KR20180103248A - Boron concentrations measuring system for correcting error and method using the same - Google Patents
Boron concentrations measuring system for correcting error and method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180103248A KR20180103248A KR1020170029887A KR20170029887A KR20180103248A KR 20180103248 A KR20180103248 A KR 20180103248A KR 1020170029887 A KR1020170029887 A KR 1020170029887A KR 20170029887 A KR20170029887 A KR 20170029887A KR 20180103248 A KR20180103248 A KR 20180103248A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- measurement
- unit
- concentration
- sample
- boron
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/49—Systems involving the determination of the current at a single specific value, or small range of values, of applied voltage for producing selective measurement of one or more particular ionic species
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/4166—Systems measuring a particular property of an electrolyte
- G01N27/4168—Oxidation-reduction potential, e.g. for chlorination of water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원자로 냉각수 내의 정밀한 붕소 농도의 측정을 위해, 오차가 보정된 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an error-compensating boron concentration measuring system and a boron concentration measuring method using the same, and more particularly, to an error compensating boron concentration measuring system with error corrected for measuring a precise boron concentration in reactor coolant, And a boron concentration measuring method.
경수로형 원자력 발전소에서는 핵연료의 연소에 따른 장기적인 반응도 조절을 위하여 원자로 냉각재에 천연붕산수를 첨가한다. 붕산의 농도에 따라 임계도가 달라지기 때문에 붕산수의 붕산 농도를 정확하게 측정하는 것은 원전의 안전 운전을 위해 매우 중요하다.In the light water reactor type nuclear power plant, natural boric acid water is added to the reactor coolant to control the long-term response to the combustion of the fuel. Since the criticality varies with the concentration of boric acid, accurate measurement of the boric acid concentration of boric acid is very important for safe operation of nuclear power plants.
안전하고 연속적인 원전 사용을 위해, 종래의 경수로 원자력 발전에서는 중성자 흡수방식에 의해 원자로 냉각재 내의 붕소농도를 측정하는 보로노미터(Boronometer)를 사용하고 있다.For safe and continuous use of nuclear power plants, conventional light water reactor nuclear power plants use a boronometer that measures the boron concentration in the reactor coolant by the neutron absorption method.
보로노미터(Boronometer)는 0ppm으로부터 5000ppm까지의 붕소 농도를 측정하는 장비로써, 화학체적제어계통(CVCS; Chemical & Volume Control System)의 유출계통에 설치되어 원자로 냉각재 계통으로부터 유출된 냉각재 내의 붕소 농도를 실시간으로 측정할 수 있다. Boronometer is a device to measure boron concentration from 0ppm to 5000ppm. It is installed in the outflow system of Chemical & Volume Control System (CVCS) to measure the boron concentration in the coolant flowing out of the reactor coolant system. It can be measured in real time.
그러나, 종래의 보로노미터(Boronometer)는 오차범위가 작은 수준에서는 검출이 어려운 단점이 있으며, 장비의 가동 시간에 따라 붕소 농도 측정 데이터에 오차가 누적되어 결과 데이터가 보정되는 현상이 발생된다.However, the conventional boronometer has a disadvantage that detection is difficult at a small error range, and errors are accumulated in the boron concentration measurement data depending on the operation time of the equipment, and the result data is corrected.
이에 따라, 대한민국 등록특허 제10-1178707(발명의 명칭: 누적 편차합 관리도를 이용한 붕소희석 사고 경보 시스템 및 그 방법, 특허권자: 한국수력원자력 주식회사)에서는 연속적으로 중성자 계수율을 측정하고 평균값과의 편차누적합을 이용하여 선형 경향패턴을 가지는 중성자 계수율의 증가를 조기에 감지할 수 있는 누적 편차합 관리도를 이용한 붕소희석 사고 경보 시스템 및 그 방법을 개시하고 있다.Accordingly, in the Korean Registered Patent No. 10-1178707 (entitled "Boron Dilution Accident Alert System and Method Using the Cumulative Deviation Sum Control Chart, Patent Holder: KHNP), the neutron counting rate is continuously measured and the deviation Discloses a boron dilution accident warning system and method using a cumulative deviation sum management chart capable of early detection of an increase in the neutron count rate having a linear trend pattern using a sum.
그러나, 누적 편차합 관리도를 이용한 종래의 보로노미터 오차 보정 시스템은 중성자 계수율 측정 시 설비의 중단이 요구되며, 이에 따른 장비의 분해 작업이 요구된다. 따라서, 시간 및 비용이 소모되는 단점이 발생하고, 방사선 차폐 시설이 추가로 요구된다.However, in the conventional Voronometry error correction system using the cumulative deviation sum management chart, it is required to stop the equipment when measuring the neutron counting rate, and accordingly, the disassembling work of the equipment is required. Therefore, there is a disadvantage that time and cost are consumed, and a radiation shielding facility is additionally required.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 고정밀의 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high-accuracy, error-correcting boron concentration measuring system and a boron concentration measuring method using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 고효율의 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-efficiency, error-correcting boron concentration measuring system and a boron concentration measuring method using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는, 고신뢰성의 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-reliability, error-correcting boron concentration measuring system and a boron concentration measuring method using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는, 고안전성의 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-precision, error-correcting boron concentration measuring system and a boron concentration measuring method using the same.
본 발명이 해결하고자 하는 또다른 기술적 과제는, 저비용의 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a low-cost error-correcting boron concentration measuring system and a boron concentration measuring method using the same.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides an error-correcting boron concentration measurement system.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 메인측정부, 서브측정부 및 설정변환부를 포함한다. 상기 메인측정부는 측정시료가 통과되는 메인유로 상에 위치된다. 또한, 상기 메인측정부는 중성자 계측 방법으로 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 실시간으로 측정한다. 상기 서브측정부는 상기 바이패스유로 상에 위치된다. 이때, 상기 바이패스유로는 상기 메인유로로부터 분기되어 형성된다. 상기 서브측정부는 상기 바이패스유로를 통과하는 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 전기량 적정법에 의해 일정 주기마다 측정한다. 상기 설정변환부는 상기 메인측정부 및 상기 서브측정부로부터 측정된 상기 붕소 농도 데이터를 비교하여, 상기 메인측정부의 스케일을 조절한다. According to one embodiment, the error-correcting boron-concentration measuring system includes a main measuring unit, a sub-measuring unit, and a setting converting unit. The main measuring part is located on the main flow passage through which the measurement sample passes. The main measuring unit measures the concentration of boron in the measurement sample in real time using a neutron measurement method. And the sub measurement unit is located on the bypass flow path. At this time, the bypass flow path is branched from the main flow path. The sub-measuring unit measures the concentration of boron in the sample to be measured which passes through the bypass flow path at regular intervals by an electricity quantity titration method. The setting conversion unit compares the boron concentration data measured from the main measurement unit and the sub measurement unit, and adjusts the scale of the main measurement unit.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 여과기 및 밸브부를 더 포함할 수 있다. 상기 여과기는 상기 바이패스유로 상에 상기 서브측정부와 직렬 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 여과기는 상기 서브측정부의 산물인 배출시료를 여과할 수 있다. 상기 밸브부는 상기 측정시료들의 주입량을 조절할 수 있다.According to one embodiment, the error-correcting boron concentration measuring system may further include a filter and a valve unit. The filter may be disposed in series with the sub-measurement unit on the bypass flow path. Accordingly, the filter can filter an exhausted sample, which is a product of the sub-measuring unit. The valve unit may adjust the amount of the sample to be injected.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 동작제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 동작제어부는 상기 서브측정부, 상기 밸브부 및 상기 설정변환부의 동작을 제어할 수 있다.According to an embodiment, the error correction type boron concentration measurement system may further include an operation control unit. The operation control unit may control operations of the sub-measurement unit, the valve unit, and the setting conversion unit.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 서브측정부는 반응부, 주입부, 전원부, 전류 측정기, pH 측정기 및 분석부를 포함할 수 있다. 상기 반응부는 반응조 및 전극부를 포함할 수 있다. 상기 반응조는 외부로부터 유입되는 측정시료를 수용할 수 있다. 상기 전극부는 상기 반응조에 적어도 어느 일부분이 수용될 수 있다. 상기 전극부는 산화전극 및 환원전극을 포함할 수 있다. 상기 주입부는 제1 물질, 제2 물질 및 제3 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 물질은 수소 이온을 해리시키는 조절하는 전해질일 수 있다. 상기 제2 물질은 표준산화전위가 0.8V 이하이일 수 있다. 상기 제2 물질은 상기 산화전극과 반응하여 침전물을 생성하는 전해질일 수 있다. 상기 제3 물질은 상기 반응조 내에서 화학 반응에 참여하지 않는 전해질일 수 있다. 상기 전원부는 상기 전극부에 전류를 공급하여, 상기 측정시료 및 제1 내지 제3 물질이 혼합된 제2 혼합시료의 전기분해를 제어할 수 있다. 상기 전류 측정기는 상기 제2 혼합시료의 전기분해 시 전류량을 측정할 수 있다. 상기 pH 측정기는 상기 수조 내에 상기 측정시료의 수소 이온의 농도를 측정할 수 있다. 상기 분석부는 상기 전류 측정기 및 상기 pH 측정기로부터 측정된 데이터들을 분석하여, 상기 측정시료 내에 붕소 이온의 농도를 도출할 수 있다.According to one embodiment, the sub-measurement unit of the error-correcting boron concentration measurement system may include a reaction unit, an injection unit, a power source unit, a current meter, a pH meter, and an analysis unit. The reaction unit may include a reaction tank and an electrode unit. The reaction tank can accommodate a measurement sample introduced from the outside. The electrode unit may be accommodated in at least a part of the reaction vessel. The electrode unit may include an oxidizing electrode and a reducing electrode. The injector may include a first material, a second material, and a third material. The first material may be an electrolyte that dissociates hydrogen ions. The second material may have a standard oxidation potential of 0.8 V or less. The second material may be an electrolyte that reacts with the oxidation electrode to produce a precipitate. The third material may be an electrolyte not participating in a chemical reaction in the reaction tank. The power supply unit may supply an electric current to the electrode unit to control the electrolysis of the measurement sample and the second mixed sample in which the first to third materials are mixed. The current meter may measure an amount of current during electrolysis of the second mixed sample. The pH meter can measure the concentration of hydrogen ions in the measurement sample in the water tank. The analyzer may analyze data measured from the current meter and the pH meter to derive the concentration of boron ions in the measurement sample.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 메인유로로 주입되는 상기 측정 시료의 양은 50ml 이하일 수 있다.According to an embodiment, the amount of the measurement sample injected into the main channel of the error-correcting boron concentration measuring system may be 50 ml or less.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 산화전극은 은(Ag), 구리(Cu) 또는 아연(Zn) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to one embodiment, the oxidation electrode of the error-correcting boron concentration measuring system may be at least one of silver (Ag), copper (Cu), and zinc (Zn).
