JPH06201885A

JPH06201885A - プラントの運転状態監視システム

Info

Publication number: JPH06201885A
Application number: JP5160871A
Authority: JP
Inventors: Masanori Sakai; 政則酒井; Katsumi Mabuchi; 勝美馬渕; Toshiaki Arato; 利昭荒戸; Takuya Takahashi; 卓也高橋; Masakiyo Izumitani; 雅▲清▼ 泉谷; Isao Masaoka; 功正岡; Yoshiyuki Kojima; 慶享児島; Masatoshi Inagaki; 正寿稲垣; Katsumi Osumi; 克巳大角; Makoto Hayashi; 真琴林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1994-07-22
Anticipated expiration: 2013-12-24
Also published as: JP2842156B2

Abstract

(57)【要約】【目的】原子力プラント，火力プラントなどの高温水を
用いるプラントの運転状態を水質情報に基づいて適確に
監視する監視システムを提供する。【構成】水質センサーによって高温水に直接関係する情
報を抽出する手段、それを評価する手段、それを基準値
と比較する手段、必要な表示手段とを具備し、水質セン
サーは参照電極又はｐＨ電極であるプラント運転監視シ
ステム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は原子力，火力プラント等
の水質データをin−situで採取して信頼度の高い診断を
行うことによりプラントの運転状態を監視するシステム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭58−51312号公報及び米国特許4,5
52,718号にはプラント運転監視装置が記載されている。

【０００３】しかし、上記特開昭58−51312 号において
水質に関する情報の入手方向，水質情報を評価するため
の方法、水質センサー相互の水質センサーからの情報を
総合的に評価し、水質を監視し、あるいは制御するため
のプラント監視制御システムについては記載がない。
又、米国特許4,552,718 号においては原子力プラント運
転の状態量（出力値，冷却水レベル，炉内温度等）に関
してのプラント運転制御方法、システムについては詳細
に述べられているが、水質そのもののセンシング方法，
評価方法，表示システム等を総合的に評価し、水質診断
制御するシステム技術は記載されていない。特開昭60−
183595号において原子炉冷却水中のｐＨ（水素イオン濃
度）に着目し、冷却水中のｐＨを７.０から８.５の範囲
になるように調整しプラントを運転する方法が挙げられ
ているが、ｐＨセンサーについての技術が明確でなく、
ｐＨと他の水質情報との関係が明らかにされておらず、
制御する場合の表示方法についても明確でない。高温高
圧水中におけるＥＣＰセンサー（参照電極又は腐食電
位計）は近年、高温高圧水中における参照電極の総合文
献的なものであるリファレンス，エレクトロード，フォ
ー，ピー，ダブリュー，アール（１９８７年）コピーラ
イト(１９８７)エレクトリック，パワー，リサーチイン
ステイチュート，インク（Reference Electrode for PW
R，Copyright1987 Electric Power Reseatch Institut
e，Inc.）に論じられている。この文献の中で実際に使
用に供されているＡｇ／ＡｇＣｌＥＣＰセンサーは内
部参照，外部参照を問わず銀塩化銀がＣｌ^-(塩素イオ
ン）を含む溶液の中に浸漬された構造のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】Ａｇ／ＡｇＣｌ電極は
電気化学計測の基本的かつ代表的な基準電極で温度係数
も小さく今日まで高温高圧水ではこの電極が用いられて
きた。しかしながら高温高圧水という厳しい環境下にお
いてシールの劣化に伴うＣｌ^-イオンの流出による電位
変動によるセンサー自身の劣化が問題であり、特に原子
炉内に装着し、定期点検の間隔で使用に耐えるレベルの
寿命をもったＥＣＰセンサーはない。

【０００５】高温高圧水の水素イオン濃度センサー(ｐ
Ｈセンサー)についてはジャーナルエレクトロケミカル
ソサイアティ１３２，１８６６(１９８５)(J.Electro
chem.Soc.,１３２，１８６６（１９８５)）において論
じられているが炉内装着時において問題となるシール方
法をどうするか又は、センサーそのもの耐久性が問題で
ある。また、液絡をとらず、セラミック（空孔率はゼロ
に近い）の筒で高温水環境と遮断し、セラミックスの半
導体的性質を使いｐＨの計測をしているため極めて高い
インピーダンスとなり、ノイズに対する対策、筒内部と
高温水環境との遮断方法等課題が残されている。

【０００６】計測結果の評価方法，表示方法についても
同様に前記特開昭58−51312 号にプラント運転時のプラ
ントの状態量、例えば原子炉圧力，冷却水レベル等の各
状態量をコンピュータのＣＲＴに特定の画像として表示
する手段が開示されているが、この場合も各状態をセン
シングする技術，水質情報をモニターする技術について
は何も触られておらず、又、水質情報の何と何を組み合
わせ、どのように評価すべきかについての手段は記載さ
れていない。

【０００７】また、水質をモニターし、水質データを制
御システムにフィードバックさせ水質を制御する際のセ
ンサー技術について配慮がなされておらず、入手するデ
ータの信頼性もしくはセンサーの耐久性の問題から水質
モニタリングシステム及び制御システムそのものが実際
問題として成立しないという現実的な問題があった。し
たがって信頼性を有するセンサーがないためプラントの
メカニカルな面、状態量からのプラント運転制御システ
ムに止まり、現在問題になっている水質因子を把握し制
御する技術に基づく評価，プラント法，モニタリングデ
ータ表示システムと表示画像に基づく評価方法、及びそ
の他の状態量、例えばポンプの異常音とそのポンプ近傍
の水質の状態量例えば温度等及び水質のモニタリングデ
ータ結果との総合的な観点に立っての配慮がなされてお
らず、プラント制御方法としては必要かつ十分な情報を
入手しプラントを運転できない技術課題があった。

【０００８】特開昭59−174748号公報には隔膜で仕切っ
たセル内に電解質を入れた電気化学セルが記載されてい
る。しかし、原子炉の炉水管理や火力プラントの水質管
理などのように高温度や環境が厳しい場所では隔膜の耐
熱性や耐久性が満足しうるものはなく、実用化するのが
困難である。

【０００９】特開昭58−215549号公報に記載のように、
溶存水素を分離定量することも考えられるが、選択性水
素透過膜を必要とするため、上記と同様な問題がある。

【００１０】エレクトロケミカルメソッド，ジョン
ウイリーアンドサンズインク１９８０ページ
５５３−５７３（Electrochemical Method,John Willy
＆Sons，Inc.（１９８０）ｐｐ.５５３−５７３)は、
原子力プラントに用いるための電気化学測定装置が記載
されている。但し、原子炉内、プラント配管系に装着で
き、かつインピーダンスの低い参照電極特性を持った電
気化学セルについては記載がない。

【００１１】本発明の第１の目的は、原子力プラントや
火力プラントなどのように高温水を用いるプラントの運
転状態を監視するのに不可欠である高温水の水質情報を
精度良く抽出する手段を提供することである。

【００１２】本発明の第２の目的は、プラントから水質
に直接関係する正確な情報を得ることが第１の目的であ
る。

【００１３】本発明の第３の目的は、水質情報をもとに
既に蓄積された監視データと比較しプラントの状態変化
を予測し、必要な水質の制御を行うことができるシステ
ムを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、プラントの監視対象部に設置された電気
化学的水質センサーによる該対象部の水質に直接関係す
る情報を一定の期間連続的に抽出する手段と、この抽出
された情報に基づいて水質を評価する手段と、得られた
水質評価結果と予め定められたプラント運転操作の基準
値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分を表
示又は記録する手段とを具備することを特徴とするプラ
ント運転状態監視システムを提案するものである。一定
の期間として、少なくとも水質情報が予め設定された値
に達するまでの期間或いは少なくともその水質情報が予
め設定された値を推定することができる期間で少なくと
も３ケ月間連続して情報を測定できる期間である。好ま
しくは約１年毎の定期点検までの期間中連続して測定す
るものである。

【００１５】上記水質センサーは、プラントの監視対象
部に設置され、該監視対象部の高温水とセンサーの電解
質とが電気化学的に接触するが該電解質の高温水に対す
る溶解を実質的に抑制する多孔質材を介して配置されて
いる。

【００１６】電気化学的水質センサーをプラントの監視
対象部に設置し、高耐久性，高信頼性かつ、実機装着容
易な参照電極（ＥＣＰセンサー）及びｐＨセンサー（水
素イオン濃度計）及びこの参照電極をもとに溶存酸素，
過酸化水素等を定量できる電気化学セル又はセンサを開
発し、電気化学計測等に基づく、数々の水質モニタリン
グデータ（ｐＨ，腐食電位，溶存酸素溶存水素，溶存過
酸化水素，溶液伝導度等）と他のクラックセンサーとの
併用によりセンサーシステムとしての手段を確立するこ
とができる。本発明はこれらのモニタリングデータの２
種以上を一つのセンサーとして設けることもできるの
で、同一個所で測定することができ、それによりより精
度の高い情報を得ることができる。

