SE442452B - Method for the determination of the electrochemical potential of the material in the primary circuit of a boiling water reactor - Google Patents
Method for the determination of the electrochemical potential of the material in the primary circuit of a boiling water reactorInfo
- Publication number
- SE442452B SE442452B SE8402386A SE8402386A SE442452B SE 442452 B SE442452 B SE 442452B SE 8402386 A SE8402386 A SE 8402386A SE 8402386 A SE8402386 A SE 8402386A SE 442452 B SE442452 B SE 442452B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- reactor
- electrode
- primary circuit
- water
- electrochemical potential
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title abstract description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012485 Plasticized Polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- GTKRFUAGOKINCA-UHFFFAOYSA-M chlorosilver;silver Chemical compound [Ag].[Ag]Cl GTKRFUAGOKINCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- G01N27/4166—Systems measuring a particular property of an electrolyte
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)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Description
Du U'l 30 8402386-0 å g 2 andra temperaturer är annorlunda och därför inte representativa. Mätningarna av elektrokemisk potential hos utvalda konstruktionsmaterial kräver en refe- renselektrod. Det är av avgörande betydelse för mätresultaten att referens- elektroden är stabil och pålitlig vid de höga temperaturer som råder i reak- torvattnet. Hittills har som referenselektrod framför allt använts en silver- -silverkloridelektrod med en elektrodkammare innehållande vatten med löst silverklorid eller löst kaliumklorid. Elektrodkammaren är försedd med en vätskebrygga som avgränsar elektrolytkammaren från det vatten, vari elektro- den är nedsänkt. Silverledaren är i den kända referenselektroden omgiven av ett elektriskt isolerande hölje bestående av polytetrafluoreten. Höljet kan t ex bestå av ett på silverledaren påkrympt rör av polytetrafluoreten. Även tätningar till väggar i den autoklav eller motsvarande utrustning, i vilken elektroden är införd vid mätningen, liksom elektrolytkammaren är gjord av polytetrafluoreten. Referenselektroden är liksom elektroder av konstruktione- ' material, vars elektrokemiska potential skall övervakas, anordnas i en krets utanför reaktorkärlet, genom vilket reaktorvatten ledes som därefter får gå till ett avlopp. En svaghet hos polytetrafluoretenet är att dess användning medför svåra tätningsproblem vid temperaturcyklingar på grund av dess begränsade hâllfasthet och formbeständighet vid de temperaturer som råder i vattnet i primär- och sekundärkrets hos reaktorer. Tätnings- problemen medför att referenselektroden blir komplicerad till sin uppbyggnad utan att man kan eliminera risken för att otätheter skall uppstå och därmed risken för att radioaktivt vatten kan läcka ut. En annan svaghet hos den be- skrivna kända referenselektroden är att dess livslängd begränsas av att vätskans sammansättning i elektrolytkammaren kan förändras genom diffusions- förlopp via vätskebryggan och av temperaturcyklingar förorsakade volymänd- ringar hos elektrolytkammaren. You U'l 30 8402386-0 å g 2 other temperatures are different and therefore not representative. The measurements of electrochemical potential of selected construction materials requires a reference cleaning electrode. It is crucial for the measurement results that the reference the electrode is stable and reliable at the high temperatures prevailing in the reaction medium. the peat water. To date, a silver electrode has been used primarily as a reference electrode. -silver chloride electrode with an electrode chamber containing water with dissolved silver chloride or dissolved potassium chloride. The electrode chamber is provided with a liquid bridge defining the electrolyte chamber from the water in which the electrolyte it is submerged. The silver conductor is surrounded by the known reference electrode an electrically insulating casing consisting of polytetrafluoroethylene. The cover can for example, consist of a tube of polytetrafluoroethylene crimped on the silver conductor. Also seals to walls of the autoclave or equivalent equipment, in which the electrode is inserted during the measurement, just as the electrolyte chamber is made of polytetrafluoroethylene. The reference electrode is, like electrodes of construction, 'materials, the electrochemical potential of which is to be monitored, are arranged in a circuit outside the reactor vessel, through which reactor water is passed, which is then allowed to flow to a drain. A weakness of the polytetrafluoroethylene is that of its use causes severe sealing problems in temperature cycling due to its limited strength and dimensional stability at those temperatures prevailing in the water in the primary and secondary circuits of reactors. Sealing the problems cause the reference electrode to become complicated in its construction without being able to eliminate the risk of leaks and thus the risk of radioactive water leaking. Another weakness of the written known reference electrode is that its life is limited by that the composition of the liquid in the electrolyte chamber can be changed by diffusion flow via the liquid bridge and volume changes caused by temperature cycles rings of the electrolyte chamber.