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 산화전극이 은(Ag)일 경우, 상기 제2 물질은 브로민화나트륨(NaBr), 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화칼슘(CaCl2), 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 황화칼슘(CaS), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼륨(K2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3), 또는 탄산칼슘(CaCO3) 중 적어도 어느 하나일 수 있고, 상기 산화전극이 구리(Cu)일 경우, 상기 제2 물질은 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3) 또는 탄산암모늄((NH4)2CO3) 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 상기 산화전극이 아연(Zn)일 경우, 상기 제2 물질은 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 황화암모늄((NH4)2S), 황화마그네슘(MgS), 황화바륨(BaS), 또는 황화칼슘(CaS) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to one embodiment, when the oxidation electrode of the error compensating boron concentration measuring system is silver (Ag), the second material is selected from the group consisting of sodium bromide (NaBr), sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl) CaCl 2), sodium sulfide (Na 2 S), sulfide, potassium (K 2 S), calcium sulfide (CaS), sodium sulfate (Na 2 SO 4), potassium sulfate (K 2 SO 4), calcium sulfate (CaSO 4), The second material may be at least one of sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), or calcium carbonate (CaCO 3 ). When the oxidation electrode is copper (Cu) (Na 2 S), potassium sulfide (K 2 S), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ) or ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ) When the oxidation electrode is zinc (Zn), the second material is selected from the group consisting of sodium sulfide (Na 2 S), potassium sulfide (K 2 S), ammonium sulfide ((NH 4 ) 2 S), magnesium sulfide Barium (BaS), or calcium sulfide (CaS). Can the Nile.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 제1 물질은 D-만니톨(d-mannitol), 솔비톨(sorbitol), 자일리톨(xylitol), 에리스리톨(erythritol), 또는 아이소말트(isomalt) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to one embodiment, the first material of the error compensating boron concentration measurement system is selected from the group consisting of d-mannitol, sorbitol, xylitol, erythritol, or isomalt. Or the like.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 전원부의 음극은 상기 산화전극과 연결될 수 있으며, 상기 전원부의 양극은 상기 전류측정기와 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the cathode of the power source unit of the error correction type boron concentration measurement system may be connected to the oxidation electrode, and the anode of the power source unit may be connected to the current meter.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 pH 측정기는 pH Meter 또는 지시약 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to one embodiment, the pH meter of the error-correcting boron concentration measuring system may be at least one of a pH meter or an indicator.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템에서는 상기 전류 측정기에 의한 전류측정범위가 10mA 이상으로부터 50mA 미만일 경우, 상기 pH 측정기로 상기 pH Meter가 사용될 수 있다.According to one embodiment, in the error-correcting boron concentration measuring system, when the current measurement range by the current measuring instrument is less than 50 mA from 10 mA or more, the pH meter may be used as the pH meter.
일 실시 예에 따르면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템에서는 상기 전류 측정기에 의한 전류측정범위가 50mA 이상일 경우, 상기 pH 측정기로 상기 지시약이 사용될 수 있으며, 상기 측정시료 내 수소 이온의 농도에 따른 상기 지시약의 색 변화를 분석하는 분광기를 더 포함할 수 있다.
According to one embodiment, in the error-correcting boron concentration measurement system, when the current measurement range by the current meter is 50 mA or more, the indicator may be used as the pH meter, And may further include a spectroscope for analyzing the color change of the indicator.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 붕소 농도 측정 방법을 제공한다. In order to solve the above technical problems, the present invention provides a method for measuring a boron concentration.
일 실시 예에 따르면, 상기 붕소 농도 측정 방법은 메인유로에 측정시료를 주입하는 단계, 특정 주기일 경우, 상기 측정시료의 적어도 어느 일부가 바이패스유로로 유입되는 단계, 메인측정부에서 상기 메인유로를 통과하는 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 중성자 계측 방법에 의해 측정하는 단계, 서브측정부에서 상기 바이패스유로를 통과하는 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 전기량 적정법에 의해 측정하는 단계, 상기 메인측정부 및 상기 서브측정부로부터 측정된 상기 붕소 농도 데이터를 비교하여 보정 데이터를 산출하는 단계 및 산출된 상기 보정 데이터만큼 상기 메인측정부의 스케일을 보정하는 단계를 포함한다.According to one embodiment, the boron concentration measuring method includes the steps of injecting a measurement sample into a main flow path, injecting at least a portion of the measurement sample into a bypass flow path in a specific cycle, Measuring a concentration of boron in the measurement sample passing through the bypass passage in the sub-measurement unit by an electrometric titration method, measuring a concentration of boron in the measurement sample passing through the bypass passage, And calculating the correction data by comparing the boron concentration data measured from the sub-measurement unit and correcting the scale of the main measurement unit by the calculated correction data.
일 실시 예에 따르면, 상기 붕소 농도 측정 방법 중 상기 보정 데이터를 산출하는 단계에서, 상기 보정 데이터는 데이터 보간법에 의해 산출될 수 있다.According to one embodiment, in the step of calculating the correction data among the boron concentration measuring methods, the correction data can be calculated by the data interpolation method.
일 실시 예에 따르면, 상기 붕소 농도 측정 방법 중 상기 서브측정부에서 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 전기량 적정법에 의해 측정하는 단계에서는, 상기 서브측정부 내 산화전극 및 환원전극을 포함한 전극부의 적어도 어느 일부분이 수용된 반응조에 측정시료를 투입하는 단계, 수소 이온을 해리시키는 전해질인 제1 물질을 주입부로부터 상기 측정시료가 유입된 상기 반응조에 주입하여 상기 제1 혼합시료를 제조하는 단계, 표준전극전위가 0.8V 이하이며, 상기 산화전극과 반응하여 침전물을 생성하는 전해질인 제2 물질 및 상기 반응조 내에서 화학 반응에 참여하지 않는 전해질인 제3 물질을 상기 주입부로부터 상기 제1 혼합시료에 주입하여 제2 혼합시료를 제조하는 단계, 전원부에 의해 전류가 공급되어 상기 제2 혼합시료가 전기분해되는 단계, 상기 전기분해 시, pH 측정기로 상기 제2 혼합시료의 시간 별 수소 이온의 농도를 측정하는 단계, 상기 전기분해 시, 전류 측정기로 상기 제2 혼합시료의 시간 별 전류량을 측정하는 단계, 상기 수소 이온의 농도를 측정하는 단계 및 상기 전류량을 측정하는 단계에서 측정된 각각의 농도 데이터 및 전류 데이터들을 분석부로 전송하는 단계 및 수신된 상기 농도 데이터 및 상기 전류 데이터들을 바탕으로, 상기 분석부에서 붕소의 농도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in the step of measuring the concentration of boron in the measurement sample by the electrometric titration method in the sub-measurement unit, at least one of the electrode unit including the oxidation electrode in the sub- A step of injecting a measurement sample into a reaction tank containing a part of the sample, a step of injecting a first substance, which is an electrolyte for dissociating hydrogen ions, from the injection unit into the reaction tank into which the measurement sample flows, Is injected into the first mixed sample from the injection unit through a second material which is an electrolyte which reacts with the oxidation electrode to generate a precipitate and an electrolyte which is not involved in a chemical reaction in the reaction tank A step of producing a second mixed sample, a step of supplying an electric current by the power source unit and electrolyzing the second mixed sample Measuring a hydrogen ion concentration of the second mixed sample with respect to time using a pH meter during the electrolysis, measuring a current amount of the second mixed sample with a current meter during the electrolysis, Measuring the amount of ions and transmitting the respective concentration data and current data measured in the step of measuring the amount of current to the analyzing unit and based on the received concentration data and the current data, And calculating the concentration.
일 실시 예에 따르면, 상기 붕소 농도 측정 방법 중 상기 분석부에서 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 산출하는 단계는, 상기 pH 측정기로부터 측정된 상기 농도 데이터들을 그래프화 하여, 상기 그래프의 변곡이 일어나는 적정 시점을 추출하는 단계, 상기 전류 측정기로부터 측정된 상기 전류 데이터들을 그래프화 하여, 상기 적정 시점까지 측정된 상기 전류량들을 추출하는 단계, 추출된 상기 적정 시점 및 상기 전류량들을 적분하여, 전기분해 된 상기 제2 혼합시료의 전하량을 산출하는 단계, 상기 전하량을 페러데이 상수로 나누어 자유전자의 몰(mole) 수를 산출하는 단계 및 상기 자유전자의 몰(mole) 수를 상기 붕소 농도와 대응시키는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of calculating the concentration of boron in the measurement sample in the analysis unit among the boron concentration measurement method may include graphing the concentration data measured from the pH meter, A step of extracting a time point, a step of graphing the current data measured from the current measuring device, extracting the amounts of current measured until the appropriate time point, integrating the extracted time point and the amounts of current extracted, 2 mixed sample, calculating the number of moles of free electrons by dividing the amount of charge by a Faraday constant, and correlating the number of moles of the free electrons with the boron concentration .
본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법은 메인측정부의 실시간으로 가동에 의해 측정시료 내 실시간 붕소 농도 측정이 가능할 수 있다. The system for measuring the boron concentration of the error-compensating type according to the embodiment of the present invention and the method for measuring the boron concentration using the same may be capable of real-time boron concentration measurement in the measurement sample by operating the main measurement unit in real time.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법은 서브측정부 및 설정변환부에 의해 상기 메인측정부의 장시간 가동 시 발생되는 누적 오차에 대한 붕소 농도 측정 데이터의 왜곡을 방지함으로써 고신뢰성의 붕소 농도 측정이 가능할 수 있다.In addition, the system for measuring the boron concentration of the error-correcting type according to the embodiment of the present invention and the method for measuring the boron concentration using the same may further include a boron concentration measurement data for the cumulative error generated when the main measurement unit is operated for a long time by the sub- It is possible to measure the boron concentration with high reliability.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법은 완전 반응되는 화학 반응식으로 측정시료 내 붕소 농도를 측정하는 상기 서브측정부의 전기량 적정법에 의해, 고정밀의 붕소 농도 측정이 가능할 수 있다. Further, the error-correcting boron concentration measuring system and the boron concentration measuring method using the same according to the embodiment of the present invention can accurately measure the concentration of boron by measuring the boron concentration in the sample to be measured with a fully- Boron concentration measurements may be possible.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법은 종래의 보로노미터 설비의 활용이 가능함으로, 저비용의 붕소 농도 측정이 가능할 수 있다.The boron concentration measuring system of the present invention and the boron concentration measuring method using the same according to the embodiment of the present invention can utilize the conventional boronometer facility and thus can measure the boron concentration at a low cost.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법은 상기 측정시료의 붕소 농도 측정 시, 상기 측정시료를 외부로 추출하지 않아 방사성 폐기물에 의한 오염이 차단됨으로써, 저비용 및 고안전성의 붕소 농도 측정이 가능할 수 있다. Further, the system for measuring the boron concentration of the error-compensating type according to the embodiment of the present invention and the method for measuring the boron concentration using the same may further include a step of measuring the concentration of boron in the measurement sample, , Low-cost and high-stability boron concentration measurement can be made possible.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 구성들을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 중 서브측정부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 붕소 농도 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 붕소 농도 측정 방법 중 서브측정부에서 붕소 농도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 붕소 농도 측정 방법 중 분석부에 의한 붕소 농도 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the structures of an error-correcting boron concentration measurement system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining a sub-measuring unit of the error-correcting boron-concentration measuring system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart for explaining the boron concentration measurement method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method of measuring a boron concentration in a sub-measuring unit in a method of measuring a boron concentration according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for explaining a boron concentration calculating method by the analyzer in the boron concentration measuring method according to the embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것일 수 있다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures may be exaggerated to illustrate the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. 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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 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 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, A와 B가 '연결된다', '결합된다' 라는 의미는 A와 B가 직접적으로 연결되거나 결합하는 것 이외에 다른 구성요소 C가 A와 B 사이에 포함되어 A와 B가 연결되거나 결합되는 것을 포함하는 것이다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprising" or "having ", and the like, are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof. In addition, A and B are 'connected' and 'coupled', meaning that A and B are directly connected or combined, and other component C is included between A and B, and A and B are connected or combined .