【００１７】本発明で用いられる電気化学的参照電極の
構成は、電極材のイオンを含む電解質層と、それを取り
囲む液体不透過性の多孔質セラミック層と、該電解質層
に電気化学的に接触する電極材と、該電極材に電気的に
接続された端子とを備えており、これにより電気化学セ
ルとして参照電極のインピーダンスを下げることに成功
し、作用極，対極，参照極の３電極系または２電極系の
電気化学センサーとして用いることができる。

【００１８】また、そのセラミック層を取り囲む液体不
透過性の耐熱性多孔質被覆層を設けてもよい。更に、電
極材のハロゲン化物からなる電解質層と、それを取り囲
む液体不透過性の多孔質セラミック層と、該電解質層に
電気化学的に接触する電極材と、該セラミック層を保護
し、該セラミック層の一部が被検査液体と接触しうるよ
うに露出するシースと、該電極材に電気的に接続された
端子とを備えた電気化学的参照電極を用いることもでき
る。

【００１９】具体的な電気化学的参照電極の構成例とし
ては、電極材の陽イオンとハロゲンイオンを含む固体電
解質層と、それを取り囲む多孔質セラミック層と、該多
孔質セラミック層を取り囲む液体不透過性イオン透過性
の多孔質絶縁層と、該電解質層に電気化学的に接触する
金属電極材と、該セラミック層を保護し、該セラミック
層の一部が被検査液体と接触しうるように露出するシー
スと、該電極材に電気的に接続された端子とを備えたも
のがある。固体電解質層としてはハロゲン化金属／金属
の他に、電極金属材の酸化物／金属の組合わせでもよ
い。

【００２０】本発明者らは充分な精度，耐久性がありか
つコンパクトで空孔率調整可能なセラミックスコート型
センサー及び本発明のセンサーを参照電極とする電気化
学センサーを開発し、これにより展開可能な一連のセン
サーシステム構成により得られるin−situのデータを相
互に検討し合い、評価方法をより具体的且つシステム化
することにより、水質診断及び水質制御を可能にしたも
のである。

【００２１】演算処理装置によって監視され陰極線管表
示器に表示される水質診断データはセラミックスコート
型又は樹脂コート型のセンサーシステムにより水質情報
を的確に反映し、誤情報を提供することがないので操作
員は水質情報の表示システムから得られる結果を即プラ
ント水質の運転制御にフィードバックし、的確な水質，
プラント運転管理ができる。

【００２２】センサーシステムからの的確な高精度の水
質情報入手技術確立により、データの相互関係と表示シ
ステム，評価基準とを設定することが可能になり高次元
での水質，プラント運転管理が可能になる。

【００２３】単一又は複数のセンサーとして銀／ハロゲ
ン化銀又は硫酸銀電極または単一銀電極を直接セラミッ
クス、樹脂の微粉末を加圧整形し、表面に密着コートし
たもの又はプラズマプレー又は電気泳動法又はその両者
を用いる手段又は他の方法により溶液が含浸するだけの
空孔率がある、セラミックス系材で直接表面をコートさ
れた構造を有することにより、ハロゲン化イオン溶液に
浸漬させない手段により該センサーを基準電極（参照電
極あるいはＥＣＰセンサー）としての電位を示すセンサ
ーとして用いることができる。

【００２４】またｐＨセンサーとして、銀／酸化銀，白
金／酸化第２タリウム（Ｔｌ₂Ｏ₃），水銀／酸化水銀，
銅／酸化銅，イリジウム／Ｉｒ₂Ｏ₃，ＩｒＯ₂を直接セ
ラミックスコートし、又はセラミックス、樹脂の微粉末
を圧縮成形し、表面のコートしたもので溶液の水素イオ
ン濃度ｐＨに対して電位応答を示すように構成したセン
サーを用いることができる。従ってｐＨ一定条件又はｐ
Ｈ変動が無視できるレベルの場合は原理的にｐＨセンサ
ーはＥＣＰセンサーの機能をみたす。前記ECPンサー及
びｐＨセンサーの両方を設置することが実際的である。

【００２５】ＥＣＰセンサー及びｐＨセンサーのいずれ
か一方又は両方あるいは複数個を原子炉炉心・計装管近
傍，セパレータ又はその近傍，ミキシングプレナム、又
まその近傍，ダウンカマ又はその近傍，ジエットポンプ
又はその近傍，下部プレナム又はその近傍あるいは冷却
水配管系に設置するのがよい。

【００２６】また、原子力プラント配管系炉内にガス例
えば、酸素，水素又は薬剤を注入して水質を制御する手
段を設置する。少なくともそれぞれ１個の作用電極，参
照電極（ＥＣＰセンサー）及び対極から成る三電極系又
はその内の二電極を用いた二極系を用い、溶液中に存在
する溶存化学種を電気化学分析する手段を具備してもよ
い。

【００２７】

【作用】水質分析及び分析結果データの取り込み、表示
を全て演算処理装置，プリンタ，プロッタ，陰極線管表
示システム（ＣＲＴ）を用いて行うことができる、クラ
ックセンサーを含め計７種の水質センサー、つまり溶存
水素（ＤＨ），溶存酸素（ＤＯ），（ｐＨ），（ＥＣ
Ｐ），溶液伝導度（Ｓ）溶存過酸化水素ＤＨ₂Ｏ₂センサ
ーを適宜組合わせて設置する。（以下クラックセンサー
は（Ｍ），溶存水素は（ＤＨ），溶存酸素は（ＤＯ），
溶液伝導度は（Ｓ），溶存過酸化水素は（ＤＨ₂Ｏ₂）と
して表わす。）７種のセンサーの内２種類のセンサーか
ら水質診断データを選定し、陰極線管表示システム，プ
リンタ，プロッタ及びレコーダ表示をもとにして予め入
力された基準値との比較検討を行い、水質を診断制御す
る。

【００２８】（ＤＯ）と（ＥＣＰ）のＣＲＴ及びプリン
タ，プロッタ及びレコーダ表示をもとにして水質を診断
制御することができる。水質分析及び分析結果データの
取り込み、表示を全て演算処理装置，プリンタ，プロッ
タ及び陰極線管表示システムを用いて行う。

【００２９】水質環境中できれつの進展量を測定するク
ラックセンサー，溶存水素センサー，溶存酸素センサ
ー，腐食電位計又は参照電極（ＥＣＰセンサー）溶液伝
導計，溶存過酸化水素センサー等複数のセンサーを組合
わせて使用する。

【００３０】種々のセンサーの組合わせと表示手段等と
の組合わせの例を説明すれば以下の通りである。

【００３１】(1）（ＤＨ）と（ＤＯ）のＣＲＴ及びプリ
ンタ，プロッタ、及びレコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。

【００３２】(2）（ＤＨ）と（ｐＨ）のＣＲＴ及びプリ
ンタ，プロッタ、及びレコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。

【００３３】(3）（ＤＨ）と溶液伝導度（Ｓ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ、及びレコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００３４】(4）（ＤＨ）とクラックセンサーの亀裂進
展量（Ｍ）のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ、及びレコ
ーダ表示を基にして水質を診断制御する。

【００３５】(5）（ＤＨ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣＲＴ及び
プリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。

【００３６】(6）（ＤＨ）と（ｐＨ）のＣＲＴ及びプリ
ンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制
御する。

【００３７】(7）（ＤＨ）と（Ｓ）のＣＲＴ及びプリン
タ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。

【００３８】(8）（ＤＯ）と（Ｍ）のＣＲＴ及びプリン
タ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。

【００３９】(9）（ＤＯ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣＲＴ及び
プリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。

【００４０】(10)（ＤＯ）と（ＥＣＰ）のＣＲＴ及びプ
リンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。

【００４１】(11)（ｐＨ）と（ＥＣＰ）のＣＲＴ及びプ
リンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。

【００４２】(12)（ｐＨ）と（Ｓ）のＣＲＴ及びプリン
タ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。

【００４３】(13)（ｐＨ）と（Ｍ）のＣＲＴ及びプリン
タ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。

【００４４】(14)（ｐＨ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣＲＴ及び
プリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診
断制御する。

【００４５】(15)（ＥＣＰ）と（Ｓ）のＣＲＴ及びプリ
ンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制
御する。

【００４６】(16)（ＥＣＰ）と（Ｍ）のＣＲＴ及びプリ
ンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制
御する。

【００４７】(17)（ＥＣＰ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣＲＴ及
びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。

【００４８】(18)（Ｓ）と（Ｍ）のＣＲＴ及びプリン
タ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。

【００４９】(19)（Ｓ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣＲＴ及びプ
リンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。

【００５０】(20)（Ｍ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣＲＴ及びプ
リンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断
制御する。

【００５１】(21)（ＤＨ）と（ＤＯ）と（ｐＨ）のＣＲ
Ｔ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。

【００５２】(22)（ＤＨ）と（ＤＯ）と（ＥＣＰ）のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００５３】(23)（ＤＨ）と（ＤＯ）と（Ｓ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。