Enligt den föreliggande uppfinningen har det visat sig möjligt att för det beskrivna ändamålet använda en referenselektrod som är avsevärt enklare än den kända och som kan utformas så att den får en i praktiken obegränsad livs- längd. För den nya referenselektroden behövs ingen elektrolytkammare och den kan omges med ett isolerande hölje som är avsevärt mera resistent än poly- tetrafluoreten mot höga temperaturer och som bildar en läckagefri förbindelse med elektrodens ledare. Referenselektroden kan utan svårighet anordnas att bilda en-formbeständig, tillförlitlig tät fog med en omgivande kärlvägg, i vilken den är införd så att ingen risk för läckage föreligger. Uppfinningen baserar sig på insikten att en elektrod av en platinametall uppvisar en kon- . stant eller åtminstone tillnärmelsevis konstant potential i reaktor"2tten, 10 15 20 25 30 35 8402386-0 förutsatt att koncentrationen av löst väte i vattnet uppgår till minst 50 ' 10-9 Vikfid@1aP PGP Viküdel Vatten- Vattnet i en kokarvattenreaktors primärkrets har en konduktivitet som understiger 0,2 mikrosiemens per cm vid ZSOC.According to the present invention, it has been found possible for that described purpose use a reference electrode which is considerably simpler than known and which can be designed so that it has a virtually unlimited life length. For the new reference electrode, no electrolyte chamber and it are needed can be surrounded by an insulating casing which is considerably more resistant than tetrafluoroethylene against high temperatures and which forms a leak-free connection with the conductor of the electrode. The reference electrode can be arranged without difficulty to form a one-dimensional, reliable tight joint with a surrounding vessel wall, i which is inserted so that there is no risk of leakage. The invention is based on the realization that an electrode of a platinum metal has a con- . constant or at least approximately constant potential in the reactor "2tten, 10 15 20 25 30 35 8402386-0 provided that the concentration of dissolved hydrogen in the water is at least 50 '10-9 Vik fi d @ 1aP PGP Viküdel Water- The water in a primary water reactor's primary circuit has a conductivity of less than 0.2 microsiemens per cm at ZSOC.
Den föreliggande uppfinningen avser närmare bestämt ett sätt att bestämma den elektrokemiska potentialen hos i en kokarvattenreaktors primärkrets in- gående material vid under drift i huvudsak rådande temperatur hos vattnet i primärkretsen och under användning av en referenselektrod, som kännetecknas av att*koncentrationen_av löst väte i vattnet i reaktorns primärkrets hâlles vid ett värde av minst 50 ppb och att en elektrod av en platinametall använ- des som referenselektrod. bbd platinametall avses i denna ansökan såväl en metall tillhörande platina- gruppen som legeringar av två eller flera sådana metaller, t ex platina-rodium.More particularly, the present invention relates to a method of determining the electrochemical potential of the primary circuit of a boiler water reactor walking material at during operation mainly prevailing temperature of the water in the primary circuit and using a reference electrode, which is characterized by keeping the * concentration_ of dissolved hydrogen in the water in the primary circuit of the reactor at a value of at least 50 ppb and that an electrode of a platinum metal is used as a reference electrode. bbd platinum metal in this application refers to both a metal belonging to platinum the group as alloys of two or more such metals, for example platinum-rhodium.
Speciellt föredrages platina.Platinum is especially preferred.
Elektroden kan utformas på olika sätt. Bland annat kan dess ledare av platina- metall såsom den tidigare beskrivna silver-silverkloridelektroden vara om- given av ett elektriskt isolerande höljet av polytetrafluoreten, dock utan att vara försedd med silverskikt och silverkloridbeläggning eller omgiven av någon elektrolytkammare med en elektrolyt, vars sammansättning som tidigare nämnts successivt kan förändras genom diffusionsförlopp via vätskebryggan eller på grund av volymändríngar hos elektrolytkammaren.The electrode can be designed in different ways. Among other things, its leader in platinum metal such as the previously described silver-silver chloride electrode be given by an electrically insulating cover of polytetrafluoroethylene, but without to be provided with a silver layer and silver chloride coating or surrounded by any electrolyte chamber with an electrolyte, the composition of which is as before mentioned can be gradually changed by diffusion processes via the liquid bridge or due to volume changes of the electrolyte chamber.