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, 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 are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 구성들을 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the structures of an error-correcting boron concentration measurement system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 화학 및 체적 제어 계통(CVCS; Chemical & Volume Control System)의 유출계통에 설치될 수 있다. 여기서, 상기 화학 및 체적 제어 계통(CVCS; Chemical & Volume Control System)은 운행중인 원자로로 유입된 측정시료를 탈염기 설비(Demineralizer)를 이용하여 정화하는 설비일 수 있다. Referring to FIG. 1, the error-compensating boron concentration measuring system may be installed in the outflow system of a chemical and volume control system (CVCS). Here, the chemical and volume control system (CVCS) may be a facility for purifying a measurement sample introduced into a nuclear reactor under operation using a demineralizer.
예를 들어, 상기 화학 및 체적 제어 계통(CVCS; Chemical & Volume Control System)에 의해 정화된 상기 측정시료는 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 유입된 상기 측정시료 내의 붕산 농도를 산출할 수 있다. For example, the measurement sample purified by the Chemical & Volume Control System (CVCS) may be introduced into the error correction boron concentration measurement system. Accordingly, the error-correcting boron concentration measurement system can calculate the boric acid concentration in the introduced measurement sample.
상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 메인유로(1000) 및 바이패스유로(2000)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 밸브부(3000), 설정변환부(4000) 및 동작제어부(미도시)를 포함할 수 있다.The error correction type boron concentration measurement system may include a
상기 메인유로(1000)는 앞서 상술된 바와 같이, 상기 유출계통의 유출 배관과 연결될 수 있다. 이에 따라, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 화학 및 체적 제어 계통(CVCS; Chemical & Volume Control System)으로부터 정화된 상기 측정시료가 통과될 수 있다. The
상기 메인유로(1000) 상에는 메인측정부(1100)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 측정시료가 상기 메인유로(1000)를 통해 상기 메인측정부(1100)로 유입될 수 있다.A
상기 메인측정부(1100)는 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 메인측정부(1100)는 중성자 계측 방법을 이용하여 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 측정할 수 있다.The
실시 예에 따르면, 상기 메인측정부(1100)는 종래 기술인 보로노미터 설비일 수 있다. 중성자 계측 방법을 이용하여 붕소의 농도를 측정하는 방식의 보로노미터는 당업자에게 널리 알려진 기술임으로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.According to the embodiment, the
상기 메인측정부(1100)로부터 측정된 붕소 농도 데이터는 후술될 상기 설정변환부(4000)에 의해 일정 주기마다 스케일 값이 조정될 수 있다. 이는 상기 설정변환부(4000) 의 설명 시 보다 구체적으로 설명하겠다. The boron concentration data measured from the
상기 메인측정부(1100)의 붕소 농도의 측정이 완료될 경우, 상기 메인측정부(1100)로부터 배출되는 배출시료는 상기 메인유로(1000)를 따라 상기 화학 및 체적 제어 계통(CVCS; Chemical & Volume Control System)으로 재유입될 수 있다. 다시 말해, 상기 측정시료가 상기 화학 및 체적 제어 계통(CVCS; Chemical & Volume Control System) 및 상기 메인측정부(1100)를 순환함으로써, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 상기 측정시료의 별도 채취 없이 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 실시간으로 측정할 수 있다. When the measurement of the boron concentration of the
상기 바이패스유로(2000)는 상기 메인유로(1000)로부터 분기되어 상기 메인유로(1000)를 우회하는 유로일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 바이패스유로(2000)는 제1 분기점(A)에서 상기 메인유로(1000)로부터 분기되며, 제2 분기점(B)에서 상기 메인유로(1000)와 다시 병합될 수 있다. The
후술될 상기 동작제어부(미도시)에 의해, 상기 바이패스유로(2000)에는 상기 메인유로(1000)를 통과하는 상기 측정시료의 적어도 일부가 유입될 수 있다. At least a part of the measurement specimen passing through the
보다 구체적으로 상술하면, 상기 동작제어부(6000)는 후술될 제1 밸브(3100)를 개방할 수 있다. 이에 따라, 상기 메인유로(1000)를 통과하는 상기 측정시료의 적어도 어느 일부가 상기 제1 분기점(A)에서 상기 바이패스유로(2000)로 유입될 수 있다. 이때, 상기 바이패스유로(2000)로 유입되는 상기 측정시료의 양은 1㎖ 이상으로부터 1L 미만일 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 측정시료의 양은 50㎖일 수 있다. 이에 따라, 상기 바이패스유로(2000) 상에 위치되는 후술될 상기 서브측정부(2100)가 상기 측정시료 내 붕소 농도를 신속하게 측정할 수 있다.More specifically, the operation control unit 6000 may open the first valve 3100, which will be described later. Accordingly, at least a part of the measurement specimen passing through the
앞서 상술된 바와 같이, 상기 바이패스유로(2000) 상에는 상기 서브측정부(2100) 및 여과기(2500)가 배치될 수 있다.As described above, the
상기 서브측정부(2100)는 상기 동작제어부(미도시)에 의해 일정 주기로 동작될 수 있다.The
상기 서브측정부(2100)는 상기 바이패스유로(2000)를 통해 주입된 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 측정할 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 서브측정부(2100)는 전기량 적정법을 이용하여 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 측정할 수 있다. 이때, 상기 서브측정부(2100)로부터 측정된 붕소 농도 데이터는 후술될 상기 설정변환부(4000)로 전송될 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 중 상기 서브측정부를 설명하기 위한 개념도이다. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the sub-measuring unit of the error-correcting boron-concentration measuring system according to the embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 서브측정부(2100)는 반응부(100), 주입부(200), 전원부(300), 전류 측정기(400), pH 측정기(500) 및 분석부(600)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
상기 반응부(100)는 전기분해 및 화학 반응이 발생되는 공간일 수 있다. 상기 반응부(100)는 반응조(110) 및 전극부(150)를 포함할 수 있다.The
상기 반응조(110)는 외부 또는 후술될 상기 주입부(200)로부터 유입되는 상기 측정시료, 전해물질 및 이들의 결합으로 생성된 침전물(235) 중 적어도 어느 하나를 수용할 수 있다.The
실시 예에 따르면, 상기 반응조(110)는 후술될 제2 혼합시료 및 상기 침전물(235)을 수용할 수 있다. 이때, 상기 제2 혼합시료는 상기 반응조(110)로 유입된 상기 측정시료 및 상기 주입부(200)로부터 주입된 상기 후술될 제1 내지 제3 물질(210, 230, 250)들이 혼합된 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 침전물(235)은 후술될 산화전극(151) 및 상기 제2 물질(230)의 반응으로부터 생성된 물질일 수 있다. 상기 침전물(235)은 후술될 상기 주입부(200)에서 보다 상세히 설명하겠다.According to the embodiment, the
상기 전극부(150)는 상기 전원부(300) 및 상기 전류 측정기(400)와 연결되어 회로(C)를 구성할 수 있다. 이에 따라, 상기 전원부(300)로부터 발생된 전류가 상기 회로(C)를 통해, 상기 전극부(150)에 공급될 수 있다. The
상기 전극부(150)는 상기 반응조(110) 내부에 적어도 어느 일부가 수용될 수 있다. 이때, 상기 전극부(150)는 상기 반응조(110) 내부에 수용된 상기 제2 혼합시료에 적어도 어느 일부분이 침지(浸漬)될 수 있다. 이에 따라, 상기 전원부(300)로부터 침지(浸漬)된 상기 전극부(150)에 전류가 공급될 경우, 상기 제2 혼합시료는 전기분해를 시작할 수 있다.At least part of the
상기 전극부(150)는 산화전극(151) 및 환원전극(155)을 포함할 수 있다. 상기 산화전극(151)은 음극일 수 있다. 이에 따라, 상기 전원부(300)로부터 전원이 공급될 경우, 상기 산화전극(151)에서는 산화 반응이 일어날 수 있다. The
보다 구체적으로 설명하면, 상기 산화전극(151)은 상기 자유전자(e-)를 방출하고 이온화 될 수 있다. 방출된 상기 자유전자(e-)는 상기 회로(C)를 따라 후술될 상기 환원전극(155)으로 전달될 수 있다. 이때, 방출된 상기 자유전자(e-)의 수는 후술될 수산화 이온(OH-)의 수와 동일할 수 있다. More specifically, the
반면, 앞서 상술된 바와 같이, 이온화 된 상기 산화전극(151)의 금속 양이온은 후술될 상기 제2 물질(230)과 반응하여 상기 침전물(235)을 형성할 수 있다. On the other hand, as described above, the metal cation of the ionized
상기 산화전극(151)은 표준전극전위가 0.8V 이하인 금속일 수 있다. 다시 말해, 상기 산화전극(151)은 환원력이 좋은 금속일 수 있다.The
하기 [표 1]은 표준전극전위가 0.8V 이하인 일부 금속들의 반쪽반응식을 기재한 표준전극전위표이다. [표 1]을 참조하면, 상기 산화전극(151)은 은(Ag), 구리(Cu) 또는 아연(Zn) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
[Table 1] is a standard electrode potential table in which a half-reaction scheme of some metals whose standard electrode potential is 0.8 V or less is described. Referring to Table 1, the
실시 예에 따르면, 상기 산화전극(151)은 은(Ag)일 수 있다. 이에 따라, 전기분해 시, 상기 산화전극(151)인 은(Ag)은 상기 자유전자(e-) 및 은 이온(Ag+)으로 분리될 수 있다(하기 화학식 1. 참조). 이때, 분리된 상기 자유전자(e-)는 상기 회로(C)를 따라 후술될 상기 환원전극(155)으로 이동될 수 있다.