【００５４】(24)（ＤＨ）と（ＤＯ）と（Ｍ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。

【００５５】(25)（ＤＨ）と（ＤＯ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）の
ＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。

【００５６】(26)（ＤＨ）と（ｐＨ）と（ＳＣＰ）のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００５７】(27)（ＤＨ）と（ｐＨ）と（Ｓ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。

【００５８】(28)（ＤＨ）と（ｐＨ）と（Ｍ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。

【００５９】(29)（ＤＨ）と（ｐＨ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）の
ＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。

【００６０】(30)（ＤＨ）と（ＥＣＰ）と（Ｓ）のＣＲ
Ｔ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。

【００６１】(31)（ＤＨ）と（ＥＣＰ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）
のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。

【００６２】(32)（ＤＨ）と（Ｓ）と（Ｍ）のＣＲＴ及
びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。

【００６３】(33)（ＤＨ）と（Ｓ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００６４】(34)（ＤＨ）と（ＤＣＢ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）
のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。

【００６５】(35)（ＤＯ）と（ｐＨ）と（ＥＣＰ）のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００６６】(36)（ＤＯ）と（ｐＨ）と（Ｓ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。

【００６７】(37)（ＤＯ）と（ｐＨ）と（Ｍ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。

【００６８】(38)（ＤＯ）と（ｐＨ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）の
ＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。

【００６９】(39)（ＤＯ）と（ＥＣＰ）と（Ｓ）のＣＲ
Ｔ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。

【００７０】(40)（ＤＯ）と（ＥＣＰ）と（Ｍ）のＣＲ
Ｔ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。

【００７１】(41)（ＤＯ）と（ＥＣＰ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）
のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。

【００７２】(42)（ＤＯ）と（Ｓ）と（Ｍ）のＣＲＴ及
びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。

【００７３】(43)（ＤＯ）と（Ｓ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００７４】(44)（ＤＯ）と（ＤＣＢ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）
のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。

【００７５】(45)（ｐＨ）と（ＥＣＰ）と（Ｓ）のＣＲ
Ｔ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。

【００７６】(46)（ｐＨ）と（ＥＣＰ）と（Ｍ）のＣＲ
Ｔ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。

【００７７】(47)（ｐＨ）と（ＥＣＰ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）
のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。

【００７８】(48)（ｐＨ）と（Ｓ）と（Ｍ）のＣＲＴ及
びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を
診断制御する。

【００７９】(49)（ｐＨ）と（Ｍ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００８０】(50)（ｐＨ）と（Ｍ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００８１】(51)（ＥＣＰ）と（Ｓ）と（Ｍ）のＣＲＴ
及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質
を診断制御する。

【００８２】(52)（ＥＣＰ）と（Ｓ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）の
ＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。

【００８３】(53)（Ｓ）と（Ｍ）と（ＤＨ₂Ｏ₂）のＣＲ
Ｔ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水
質を診断制御する。

【００８４】(54)水質分析結果の溶存水素濃度（ＤＨ）
の経時変化のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ
表示を基にして水質を診断制御する。

【００８５】(55)水質分析結果中の（ＤＯ）の経時変化
のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基に
して水質を診断制御する。

【００８６】(56)水質分析結果中のｐＨの経時変化のＣ
ＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にして
水質を診断制御する。

【００８７】(57)ＥＣＰ経時変化のＣＲＴ及びプリン
タ，プロッタ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御
する。

【００８８】(58)水系の溶液伝導度（Ｓ）の経時変化の
ＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にし
て水質を診断制御する。

【００８９】(59)ＤＣＢセンサーの測定結果（Ｍ）の経
時変化のＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示
を基にして水質を診断制御する。

【００９０】(60)水質分析結果の溶存過酸過水素濃度
（ＤＨ₂Ｏ₂）の経時変化のＣＲＴ及びプリンタ，プロッ
タ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御する。

【００９１】それぞれ２種類の分析データの経時変化の
ＣＲＴ及びプリンタ，プロッタ，レコーダ表示を基にし
て水素を診断制御してもよい。また、それぞれ３種類の
分析データの経時変化のＣＲＴ及びプリンタ，プロッ
タ，レコーダ表示を基にして水質を診断制御することが
できる。

【００９２】水質診断制御は本発明による電気化学セル
内において、ランダムパルスボルタンメトリー又は複数
種のボルタンメトリーを用いて水質分析を行うことによ
り水質を制御する。ランダムボルタンメトリーではデー
タ圧縮法とニューラルネットワークを用いた。複数種の
ボルタンメトリーの内、リバースパルス，ノーマルパル
ス，ディファレンシャルパルス，スクウェアウェイブ，
ノーマルディファレンシャルパルスの計５種のパルスボ
ルタンメトリーのいずれかを使う。複数種のボルタンル
メリー又は上記パターン認識に基づくランダムパルスボ
ルタンメトリーを使いＯ₂，Ｈ₂，Ｈ₂Ｏ₂を同時定量す
ることにより水質を制御する。更に炉浄化樹脂の分解生
成物であるＳＯ₄ ^2-，Ｃｌ，Ｎａ等の分析結果も合わせ
て表示し、予め入力した基準値と比較して水質を制御す
る。

【００９３】原子炉一次冷却系水素の溶存Ｏ₂ガスデー
タに基づき蒸気発生器へのＮ₂Ｈ₄（ヒドラジン）注入量
を制御する機能を有する。原子炉一次冷却水系の溶存Ｈ
₂Ｏ₂データに基づき、Ｈ₂ガスの注入量を制御してゆ
く。Ｈ₂，Ｏ₂，Ｈ₂Ｏ₂の測定データに基づいて注入Ｈ
₂ガス注入量を制御してもよい。原子炉一次冷却水系の
溶存Ｈ₂量をもとにＨ₂ガスの注入量を制御する。原子
炉一次冷却水系の溶存Ｏ₂ガス量を基に原子炉一次冷却
水中へのＨ₂ガス注入量を制御する。また、原子炉一次
冷却水中の溶存Ｈ₂Ｏ₂量を基に原子炉一次冷却水中への
Ｈ₂ガス注入量を制御する。原子力プラントの核燃料集
合体のＺｒ合金部材の電位を検出し腐食量をモニターす
ることもできる。

【００９４】本発明におけるセンサーは原子炉内の他、
原子炉と復水器との間の配管系，給水系，脱気系にも設
けることができ、その水質の制御を行うことができる。
また火力プラントにおいても同様に水質制御にも使用で
きる。

【００９５】

【実施例】

実施例１本実施例は図１に示すＢＷＲプラントの原子炉内に図２
に示すＥＣＰセンサーを原子炉内計装管を通して装着
し、この水質環境下における炉内構造材の腐食電位をＥ
ＣＰセンサーの電位（ＡｇＣｌ＋ｅ→Ａｇ＋Ｃｌ^-等の
反応に対応）を基準にして経時変化を測定し、原子炉内
の水質制御を試みた例である。図１においてＥＣＰセン
サー２は原子炉圧力容器１２内の炉心３の炉内計装管４
の燃料装荷部に挿入されている。１はドライヤ、５がポ
テンショスタット電気化学インターフェース、６がコン
ピュータ演算処理自動制御装置、７が遠隔制御指令装置
及び分析結果表示出力装置、８がガス，薬品注入系、９
がタービン、１０が原子炉給水配管、１１が原子炉再循
環系である。尚、タービン９とガス薬品注入系８との間
に復水器，脱塩器，低圧・高圧給水加熱器，脱気器（火
力の場合）があるが省略されている。

【００９６】図２に本発明のＥＣＰセンサーの構成を示
す。本銀／ハロゲン化銀電極はKCl等を含む溶液層を構
成要素として全く持っていない。

【００９７】図において、銀線２６の両面にアルミナま
たはジルコニアをＣＶＤ法により被着し、セラミックコ
ーティングを形成しない部分にハロゲン化銀（ＡｇＣ
ｌ，ＡｇＢｒ又はＡｇＩ）２３を付着させてある。ハロ
ゲン化銀を付着させたあと、その表面に電気泳動法など
で厚さ数百μｍ、空孔率７０％以下のアルミナコーティ
ング２２を形成する。更にその外周にプラズマスプレイ
法又圧縮成形などで厚さ数mm、空孔率１０％以下のアル
ミナコーティング２４を形成する。ハロゲン化銀を用い
ない場合は、銀線２６を直接セラミックス層２４，２５
でコーティングする構造でもＥＣＰセンサーの機能を有
する。

【００９８】このようにしてできたセンサー部を、下部
に細孔を設けたSUS316L ガード２１で包み、センサー部
を保護する。銀線２６の一端はSUS316L でできたリード
線３１に電気的に接続されている。センサー部の上部は
ガラス２７で封止されている。また、ガード２１とリー
ド線３１との空間にはマグネシア２８が充填され両者を
絶縁し、かつ端部はガラス３０でシールされている。