Enligt en särskilt fördelaktig utföringsform av referenselektroden enligt uppfinningen är dess ledare till en del av sin utsträckning innesluten i ett mot tråden tätt anliggande, elektriskt isolerande hölje, vilket består av sammansintrade partiklar av aluminiumoxid, zirkoniumoxid eller annat mot vatten inert elektriskt isolerande material, varvid ledaren är försedd med en i höljet exponerad del för anordnande i vattenlösningen och med en an- slutningsdel till ett elektriskt mätorgan. Genom att höljet är av inert material bibehåller elektroden sina egenskaper oförändrade då den användes vid mätningar av elektrokemiska potentialer. Som isolerande materialet i höljet i denna typ av elektrod föredrages aluminiumoxid, som ger en utom- ordentligt tät fog med platina, sannolikt beroende på att skillnader i värme- utvidgning mellan platina och aluminiumoxid inom det vid elektrodens till- verkning använda temperaturområdet är tillräckligt liten för att ge detta resultat. För andra platinametaller kan andra isolerande mot vatten inerta material ge motsvarande täta fogar. Höljet har en hög täthet, minst 95 % och företrädesvis minst 99 % av den teoretiska tätheten hos det inerta isolerande materialet, och således låg, företrädesvis sluten porositet. 10 20 25 30 8402586-0 Ä Detta medverkar sannolikt till att höljet blir åtminstone tillnärmelsevis fullständigt resistent mot vatten. Till detta bidrager möjligen också att höljet består av sammansintrade partiklar av det isolerande materialet, som företrädesvis har en storlek av 0,1-10 fmn sä att inga eventuella förore- ningar är anrikade i fasgränser. Eftersom aluminiumoxiden är sintrad är den ¿ av korundtyp. på Vid frmställning av en elektrod av i föregående stycke angivet slag appli- ceras lämpligen ett tryck på det isolerande materialet för att säkerställa bildning av en tät fog till ledaren. Företrädesvis sker framställningen genom I varm isostatisk pressning vid ett tryck av minst 25 MPa, företrädesvis minst 50 MPa, och vid en temperatur som väsentligt underskrider smältpunkten för det inerta isolerande materialet. För aluminiumoxid utföres pressningen lämp- ligen vid en temperatur av 1200~1500°C och företrädesvis vid en temperatur av 13oo-114oo°c.According to a particularly advantageous embodiment of the reference electrode according to the invention, its conductor is to a part of its extent enclosed in an electrically insulating cover close to the wire, which consists of sintered particles of alumina, zirconia or other water inert electrically insulating material, the conductor being provided with a part exposed in the casing for arrangement in the aqueous solution and with a closing part to an electrical measuring means. Because the housing is inert material, the electrode retains its properties unchanged when used in measurements of electrochemical potentials. As the insulating material in the housing of this type of electrode, alumina is preferred, which provides an properly sealed platinum joint, probably due to differences in heat expansion between platinum and alumina within that of the electrode effect using the temperature range is small enough to provide this results. For other platinum metals, other insulators against water may inert materials give the corresponding tight joints. The casing has a high density, at least 95% and preferably at least 99% of the theoretical density of the inert insulating material, and thus low, preferably closed porosity. 10 20 25 30 8402586-0 Ä This probably contributes to the casing becoming at least approximate completely resistant to water. This may also contribute to the casing consists of sintered particles of the insulating material, which preferably has a size of 0.1-10 microns so that no possible contaminants enriched in phase boundaries. Since the alumina is sintered, it is ¿ of corundum type. on In the manufacture of an electrode of the type indicated in the preceding paragraph, a pressure is suitably applied to the insulating material to ensure formation of a tight joint to the conductor. Preferably the production takes place by I hot isostatic pressing at a pressure of at least 25 MPa, preferably at least 50 MPa, and at a temperature significantly below the melting point of the inert insulating material. For alumina, the pressing is carried out appropriately at a temperature of 1200 ~ 1500 ° C and preferably at a temperature of 1300-114 ° C.