According to the embodiment, the
반면, 상기 은 이온(Ag+)은 상기 제2 혼합시료 내부에 존재하는 브롬 이온(Br-)과 반응하여 브로민화은(AgBr)의 침전물을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 브롬 이온(Br-)은 상기 제2 물질(230)의 실시 예인 브로민화나트륨(NaBr)의 음이온일 수 있다. On the other hand, the silver ions (Ag < + > It can react with the bromine ion (Br - ) present therein to form a precipitate of silver bromide (AgBr). Here, the bromine ion (Br - ) may be an anion of sodium bromide (NaBr), which is an example of the
상기 산화전극(151) 및 상기 제2 물질(230)의 반응은 후술될 상기 주입부(200)의 설명 시 보다 구체적으로 설명하겠다. The reaction of the
상기 환원전극(155)은 양극일 수 있다. 또한, 상기 환원전극(155)은 물(H2O)과의 반응성이 낮은 물질일 수 있다. 다시 말하면, 상기 환원전극(155)은 물(H2O)에 잘 용해되지 않는 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 환원전극(155)은 탄소(C), 백금(Pt), 티타늄(Ti) 또는 (Ir) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The reducing
후술될 상기 전원부(300)에 의해 상기 전극부(150)에 전류가 공급될 경우, 상기 환원전극(155)에서는 환원 반응이 일어날 수 있다. When a current is supplied to the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 전원부(300)의 전류 공급 시, 상기 환원전극(155)은 상기 산화전극(151)으로부터 방출된 상기 자유전자(e-)를 전달 받을 수 있다. 전달된 상기 자유전자(e-)는 상기 환원전극(155) 주위에 분포된 물 분자(H2O)와 결합하여 환원 반응을 수행할 수 있다(하기 화학식 2. 참조)
More specifically, the reducing
상기 환원 반응의 생성물로는 수소 기체(H2) 및 상기 수산화 이온(OH-)이 발생될 수 있다. 상기 수산화 이온(OH-)은 상기 측정시료 및 후술될 상기 제1 물질(210)의 반응에 의해 해리된 수소 이온(H+)과 중화 반응을 수행할 수 있다. 이때, 상기 수산화 이온(OH-) 및 완전 해리된 상기 수소 이온(H+)은 완전 반응될 수 있다. 따라서, 상기 제2 혼합시료의 완전중화 시, 상기 수산화 이온(OH-)의 양은 완전 해리된 상기 수소 이온(H+)의 양과 동일할 수 있다.As a product of the reduction reaction, hydrogen gas (H 2 ) and hydroxide ion (OH - ) may be generated. The hydroxide ions (OH -) can be carried out for the measurement sample and dissociated by the reaction of the
상기 주입부(200)는 상기 제1 물질(210), 상기 제2 물질(230) 및 상기 제3 물질(250)을 수용할 수 있다. The
상기 주입부(200)는 상기 반응조(110)의 적어도 어느 일부분과 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 주입부(200)에 수용된 상기 제1 내지 제3 물질(210, 230, 250)들이 상기 반응조(110)로 주입될 수 있다.The
상기 제1 물질(210)은 앞서 상술된 바와 같이, 상기 반응조(110) 내에 주입될 경우, 상기 측정시료와 화학적으로 반응할 수 있다. 상기 화학 반응에 의해, 상기 측정시료로부터 상기 수소 이온(H+)이 해리될 수 있다. The
다시 말하면, 상기 제1 물질(210)은 상기 측정시료로부터 상기 수소 이온(H+)의 이온화를 돕는 물질일 수 있다. 이때, 상기 반응조(110)로 주입되는 상기 제1 물질(210)의 농도는 상기 측정시료의 농도 대비 적어도 2배 이상으로부터 10배 미만일 수 있다. 이에 따라, 상기 측정시료는 상기 제1 물질(210)로부터 상기 수산화기(OH-)를 충분히 공급받을 수 있다. 따라서, 상기 수소 이온(H+)은 재결합되지 않고 상기 측정시료로부터 완전해리 될 수 있다. In other words, the
이때, 해리된 상기 수소 이온(H+)의 생성비는 상기 측정시료의 반응비와 동일할 수 있다. 따라서, 상기 측정시료 내의 상기 붕소(B) 농도는 상기 수소 이온(H+)의 농도에 대응될 수 있다. At this time, the production ratio of the dissociated hydrogen ions (H + ) may be the same as the reaction ratio of the measurement sample. Therefore, the boron (B) concentration in the measurement sample may correspond to the concentration of the hydrogen ion (H + ).
앞서 상술된 바와 같이, 해리된 상기 수소 이온(H+)은 상기 환원전극(155)의 환원 반응으로 생성된 상기 수산화 이온(OH-)과 완전 반응을 할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 혼합시료가 중화될 수 있다. As noted above, the dissociation of the hydrogen ion (H +) is a reduction reaction of the hydroxide ions produced in (OH -) of the
따라서, 상기 서브측정부(2100)는 상기 수소 이온(H+)이 완전중화되는 시점에서의 상기 수산화 이온(OH-)의 반응 농도를 산출함으로써, 상기 붕소(B)의 농도를 확인할 수 있다. 상기 수산화 이온(OH-)의 농도를 산출하는 과정은 후술될 상기 분석부(600)에서 보다 자세히 설명하겠다.Therefore, the
상기 제1 물질(210)은 D-만니톨(d-Mannitol), 솔비톨(sorbitol), 자일리톨(xylitol), 에리스리톨(erythritol), 또는 아이소말트(isomalt) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 제1 물질(210)은 D-만니톨(d-Mannitol)일 수 있다.The
상기 제2 물질(230)은 전해질일 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 혼합시료 내에서 이온 상태로 존재할 수 있다.The
상기 제2 물질(230)의 음이온(-)은 상기 반응조(110) 내에서 상기 산화전극(151)의 양이온(+)과 결합될 수 있다. 다시 말하면, 앞서 상술된 바와 같이, 상기 제2 물질(230)은 상기 산화전극(151)과 반응하여 상기 침전물(235)을 생성할 수 있다. The anion (-) of the
일반적으로, 산화전극 및 환원전극을 이용한 종래의 전기분해의 경우, 상기 산화전극으로부터 방출된 자유전자(e-)는 상기 환원전극으로 이동하여, 이온화 된 상기 산화전극의 양이온(+)과 재결합된다. 이에 따라, 종래의 환원전극의 표면에서는 이물질이 석출되었다.Generally, in the conventional electrolysis using an oxidizing electrode and a reducing electrode, the free electrons (e - ) emitted from the oxidizing electrode move to the reducing electrode and are recombined with the positive (+) ion of the oxidizing electrode . As a result, foreign matter has been deposited on the surface of the conventional reduction electrode.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 붕소 농도 시스템은 상기 서브측정부(2100)에 의해 상기 반응조(110) 내부에 상기 제2 물질(230)을 주입함으로써, 상기 자유전자(e-)가 상기 금속 양이온과 재결합하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 자유전자(e-)의 전량(全量)이 상기 환원전극(155)의 환원 반응에 참여함으로, 전기량 적정 분석을 통해 상기 자유전자(e-)의 수를 산출하여 상기 수산화 이온(OH-)의 생성 농도를 도출할 수 있다. However, in the boron concentration system according to the embodiment of the present invention, the
실시 예에 따르면, 상기 산화전극(151)이 은(Ag)일 경우, 상기 제2 물질(230)은 브로민화나트륨(NaBr)일 수 있다. 상기 브로민화나트륨(NaBr)은 상기 제2 혼합시료 상에서 나트륨 이온(Na+) 및 브롬 이온(Br-)으로 분해될 수 있다. According to an embodiment, when the
음이온인 상기 브롬 이온(Br-)은 상기 은 이온(Ag+)과 결합될 수 있다. 이에 따라, 상기 침전물인 브로민화은(AgBr)이 생성될 수 있다(하기 화학식 3. 참조).
The bromine ion (Br < "& gt ; ) which is an anion can be combined with the silver ion (Ag + ). Thus, the precipitate, silver bromide (AgBr), can be produced (see Chemical Formula 3 below).
반면, 양이온인 나트륨 이온(Na+)은 상기 제2 혼합시료 내부에서 안정화 상태를 유지할 수 있다. 다시 말하면, 상기 나트륨 이온(Na+)은 이온 상태를 유지하면서, 상기 제2 혼합시료 내부의 다른 이온들과 반응하지 않을 수 있다.On the other hand, the cationic sodium ion (Na < + & gt ; ) can be stabilized in the second mixed sample. In other words, the sodium ion (Na + ) may not react with other ions in the second mixed sample while maintaining the ionic state.
앞서 상술된 바와 같이, 상기 제2 물질(230)은 상기 산화전극(151)과 결합하여 상기 침전물(235)을 생성할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 물질(230)의 종류는 상기 산화전극(151)의 종류에 의해 달라질 수 있다.As described above, the
일 실시 예에 따르면, 상기 산화전극(151)이 은(Ag)일 경우, 상기 제2 물질(230)은 브로민화나트륨(NaBr), 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화칼슘(CaCl2), 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 황화칼슘(CaS), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼륨(K2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3), 또는 탄산칼슘(CaCO3) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The
다른 실시 예에 따르면, 상기 산화전극(151)이 구리(Cu)일 경우, 상기 제2 물질(230)은 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3) 또는 탄산암모늄((NH4)2CO3) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to another embodiment, when the oxidizing
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 산화전극(151)이 아연(Zn)일 경우, 상기 제2 물질(230)은 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 황화암모늄((NH4)2S), 황화마그네슘(MgS), 황화바륨(BaS), 또는 황화칼슘(CaS) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to another embodiment, when the
상기 제3 물질(250)은 상기 제2 혼합시료 내에서 발생되는 이온 불균형을 해소하기 위한 물질일 수 있다. The
보다 구체적으로 설명하면, 상기 제3 물질(250)은 전해질일 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 물질(250)은 상기 반응조(110) 내에 주입될 경우, 상기 제2 혼합시료 내에서 완전히 이온화 될 수 있다.More specifically, the
이온화 된 상기 제3 물질(250)은 상기 제2 혼합시료 내에서 안정 상태(stable state)로 존재할 수 있다. 이에 따라, 상기 산화전극(151)의 양이온(+) 및 상기 제2 물질(230)의 음이온(-)의 결합에 의해 상기 제2 혼합시료 내에 존재하는 음이온(-)이 감소될 경우, 안정 상태인 상기 제3 물질(250)의 음이온에 의해 이온 불균형이 해소될 수 있다. 따라서, 갑작스러운 전기분해의 중단이 예방될 수 있다. The ionized
상기 이온 불균형 발생을 방지하기 위한 종래 기술로는 염다리(solt bridge)를 이용한 방법이 있다. 그러나, 상기 염다리(solt bridge)를 이용한 이온 교류 방법은 산화전극 및 환원전극을 각각 수용하는 복수개의 반응조가 요구됨으로써, 장비의 규격이 커지고, 비용이 증가되는 단점이 발생할 수 있다. As a conventional technique for preventing the ion imbalance from occurring, there is a method using a solt bridge. However, since the ion exchange method using the solt bridge requires a plurality of reaction vessels each accommodating an oxidizing electrode and a reducing electrode, there is a disadvantage that the size of equipment is increased and the cost is increased.