【００９９】このセンサーは計装管内の固定部材２９な
どに固定され、かつケーブル３２でセンサーの信号を外
部に取り出す。このように構成したセンサーによれば、
プラントの高温水が直接固体電解質（ハロゲン化銀）と
接触しないので、極めて寿命が長い。従ってプラントの
点検から次の点検までプラントの高温水中にセンサーを
設置し連続的に水質に関する直接的データを入手するこ
とができ、データの信頼性は著しく向上する。

【０１００】図３はＥＣＰセンサーを用いて原子炉内構
造材の腐食電位を時間に対して表示したものであり図１
の分析結果表示システム（陰極線管表示システム）７に
全期間連続的に出力されたものである。電位は連続的に
表示されるので、予め設定された値に対して約４.５ケ
月後に設定値に達しガス注入系８より水素ガスを炉内に
直接注入するもので、それにより炉内構造材の腐食電位
が応答良く低下し、腐食抑制に十分水質診断制御システ
ムが役立っていることがわかる。図から分かるように、
水質を連続的に表示するので、少なくとも３ケ月間連続
的に表示することにより設定値に対して適切な制御が出
来る。

【０１０１】図４に示すように炉内計装管内に装着され
たもう一本の同一のＥＣＰセンサーとの間の電位差は長
時間表示システム７に現われず、このＥＣＰ計が優れた
安定性，耐久性をもっていることがわかる。

【０１０２】実施例２本実施例は水素イオン濃度計を図１に示す炉内計装管に
装着したものである。この水素イオン濃度計の電位を図
２に示す基準電位を与えるＥＣＰセンサーの電位に対し
て測定することにより、溶液の水素イオン濃度に対応し
た電位出力が得られる。ここで用いた水素イオン濃度計
の構成は図２に示したものと同一で、異なる点は図２に
おけるハロゲン化銀の代りに金属酸化物（Ｐｔ／Ｔｌ₂
Ｏ₃，Ａｇ／Ａｇ₂Ｏ，Ｈｇ／Ｈｇ₂Ｏ，Ｃｕ／Ｃｕ₂Ｏ，
Ｃｕ／ＣｕＯ，Ｉｒ／Ｉｒ₂Ｏ₃またはＩｒ／ＩｒＯ₂)
を用いたことである。

【０１０３】図５にｐＨ（水素イオン濃度の対数）経時
変化を示す。表示システム７に出力された図５のｐＨの
若干の低下時に注入システム８から約１４ケ月でアルカ
リを若干注入すると炉内のｐＨが一定のインターバルを
おいて上昇し始め水質診断制御が十分できていることが
わかる。

【０１０４】実施例３本実施例は実施例２と同様に炉内計装管内に内部参照電
極とｐＨセンサーとを同時に入れ、炉内の水質環境をモ
ニターしたものである。ここで用いられた内部参照電極
の構造も図２に示したものと基本的には同じで、異なる
点はSUS316L ガードとその内面ライニングのセラミック
ス層が二重構造になっていることである。その構造を図
６に示した。図において図２と異なるのは、アルミナま
たはジルコニアなどのコーティングをSUS316L ガードで
挾んだことである。なおこの実施例で用いたｐＨ電極も
図６に示すような２重構造ガードを持つものを用いた。

【０１０５】表示システム７に図７の炉内構造材の腐食
電位とｐＨの関係が表示され、全体としてｐＨ低下時に
は構造材の腐食電位が上がる傾向にある。

【０１０６】薬注システム８より約１３ケ月でアルカリ
を注入すると図７に示されるように腐食電位が低下し、
ｐＨ上昇の傾向が明確に見られ炉内構造材の耐食性向上
を水質診断制御面から充分図ることができる。

【０１０７】実施例４本実施例は炉内計装管４に図１６に示すような溶存酸
素，水素，過酸化水素センサーとしてミクロ白金電極５
０と図２及び図６に示す内部参照電極とを一体化した電
気化学計測システムを装着した。図８は電気化学計測に
よるミクロ白金電極を溶存酸素計として用い炉心周辺部
の溶存酸素濃度を測定し同時に炉内材料の腐食電位の経
時変化を合わせて示したものである。ガス注入システム
８により約１１ケ月で水素ガスを注入することにより溶
存酸素濃度は下り、腐食電位は低下し、充分な水質診断
制御が行われていることがわかる。この実施例及び次の
実施例では複数種のボルタンメトリーを用いたが、炉内
溶存水素，酸素及び過酸化水素の分析手法は下記の手順
による。

【０１０８】複数種のボルタンメトリーとして本実施例
では、ノーマルパルスボルタンメトリーとリバースパル
スボルタンメトリーを用い、溶存水素，溶存酸素，溶存
過酸化水素の分離定量を行う。図２あるいは図１７に示
される本発明の内部参照電極（ＥＣＰセンサー）を電気
化学計測の参照電極かつ、対極として使い、作用電極と
してミクロ白金ディスク電極を使用した場合ＤＨ，Ｄ
Ｏ，ＤＨ₂Ｏ₂を含む溶液の酸化，還元の全拡散限界電流
はノーマルパルスボルタンメトリー，リバースパルスボ
ルタンメトリーそれぞれのモードに対し、次式で与える
ことができる。

【０１０９】

【数１】

【０１１０】

【数２】

【０１１１】

【数３】

【０１１２】

【数４】

【０１１３】ここで式(数１）及び式(数２）はそれぞれ
ノーマルパルスボルタンメトリーにおけるＨ₂Ｏ₂，Ｏ₂
の還元反応の全拡散限界電流、Ｈ₂Ｏ₂，Ｈ₂の酸化反応
の全拡散限界電流、式(数３）及び式(数４）はそれぞれ
リバースパルスボルタンメトリーにおけるＨ₂Ｏ₂，Ｏ₂
酸化反応の全拡散限界電流、Ｈ₂Ｏ₂，Ｏ₂の還元反応の
全拡散限界電流を表わす。

【０１１４】

【数５】

【０１１５】

【数６】Ｐ＝４Ｄ_jｔ_P／ｒ²…（数６）Ｄはそれぞれの反応種ｊの拡散係数、ｔ_Pはノーマルパ
ルス，リバースパルスのパルス幅、ｒはミクロディスク
電極の半径である。式（数３），式（数４）中のτはリ
バースパルスボルタンメトリーの初期設定電位の保持時
間、いわゆるジェネレーションタイムである。式（数
５）はミクロ電極の半径ｒ＝５０μＭでｔ_p，τが６０
０ｍｓくらいまでは有効な式である。

【０１１６】ｉｓｓはミクロ電極における定常電流を表
わし、式（数７）で表わされる。

【０１１７】

【数７】ｉｓｓ＝４ｎＦＤ_jｒＣ⁰ _j…（数７）ｎは酸素，水素，過酸化水素についてそれぞれの酸化還
元反応の全反応電子数を示す。Ｆはファラデー定数、Ｃ
⁰ _jはそれぞれの化学種ｊの濃度を示す。

【０１１８】ここで式（数４）から式（数１）の値を差
し引くと次式（数８）を得ることができる。

【０１１９】

【数８】

【０１２０】そこで、縦軸に式（数８）をとり、横軸に
ξ（ｔ_p，τ）をとり、種々のノーマルパルス，リバー
スパルスのパルス幅ｔ_pに対しξ（ｔ_p，τ）を決定
し、プロットしてゆけばその直線勾配から式（数９）、
即ち過酸化水素濃度を計算し求めることができる。

【０１２１】

【数９】Ｃ⁰（Ｈ₂Ｏ₂） …（数９）過酸化水素の拡散係数Ｄ（Ｈ₂Ｏ₂）は予め実験室的に決
定しておく。ただし、

【０１２２】

【数１０】

【０１２３】ここで一旦式（数８）に示される手順で過
酸化水素が分離定量されれば式(数２)，式（数３）に式
（数９）を代入し、残りの水素濃度式（数１１）を決定
できる。

【０１２４】

【数１１】Ｃ⁰（Ｈ₂） …（数１１）又、式（数９）を式（数１）に代入すれば酸素濃度式
（数１２）を決定できる。

【０１２５】

【数１２】Ｃ⁰（Ｏ₂） …（数１２）以上の演算処理は全て、６のコンピュータ演算処理自動
制御装置に予めプログラミングされ、自動的に処理でき
るようにしてある。図８，図９，図１０に示される計測
結果は本実施例に示された分析手段を用いて表示された
ものである。

【０１２６】本発明によれば、プラントの高温水に関す
る直接のデータを採取するので、データの信頼性が著し
く高く、また監視すべき高温水の直接のデータを連続し
て採取するので、プラントの運転状態監視の精度が向上
する。

【０１２７】実施例５本実施例は炉内計装管４内のミクロ白金電極を過酸化水
素センサーとして用い、図２及び図６及び図１７に示さ
れた内部参照電極を使い図１６のように構成した電気化
学計測システムにより炉内，炉心近傍の過酸化水素濃度
をin−situで測定したものである。図９に見られるよう
に若干過酸化水素濃度が上昇した時水素ガスを注入シス
テム８からコンピュータ制御のもとに注入すると表示シ
ステム７に明らかな過酸化水素濃度の低下が観測され、
それに伴い腐食電位も若干低下の傾向を示している。こ
の過酸化水素は通常の電気化学分析では溶存酸素，水素
と区別できないため、複数種のパルスボルタンメトリー
を実施し、演算処理することにより分離定量したもので
ある。