Då elektroden enligt uppfinningen användes för övervakning av korrosions- förlopp i primärkretsen på en kokarvattenreaktor är den lämpligen anordnad i en autoklav, som är direkt eller indirekt ansluten till reaktortanken. Pâ grund av sin utomordentliga stabilitet kan den även vara anordnad på härför lämpliga ställen direkt i primärkretsen.When the electrode according to the invention is used for monitoring the corrosion course in the primary circuit of a boiling water reactor, it is suitably arranged in an autoclave, which is directly or indirectly connected to the reactor tank. Pâ due to its excellent stability, it can also be arranged for this purpose suitable places directly in the primary circuit.
Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 schematiskt visar en kokarvattenreaktor med primärkrets och med en ledning i vilken en refe- renselektrod enligt den föreliggande uppfinningen kan vara anordnad för kontinuerlig bestämning av elektrokemisk potential hos ett eller flera i primärkretsen ingående konstruktionsmaterial, fig 2 i tvärsnitt en utförings- form av referenselektroden enligt uppfinningen och fig 3 referenselektroden enligt fig 2 anordnad i en autoklav tillsammans med en elektrod av ett kon- struktionsmaterial i reaktorns primärkrets.The invention will be explained in more detail by describing exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows a boiling water reactor with a primary circuit and with a line in which a reference cleaning electrode according to the present invention may be provided for continuous determination of electrochemical potential of one or more i the primary circuit constituent construction material, Fig. 2 in cross-section an embodiment in the form of the reference electrode according to the invention and Fig. 3 the reference electrode according to Fig. 2 arranged in an autoclave together with an electrode of a con- construction material in the primary circuit of the reactor.
Den i fig 1 visade kokarvattenreaktorn har en reaktortank 1 med bränsle- element 2, styrstavar 3 och huvudcirkulationskretsar U, varav en visas i figuren. Varje huvudcirkulationskrets har en pump 5. Huvudcirkulations- pumparna ser till att reaktorhärden får tillräcklig kylning. I reaktorns primärkrets 6 ingår förutom reaktortanken bland annat en ångturbin 7, en kondensor 8, pumparflg och förvärmare 10. I reaktorhärden bildad ånga av- V _ :_>_.. , I 4 'ger sin energi till turbinens rotor och kondenseras efter passagen av _v \.'1 01 8402386-0 turbinen i kondensorn med en kylvattenkrets 11 innehållande en pump 12. Kon- densatet från kondensorn 8 matas efter förvärmning i förvärmare 10 in i reaktortanken med pumpar 9. En autoklav 13 (visad starkt förstorad i fig 1) är för mätning av den elektrokemiska potentialen hos i reaktorns primärkrets ingående konstruktionsmaterial ansluten till huvudcirkulationskretsen U via ledningar 1H och 15, dvs indirekt ansluten till reaktortanken. Autoklaven kan alternativt vara direkt ansluten till reaktortanken. Utloppet pâ auto- klaven kan vara anslutet direkt till reaktortanken eller indirekt till den via huvudcirkulationskretsen (via ledningen 15) eller via en annan punkt i primärkretsen eller till ett dränagesystem eller till ett avlopp,i.sistnämnda via en ledning 16. Ledningarna IU, 15 och 16 är försedda med ventiler 14a, 15a resp 16a som kan öppnas och tillslutas. Till prímär mellan kondensorn 8 och pumpen 9 ansluten en ledning H2 med en öppningsbar och tillslutbar ventil U2a. Via ledningen H2 är det möjligt att tillföra väte till reaktorvattnet samt att ta ut prov av reaktorvattnet för att kontrollera dess koncentration av väte, t ex genom gaskromatografi.The boiling water reactor shown in Fig. 1 has a reactor tank 1 with fuel element 2, control rods 3 and main circulation circuits U, one of which is shown in the figure. Each main circulation circuit has a pump 5. The main circulation the pumps ensure that the reactor core receives sufficient cooling. In the reactor In addition to the reactor tank, the primary circuit 6 includes a steam turbine 7, a condenser 8, pumps fl g and preheater 10. Vapor formed in the reactor core V-: _> _ .., I 4 'gives its energy to the rotor of the turbine and condenses after the passage of _v \. '1 01 8402386-0 the turbine in the condenser with a cooling water circuit 11 containing a pump 12. The the densate from the condenser 8 is fed after preheating in preheater 10 into the reactor tank with pumps 9. An autoclave 13 (shown greatly enlarged in Fig. 1) is for measuring the electrochemical potential of the primary circuit of the reactor constituent construction material connected to the main circulation circuit U via lines 1H and 15, ie indirectly connected to the reactor tank. The autoclave may alternatively be directly connected to the reactor tank. The outlet on the auto- the valve can be connected directly to the reactor tank or indirectly to it via the main circulation circuit (via line 15) or via another point i the primary circuit or to a drainage system or to a drain, the latter via a line 16. The lines IU, 15 and 16 are provided with valves 14a, 15a and 16a, respectively, which can be opened and closed. For the premiere between the condenser 8 and the pump 9 a line H2 is connected with an openable and closable valve U2a. It is possible to supply hydrogen via line H2 to the reactor water and to take samples of the reactor water to check its concentration of hydrogen, for example by gas chromatography.