무엇보다도, 이온들이 상기 염다리(solt bridge)를 통과할 경우, 상기 이온들의 이동 속도가 저하될 수 있다. 이에 따라, 붕소(B)의 농도 측정 시 장시간이 소요됨으로, 원자로 내의 실시간 붕소(B) 농도 측정이 부적합할 수 있다.Above all, when the ions pass through the solt bridge, the traveling speed of the ions may be lowered. Accordingly, it takes a long time to measure the concentration of boron (B), and measurement of the real time boron (B) concentration in the reactor may be unsuitable.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 붕소 농도 시스템의 상기 서브측정부(2100)는 앞서 상술된 바와 같이, 상기 제2 혼합시료 내에서 안정 상태(stable state)로 완전이온화(complete ionization)되는 상기 제3 물질(250)을 투입함으로써, 상기 제2 혼합시료 내부의 이온 불균형을 방지하여 의도치 않은 전기분해의 중단을 예방할 수 있다. As described above, the
또한, 상기 제3 물질(250)으로부터 이온화 된 양이온 및 음이온들이 상기 전극부(150)가 공통 수용된 상기 반응조(110) 내부를 자유롭게 이동함으로써, 전류 흐름이 원활하여 실시간 붕소(B) 농도 측정에 적합할 수 있다.In addition, cations and anions ionized from the
상기 전원부(300)는 상기 회로(C)를 통해 상기 제2 혼합시료에 전류를 공급하는 장치일 수 있다. 다시 말하면, 상기 제2 혼합시료는 상기 전원부(300)에 의해 전기분해될 수 있다. The
보다 구체적으로 설명하면, 상기 전원부(300)에 의해 상기 산화전극(151)에 전원이 공급될 경우, 음극인 상기 산화전극(151)에서는 산화 반응이 발생할 수 있다.More specifically, when power is supplied to the
또한, 상기 전원부(300)에 의해 상기 환원전극(155)에 전원이 공급될 경우, 양극인 상기 환원전극(155)에서는 환원 반응이 발생할 수 있다. 이때, 상기 산화 반응 및 상기 환원 반응은 동시에 진행될 수 있다.When power is supplied to the
상기 전원부(300)는 전기 절연(electric isolation) 기능을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 전원부(300)에 전원이 공급되었을 경우, 상기 산화전극(151) 및 상기 환원전극(155) 사이에 발생되는 전기장의 간섭이 최소화 될 수 있다.The
상기 전원부(300)는 Power Supply, 배터리 또는 후술될 상기 pH 측정기(500)와 결합된 형태인 배터리 구동 pH 미터 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 실시 예에 따르면, 상기 전원부(300)는 배터리 일 수 있다. The
상기 전류 측정기(400)는 상기 전원부(300)로부터 공급된 전류량(i)을 실시간으로 측정할 수 있다. 상기 전류 측정기(400)로부터 측정된 상기 전류 데이터들은 상기 분석부(600)로 전송될 수 있다. The
상기 전류 측정기(400)는 상기 제2 혼합시료의 중화 시점인 적정 시점(t)에서의 전하량(Q)를 파악하기 위한 장치일 수 있다. 상기 전하량(Q)의 산출 방법은 후술될 상기 분석부(600)에서 보다 구체적으로 설명하겠다.The
상기 전류 측정기(400)의 전류측정범위는 10mA 이상으로부터 50mA 미만일 수 있다. 상기 전류 측정기(400)의 전류측정범위에 따라 후술될 상기 pH 측정기(500)의 종류가 달라질 수 있다. 이는 상기 pH 측정기(500)의 설명 시 보다 자세하게 설명하겠다.The current measurement range of the
상기 pH 측정기(500)는 상기 제2 혼합시료 내부에 적어도 어느 일부분이 침지될 수 있다. 이에 따라, 상기 pH 측정기(500)는 상기 제2 혼합시료 내의 pH 농도 변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 이때, 상기 pH 측정기(500)로부터 측정된 농도 데이터들은 앞서 상술된 상기 전류 측정기(400)와 마찬가지로, 상기 분석부(600)에 전송될 수 있다. At least a portion of the second mixed sample may be immersed in the
상기 pH 측정기(500)는 상기 제2 혼합시료의 중화 시점인 적정 시점(t)를 도출하기 위해 사용될 수 있다. 상기 적정 시점(t)의 도출 방법은 후술될 상기 분석부(600)에서 보다 구체적으로 설명하겠다. The
앞서 상술된 바와 같이, 상기 pH 측정기(500)의 종류는 상기 전류 측정기(400)의 전류측정범위에 따라 결정될 수 있다. As described above, the type of the
일 실시 예에 따르면, 상기 전류측정범위가 10mA 이상으로부터 50mA 미만일 경우, 상기 pH 측정기(500)는 pH Meter가 사용될 수 있다.According to one embodiment, when the current measuring range is less than 50 mA from 10 mA or more, the
다른 실시 예에 따르면, 상기 전류측정범위가 50mA 이상일 경우, 상기 pH 측정기(500)로 지시약이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 지시약은 bromothymol blue, methyl red, phenol red 또는 o-cresol red 중 적어도 어느 하나일 수 있다.According to another embodiment, when the current measurement range is 50 mA or more, the indicator may be used with the
상기 pH 측정기(500)로 상기 지시약이 사용될 경우, 상기 pH 측정기(500)는 상기 지시약의 색 변화를 분석하는 분광기를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 분광기는 UV-vis spectrophotometer 또는 Raman spectroscopic의 방법으로 실시간 모니터링 및 측정이 가능할 수 있다. When the indicator is used in the
상기 pH 측정기(500)는 앞서 상술된 상기 전원부(300)와 같이, 전기 절연(electric isolation) 기능을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 pH 측정기(500)의 데이터 측정 시, 상기 데이터들이 상기 산화전극(151) 및 상기 환원전극(155)으로부터 발생되는 전기장의 간섭에 의해 보정되는 것을 방지할 수 있다.The
상기 분석부(600)는 상기 전류 측정기(400) 및 상기 pH 측정기(500)로부터 전송된 데이터들을 바탕으로, 상기 제2 혼합시료의 중화 시점에서의 전기량 적정(Coulometric Titration) 분석을 수행할 수 있다.The
다시 말하면, 상기 분석부(600)는 상기 제2 혼합시료가 완전중화 된 상기 적정 시점(t)에서의 전기분해에 의해 발생되는 전하량(Q)을 산출함으로써, 외부로부터 유입된 상기 측정시료 내의 붕소(B)의 양을 산출할 수 있다. In other words, the
상기 분석부(600)는 제1 산출부(610), 제2 산출부(630), 제3 산출부(650) 및 제4 산출부(670)를 포함할 수 있다.The
상기 제1 산출부(610)는 상기 전류 측정기(400)로부터 전송된 상기 전류 데이터 및 상기 pH 측정기(500)로부터 전송된 상기 농도 데이터를 그래프화 할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 산출부(610)는 상기 전류 데이터 및 상기 농도 데이터를 각각 pH 그래프 및 전류 그래프로 변형할 수 있다. The
이후, 상기 제1 산출부(610)는 상기 pH 그래프로부터 상기 제2 혼합시료가 완전중화되는 상기 적정 시점(t)를 도출할 수 있다. 보다 구체적으로 상술하면, 상기 적정 시점(t)은 상기 pH 그래프의 변곡이 일어나는 시점과 일치할 수 있다. 따라서, 상기 제1 산출부(610)는 상기 pH 그래프의 2차 미분을 통해 변곡점을 추출하여, 상기 적정 시점(t)을 도출할 수 있다.Then, the
상기 제2 산출부(630)에서는 상기 전류 그래프 및 상기 적정 시점(t)를 바탕으로, 상기 적정 시점(t) 동안 발생된 전하량(Q)를 산출할 수 있다. The
상기 전하량(Q)는 상기 전류 그래프를 바탕으로, 상기 적정 시점(t) 동안 발생한 전류량(i)를 곱하거나 또는 적분하여 산출할 수 있다(하기 수학식 1. 참조)
The charge amount Q can be calculated by multiplying or integrating the amount of current i generated during the appropriate time t on the basis of the current graph (see Equation 1 below)
Q; 전하량(C)Q; Charge amount (C)
i; 전류량(A)i; Current Amount (A)
t; 적정 시점(t)
t; The appropriate time (t)
실시 예에 따르면, 상기 서브측정부(2100)에서는 상기 환원 반응 시 상기 환원전극(155) 표면에 석출되는 물질이 비(非)존재하며, 상기 제2 혼합시료 내의 안정화 된 이온 분포에 의해 상기 전류 그래프가 상수 그래프 형태를 유지할 수 있다. 따라서, 상기 제2 산출부(630)는 상기 적정 시점(t) 및 상기 전류량(i)를 곱하여 상기 전하량(Q)를 산출할 수 있다. According to the embodiment, in the
상기 제3 산출부(650)에서는 상기 전하량(Q)을 바탕으로 상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수를 산출할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수는 상기 전하량(Q)을 페러데이 상수(F, Faraday Constant)로 나눔으로써 산출될 수 있다(하기 수학식 2. 참조).
The
[e-]; 자유 전자(mole)[e - ]; Free electron (mole)
Q; 전하량Q; Charge quantity
F; 페러데이 상수
F; Faraday constant
상기 제4 산출부(670)는 산출된 상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수를 바탕으로, 상기 측정시료 내의 상기 붕소(B)의 농도를 도출할 수 있다. The
보다 구체적으로 상술하면, 상기 적정 시점(t)은 앞서 상술된 바와 같이, 상기 측정시료와 상기 제1 물질(210)의 반응으로 완전해리되는 상기 수소 이온(H+) 및 상기 환원전극(155)의 환원 반응 시 발생하는 상기 수산화 이온(OH-)이 완전중화되는 시점일 수 있다. 따라서, 상기 적정 시점(t) 동안 발생된 상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수는 상기 화학식 2.를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 환원전극(155)의 환원 반응 시 생성된 상기 수산화 이온(OH-)의 농도 및 상기 수산화 이온(OH-)과 완전반응하는 상기 수소 이온(H+)의 농도와 대응될 수 있다.More precisely, the optimum time t is determined by the hydrogen ion (H + ) and the reducing
이때, 상기 수소 이온(H+)은 상기 측정시료의 반응비와 동일한 계수비로 완전해리 될 수 있다. 따라서, 결과적으로, 상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수는 상기 붕소(B)의 농도로 변환될 수 있다.
At this time, the hydrogen ion (H + ) can be completely dissociated at the same coefficient ratio as the reaction ratio of the measurement sample. Consequently, as a result, the number of moles of the free electrons e - can be converted to the concentration of boron (B).
다시 도 1을 참조하면, 상기 여과기(2500)는 상기 서브측정부(2100)와 직렬 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 서브측정부(2100)의 산물인 상기 배출시료가 여과될 수 있다. Referring again to FIG. 1, the
보다 구체적으로 설명하면, 상기 여과기(2500)는 상기 제2 혼합시료 내 미반응 이온들 및 상기 침전물(235)들을 제거할 수 있다.More specifically, the
실시 예에 따르면, 상기 제2 혼합시료 내 상기 제1 내지 제3 물질(210, 230, 250) 및 상기 침전물(235)들이 여과된 상기 배출시료는 상기 바이패스유로(2000)를 따라 상기 메인유로(1000)로 유입될 수 있다. 이때, 상기 배출시료의 유입을 돕기 위해 펌프 등의 구성이 더 포함될 수 있다. According to the embodiment, the discharge sample filtered through the first to
종래의 보로노미터의 경우, 염기 성분이 제거되지 않은 상기 배출시료를 시스템 외부로 배출시킴으로, 별도의 방사성 폐기물 처리를 실시해야 했다.In the case of the conventional Voronometer, the discharged sample, from which the base component has not been removed, is discharged to the outside of the system, and a separate radioactive waste treatment has to be carried out.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 경우, 상기 여과기(2500)에 의해 여과된 상기 배출시료를 다시 상기 메인유로(1000)로 주입함으로써, 상기 배출시료가 외부로 배출되지 않아 친환경 및 고안전성의 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템이 제공될 수 있다.However, in the case of the error-correcting boron concentration measuring system according to the embodiment of the present invention, the discharged sample filtered by the
상기 밸브부(3000)는 특정 구성들로 유입되는 상기 측정시료의 유입량을 조절할 수 있다. 상기 밸브부(3000)는 상기 동작제어부(미도시)에 의해 개폐가 자동으로 조절될 수 있다.The valve unit 3000 can adjust the inflow amount of the measurement sample introduced into specific configurations. The opening and closing of the valve unit 3000 can be automatically controlled by the operation control unit (not shown).