【０１２８】実施例６本実施例は炉内装計管４内にクラックセンサーを装着
し、図２又は図６において示される内部参照電極（ＥＣ
Ｐセンサー）を併用し、炉水環境中でのSUS304鋼の亀裂
進展量とその腐食電位との関係を表示システム７におい
て見たものである。図１１に示されるように腐食電位と
ＳＣＣによる亀裂進展量は相関関係があり、腐食電位が
高い時期の進展速度は高くなっていることがわかる。ガ
ス注入システム８により約８ケ月で水素ガスを注入する
ことにより亀裂進展量も若干減る傾向を示した。これに
より充分な水質診断制御が実行できていることがわか
る。

【０１２９】実施例７本実施例は図１２に示す燃料集合体の近傍に図２に示さ
れた内部参照電極（ＥＣＰセンサー）を設置した。図１
２において、ウランペレット４４はＺｒ合金でできてい
る燃料被覆管４２内に充填され、燃料保持手段４０及び
端栓４５により固定され燃料要素４１を構成する。チャ
ンネルボックス３７内に燃料要素が多数集合してボルト
３６へスペーサ（図示しない）で保持され燃料集合体が
構成される。センサー３８は例えば上部タイプレートに
固定されケーブル３９から水質データが取り込まれる。

【０１３０】この実施例はＺｒ合金でできている燃料被
覆管の腐食電位測定によりＺｒ合金材の酸化皮膜厚をモ
ニターする例である。Ｚｒ合金部材の腐食電位と酸化皮
膜厚についての関係は予め実験室データが入力されてい
るため、その基準値をもとに、腐食電位の測定結果から
即表示システム７を用いて被覆管の酸化皮膜厚を知るこ
とができる。結果を図１３に示す。

【０１３１】実施例８図１６に示した電気化学計測システムを原子炉内の計装
管に挿入して炉水中の溶存酸素及び水素を連続モニタリ
ングする連続水質制御のフローを図１４に示す。原子炉
炉水中の溶存酸素濃度が設定基準値を超えた場合、溶存
酸素濃度の設定基準値との大小関係を判断し、溶存酸
素，溶存水素濃度のいずれも設定値をオーバーしている
場合に、ガス及び薬品注入系８より水素ガス注入バルブ
をオープンし、水素ガス注入を開始する。開始後、再度
溶存酸素，水素濃度の設定基準値との大小関係を判断
し、酸素の場合は設定基準値よりも下、水素の場合は設
定基準値よりも上の条件が満足されるまで水素ガスを注
入する。

【０１３２】実施例９図１６に示す電気化学計測システムを原子炉内の計装管
に挿入した。この場合図２に示した構成のｐＨセンサー
（但し、銀線２６の代わりに白金線を、ハロゲン化銀２
３のかわりに酸化第二タリウムを用いた。）を用いた。
炉水中のｐＨを連続モニタリングし、弱酸及び弱アルカ
リの注入により炉水のｐＨを所定の範囲内に設定するた
めの処理フローを図１５に示した。弱アルカリを注入す
るのはｐＨが所定範囲を下回った場合に行い、弱酸を注
入するｐＨが所定範囲を上回った場合に行う。

【０１３３】実施例１０図１６は、中性子計装管内の電気化学セルの断面を示す
ものである。本実施例では作用電極として直径２０μｍ
のミクロ白金線を用いた。電気化学セルの各電極を収納
するケース５３は、SUS316鋼で作られている。ケース５
３の上部には炉水と液の出入りがあるように、穴があけ
てある。この穴を設けることにより炉水の情報を把握
し、かつ炉水の流動による、電気化学セル内の対流によ
る電気化学分析，ｐＨ測定，腐食電位測定の撹乱を最小
に抑え、測定することができる。

【０１３４】２は低インピーダンスの銀／銀イオン参照
電極を示す。５０は直径２０μｍの白金線をＵ字形にし
た作用電極を示す。５４は炉水中の水素イオン濃度に電
極電位が応答する白金／酸化第二タリウム（Ｔｌ₂Ｏ₃）
型ｐＨ電極を示す。５１は５０μｍの白金線でできた対
極を示す。５２は酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）をタン
グステンメタライズし、ＭＩケーブル（Mineral Insula
tor Cable)５７の心線と対極を結び付ける際、ＭＩケー
ブルのセラミックス絶縁体に炉水が侵入し、ケーブルの
シースと心線との絶縁抵抗の低下を防ぐためのシール部
材である。作用電極５０の作用電極部の５２についても
全く同一の役目をになっている。５６は溶接部である。
この図から分かるように、電気化学セルの上部のセル容
器内には炉水が穴５５を経て直接侵入してくるが、下部
に示した空間内には炉水は侵入できない構造になってい
る。

【０１３５】この空間部４本のＭＩケーブルは金属管５
８中に埋め込まれ、計装管から原子炉外へと送られ図１
のポテンシオスタット，ファンクションジエネレータあ
るいはポテンシオメータ５に接続され、通常のインター
フェース技術によりコンピュータに接続されている。種
々の電気化学計測・パルスボルタンメトリー，ランダム
パルスボルタンメトリー等が実行できる。また、溶接部
５６，金属管５８に電気的に短絡している構造材にリー
ド線を接続し、２との間の電位差をエレクトロメータで
測定すれば炉内水質環境下におけるステンレス鋼の腐食
電位を測定することができる。

【０１３６】また、エレクトロメータを２と５４に接続
すれば２の参照電極基準の５４の電極電位を知ることが
できる。従って、２，５４の電位差測定により炉水のｐ
Ｈを測定することができる。この電気化学セルは中性子
計装内に装着する必要性及び低電導度の高温高圧水での
測定のセル抵抗等のインピーダンスを下げるため、４本
の電極２，５０，５４，５１は接近した位置に設置され
ている。炉水で満たされた容器５３内のセル内径は２０
mmである。このセル内に４本の電極をできるだけ接近し
て設置するため、電極の配置が円を描くようになってい
る。

【０１３７】図１７は、図１６に示した参照電極部２の
拡大詳細図である。この参照電極は銀／銀イオン電極で
構成されている。銀線２６を取り囲む酸化アルミニウム
多孔質層６３は、酸化アルミニウムの微粉末（３００メ
ッシュパス）の圧縮成形体で作られたものである。多孔
質層６３はその微細孔５５（約０.５mm 径）から侵入し
てくる炉水を満たし、銀から溶出してくる銀イオンを蓄
える。圧縮成形体６３の液絡用の孔５５から炉水中へ拡
散する銀イオンの拡散速度は、成形体の成形圧力によっ
て変わる。成形圧力を調整して、溶出速度を１０^-12mol
／cm²・ｓ以下にすることができた。

【０１３８】２１は銀／銀イオン電極シース、６１はア
ルミナのタングステンメタライジングのシールであり、
これにより炉水が侵入し絶縁抵抗が下がるのを防いでい
る。５９はアルミナ絶縁層であり、３１はSUS304のＭＩ
ケーブルであり、銀線２６のリードとなる。６０はＭＩ
ケーブルのシースであり、心線と同じSUS304でできてい
る。６２はＭＩケーブルと電極部を結び付けるためのア
ダプタである。

【０１３９】実施例１１本実施例は、図１６に示した電気化学センサーを用い、
このセンサーを図１のＥＣＰセンサー２の代りに設置
し、ランダムパルスボルタンメントリー及びニューラル
ネットワークを適用することにより溶存酸素，過酸化水
素，水素濃度式（数１２），式（数９），式（数１１）
を同時定量分析したものである。

【０１４０】ランダムパルスボルタンメトリーはパタン
認識的手法を導入したボルタンメトリーである。実施例
４に示したノーマルパルスとリバースパルスを併用した
ボルタンメトリーでは各化学種濃度の定量を拡散限界電
流値という一次元情報に頼っているが、本実施例では、
より複雑な外乱信号（ランダムなパルス電位信号）を用
いて被定量分析系を多様に揺さぶることにより、それぞ
れの被測定系の電気化学反応の情報を含む多量の電解電
流データ（パタン情報）を得ることを試みた。即ち、上
記化学種の様に反応の電位が近接し、分離定量が困難な
場合においても、それぞれの被測定物質の電気化学反応
のプロセスの内、電子移動反応の速度，パラメータ等の
違いに基づき、下記に示すデータ圧縮処理により得られ
たデータマトリックス中の特徴あるパターン（特徴ベク
トル）に着目し、特徴ベクトルの大きさと検量線から定
量分析，データマトリックス中に現われる特徴ベクトル
の出現パターンの違いにより定性分析を行う。

