe including aluminum. Thereafter, the ions were separated under the same conditions as in Experimental Example 3 described above.

도 12는 상기의 이온들이 시간에 따라 분리되어 검출된 결과를 나타내는 도면이다. 도 12를 참조하면, 이온 크기 및 전하량에 따른 이동도의 차이에 의해 상기 이온들이 분리되어 검출되었다.12 is a diagram illustrating a result of detection of the ions separated by time. Referring to FIG. 12, the ions were separated and detected by differences in mobility according to ion size and charge amount.

한편, 역시 알루미늄을 포함하는 금속 배관의 부식의 원인이 될 수 있는 나트륨 이온(Na+) 및 암모늄 이온(NH4 +) 에 대해 동일한 조건으로 분리 실험을 수행하였다.Meanwhile, separation experiments were performed under the same conditions for sodium ions (Na + ) and ammonium ions (NH 4 + ), which may also cause corrosion of metal pipes including aluminum.

도 13은 상기 두 이온들이 시간에 따라 분리되어 검출된 결과를 나타내는 도면이다. 도 13을 참조하면, 이온 크기 및 전하량에 따른 이동도의 차이에 의해 음이온 뿐만 아니라 양이온들도 분리되어 검출됨을 알 수 있다.13 is a diagram illustrating a result of detecting the two ions separated by time. Referring to FIG. 13, it can be seen that not only anions but also cations are separated and detected by differences in mobility according to ion size and charge amount.

이상에서는 실시예들을 참조하여 본 발명에 대해 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, those skilled in the art may variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. I can understand that you can.

본 발명에 따른 원전 냉각수 분석 장치 및 원전 냉각수 분석 방법을 통해 원자력 발전소에 사용되는 냉각수의 성분들을 분석하는데 사용할 수 있으며, 따라서 이는 원전 안전 사고 방지를 위해 유용하게 활용될 수 있다. Through the nuclear power plant coolant analysis apparatus and the nuclear power plant coolant analysis method according to the present invention can be used to analyze the components of the cooling water used in nuclear power plants, and thus it can be usefully used for the prevention of nuclear safety accidents.

10 : 제1 공급부 12 : 제1 관
15 : 적하부 20 : 제2 공급부
22 : 제2 관 30 : 반응 셀
35 : 투과벽 40, 40a : 집광부
45 : 제1 검출부 50 : 배출부
55 : 제1 저장 용기 57 : 제1 전극
60 : 시료 공급부 61 : 제2 저장 용기
63 : 제3 저장 용기 65 : 제2 전극
67 : 제3 전극 68 : 전원공급부
69 : 모세관 70 : 광원
72 : 투과부 75 : 제2 검출부
100 : 냉각수 유로 110 : 원전 냉각수 분석 장치
115 : 제1 라인 120 : 시료 취출부
130 : 제2 라인 140 : 제1 분석 유닛
150 : 제3 라인 160 : 제2 분석 유닛
170 : 제4 라인 175 : 제5 라인
180 : 표시부10: first supply part 12: first pipe
15: dripping part 20: second supply part
22: second tube 30: reaction cell
35: transmission wall 40, 40a: light collecting part
45: first detection unit 50: discharge unit
55: first storage container 57: first electrode
60: sample supply section 61: second storage container
63: third storage container 65: second electrode
67: third electrode 68: power supply
69 capillary 70 light source
72: transmission part 75: second detection part
100: cooling water flow path 110: nuclear power plant cooling water analysis device
115: first line 120: sample extracting unit
130: second line 140: first analysis unit
150: third line 160: second analysis unit
170: fourth line 175: fifth line
180:

Claims (11)