보다 구체적으로 설명하면, 상기 밸브부(3000)는 제1 밸브(3100), 제2 밸브(3300) 및 제3 밸브(3500)를 포함할 수 있다. 상기 제1 밸브(3100)는 일단이 상기 제1 분기점(A)과 연결되고, 타단이 상기 서브측정부(2100)와 연결되는 상기 바이패스유로(2000) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 동작제어부(미도시)에 의해 상기 서브측정부(2100)의 측정 주기가 조절될 수 있다.More specifically, the valve unit 3000 may include a first valve 3100, a
상기 제2 밸브(3300)는 일단이 상기 여과기(2500)와 연결되고, 타단이 상기 제2 분기점(B)과 연결된 상기 바이패스유로(2000) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 메인유로(1000)로 유입되는 상기 배출시료의 양을 조절할 수 있다.The
상기 제3 밸브(3500)는 상기 반응조(110)와 상기 주입부(200)를 연결하는 연결로드 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 반응조(110)로 투입되는 제1 내지 제3 물질(210, 230, 250)들의 주입량을 조절할 수 있다.The
상기 설정변환부(4000)는 상기 메인측정부(1100)의 스케일을 조정할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 설정변환부(4000)는 상기 메인측정부(1100) 및 상기 서브측정부(2100)로부터 측정된 상기 붕소 농도 데이터를 비교하여, 보정 데이터를 산출할 수 있다. 이때, 상기 보정 데이터는 데이터 보간법에 의해 산출될 수 있다.The
이후, 상기 설정변환부(4000)는 산출된 상기 보정 데이터만큼 상기 메인측정부(1100)의 스케일을 조정할 수 있다. Thereafter, the
스케일이 조정된 상기 결과 데이터는 원자로 운전부로 전송될 수 있다. 이에 따라, 원자로 운전부에서는 보정된 상기 붕소 농도 측정 데이터를 바탕으로 원자로에 투입할 측정시료의 양을 조절하여, 상기 원자로의 출력을 제어할 수 있다. The scale-adjusted result data can be transmitted to the reactor operating unit. Accordingly, the reactor operation part can control the output of the reactor by adjusting the amount of the sample to be charged to the reactor based on the corrected boron concentration measurement data.
중성자 계측 방법을 사용하는 종래의 보로노미터의 경우, 장기 사용 시 측정오차가 누적되어 붕소 농도 측정 데이터가 왜곡되는 현상이 발생되어, 신뢰도 높은 붕소 농도의 측정이 어려웠다. In the case of the conventional Voronometer using the neutron measurement method, a measurement error is accumulated during long-term use, so that the measurement data of the boron concentration is distorted, and it is difficult to measure the boron concentration with high reliability.
그러나, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 상기 설정변환부(4000)에 의해 상기 메인측정부(1100)로부터 측정되는 상기 붕소 농도의 데이터 스케일을 일정 주기마다 보정할 수 있다. 이에 따라, 누적 오차로 인해 발생되는 측정 데이터의 왜곡을 방지함으로, 고정밀한 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템이 제공될 수 있다.However, in the error-correcting boron concentration measurement system according to the embodiment of the present invention, the
상기 동작제어부(미도시)는 앞서 상술된 바와 같이, 특정 주기마다 상기 서브측정부(2100), 상기 밸브부(3000) 및 상기 설정변환부(4000)의 동작을 제어할 수 있다. The operation control unit (not shown) may control the operations of the
상시의 경우, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 상기 밸브부(3000)는 폐쇄되고, 상기 서브측정부(2100) 및 상기 설정변환부(4000)는 정지된 상태일 수 있다. 이에 따라, 상기 측정시료는 상기 메인유로(1000)로 따라 상기 메인측정부(1100)로 모두 유입될 수 있다. 따라서, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 상시의 경우 상기 메인측정부(1100)에 의한 붕소 농도 측정만이 실시간으로 진행될 수 있다.At all times, the valve unit 3000 of the error-correcting boron concentration measuring system is closed, and the
반면, 특정 주기의 경우, 상기 동작제어부(미도시)에 의해 상기 붕소 농도 시스템의 상기 밸브부(3000)는 개방되고, 상기 서브측정부(2100) 및 상기 설정변환부(4000)는 작동될 수 있다. 이에 따라, 상기 측정시료의 적어도 어느 일부는 상기 제1 분기점(A)에서 상기 바이패스유로(2000)로 유입될 수 있다. 따라서, 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 특정 주기의 경우 상기 메인측정부(1100) 및 상기 서브측정부(2100)에 의한 붕소 농도 측정이 동시에 진행될 수 있다.
On the other hand, in the case of a specific period, the valve unit 3000 of the boron concentration system is opened by the operation control unit (not shown), and the
이상 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 구성들을 설명하였다. 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템은 메인유로, 바이패스유로, 메인측정부, 서브측정부, 여과기, 밸브부, 오차보정부, 설정변환부 및 동작제어부를 포함함으로써, 화학 및 체적 제어 계통(CVCS; Chemical & Volume Control System)으로부터 유입된 측정시료 내 정밀한 붕소(B) 농도 측정이 가능할 수 있다.The structures of the error-correcting boron concentration measuring system according to the embodiment of the present invention have been described above. The error correction type boron concentration measuring system includes a main flow path, a bypass flow path, a main measuring part, a sub measuring part, a filter, a valve part, an error correcting part, a setting converting part and an operation controlling part, (Chemical & Volume Control System), it is possible to measure the concentration of boron (B) precisely in the sample.
이하에서는, 상술된 본 발명의 실시 예에 따른 붕소 농도 측정 방법이 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된다.
Hereinafter, a boron concentration measurement method according to the above-described embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 3 to 5. Fig.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 특정 주기에서의 붕소 농도 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a method for measuring a boron concentration in a specific period according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 메인유로(1000)에 상기 측정시료가 주입될 수 있다(S1000). 1 to 3, the measurement sample may be injected into the main channel 1000 (S1000).
상시의 경우(S2000), 상기 메인유로(1000)를 통과하는 상기 측정 시료는 상기 메인측정부(1100)에서 중성자 계측 방법에 의해 붕소 농도가 측정될 수 있다(S3000). 측정된 상기 측정시료 내 붕소 농도 데이터는 원자로 운전부로 전송될 수 있다(S3500). 이에 따라, 원자로 운전부에서는 측정시료의 투입량을 조절하여 원자로의 출력을 제어할 수 있다.In the normal case (S2000), the boron concentration of the measurement sample passing through the
특정 주기의 경우(S2000), 상기 메인유로(1000)를 통과하는 상기 측정시료는 상기 제1 분기점(A)에서 상기 측정시료의 적어도 어느 일부가 상기 바이패스유로(2000)로 유입될 수 있다(S4000).In the case of a specific period (S2000), at least the part of the sample to be measured may flow into the
상기 측정시료가 상기 메인유로(1000)를 따라, 상기 메인측정부(1100)에 주입될 경우(S5000), 상기 메인측정부(1100)는 중성자 계측 방법에 의해 상기 측정시료 내 농도를 측정할 수 있다(S5100).When the measurement sample is injected into the
상기 측정시료가 상기 바이패스유로(2000)를 따라, 상기 서브측정부(2100)에 주입될 경우(S5000), 상기 서브측정부(2100)는 전기량 적정법에 의해 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 측정할 수 있다(S5500).
When the measurement sample is injected into the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 상기 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템의 서브측정부에서 붕소 농도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 4 is a flowchart for explaining a method of measuring the boron concentration in the sub-measuring unit of the error-correcting boron concentration measuring system according to the embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 서브측정부(2000) 내 상기 반응조(110)에 상기 측정시료를 투입할 수 있다(S5510). 이때, 상기 측정시료는 상기 산화전극(151) 및 상기 환원전극(155)의 적어도 어느 일부가 침지될 때까지 투입될 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 4, the measurement sample may be input to the
이후, 상기 제1 물질(210)을 상기 측정시료가 수용된 상기 반응조(110) 내부에 주입하여, 제1 혼합시료를 제조할 수 있다(S5520). 상기 제1 물질(210)은 상기 제1 혼합시료 내에서 상기 측정시료와 반응하여, 상기 수소 이온(H+)을 해리시킬 수 있다. Thereafter, the
이때, 상기 제1 물질(210)은 상기 반응조(110)에 과량 주입될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 반응조(110)에 주입되는 상기 제1 물질(210)의 몰 농도(M)는 상기 측정시료의 몰 농도(M)의 2배 이상으로부터 10배 이하의 값 중 적어도 어느 한 값일 수 있다. 이에 따라, 상기 측정시료 및 상기 제1 물질(210)의 반응 시, 상기 수소 이온(H+)이 완전해리 될 수 있다. At this time, the
이후, 상기 제1 혼합시료 내부에 상기 제2 물질(230) 및 상기 제3 물질(250)들을 주입하여, 제2 혼합시료를 제조할 수 있다(S5530). 상기 제2 물질(230) 및 상기 제3 물질(250)은 상기 제1 혼합시료 내에서 해리될 수 있다.Thereafter, the
상기 전원부(300)로부터 상기 회로(C)에 전류가 공급될 수 있다. 상기 전원부(300)로부터 전류가 공급되면, 상기 제2 혼합시료에서는 전기분해가 실시될 수 있다(S5540). A current may be supplied from the
상기 전기분해가 진행되는 동안, 상기 pH 측정기(500)를 동작시켜, 상기 제2 혼합시료의 시간 별 상기 수소 이온(H+)의 농도를 측정할 수 있다(S5550).During the electrolysis, the
또한, 상기 pH 측정기(500)의 측정과 동시에, 상기 전류 측정기(400)를 동작시켜, 상기 제2 혼합시료의 시간 별 전류량(i)을 측정할 수 있다(S5560).At the same time as the measurement of the
일정 시점이 지난 뒤, 상기 전원부(300)의 전원이 차단될 수 있다. 이후, 상기 전류 측정기(400) 및 상기 pH 측정기(500)로부터 측정된 데이터들이 상기 분석부(600)에 전송될 수 있다(S5570).After a predetermined time has elapsed, the power source of the
상기 분석부(600)는 수신된 상기 농도 데이터 및 상기 전류 데이터들을 바탕으로, 붕소의 농도를 산출할 수 있다(S5580).