【０１４１】ランダムパルスボルタンメトリーは、パ
タン情報（電解電流データ）の取得，パタン情報の圧
縮，圧縮パタン情報からの目的情報式（数１２），式
（数９），式（数１１）値の抽出、という手順で実行さ
れる。，，の各ステップの概要は次の通りであ
る。においては、まず、測定系に入力されるランダム
パルス電位に対する応答信号として酸素，過酸化水素，
水素の電解電流を測定する。本実施例の場合、ランダム
パルスの電位信号は２つの電位波形パラメータ（ｍ，
ｎ）を用いて記述する。即ち、初めのランダムパルスの
パルス電位に対応する電位をパラメータｍで、２番目の
ランダムパルスのパルス電位に対応する電位をパラメー
タｎで表わす。従ってｍをｘ軸にとり、ｎをｙ軸にと
り、各（ｘ，ｙ）座標上の入力電位に対応する応答信号
である電解電流をそのパラメータ値に応じてマトリック
スの形に測定データを整理する。においては、で得
られた６４（８×８）ポイントの入力電位信号の応答信
号である電流成分のデータマトリックスを、数個の成分
を持つデータベクトルに変換，圧縮する。データ圧縮方
法には、フーリエ変換や、画像処理の分野で用いられて
いるアダマール変換，カルーネンーレーブ変換，ハール
変換等がある。本実施例ではこの中で２次元アダマール
変換を用いた。においては、で得られたデータベク
トルの中の特徴ベクトルを抽出し式（数１２），式（数
９），式（数１１）を決定する。すなわち、得られたデ
ータベクトルの各成分値を入力とし、溶存酸素，過酸化
水素，水素濃度の各値が出力となる関数を探しセットす
る。本実施例では、この関数をニューラルネットワーク
を用いて決定した。以下本実施例における，，の
各ステップの詳細を述べる。

【０１４２】まず、の「パターン情報の取得」の詳細
を述べる。

【０１４３】図１８はランダムパルス電位信号の印加方
法を説明する図である。ランダムパルス電位信号といっ
ても、全くでたらめに印加したのでは溶存酸素，過酸化
水素，水素濃度に関する情報を得ることができない場合
もありえる。本実施例では、実施例４に示したノーマル
パルスとリバースパルスを併用したボルタンメトリーが
溶存酸素，過酸化水素，水素濃度を分離決定できること
に着目し、このパルス印加方法を基本型としたランダム
パルス電位信号を考えた。図１８（ａ）は酸素，過酸化
水素，水素の３種混合系における電流（ｉ）−電位
（Ｅ）曲線の概略図である。電位がpositiveな領域では
過酸化水素と水素の酸化電流が、negativeな領域では酸
素と過酸化水素の還元電流がそれぞれ観測される。酸化
電流及び還元電流が観測される電位領域は、それぞれ式
（数１３），式（数１４）とし、式（数１５）（ｌ＝
１，２，３…）個のレベルに分割する。

【０１４４】

【数１３】

【０１４５】

【数１４】

【０１４６】

【数１５】

【０１４７】式（数１５）という数を採用するのは、コ
ンピュータによる処理を実行しやすくするためである。
本実施例ではそれぞれ８個（ｌ＝３）のレベルに分割
し、各レベルを式（数１３）（ｎ），式（数１４）
（ｎ）（ｎ＝１，２，３…８）と表した。また、酸素，
過酸化水素，水素の電極反応が起こらない電位をＥ_C，
過酸化水素と水素の酸化反応の拡散限界電流が得られる
電位をＥ₁とする。

【０１４８】図１８（ｂ）のＢ１〜Ｂ３は電気化学セン
サーの作用電極に印加する３種類のランダムパルス電圧
信号を表わす。第１〜３種のランダムパルス信号はそれ
ぞれ、実施例４の式（数１）を得るためのノーマルパル
ス、式（数２）を得るためのノーマルパルス、式（数
４）を得るためのリバースパルスを基本として作成した
ものである。

【０１４９】第１種のランダムパルスは、式（数１６）
の順に印加される。

【０１５０】

【数１６】

【０１５１】本実施例では、Ｅ_Cを１秒、式（数２
３），式（数２４）をそれぞれ０.０５秒とし、式（数
２４）（ｎ）の終了時に電流値をサンプリングした。
ｍ，ｎはそれぞれ式（数２５）の分割されたレベル（１
〜８）を表わす。式（数２３）(ｍ)と式（数２４）
（ｎ）の電位の組み合わせパターンは８×８＝６４通り
あり、８×８のデータマトリックス式（数１７）に、ｍ
とｎの組に対応した電流値を格納する。

【０１５２】

【数１７】

【０１５３】このようにして得られた式（数１７）は被
検水中の酸素，過酸化水素の還元反応の電流データから
成るので、実施例４の式（数４）が持つ式（数１２），
式（数９）に関する情報とほぼ同質の情報を持つ。しか
し、式（数１７）は６４ポイントの電流データを包含す
るため、式（数１）よりも大きい情報量を有する。第２
種のランダムパルスは、式（数１８）の順に印加され
る。

【０１５４】

【数１８】

【０１５５】本実施例ではＥ_Cを１秒、式（数１９），
式（数２０）をそれぞれ０.０５秒とし、式（数２０）
の終了時に電流値をサンプリングした。

【０１５６】

【数１９】

【０１５７】

【数２０】

【０１５８】この場合も第１種の場合と同様、ｍとｎの
組に対応した８×８のデータマトリックス式（数２１）
が得られる。式（数２１）は被検水中の過酸化水素，水
素の酸化反応の電流データから成るので、実施例４の式
（数２）が持つ式（数９），式（数１１）に関する情報
とほぼ同質の情報を持つ。

【０１５９】

【数２１】

【０１６０】第３種のランダムパルスは、式（数２２）
の順に印加される。本実施例では、Ｅ_C，式（数２
３），式（数２４）を第１種のランダムパルスの場合と
それぞれ同時間、Ｅ₁を０.１秒とし、式（数２４）終
了時に電流値をサンプリングした。この場合も第１種，
第２種の場合と同様、ｍとｎの組に対応した８×８のデ
ータマトリックス式（数２６）が得られる。第３種のラ
ンダムパルスが第１種と異なる点は、式（数２３），式
（数２４）の前段に順にＥ₁が印加されることである。
すなわち実施例４の式（数４）と同様に、式（数２５）
には、被検水中の酸素，過酸化水素の還元反応の情報に
加えて、Ｅ₁において過酸化水素の酸化により生成した
酸素の還元反応の情報が含まれることになる。

【０１６１】

【数２２】

【０１６２】

【数２３】

【０１６３】

【数２４】

【０１６４】

【数２５】

【０１６５】

【数２６】

【０１６６】次に、の「パターン情報の圧縮」の詳細
を述べる。

【０１６７】データマトリックスをデータベクトルに変
形，圧縮する前に、マトリックスは式（数２７）で定義
しておく。

【０１６８】

【数２７】

【０１６９】この操作により、“被検水中の酸素，過酸
化水素の還元反応の情報”がほとんど相殺されるので、
式（数２７）には“過酸化水素の酸化により生成した酸
素の還元反応の情報”が濃縮されることになる。すなわ
ち、式（数２７）は実施例４の式（数８）−式（数１）
とほぼ同質の情報をもつことになる。

【０１７０】データマトリックス式（数２７），式（数
１７），式（数２１）は、式(数２)によってそれぞれマ
トリックス式（数２８），式（数２９），式（数３０）
に変換される。

【０１７１】

【数２８】

【０１７２】

【数２９】

【０１７３】

【数３０】

【０１７４】

【数３１】Ｙ＝Ｈ・Ｘ・Ｈ …（数３１）

【０１７５】

【数３２】

【０１７６】である。マトリックスＹの各成分を、

【０１７７】

【数３３】

【０１７８】とおくと、Ｘの持つ情報はＹの６４個の成
分の内ある特定の成分に現われる。すなわち、Ｘの６４
個の成分に分散していた情報がＹの特定の数個の成分に
圧縮されたことになる。本実施例の場合はｙ₁₁，ｙ₁₅，
ｙ₅₁，ｙ₁₇，ｙ₇₁の各成分に情報が圧縮された。ここ
で、式（数２８），式（数２９），式（数３０）の
ｙ₁₁，ｙ₁₅，ｙ₅₁，ｙ₁₇，ｙ₇₁成分からそれぞれ式（数
３４），式（数３５），式（数３６）なるベクトルを作
る。

【０１７９】

【数３４】

【０１８０】

【数３５】

【０１８１】

【数３６】

【０１８２】

【数３７】Ｚ＝（ｙ₁₁，ｙ₁₅，ｙ₅₁，ｙ₁₇，ｙ₇₁） …（数３７）以上の説明より、ベクトル式（数３４），式（数３
５），式（数３６）にはそれぞれ式（数９），式（数１
２）＋式（数９），式（数９）＋式（数１１）に関する
情報が高密度に圧縮されていることになる。

【０１８３】次に、の「圧縮パターン情報からの目的
情報の抽出」の詳細を述べる。

【０１８４】任意の式（数１２），式（数９），式（数
１１）の被検水に対して得られたベクトル式（数３４）
に対し、

【０１８５】

【数３８】

【０１８６】を満たすスカラー場ｆを準備する。スカラ
ー場ｆは、予め式（数９）が既知で式（数１２），式
（数１１）が任意の何種類かの被検水に対して求めてお
く。本実施例では、ベクトル式（数３４）の各成分を入
力とし式（数９）を出力とするとニューラルネットワー
クを用いて、このスカラー場ｆを決定した。

【０１８７】式（数９）未知の被検水に対しても式（数
６）の演算によって式（数９）が求められる。

【０１８８】同様に任意の式（数１２），式（数９），
式（数１１）の被検水中で得られた式（数３５），式
（数３６）に対して、

【０１８９】

【数３９】

【０１９０】

【数４０】

【０１９１】を満たすスカラー場ｇ，ｈを準備する。ス
カラーｇ，ｈは予め、式（数９）と式（数１２）が既
知、または式（数９）と式（数１１）が既知の被検水に
対してそれぞれ求めておく。本実施例では、ベクトル式
（数３５）の各成分を入力とし式（数１２）＋式（数
９）を出力とするニューラルネットワーク、および、ベ
クトル式（数３６）の各成分を入力とし式（数１１）＋
式（数９）を出力とするニューラルネットワークをそれ
ぞれ用いて、このスカラー場ｇ，ｈを決定した。式（数
１２），式（数９），式（数１１）の未知の被検水に対
しても、数（３８）と式（数３９），式（数４０）によ
り式（数１２），式（数９），式（数１１）がそれぞれ
求められる。

【０１９２】図１９は、上記の手法により、炉内の溶存
酸素，過酸化水素，水素量を同時定量しそれぞれを経時
変化として示したものである。溶存酸素濃度，過酸化水
素濃度が上昇したときに、図１に示したシステムの動作
により、コンピュータ６がガス注入系８に水素注入の命
令を発生する。水素注入によって、酸素，過酸化水素濃
度が減少することがわかる。

【０１９３】次にニューラルネットワークでの基本的な
計算方法を示す。

【０１９４】まず、設定された信号値Ｚ₁〜Ｚ_nの各々に
重み係数Ｗ_jiを乗じ、さらにこれらを加算する演算（積
和演算）が次式（数４１）で計算される。

【０１９５】

【数４１】

【０１９６】ここで、Ｚ_i(１）：入力層（第１層）の
値、Ｗ_ij（２←１）：入力層(第１層)のｉ番目の変数か
ら中間層（第２層）のｊ番目のニューロン素子モデルへ
の重み係数、Ｃ_j(２）：中間層（第２層）のｊ番目のニ
ューロン素子モデルへの入力総和値である。

【０１９７】入力層のニューロン素子モデルでは、Ｃ
_j(２）の代償に応じてここでの出力値が次式（数４２）
で計算される。

【０１９８】

【数４２】

【０１９９】式（数２）の計算内容は図２０のような関
係である。すなわち、同図のグラフに示すように、Ｃ
_j(２）の値に応じて“０”から“１”までの間の値がＺ
_j(２）として得られる。計算値Ｚ_j(２）は、さらに出力
層へ送られ、出力層でも同様の計算が実行される。

【０２００】次に、ニューラルネットワークでの計算方
法の概要について説明する。

【０２０１】前述した入力値Ｚ_j(１）は図２０の入力層
に入力され、この信号（値）は中間層のニューロン素子
モデルに出力される。中間層のニューロン素子モデルで
は、これら出力値Ｚ_i(１）と重み係数Ｗ_ij（２←１）と
の積和Ｃ_j(２）を式（数１）で計算し、この代償に応じ
て出力層への出力値Ｚ_j(２）を式（数２）で決定する。
同様にして、中間層の出力値Ｚ_j(２）は更に中間層（第
２層）と出力層（第３層）との重み係数Ｗ_ij（３←２）
との積和Ｃ_j(３）を次式（数４３）で計算する。

【０２０２】

【数４３】

【０２０３】ここで、Ｚ_i(２）：中間層（第２層）の
値、Ｗ_ji（３←２）：中間層(第２層)のｉ番目の変数か
ら出力層（第３層）のｊ番目のニューロン素子モデルへ
の重み係数、Ｃ_j(３）：出力層（第３層）のｊ番目のニ
ューロン素子モデルへの入力総和値である。

【０２０４】さらに、Ｃ_j(３）の大小に応じて出力層へ
の出力値Ｚ_j(３）を次式（数４４）で計算する。

【０２０５】

【数４４】

【０２０６】このようにして、出力層の計算値Ｚ_j(３）
が得られる。

【０２０７】ニューラルネットでの学習を実行するに
は、出力層の後にさらに図２０に示すように、比較層と
教師信号層とを設け、出力層の信号と教師信号とが比較
層の入力され、ここで出力信号と教師信号とが比較され
る。この誤差が小さくなるように、重み係数Ｗ_ji（３←
２）およびＷ_ji（２←１）の大きさを修正する。

【０２０８】この修正値を用いて、再度式（数１）ない
し式（数４）の計算並びに教師信号との比較を行うと、
同様に誤差がでてくる。この誤差が小さくなるように、
再度重み係数Ｗ_ji（３←２）およびＷ_ji（２←１）の大
きさを修正する。

【０２０９】このようにして、重み係数Ｗ_jiを繰り返し
て修正していき、誤差が十分小さくなるまで続ける。最
初は重み係数はランダムに（乱数で発生）与えるので、
誤差は大きいが、出力信号は次第に教師信号に近づいて
いく。スカラー場ｆ，ｇ，ｈはこのようにして決定した
ものである。ここで記号ｃ，ｚはそれぞれ濃度、特徴ベ
クトルに対応する。

【０２１０】このようにして誤差を修正していく方法
は、誤差逆伝搬法と呼ばれ、Rumelhart らによって考案
された技術を利用する。詳細は文献（Rumelhart： Par
allel Distributed Processing，ＭＩＴ Press，vol.１
(１９８６））に記載されている。

【０２１１】

【発明の効果】本発明によれば、低インピーダンスの参
照電極を用い、電気化学分析を原子炉内で実施すること
ができる。また、微細な多孔質層で守られた参照電極構
造であり、参照電極と炉水からの参照電極イオンの溶け
だしをフラックスで１０^-12mol／cm²・ｓ以下に設定する
ことが可能であり、極めて長寿命（０.５ｇの銀／銀イ
オン参照電極で銀の寿命１５年以上）かつ安定な電気化
学分析ができる。したがって、これまで電気化学計測の
分野で発達してきた技術を原子炉内の水質分析に適用す
ることができるため、始めて原子炉内の水質をin−situ
で分析し、炉内情報を正確に把握することができる。こ
の技術により、in−situの水質データを用いたプラント
運転状態監視システムが構築できる。

【０２１２】また、原子炉の定期点検期間以上の寿命を
持つ電気化学セル構造による水質センシング技術と水質
データへのニューラルネットワークの適用によりデータ
の信頼性が高まり、運転監視システムの信頼性が飛躍的
に高まる。

【０２１３】本発明によれば、特開昭59−177474号公報
に記載された電気化学セルと異なり、耐久性があって透
過選択性のよい樹脂隔膜を用いる必要がないので高温高
圧水の環境下であっても長期間の使用ができる。

【０２１４】また、特開昭56−77751 号公報に記載され
た技術は、酸化ジルコニウム等を水素イオン感知素子用
膜として用いて高温水のｐＨを測定するものであるが、
酸化ジルコニウム等が極めて大きいインピーダンスを持
っているために、実用上は問題がある。これにたいし本
発明では、多孔質セラミックまたは多孔質耐熱性プラス
チックのシースでイオン化性電極物質を包んだので、適
切なインピーダンスの電気化学セルを構成することがで
き、出力信号の処理回路等に無理がかからない。

【０２１５】本発明では参照電極等のインピーダンスを
十分に低くすることができるので、コントロールアンプ
リファイヤのフィードバック回路のインピーダンスを小
さくすることができ、入力信号の位相ずれによる発振現
象を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を原子力プラントに採用したプラントの
運転状態監視システムを示す概略図。

【図２】ハロゲン化銀内部参照電極（ＥＣＰ）の構造を
示す断面図。

【図３】炉内構造材の腐食電位経時変化と水素ガス注入
効果の関係を示すグラフ。

【図４】ハロゲン化銀内部参照電極の電位差を示すグラ
フ。

【図５】炉内ｐＨの経時変化とアルカリ注入効果の関係
を示すグラフ。

【図６】ハロゲン化銀内部参照電極の他の構造を示す断
面図。

【図７】炉内構造材の腐食電位と薬注効果の関係を示す
グラフ。

【図８】炉内構造材の腐食電位と溶存酸素濃度の経時変
化と水素ガス注入効果の関係を示すグラフ。

【図９】炉内構造材の腐食電位と溶存過酸化水素濃度の
経時変化と薬注効果の関係を示すグラフ。

【図１０】炉内構造材の腐食電位と溶存酸素，水素濃度
及び過酸化水素濃度の経時変化と薬注効果の関係を示す
グラフ。

【図１１】クラックセンサーの腐食電位とセンサーの亀
裂進展量の経時変化と薬注効果の関係を示すグラフ。

【図１２】本発明を適用した原子燃料集合体の構造を示
す一部切欠き断面図。

【図１３】Ｚｒ合金製燃料被覆管の腐食電位とＺｒ合金
の酸化皮膜の厚さの関係を示すグラフ。

【図１４】本発明のプラント運転状態監視システムにお
けるフロー図。

【図１５】本発明のプラント運転状態監視システムにお
けるフロー図。

【図１６】内部参照電極，作用電極及び対極からなる電
気化学センサーの構造を示す断面図。

【図１７】セラミックス一体型銀／銀イオン参照電極の
詳細を示す断面図。

【図１８】（ａ）は、酸素，過酸化水素及び水素の３種
混合系における電流（ｉ）−電位（Ｅ）曲線図、（ｂ）
は、電気化学センサーの作用電極に印加するランダムパ
ルス信号を表わすグラフ。

【図１９】ランダムパルスを用いた溶存酸素，過酸化水
素及び水素の分離定量結果の時間依存性と水素注入結果
を示すグラフ。

【図２０】スカラー場ｆ，ｇ，ｈ決定に用いたニューラ
ルネットワークの構成を示す線図である。

【符号の説明】

２…内部参照電極、３…炉内、４…炉内計装管、５…ポ
テンションスタット，電気化学インターフェース、６…
コンピュータ演算処理自動制御装置、７…遠隔制御指令
装置及び分析結果表示，出力装置、８…ガス及び薬品注
入系、２１…ガード（シース）、２２，２４…アルミナ
コーティング、２３…ハロゲン化銀、２６…銀線、２７
…ガラス、３１…リード線、３３…セラミックスコーテ
ィング、３８…センサー、５０…作用電極、５１…対
極、５２…シール部材、５３…ケース、５４…ｐＨ電
極、５５…液絡用穴、５７…シール部材、５７，６０…
ＭＩケーブル、５８…金属管、５９，６３…アルミナ粉
末絶縁層、６１…アルミナキャップ、６２…接合アダプ
タ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 27/30 ３１１Ｚ 7235−2Ｊ 27/403 27/27 Ｇ２１Ｄ 3/08 Ｇ 9117−2Ｇ 7235−2ＪＧ０１Ｎ 27/30 ３７１Ｈ 7235−2Ｊ 27/46 Ａ (72)発明者高橋卓也茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者泉谷雅▲清▼ 茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者正岡功茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者児島慶享茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者稲垣正寿茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者大角克巳茨城県日立市幸町３丁目１番１号株式会社日立製作所日立工場内 (72)発明者林真琴茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者佐藤文夫東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (72)発明者諏訪正輝茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者赤堀公彦茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者馬場研二茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者山内博史茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者大中紀之茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラントの監視対象部に設置された電気化
学的水質センサーにより該対象部の高温水に直接関係す
る情報を一定の期間連続的に抽出する手段と、この抽出
された情報に基づいて水質を評価する手段と、得られた
水質評価結果と予め定められたプラント運転操作の基準
値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分を表
示又は記録する手段とを具備し、前記水質センサーは、
電極材のイオンを含む電解質層と、それを取り囲む液体
不透過性の多孔質セラミック層と、該電解質層に電気化
学的に接触する電極材と、該電極材に電気的に接続され
た端子とを備えた電気化学的参照電極またはｐＨ電極で
あることを特徴とするプラント運転状態監視システム。
【請求項２】プラントの監視対象部に設置された電気化
学的水質センサーにより該対象部の高温水に直接関係す
る情報をプラントの点検から次回点検までの期間中連続
的に抽出する手段で、この抽出された情報に基づいて水
質を評価する手段と、得られた水質評価結果と予め定め
られたプラント運転操作の基準値とを比較する手段と、
該比較結果のうち必要部分を表示及び記録する手段とを
具備し、前記水質センサーは、電極材のイオンを含む固
体電解質層と、それを取り囲む多孔質セラミック層と、
該電解質層に電気化学的に接触する電極材と、該セラミ
ック層を取り囲む液体不透過性の耐熱性多孔質被覆層
と、該電極材に電気的に接続された端子とを備えた電気
化学的参照電極またはｐＨ電極であることを特徴とする
プラント運転状態監視システム。
【請求項３】プラントの監視対象部に設置された電気化
学的水質センサーにより該対象部の高温水に直接関係す
る情報を一定の期間連続的に抽出する手段と、この抽出
された情報に基づいて水質を分析する手段と、得られた
水質分析結果と予め定められたプラント運転操作の基準
値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分を表
示する手段と、該比較結果のうち必要部分を記録する手
段及びプラントの運転状態に応じて必要な制御信号を発
生する手段とを具備することを特徴とするプラント運転
状態監視システム。
【請求項４】プラントの監視対象部に設置され、該監視
対象部の高温水と電解質とが多孔質材を介して電気化学
的に接触する水質センサーにより該対象部の高温水の水
質に直接関係する情報を一定の期間連続的に抽出する手
段と、この抽出された情報に基づいて水質を分析する手
段と、得られた水質分析結果と予め定められたプラント
運転操作の基準値とを比較する手段と、該比較結果のう
ち必要部分を表示又は記録する手段とを具備することを
特徴とするプラント運転状態監視システム。
【請求項５】プラントの監視対象部に設置され、該監視
対象部の高温水と電解質とが電気化学的に接触するが該
電解質の高温水に対する溶解を実質的に抑制する多孔質
材を介して配置された水質センサーにより該対象部の高
温水の水質に直接関係する情報を抽出する手段と、この
抽出された情報に基づいて水質を分析する手段と、得ら
れた水質分析結果と予め定められたプラント運転操作の
基準値とを比較する手段と、該比較結果のうち必要部分
を表示及び／又は記録する手段とを具備することを特徴
とするプラント運転状態監視システム。
【請求項６】高温水を含むプラントの監視対象部に設置
された電気化学的センサーにより循環水系又は貯蔵水系
の水質に関するデータをプラントの点検から次回点検ま
での間連続的に抽出する手段と、抽出されたデータを予
め定められたプラント運転操作の基準値と比較する手段
と、プラント運転操作基準と該データとの相互関係に基
づいて、該基準値の変動を予測する手段と、予測された
変動量と該データとを比較する手段及び該水質を制御す
る手段を具備することを特徴とするプラントの運転状態
監視システム。
【請求項７】高温水を含むプラントの監視対象部に設置
された電気化学的センサーにより循環水系又は貯蔵水系
の水質をプラントの定期点検から次回点検までの間連続
的に分析する手段と、この分析結果を表示する手段と、
水質分析結果に対応して予め定められたプラントの運転
操作基準値を選択する手段と、分析結果とプラント運転
操作基準値との相互関係に基づいて該基準値の変化量を
予測する手段と及び水質を制御する手段を具備すること
を特徴とするプラントの運転状態監視システム。
【請求項８】高温水を含むプラントの監視対象部に設置
された電気化学的センサーにより循環水系又は貯蔵水系
の水質をプラントの定期点検から次回点検までの間連続
的に分析し、少なくともｐＨ，溶存酸素量及び溶存水素
濃度に関するデータを出力する手段と、この分析結果を
表示する手段と、水質分析結果に対応して予め定められ
たプラントの運転操作基準値を選択する手段と、分析結
果とプラント運転操作基準値との相互関係に基づいて該
基準値の変化量を予測する手段と及び水質を制御する手
段を具備することを特徴とするプラントの運転状態監視
システム。
【請求項９】該センサーは、支持基体の電極上に形成さ
れた固体電解質または電極材を被覆する微細空孔を有す
るセラミックスまたは樹脂層を有する請求項１ないし８
記載のプラントの運転状態監視システム。
【請求項１０】該センサーは、溶存水素（ＤＨ），溶存
酸素（ＤＯ），水素イオン濃度(ｐＨ)，参照電極又は腐
食電位検用電極（ＥＣＰ），溶液伝導度（Ｓ），溶存過
酸化水素（ＤＨ₂Ｏ₂）の各センサー及びクラックセンサ
ー（Ｍ）を有する請求項１ないし８記載のプラントの運
転状態監視システム。
【請求項１１】原子炉内の高温水にさらされる対象部に
設置された電気化学的水質センサーにより該対象部の前
記高温水に関する水質情報を少なくとも予め設定された
値に達するまで全期間連続的に抽出する手段と、前記得
られた水質情報を前記全期間連続的な記録表示する手段
とを具備することを特徴とする原子力プラントの運転状
態監視システム。
【請求項１２】原子炉内の高温水にさらされる中性子計
装管内で、かつ燃料装荷部分に設置された電気化学的水
質センサーにより前記高温水に関する水質情報を前記原
子炉の運転中少なくとも３ケ月間連続的に抽出する手段
と、前記得られた水質情報を前記少なくとも３ケ月間連
続的に記録表示する手段とを具備することを特徴とする
原子力プラントの運転状態監視システム。