Autoklaven innehåller en referenselektrod enligt den föreliggande uppfin- ningen, eventuellt tillsammans med annan utrustning såsom skall beskrivas närmare i det följande.The autoclave contains a reference electrode according to the present invention. possibly together with other equipment as described in more detail below.
En utföringsform av sådan elektrod visas i fig 2. Elektroden 20 har en cen- tral trâd av platina 21 med en diameter av 0,5 mm. Den är till större delen av sin längd innesluten i ett mot tråden tätt anliggande elektriskt isole- rande hölje 22 bestående av sammansintrade partiklar av aluminiumoxid med en storlek av 1-2 Pm. Tätheten hos höljet är 99,9 % av den teoretiska tät- heten för aluminiumoxid. Tråden har en exponerad del 21a för anordnande i reaktorvattnet och en del 21b för anslutning till ett elektriskt mätorgan.An embodiment of such an electrode is shown in Fig. 2. The electrode 20 has a center tral wire of platinum 21 with a diameter of 0.5 mm. It is for the most part of its length enclosed in an electrically insulated electrical abutment housing 22 consisting of sintered alumina particles with a size of 1-2 Pm. The density of the casing is 99.9% of the theoretical density. for alumina. The wire has an exposed part 21a for arrangement in the reactor water and a part 21b for connection to an electrical measuring means.
Höljet, som närmast delen 21a har en diameter av 10 mm, är försedd med en utvidgad del 22a för infästning i autoklaven 13.The housing, which has a diameter of 10 mm closest to the part 21a, is provided with a extended part 22a for attachment to the autoclave 13.
Elektroden 20 framställes företrädesvis genom användning av varm isosta- tisk pressning. Därvid framställes företrädesvis först en förformad pro- dukt, t ex genom att aluminiumoxidpulvret anordnat omkring tråden 21 pla- ceras i en kapsel av plast, t ex mjukgjord polyvinylklorid eller gummi.The electrode 20 is preferably made using hot isostatic pressure. In this case, a preformed pro- product, for example by placing the alumina powder around the wire 21 ceras in a plastic capsule, such as plasticized polyvinyl chloride or rubber.
Kapseln med pulvret underkastas en kompaktering vid t ex 500 MPa vid rums- temperatur, varvid en förformad kropp i form av ett hanterbart block er- hålles. Blocket placeras i en kapsel av plåt eller annat eftergivligt 10 ..\ U1 30 »Il 8402586-0 material, som tillslutes efter evakuering, Kapsel med innehåll placeras där- efter i en högtrycksugn, som är försedd med en ledning genom vilken gas, t ex argon, kan tilledas för alstring av erforderligt tryck för den iso- .statiska pressningen och som dessutom är försedd med uppvärmningsanordningar.The capsule with the powder is subjected to a compaction at, for example, 500 MPa at room temperature, whereby a preformed body in the form of a manageable block held. The block is placed in a capsule of sheet metal or other flexible 10 .. \ U1 30 »Il 8402586-0 material, which is closed after evacuation, Capsule with contents is placed there- after in a high-pressure furnace, which is provided with a line through which gas, eg argon, can be supplied to generate the required pressure for the iso- .static pressing and which is also equipped with heating devices.
Pressningen utföres lämpligen vid ett tryck av 100-150 MPa och vid en tempe- ratur av 1300-1400°C under en tid av 3 timmar. Därvid sintrar aluminiumoxiden under bildning av ett hölje med en täthet som uppgår till 99,9 % av den teo- retiskå. Sedan kroppen fått svalna och kapseln avlägsnats bearbetas höljet till önskad form genom slipning. Under förutsättning att halten väte i reak- torvattnet uppgår till minst 50 ppb kan elektroden 20 användas som referens- elektrod vid mätning av den elektrokemiska potentialen av ett i primärkretsen ingående material, t ex rostfritt stål, varvid den kan vara anordnad i auto- klaven 13 på sätt som visas i fig 3.The pressing is suitably carried out at a pressure of 100-150 MPa and at a temperature of temperature of 1300-1400 ° C for a period of 3 hours. The alumina sinks forming a casing with a density of 99.9% of the retiskå. After the body has cooled down and the capsule has been removed, the casing is processed to the desired shape by grinding. Provided that the hydrogen content of the reaction the peat water amounts to at least 50 ppb, the electrode 20 can be used as a reference electrode when measuring the electrochemical potential of one in the primary circuit constituent material, such as stainless steel, whereby it can be arranged in the claw 13 in the manner shown in Fig. 3.
I enlighet med fig 3 är elektroden 20 via en tätningsring 23 av silvermetall packning ZH av grafit och en gland 25 förankrad i autoklaven 13, som är av austenitiskt rostfritt stål, med skruvar 41. Höljet 22 med den utvidgade delen 22a fungerar här som genomföring för ledaren. Elektroden 26 av i det exemplifierade fallet rostfritt stål är omgiven av en isolator 27 uppbyggd av två med hål försedda delar 27a och 27b av aluminiumoxid och av två mellan- liggande med hål försedda delar 270 och 27d av polytetrafluoreten. Elektroden är mellan delarna 27c och 27d utformad med en vinkelrätt mot ledarens längs- riktning riktad platta 26a, varför delarna 27a och 27c är trädda på ledaren från ett håll och delarna 27b och 27d från andra hållet. Elektroden 26 är _förankrad på med elektroden 20 analogt sätt i autoklaven. I figuren beteck- nar 28 och 29 kopplingar och 30 en anslutningsdel. Reaktorvattnet, som har åtminstone i huvudsak samma tryck och temperatur som i primärkretsen, ledes in via ledningen 1ü och ut via ledningen 15. Ventilerna 14a och 15a är öppna vid mätningen, medan ventilen 16a (fig 1) är stängd. På grund av stabiliteten hos elektroden 20 kan reaktorvattnet således återledas till reaktorn. Den elektrokemiska potentialen hos elektroden 26 mätes och registreras kontinuer- ligt med voltmetern 39 under lång tid, av storleksordningen månader, medan reaktorn är i drift. Påtagliga förändringar av elektrodens 26 potential under den kontinuerliga övervakningen medför att åtgärder beträffande reaktorns drift behöver vidtagas för att eliminera orsakerna till förändringarna. I stället för till elektroden 26 kan voltmetern vara ansluten till en del i primärsyste- met, vars elektrokemiska potential man önskar följa upp- Man kan också i I stället för att använda en elektrod 26 göra autoklaven av det material, vars.In accordance with Fig. 3, the electrode 20 is via a sealing ring 23 of silver metal packing ZH of graphite and a gland 25 anchored in the autoclave 13, which is off austenitic stainless steel, with screws 41. Housing 22 with the enlarged part 22a serves here as an implementation for the leader. The electrode 26 of in it exemplified case stainless steel is surrounded by an insulator 27 constructed of two perforated parts 27a and 27b of alumina and of two intermediate recessed portions 270 and 27d of the polytetrafluoroethylene. The electrode between the parts 27c and 27d is formed with a perpendicular to the longitudinal direction directed plate 26a, so that the parts 27a and 27c are stepped on the conductor from one direction and parts 27b and 27d from the other direction. The electrode 26 is anchored with the electrode 20 in an analogous manner in the autoclave. In the figure, 28 and 29 couplings and 30 a connecting part. The reactor water, which has at least substantially the same pressure and temperature as in the primary circuit, are conducted in via line 1ü and out via line 15. Valves 14a and 15a are open during the measurement, while the valve 16a (Fig. 1) is closed. Due to the stability of the electrode 20, the reactor water can thus be returned to the reactor. The the electrochemical potential of the electrode 26 is measured and recorded continuously. with the voltmeter 39 for a long time, of the order of months, while the reactor is in operation. Significant changes in the potential of the electrode 26 during the continuous monitoring entails measures regarding the operation of the reactor needs to be taken to eliminate the causes of the changes. Instead to the electrode 26, the voltmeter may be connected to a part of the primary system. met, whose electrochemical potential one wishes to follow up- One can also in I instead of using an electrode 26 make the autoclave of the material whose.