The
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 붕소 농도 측정 방법 중 분석부에 의한 붕소 농도 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a flowchart for explaining a boron concentration calculation method by the analyzer in the boron concentration measurement method according to the embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 분석부(600)는 상기 전류 측정기(400)로부터 측정된 시간별 전류 데이터 및 상기 pH 측정기(500)로부터 측정된 시간별 상기 수소 이온(H+)의 농도 데이터를 그래프화 할 수 있다(S5581). 이때, 상기 pH 그래프는 pH 농도가 산성에서 중성을 거쳐 염기성으로 변화하는 중화 적정 그래프 형태를 나타낼 수 있다. 1 to 5, the
이후, 상기 pH 그래프로부터 상기 적정 시점(t)을 추출할 수 있다(S5582). 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 적정 시점(t)은 변곡이 일어나는 지점으로써, 상기 pH 그래프의 2차 미분을 통해 추출될 수 있다. Then, the appropriate time point t may be extracted from the pH graph (S5582). As described with reference to FIG. 1, the appropriate time point t may be extracted through the second derivative of the pH graph as a point at which an inflection occurs.
상기 적정 시점(t)이 추출되면, 상기 전류 그래프로부터 상기 적정 시점(t) 동안 측정된 상기 전류량(i)을 곱하거나 또는 적분하여, 상기 전하량(Q)을 산출할 수 있다(S5583). When the appropriate time point t is extracted, the charge amount Q may be calculated by multiplying or integrating the current amount i measured during the appropriate time point t from the current graph S5583.
산출된 상기 전하량(Q)은 다시 페러데이 상수(F)로 나누어 상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수를 산출할 수 있다(S5584). The calculated amount of charge (Q) is again divided into the Faraday constant (F) the free electrons (e -) can be calculated on the molar number (mole) of (S5584).
상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 수산화 이온(OH-), 상기 수소 이온(H+)의 농도 및 상기 측정시료의 농도와 대응될 수 있다. 따라서, 상기 자유전자(e-)의 몰(mole) 수를 상기 측정시료 내 상기 붕소(B)의 농도로 변환할 수 있다(S5585).
The number of moles of the free electrons e - corresponds to the concentration of the hydroxide ion (OH - ), the hydrogen ion (H + ) and the concentration of the measurement sample as described with reference to FIG. 1 . Therefore, the number of moles of the free electrons e - can be converted to the concentration of the boron (B) in the measurement sample (S5585).
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 메인측정부(1100) 및 상기 서브측정부(2100)로부터 측정된 상기 붕소 농도 데이터를 비교하여 보정 데이터를 산출할 수 있다(S6000). 1 to 3, the boron concentration data measured by the
산출된 상기 보정 데이터만큼 상기 메인측정부의 스케일을 보정할 수 있다(S7000). The scale of the main measuring unit can be corrected by the calculated correction data (S7000).
스케일이 보정된 상기 붕소 농도 데이터는 원자로 운전부로 전송될 수 있다(S8000). The scale-corrected boron concentration data can be transmitted to the reactor operation unit (S8000).
이후, 상기 서브측정부로부터 배출된 상기 배출시료가 상기 여과기(2500)로 유입되어, 미반응 이온들 및 상기 침전물(235)이 여과될 수 있다(S9000).
Thereafter, the discharged sample discharged from the sub-measuring unit flows into the
이상 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법을 서술하였다. 본 발명의 실시 예에 따른 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법은 메인유로, 바이패스유로, 메인측정부, 서브측정부, 여과기, 밸브부, 설정변환부 및 동작제어부를 포함하며, 상기 설정변환부에서 산출된 보정 데이터에 의해 상기 메인측정부의 붕소 농도 측정 데이터의 스케일이 일정 주기마다 보정될 수 있다. 이에 따라, 누적 오차로 인한 측정 데이터의 왜곡이 방지되어, 고정밀 및 고신뢰성의 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템 및 이를 이용한 붕소 농도 측정 방법이 제공될 수 있다.
The error correction type boron concentration measurement system and the boron concentration measurement method using the same according to the embodiments of the present invention have been described above. The error correction type boron concentration measurement system and the boron concentration measurement method using the same according to the embodiment of the present invention include a main flow path, a bypass flow path, a main measurement part, a sub measurement part, a filter, a valve part, a setting conversion part and an operation control part And the scale of the boron concentration measurement data of the main measurement unit can be corrected at regular intervals by the correction data calculated by the setting conversion unit. Accordingly, the measurement data is prevented from being distorted due to the cumulative error, thereby providing a high-accuracy and high-reliability error-correcting boron concentration measuring system and a boron concentration measuring method using the same.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1000; 메인유로
1100; 메인측정부
2000; 바이패스유로
2100; 서브측정부
100; 반응부
110; 반응조
150; 전극부
151; 산화전극
155; 환원전극
200; 주입부
210; 제1 물질
230; 제2 물질
235; 침전물
250; 제3 물질
300; 전원부
400; 전류 측정기
500; pH 측정기
600; 분석부
610; 제1 산출부
630; 제2 산출부
650; 제3 산출부
670; 제4 산출부
2500; 여과기
3000; 밸브부
3100; 제1 밸브
3300; 제2 밸브
3500; 제3 밸브
4000; 설정변환부1000; Main Euro
1100; The main measuring part
2000; Bypass Euro
2100; Sub-
100; The reaction part
110; Reactor
150; The electrode portion
151; Oxidized electrode
155; Reduction electrode
200; Injection part
210; The first substance
230; The second substance
235; precipitate
250; Third substance
300; Power supply
400; Current meter
500; pH meter
600; Analysis section
610; The first calculation unit
630; The second calculation unit
650; The third calculation unit
670; The fourth calculation unit
2500; filter
3000; The valve portion
3100; The first valve
3300; The second valve
3500; The third valve
4000; Setting conversion unit
Claims (16)
상기 메인유로로부터 분기되어 형성되는 상기 바이패스유로 상에 위치되며, 상기 바이패스유로를 통과하는 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 전기량 적정법에 의해 일정 주기마다 측정하는 서브측정부; 및
상기 메인측정부 및 상기 서브측정부로부터 측정된 상기 붕소 농도 데이터를 비교하여, 상기 메인측정부의 스케일을 조절하는 설정변환부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
A main measuring unit positioned on the main flow passage through which the measurement sample passes and measuring the concentration of boron in the measurement sample in real time using a neutron measurement method;
A sub-measurement unit located on the bypass flow path branched from the main flow path and measuring the concentration of boron in the measurement sample passing through the bypass flow path at regular intervals by an electricity quantity titration method; And
A setting conversion unit for comparing the boron concentration data measured from the main measurement unit and the sub measurement unit to adjust a scale of the main measurement unit;
Wherein the boron concentration measuring system comprises:
상기 바이패스유로 상에 상기 서브측정부와 직렬 배치되며, 상기 서브측정부의 산물인 배출시료를 여과하는 여과기; 및
상기 측정시료들의 주입량을 조절하는 밸브부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
A filter disposed in series with the sub-measurement unit on the bypass flow path to filter an exhausted sample that is a product of the sub-measurement unit; And
And a valve unit for controlling an injection amount of the measurement sample.
상기 서브측정부, 상기 밸브부 및 상기 설정변환부의 동작을 제어하는 동작제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
3. The method of claim 2,
And an operation control unit for controlling operations of the sub-measurement unit, the valve unit, and the setting conversion unit.
상기 서브측정부는
일정 주기마다 상기 바이패스유로를 통해 주입되는 상기 측정시료를 수용하는 반응조 및 상기 반응조에 적어도 어느 일부분이 수용되고, 산화전극 및 환원전극을 포함하는 전극부를 포함하는 반응부;
수소 이온을 해리시키는 조절하는 전해질인 제1 물질, 표준산화전위가 0.8V 이하이며 상기 산화전극과 반응하여 침전물을 생성하는 전해질인 제2 물질 및 상기 반응조 내에서 화학 반응에 참여하지 않는 전해질인 제3 물질을 상기 반응조에 주입시키는 주입부;
상기 전극부에 전류를 공급하여, 상기 측정시료 및 제1 내지 제3 물질이 혼합된 제2 혼합시료의 전기분해를 제어하는 전원부;
상기 제2 혼합시료의 전기분해 시 전류량을 측정하는 전류 측정기; 및
상기 반응조에 수용된 상기 제2 측정시료 내 수소 이온의 농도를 측정하는 pH 측정기;
상기 전류 측정기 및 상기 pH 측정기로부터 측정된 데이터들을 분석하여, 상기 제2 혼합시료 내에 붕소의 농도를 도출하는 분석부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
The sub-
A reaction unit for receiving the measurement sample injected through the bypass flow path at regular intervals; and an electrode unit including at least a part of the electrode unit including an oxidizing electrode and a reducing electrode in the reaction vessel;
A first substance which is an electrolyte for controlling dissociation of hydrogen ions, a second substance which is an electrolyte which has a standard oxidation potential of 0.8 V or lower and which reacts with the oxidation electrode to produce a precipitate, and an electrolyte which does not participate in chemical reaction in the reaction tank 3 material into the reaction vessel;
A power supply unit for supplying an electric current to the electrode unit to control electrolysis of the measurement sample and the second mixed sample in which the first to third materials are mixed;
A current meter for measuring an amount of current during electrolysis of the second mixed sample; And
A pH meter for measuring a concentration of hydrogen ions in the second measurement sample accommodated in the reaction tank;
An analyzer for analyzing data measured from the current meter and the pH meter to derive the concentration of boron in the second mixed sample;
Wherein the boron concentration measuring system comprises:
상기 메인유로로 주입되는 상기 측정시료의 양은 50ml 이하인 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the amount of the sample to be measured injected into the main channel is 50 ml or less.
상기 산화전극은 은(Ag), 구리(Cu) 또는 아연(Zn) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the oxidation electrode is at least one of silver (Ag), copper (Cu), and zinc (Zn).
상기 산화전극이 은(Ag)일 경우, 상기 제2 물질은 브로민화나트륨(NaBr), 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화칼슘(CaCl2), 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 황화칼슘(CaS), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼륨(K2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3), 또는 탄산칼슘(CaCO3) 중 적어도 어느 하나이고,
상기 산화전극이 구리(Cu)일 경우, 상기 제2 물질은 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 탄산나트륨(Na2CO3), 탄산칼륨(K2CO3) 또는 탄산암모늄((NH4)2CO3) 중 적어도 어느 하나이며,
상기 산화전극이 아연(Zn)일 경우, 상기 제2 물질은 황화나트륨(Na2S), 황화칼륨(K2S), 황화암모늄((NH4)2S), 황화마그네슘(MgS), 황화바륨(BaS), 또는 황화칼슘(CaS) 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
The method according to claim 6,
When the oxidation electrode is silver (Ag), the second material may be selected from the group consisting of sodium bromide (NaBr), sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), calcium chloride (CaCl 2 ), sodium sulfide (Na 2 S) K 2 S), calcium sulfide (CaS), sodium sulfate (Na 2 SO 4), potassium sulfate (K 2 SO 4), calcium sulfate (CaSO 4), sodium carbonate (Na 2 CO 3), potassium carbonate (K 2 CO 3 ), Or calcium carbonate (CaCO 3 )
When the oxidizing electrode is copper (Cu), the second material may be sodium sulfide (Na 2 S), potassium sulfide (K 2 S), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), potassium carbonate (K 2 CO 3 ) Ammonium ((NH 4 ) 2 CO 3 ), and
When the oxidation electrode is zinc (Zn), the second material is selected from the group consisting of sodium sulfide (Na 2 S), potassium sulfide (K 2 S), ammonium sulfide ((NH 4 ) 2 S), magnesium sulfide Wherein the boron concentration is at least one of barium (BaS) and calcium sulfide (CaS).