원전 냉각수 유로로부터 분석 대상 시료액을 취출하는 시료 취출부;
상기 시료 취출부로부터 상기 시료액을 공급받아 화학발광에 의해 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온의 성분을 검출하는 제1 분석 유닛; 및
상기 시료 취출부로부터 상기 시료액을 공급받아 모세관 전기영동에 의해 상기 원전 냉각수 유로의 부식 원인이 되는 이온 성분을 검출하는 제2 분석 유닛을 포함하는 원전 냉각수 분석 장치.A sample extracting unit which extracts the sample liquid to be analyzed from the nuclear power plant cooling water flow path;
A first analyzing unit which receives the sample liquid from the sample extracting unit and detects a component of a metal cation that has been corroded from the nuclear power plant cooling water flow path by chemiluminescence; And
And a second analysis unit which receives the sample liquid from the sample extracting unit and detects ions that cause corrosion of the nuclear power plant cooling water flow path by capillary electrophoresis. 제1항에 있어서, 상기 제1 분석 유닛은,
화학 발광 반응이 일어나는 반응 셀;
상기 반응 셀에 상기 시료액을 공급하는 제1 공급부;
상기 반응 셀에 상기 시료액과 화학 발광 반응을 일으키는 반응액을 공급하는 제2 공급부;
상기 화학 발광 반응으로부터 방출되는 광을 수집하는 집광부; 및
상기 집광부와 연결되어 수집된 상기 광을 검출 신호로 변환하며, PMT(photomultiplier) 구조를 갖는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 장치.The method of claim 1, wherein the first analysis unit,
Reaction cells in which chemiluminescent reactions occur;
A first supply unit supplying the sample liquid to the reaction cell;
A second supply unit supplying a reaction solution causing a chemiluminescence reaction with the sample solution to the reaction cell;
A light collecting unit collecting light emitted from the chemiluminescence reaction; And
And a detector configured to convert the light collected and connected to the condenser to a detection signal and include a detector having a PMT (photomultiplier) structure. 제1항에 있어서, 상기 제2 분석 유닛은,
제1 전극 및 상기 시료액을 수용하는 제1 저장 용기
제2 전극 및 완충 용액을 수용하는 제2 저장 용기;
제3 전극 및 완충 용액을 수용하는 제3 저장 용기;
상기 제1 전극, 제2 전극 및 제3 전극과 연결되어 직류 전압을 공급하는 전원 공급부;
전단은 제1 저장 용기 또는 제2 저장 용기에 수용되며 말단은 제3 저장 용기에 수용되는 모세관; 및
상기 모세관의 상기 말단 측에서 분리된 상기 시료액의 성분을 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 장치.The method of claim 1, wherein the second analysis unit,
First storage container for receiving a first electrode and the sample liquid
A second storage container containing a second electrode and a buffer solution;
A third storage vessel containing a third electrode and a buffer solution;
A power supply unit connected to the first electrode, the second electrode, and the third electrode to supply a DC voltage;
A front end is accommodated in the first storage container or the second storage container and the capillary end is received in the third storage container; And
And a detection unit for detecting a component of the sample liquid separated at the end side of the capillary tube. 제3항에 있어서, 상기 완충 용액은 크로메이트(chromate), 트리스(tris-hydroxymethyl-aminomethane, THAM), PDC(2,6-Pyridinedicarboxylic acid) 및 CTAB(Cetyltrimethylammonium bromide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 장치.The nuclear power plant of claim 3, wherein the buffer solution comprises chromate, tris-hydroxymethyl-aminomethane (THAM), PDC (2,6-Pyridinedicarboxylic acid), and CTyl (Cetyltrimethylammonium bromide). Analysis device. 제3항에 있어서, 상기 완충용액의 pH는 8 내지 9인 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 장치.According to claim 3, wherein the pH of the buffer solution is nuclear power plant cooling water analysis, characterized in that 8 to 9. 제3항에 있어서, 상기 모세관의 상기 말단 측에 도달한 시료액 성분에 광을 조사하는 광원을 더 구비하며, 상기 검출부는 상기 시료액 성분을 통과한 광을 수용하는 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 장치.The nuclear power plant cooling water analysis according to claim 3, further comprising a light source for irradiating light to the sample liquid component that reaches the end side of the capillary tube, wherein the detection unit receives the light passing through the sample liquid component. Device. 원전 냉각수 유로로부터 시료액을 취출하는 단계;
취출된 상기 시료액을 화학 발광에 의해 시료액 성분을 검출하는 제1 분석 유닛 및 모세관 전기 영동에 의해 시료액 성분을 검출하는 제2 분석 유닛에 각각 공급하는 단계;
상기 제1 분석 유닛을 사용하여 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온 성분을 검출하는 단계; 및
상기 제2 분석 유닛을 사용하여 상기 원전 냉각수 부식의 원인이 되는 이온 성분을 검출하는 단계를 포함하는 원전 냉각수 분석 방법.Taking out the sample liquid from the nuclear power plant cooling water flow path;
Supplying the extracted sample liquid to a first analysis unit for detecting a sample liquid component by chemiluminescence and a second analysis unit for detecting a sample liquid component by capillary electrophoresis;
Detecting the corroded metal cation component from the nuclear power plant cooling water flow path using the first analysis unit; And
And detecting the ion component causing the nuclear power plant coolant corrosion by using the second analysis unit. 제7항에 있어서, 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온 성분은 구리(Cu) 이온, 코발트(Co) 이온 및 철(Fe) 이온으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 방법.The nuclear power plant cooling water according to claim 7, wherein the metal cation component corroded from the nuclear power plant cooling water flow passage comprises at least one selected from the group consisting of copper (Cu) ions, cobalt (Co) ions, and iron (Fe) ions. Analytical Method. 제7항에 있어서, 상기 원전 냉각수 부식의 원인이 되는 이온 성분은 Cl- 이온, NO3 - 이온, SO4 2- 이온, H2PO4 - 이온, 니트레이트(nitrate) 이온, 아세테이트(acetate) 이온, 포스페이트(phosphate) 이온, 암모늄 이온(NH4 +), Na+ 이온 및 K+ 이온으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 방법.The method of claim 7, wherein the ionic components causing the cooling water corrosion of the nuclear power plant is Cl - ion, NO 3 - ion, SO 4 2- ion, H 2 PO 4 - ion, nitrate ion, acetate A method for analyzing nuclear power plant cooling water, comprising at least one selected from the group consisting of ions, phosphate ions, ammonium ions (NH 4 + ), Na + ions, and K + ions. 제7항에 있어서, 상기 제1 분석 유닛을 사용하여 상기 원전 냉각수 유로로부터 부식된 금속 양이온 성분을 검출하는 단계 및 상기 제2 분석 유닛을 사용하여 상기 원전 냉각수 부식의 원인이 되는 이온 성분을 검출하는 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 원전 냉각수 분석 방법.8. The method of claim 7, further comprising the steps of: detecting the corroded metal cation component from the nuclear power plant cooling water flow path using the first analysis unit; and detecting the ionic component causing the nuclear power cooling water corrosion using the second analysis unit. Cooling water analysis method, characterized in that the step is performed at the same time. 삭제delete
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