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8402386A SE442452B (en) | 1984-05-03 | 1984-05-03 | Method for the determination of the electrochemical potential of the material in the primary circuit of a boiling water reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8402386A SE442452B (en) | 1984-05-03 | 1984-05-03 | Method for the determination of the electrochemical potential of the material in the primary circuit of a boiling water reactor |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8402386D0 SE8402386D0 (en) | 1984-05-03 |
| SE8402386L SE8402386L (en) | 1985-11-04 |
| SE442452B true SE442452B (en) | 1985-12-23 |
Family
ID=20355742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8402386A SE442452B (en) | 1984-05-03 | 1984-05-03 | Method for the determination of the electrochemical potential of the material in the primary circuit of a boiling water reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE442452B (en) |
-
1984
- 1984-05-03 SE SE8402386A patent/SE442452B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8402386D0 (en) | 1984-05-03 |
| SE8402386L (en) | 1985-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE451346B (en) | ELECTRODES FOR ELECTROCHEMICAL SURGERIES IN WATER SOLUTIONS AT HIGH TEMPERATURES AS WELL AS MANUFACTURING ITS | |
| TWI649549B (en) | Electrochemical detection of corrosion in molten salt at high temperature and corrosion rate of metal | |
| Hettiarachchi et al. | p H Measurements of High Temperature Aqueous Environments with Stabilized‐Zirconia Membranes | |
| US3378478A (en) | Apparatus for continuous oxygen monitoring of liquid metals | |
| Wilde | An Assembly for Electrochemical Corrosion Studies in Aqueous Environments at High Temperature and Pressure | |
| Assael et al. | Absolute measurement of the thermal conductivity of electrically conducting liquids | |
| SE442452B (en) | Method for the determination of the electrochemical potential of the material in the primary circuit of a boiling water reactor | |
| US3449232A (en) | Stress corrosion cell | |
| US4711703A (en) | Thermal protection method for electroanalytical cell | |
| Balashov et al. | Experimental system for electrochemical studies of aqueous corrosion at temperatures above 300 C | |
| JPS58137745A (en) | Method of thermally protecting amperometric titration electrolytic analysis cell, membrane sealed amperometric titration probe and oxygen probe which can be heated and sterilized | |
| Geisert et al. | A versatile polarization cell system | |
| De Jones et al. | Techniques for the measurement of electrode processes at temperatures above 100° C | |
| Taylor et al. | Electrochemical apparatus for corrosion studies in aqueous environments at high temperature and pressure | |
| Somerscales | Corrosion fouling: liquid side | |
| JPS59190648A (en) | Reference electrode for high temperature | |
| Al-Borno et al. | High temperature cathodic disbondment tests | |
| Nakayama et al. | Pressure Balanced Type Membrane Covered Polarographic Oxygen Detectors for Use in High Temperature-High Pressure Water,(II) Effects of Environmental Factors on Detector Performance in Water at 285° C | |
| US3586617A (en) | High hydrostatic pressure electrochemical cell | |
| GB2148511A (en) | Reference electrodes | |
| AU718977B2 (en) | Reference electrode | |
| Hayashi et al. | Electrochemical studies on molten sodium hydroxide | |
| RU2782179C1 (en) | Device for measuring the redox potential of molten salts | |
| Wu et al. | Calibration of YSZ Sensors for the Measurement of Oxygen Concentration in Liquid Pb-Bi Eutectic | |
| Geng et al. | Performance Evaluation of Potentiometric Oxygen Sensor with Cu/Cu2O and Ni/NiO Reference Electrodes in Lead–Bismuth Eutectic |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8402386-0 Effective date: 19941210 Format of ref document f/p: F |
|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8402386-0 Format of ref document f/p: F |