상기 제1 물질은 D-만니톨(d-mannitol), 솔비톨(sorbitol), 자일리톨(xylitol), 에리스리톨(erythritol), 또는 아이소말트(isomalt) 중 적어도 어느 하나인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the first material comprises at least one of d-mannitol, sorbitol, xylitol, erythritol, or isomalt. Boron concentration measurement system.
상기 전원부의 음극은 상기 산화전극과 연결되며, 상기 전원부의 양극은 상기 전류측정기와 연결되는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the cathode of the power unit is connected to the oxidation electrode and the anode of the power unit is connected to the current meter.
상기 pH 측정기는 pH Meter 또는 지시약 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the pH meter is at least one of a pH meter and an indicator.
상기 전류 측정기에 의한 전류측정범위가 10mA 이상으로부터 50mA 미만일 경우, 상기 pH 측정기로 상기 pH Meter가 사용되는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
11. The method of claim 10,
Wherein the pH meter is used as the pH meter when the current measurement range by the current meter is less than 50 mA from 10 mA or more.
상기 전류 측정기에 의한 전류측정범위가 50mA 이상일 경우, 상기 pH 측정기로 상기 지시약이 사용되며,
상기 측정시료 내 수소 이온의 농도에 따른 상기 지시약의 색 변화를 분석하는 분광기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오차 보정형 붕소 농도 측정 시스템.
11. The method of claim 10,
When the current measurement range by the current meter is 50 mA or more, the indicator is used as the pH meter,
Further comprising a spectroscope for analyzing a color change of the indicator according to a concentration of hydrogen ions in the measurement sample.
특정 주기일 경우, 상기 측정시료의 적어도 어느 일부가 바이패스유로로 유입되는 단계;
메인측정부에서 상기 메인유로를 통과하는 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 중성자 계측 방법에 의해 측정하는 단계;
서브측정부에서 상기 바이패스유로를 통과하는 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 전기량 적정법에 의해 측정하는 단계;
상기 메인측정부 및 상기 서브측정부로부터 측정된 상기 붕소 농도 데이터를 비교하여 보정 데이터를 산출하는 단계; 및
산출된 상기 보정 데이터만큼 상기 메인측정부의 스케일을 보정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 붕소 농도 측정 방법.
Injecting a measurement sample into the main flow path;
At least a part of the sample to be measured flows into the bypass flow path in a specific cycle;
Measuring the concentration of boron in the measurement specimen passing through the main flow path in the main measurement unit by a neutron measurement method;
Measuring a concentration of boron in the sample to be measured which passes through the bypass passage in a sub-measuring unit by an electricity quantity titration method;
Comparing the boron concentration data measured from the main measurement unit and the sub measurement unit to calculate correction data; And
Correcting the scale of the main measurement unit by the calculated correction data;
Wherein the boron concentration is in a range of from 1 to 10 ppm.
상기 보정 데이터를 산출하는 단계에서,
상기 보정 데이터는 데이터 보간법에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 붕소 농도 측정 방법.
14. The method of claim 13,
In the step of calculating the correction data,
Wherein the correction data is calculated by a data interpolation method.
상기 서브측정부에서 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 전기량 적정법에 의해 측정하는 단계에서는,
상기 서브측정부 내 산화전극 및 환원전극을 포함한 전극부의 적어도 어느 일부분이 수용된 반응조에 상기 바이패스유로로부터 유입된 상기 측정시료를 투입하는 단계;
수소 이온을 해리시키는 전해질인 제1 물질을 주입부로부터 상기 측정시료가 유입된 상기 반응조에 주입하여 상기 제1 혼합시료를 제조하는 단계;
표준전극전위가 0.8V 이하이며, 상기 산화전극과 반응하여 침전물을 생성하는 전해질인 제2 물질 및 상기 반응조 내에서 화학 반응에 참여하지 않는 전해질인 제3 물질을 상기 주입부로부터 상기 제1 혼합시료에 혼합하여 제2 혼합시료를 제조하는 단계;
전원부에 의해 전류가 공급되어 상기 제2 혼합시료가 전기분해되는 단계;
상기 전기분해 시, pH 측정기로 상기 제2 혼합시료의 시간 별 수소 이온의 농도를 측정하는 단계;
상기 전기분해 시, 전류 측정기로, 상기 제2 혼합시료의 시간 별 전류량을 측정하는 단계;
상기 수소 이온의 농도를 측정하는 단계 및 상기 전류량을 측정하는 단계에서 측정된 각각의 농도 데이터 및 전류 데이터들을 분석부로 전송하는 단계; 및
전송된 상기 농도 데이터 및 전류 데이터들을 가공하여 상기 분석부에서 붕소 농도를 산출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 붕소 농도 측정 방법.
14. The method of claim 13,
In the step of measuring the concentration of boron in the measurement sample by the electrovalve titration method in the sub-
Injecting the measurement sample introduced from the bypass flow path into a reaction tank containing at least a portion of an electrode portion including an oxidation electrode and a reduction electrode in the sub-measurement portion;
Injecting a first substance, which is an electrolyte for dissociating hydrogen ions, from the injection unit into the reaction tank into which the measurement sample flows, to produce the first mixed sample;
A second substance which is an electrolyte which forms a precipitate by reacting with the oxidation electrode at a standard electrode potential of 0.8 V or lower and a third substance which is an electrolyte not participating in a chemical reaction in the reaction tank, To prepare a second mixed sample;
A current is supplied by a power supply unit to electrolyze the second mixed sample;
Measuring a hydrogen ion concentration of the second mixed sample with respect to time by a pH meter during the electrolysis;
Measuring a current amount of the second mixed sample with respect to time with a current meter at the time of electrolysis;
Measuring the concentration of the hydrogen ions, and transmitting the concentration data and the current data measured in the measuring the amount of current to the analyzer; And
Processing the transferred concentration data and current data to calculate a boron concentration in the analyzer;
Wherein the boron concentration is in a range of from 1 to 10 ppm.
상기 분석부에서 상기 측정시료 내 붕소의 농도를 산출하는 단계는,
상기 pH 측정기로부터 측정된 상기 농도 데이터들을 그래프화 하여, 상기 그래프의 변곡이 일어나는 적정 시점을 추출하는 단계;
상기 전류 측정기로부터 측정된 상기 전류 데이터들을 그래프화 하여, 상기 적정 시점까지 측정된 상기 전류량들을 추출하는 단계;
추출된 상기 적정 시점 및 상기 전류량들을 적분하여, 전기분해 된 상기 제2 혼합시료의 전하량을 산출하는 단계;
상기 전하량을 페러데이 상수로 나누어 자유전자의 몰(mole) 수를 산출하는 단계; 및
상기 자유전자의 몰(mole) 수를 상기 붕소 농도와 대응시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 붕소 농도 측정 방법.16. The method of claim 15,
The step of calculating the concentration of boron in the measurement sample in the analysis unit may include:
Graphing the concentration data measured from the pH meter and extracting an appropriate time point at which the curve of the graph occurs;
Graphing the current data measured from the current meter and extracting the amounts of current measured up to the appropriate time point;
Calculating the amount of charge of the second mixed sample electrolyzed by integrating the extracted appropriate time and current amounts;
Dividing the charge amount by a Faraday constant to calculate the number of moles of free electrons; And
Mapping the number of moles of free electrons to the boron concentration;
Wherein the boron concentration is in a range of from 1 to 10 ppm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170029887A KR101903276B1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Boron concentrations measuring system for correcting error and method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170029887A KR101903276B1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Boron concentrations measuring system for correcting error and method using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180103248A true KR20180103248A (en) | 2018-09-19 |
KR101903276B1 KR101903276B1 (en) | 2018-11-13 |
Family
ID=63719125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170029887A KR101903276B1 (en) | 2017-03-09 | 2017-03-09 | Boron concentrations measuring system for correcting error and method using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101903276B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200043222A (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-27 | 울산과학기술원 | Boron meter test system and boron meter test method using the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2602302B2 (en) * | 1988-10-05 | 1997-04-23 | 住友重機械工業株式会社 | A method for removing the effects of photoneutrons on a boric acid concentration meter in heavy water reactors |
KR100874779B1 (en) * | 2008-01-10 | 2008-12-19 | 길주형 | Plane surface measurement hydrogen ion concentration combination sensor |
JP2010117269A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Japan Organo Co Ltd | Method and device for measuring concentration of scale inhibitor |
-
2017
- 2017-03-09 KR KR1020170029887A patent/KR101903276B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200043222A (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-27 | 울산과학기술원 | Boron meter test system and boron meter test method using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101903276B1 (en) | 2018-11-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dorfman et al. | Pulse radiolysis studies. III. Elementary reactions in aqueous ethanol solution | |
CN105190289A (en) | Water hardness monitoring via fluorescence | |
US4937038A (en) | Solution quantitative analysis apparatus, quantitative analysis methods, and nuclear reactor water quality control system | |
CN114839166A (en) | Real-time byproduct quantitative determination device based on sodium hypochlorite optical concentration analysis | |
CN100422719C (en) | Minim chlorine ion test method for furnace water | |
KR101903276B1 (en) | Boron concentrations measuring system for correcting error and method using the same | |
KR101813362B1 (en) | Method and system for monitoring boron concentration | |
US20160061791A1 (en) | Automatic Ammonium Analyzer | |
Shang et al. | Spectroluminescence measurements of the stability constants of Ca n UO 2 (CO 3) 3 (4− 2n)− complexes in NaClO 4 medium and the investigation of interaction effects | |
US10815137B2 (en) | Silver ion biocide delivery system | |
Sposito et al. | Calcium ion complexation by fulvic acid extracted from sewage sludge‐soil mixtures | |
KR101870050B1 (en) | Method Of Measuring Boron Concentrations And Apparatus Using The Same | |
Biedermann et al. | Studies on the hydrolysis of metal ions | |
US20040262233A1 (en) | Method and apparatus for controlling concentration of water treatment chemicals | |
Kirishima et al. | Thermodynamic study on the U (VI) complexation with dicarboxylates by calorimetry | |
JP4617153B2 (en) | Trace chlorine ion concentration analysis method | |
Manfredi et al. | On the hydrolysis of the tetravalent uranium ion U4+ | |
CN113295638A (en) | Method for detecting secondary reaction rate constant of bromine di-free radical and reactant | |
JP6976875B2 (en) | Analysis method of water-soluble selenium and wastewater treatment system for selenium-containing wastewater using it | |
Maslennikov et al. | Technetium electrodeposition from aqueous formate solutions: electrolysis kinetics and material balance study | |
JP5053342B2 (en) | Method and system for fractional quantitative analysis of arsenic, selenium and antimony | |
US20240192169A1 (en) | Electrochemical method and system for the indirect monitoring of scale inhibitors in onshore and offshore installations | |
Furia et al. | The hydrogen salicylate ion as ligand. Complex formation equilibria with dioxouranium (VI), neodymium (III) and lead (II) | |
JP2968897B2 (en) | Method for producing precise calibration liquid, method for calibrating analyzer using the same, and apparatus for producing the same | |
Grace et al. | An alternative mechanism for the formation of the cobalt (III) molybdate cation, Co (NH3) 5MoO4+ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |