JPH08304589A - プラントの水処理制御システム - Google Patents
プラントの水処理制御システムInfo
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- JPH08304589A JPH08304589A JP7116087A JP11608795A JPH08304589A JP H08304589 A JPH08304589 A JP H08304589A JP 7116087 A JP7116087 A JP 7116087A JP 11608795 A JP11608795 A JP 11608795A JP H08304589 A JPH08304589 A JP H08304589A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
-
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- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 伝熱管の腐食を充分に抑制することができる
プラントの水処理制御システムを提供すること 【構成】 原子炉圧力容器1で加熱された一次冷却水は
蒸気発生器3の伝熱管4に供給される。蒸気発生器3内
の二次冷却水W2 は伝熱管4の外面と接触して加熱さ
れ、その蒸気でタービン系11が駆動される。一次冷却
水の一部が腐食電位測定系31に、二次冷却水の一部が
腐食電位測定系32に導入され、それらに浸漬された材
料(伝熱管4と同一又は同等の材料)の腐食電位が測定
される。コンピュータ33は両腐食電位の電位差(腐食
の駆動力)を演算し、この電位差が所定値を超えると水
処理制御系34、35を駆動して当該電位差を所定値以
内に抑える。
プラントの水処理制御システムを提供すること 【構成】 原子炉圧力容器1で加熱された一次冷却水は
蒸気発生器3の伝熱管4に供給される。蒸気発生器3内
の二次冷却水W2 は伝熱管4の外面と接触して加熱さ
れ、その蒸気でタービン系11が駆動される。一次冷却
水の一部が腐食電位測定系31に、二次冷却水の一部が
腐食電位測定系32に導入され、それらに浸漬された材
料(伝熱管4と同一又は同等の材料)の腐食電位が測定
される。コンピュータ33は両腐食電位の電位差(腐食
の駆動力)を演算し、この電位差が所定値を超えると水
処理制御系34、35を駆動して当該電位差を所定値以
内に抑える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加圧水型原子炉等のプ
ラントの熱交換器における媒体の処理を制御するための
プラントの水処理制御システムに関する。
ラントの熱交換器における媒体の処理を制御するための
プラントの水処理制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】加圧水型原子炉等のプラントの熱交換器
は伝熱管で構成され、通常は水を媒体とする熱交換が行
なわれる。これを図により説明する。図4は従来の加圧
水型原子力発電プラントの概略構成図である。この図
で、1は原子炉圧力容器、2は加圧器、3は熱交換器
(蒸気発生器)、3aは一次冷却水入口水壁、3bは一
次冷却水出口水壁である。4は蒸気発生器3内に配設さ
れた伝熱管であり、一次冷却水入口水壁3aと一次冷却
水出口水壁3bに連結されている。5は一次冷却水ポン
プ、6は一次冷却水を浄化する浄化装置、7は一次冷却
水配管、8は一次冷却水戻り配管である。10は蒸気発
生器3に接続された二次冷却水蒸気配管、11はタービ
ン系、12は復水器、13は給水ポンプ、14は二次冷
却水配管を示す。
は伝熱管で構成され、通常は水を媒体とする熱交換が行
なわれる。これを図により説明する。図4は従来の加圧
水型原子力発電プラントの概略構成図である。この図
で、1は原子炉圧力容器、2は加圧器、3は熱交換器
(蒸気発生器)、3aは一次冷却水入口水壁、3bは一
次冷却水出口水壁である。4は蒸気発生器3内に配設さ
れた伝熱管であり、一次冷却水入口水壁3aと一次冷却
水出口水壁3bに連結されている。5は一次冷却水ポン
プ、6は一次冷却水を浄化する浄化装置、7は一次冷却
水配管、8は一次冷却水戻り配管である。10は蒸気発
生器3に接続された二次冷却水蒸気配管、11はタービ
ン系、12は復水器、13は給水ポンプ、14は二次冷
却水配管を示す。
【0003】原子炉圧力容器1で加熱された一次冷却水
は蒸気発生器3に導かれ、一次冷却水入口水壁3aから
伝熱管4へ入り、一次冷却水出口水壁3bから一次冷却
水ポンプ5を経て原子炉圧力容器1へ戻される。一次冷
却水が伝熱管4内を通過する間にその熱が伝熱管4の外
部の2次冷却水W2 に伝達され、熱交換が行なわれる。
このように伝熱管4の外部で受熱した二次冷却水は蒸発
し、二次冷却水配管10を通ってタービン系11に導入
され、タービンを駆動して発電を行なう。その後復水器
12で水となり、給水ポンプ13で再び蒸気発生器3に
導入される。
は蒸気発生器3に導かれ、一次冷却水入口水壁3aから
伝熱管4へ入り、一次冷却水出口水壁3bから一次冷却
水ポンプ5を経て原子炉圧力容器1へ戻される。一次冷
却水が伝熱管4内を通過する間にその熱が伝熱管4の外
部の2次冷却水W2 に伝達され、熱交換が行なわれる。
このように伝熱管4の外部で受熱した二次冷却水は蒸発
し、二次冷却水配管10を通ってタービン系11に導入
され、タービンを駆動して発電を行なう。その後復水器
12で水となり、給水ポンプ13で再び蒸気発生器3に
導入される。
【0004】このようなプラントにおいて、一次冷却水
および二次冷却水により伝熱管4には腐食が生じ、この
腐食障害には、減肉、くぼみ(Denting)、応力
腐食割れ、粒界腐食等があるといわれている。このよう
な伝熱管4の腐食を防止するため、両冷却水に対しては
厳密な水処理(水質管理)が行なわれるが、両冷却水の
水処理条件は異なっている。これら水処理条件の代表例
を図5および図6に示す。図5は一次冷却水の水処理条
件、図6は二次冷却水の水処理条件である。これらの水
処理条件は、例えば「三菱重工技報」16(1)、79
−1、p.15〜21、又は、「Material P
erformance」76−3、p.25〜33等に
記載されていて一般に知られている。
および二次冷却水により伝熱管4には腐食が生じ、この
腐食障害には、減肉、くぼみ(Denting)、応力
腐食割れ、粒界腐食等があるといわれている。このよう
な伝熱管4の腐食を防止するため、両冷却水に対しては
厳密な水処理(水質管理)が行なわれるが、両冷却水の
水処理条件は異なっている。これら水処理条件の代表例
を図5および図6に示す。図5は一次冷却水の水処理条
件、図6は二次冷却水の水処理条件である。これらの水
処理条件は、例えば「三菱重工技報」16(1)、79
−1、p.15〜21、又は、「Material P
erformance」76−3、p.25〜33等に
記載されていて一般に知られている。
【0005】上記の水処理条件において、従来は二次冷
却水のpHを調整するために燐酸ソーダが使用されてい
たが、伝熱管4での燐酸塩の濃縮により腐食が生じるこ
とが判明し、これはボラタイル処理に変更された。又、
近年、二次冷却水へのほう酸注入も行なわれているが、
これはほう酸の緩衝作用による伝熱管4のサポート部の
隙間腐食損傷の軽減に効果的だとされている。なお、図
5において、一次冷却水中のほう酸は原子炉炉内での核
反応速度を制御するための中性子吸収剤として添加され
ているものである。又、一次冷却水への水酸化リチュー
ムの添加は、腐食防止のためのpHを調整するために行
なわれる。
却水のpHを調整するために燐酸ソーダが使用されてい
たが、伝熱管4での燐酸塩の濃縮により腐食が生じるこ
とが判明し、これはボラタイル処理に変更された。又、
近年、二次冷却水へのほう酸注入も行なわれているが、
これはほう酸の緩衝作用による伝熱管4のサポート部の
隙間腐食損傷の軽減に効果的だとされている。なお、図
5において、一次冷却水中のほう酸は原子炉炉内での核
反応速度を制御するための中性子吸収剤として添加され
ているものである。又、一次冷却水への水酸化リチュー
ムの添加は、腐食防止のためのpHを調整するために行
なわれる。
【0006】以上のような水処理条件は、一次冷却水模
擬の水溶液中に浸漬した試験片の腐食特性評価、および
2次冷却水模擬の水溶液中に浸漬した試験片の腐食特性
評価に基づいて決定される。そして、上記腐食特性は腐
食電位を測定することにより得られる。以下、腐食電位
の測定について図により説明する。
擬の水溶液中に浸漬した試験片の腐食特性評価、および
2次冷却水模擬の水溶液中に浸漬した試験片の腐食特性
評価に基づいて決定される。そして、上記腐食特性は腐
食電位を測定することにより得られる。以下、腐食電位
の測定について図により説明する。
【0007】図7は高温水中での材料の腐食電位の測定
方法の説明図である。この図で、20は高温水WH 中に
浸漬された測定対象の材料(試験片)、21は外部照合
電極(比較電極)、22は試験片20と外部照合電極2
1とを液絡させるキャピラリー、23は電圧計である。
電圧計23で測定される試験片20と外部照合電極21
との間の電圧が腐食電位となる。
方法の説明図である。この図で、20は高温水WH 中に
浸漬された測定対象の材料(試験片)、21は外部照合
電極(比較電極)、22は試験片20と外部照合電極2
1とを液絡させるキャピラリー、23は電圧計である。
電圧計23で測定される試験片20と外部照合電極21
との間の電圧が腐食電位となる。
【0008】図8は図7に示す方法で測定した腐食電位
を示す図である。外部照合電極21には種々のものが使
用されるが、図示の場合は、塩化銀電極を使用した測定
結果である。図中、VSHE は水素標準電極電位、VKC1
は外部照合電極21の電位を示す。Vobs が水素標準電
極電位VSHE と外部照合電極21の電位VKC1 との差の
電位、即ち腐食電位となる。なお、Aは水素標準電極電
位VSHE が外部照合電極21に対して正電位にある場
合、Bは水素標準電極電位VSHE が外部照合電極21に
対して負電位にある場合の腐食電位を示す。
を示す図である。外部照合電極21には種々のものが使
用されるが、図示の場合は、塩化銀電極を使用した測定
結果である。図中、VSHE は水素標準電極電位、VKC1
は外部照合電極21の電位を示す。Vobs が水素標準電
極電位VSHE と外部照合電極21の電位VKC1 との差の
電位、即ち腐食電位となる。なお、Aは水素標準電極電
位VSHE が外部照合電極21に対して正電位にある場
合、Bは水素標準電極電位VSHE が外部照合電極21に
対して負電位にある場合の腐食電位を示す。
【0009】図9は同じく図7に示す方法で腐食電位を
測定した実験結果を示す図である。この場合、試験片2
0としてニッケル基合金NCF600(JIS)の材
料、高温水として酸素又は過酸化水素を含む288℃の
高温水が用いられている。図で、横軸には酸素と過酸化
水素の量(ppb)が、縦軸には腐食電位(mVSHE )
がとってある。Cは試験片20の応力腐食割れのポテン
シャルの度合いを示し、腐食電位が大きいほど当該ポテ
ンシャルも大きくなる。この実験結果から、酸素と過酸
化水素の量により腐食電位が変化することが判る。この
理由を図10および図11により説明する。
測定した実験結果を示す図である。この場合、試験片2
0としてニッケル基合金NCF600(JIS)の材
料、高温水として酸素又は過酸化水素を含む288℃の
高温水が用いられている。図で、横軸には酸素と過酸化
水素の量(ppb)が、縦軸には腐食電位(mVSHE )
がとってある。Cは試験片20の応力腐食割れのポテン
シャルの度合いを示し、腐食電位が大きいほど当該ポテ
ンシャルも大きくなる。この実験結果から、酸素と過酸
化水素の量により腐食電位が変化することが判る。この
理由を図10および図11により説明する。
【0010】図10は金属と高温水の接触部分の拡大図
および当該部分の電荷密度を示す図、図11は金属と高
温水の接触により生じる電荷密度、電場、電位を説明す
る図である。図10に示すように、金属(M)と高温水
(H2 O)とが接触すると、金属イオンが溶解し、水と
の酸化反応(M2O3)に伴い電荷(e- )が発生し、
又、水分子の分解によるイオン(H+ 、M2+)が発生す
るので、接触部近辺には図に示す電荷密度ρの電荷密度
分布を生じる。
および当該部分の電荷密度を示す図、図11は金属と高
温水の接触により生じる電荷密度、電場、電位を説明す
る図である。図10に示すように、金属(M)と高温水
(H2 O)とが接触すると、金属イオンが溶解し、水と
の酸化反応(M2O3)に伴い電荷(e- )が発生し、
又、水分子の分解によるイオン(H+ 、M2+)が発生す
るので、接触部近辺には図に示す電荷密度ρの電荷密度
分布を生じる。
【0011】図11はこの現象を単純化したものであ
り、横軸に距離、縦軸に電荷密度ρ、電場Eおよび電位
Vがとってある。この図は接触部近辺の高温水側のある
位置を基準にしてみたそれらの特性を示している。電荷
密度ρが局在化しているので、これにより電場Eが発生
し、高温水側からみた金属材料はこれに応じた電位Vを
示すことになる。この電位Vが腐食電位である。図9に
示すように、高温水中に酸素や過酸化水素が存在する
と、電荷の局在化に変化を生じ、それが電位の変化とな
って現われる。したがって、図7に示すように、単一の
環境水中にある材料の腐食は、その材料の均一性と不動
態化により達成される。このことは、図6を模擬した条
件下で、インコロイ800やインコネル600の材料の
Cリング試験による1000〜2000時間の試験によ
り裏付けられた。即ち、図7に示すような系では、材料
のミクロ的均一性を達成するために、結晶粒界の鋭敏化
の低減は粒界腐食や粒界型応力腐食割れの防止に有効で
ある。なお、鋭敏化とは、結晶粒界へのクロム炭化物の
成長に伴う結晶粒界域のクロム欠乏現象をいう。
り、横軸に距離、縦軸に電荷密度ρ、電場Eおよび電位
Vがとってある。この図は接触部近辺の高温水側のある
位置を基準にしてみたそれらの特性を示している。電荷
密度ρが局在化しているので、これにより電場Eが発生
し、高温水側からみた金属材料はこれに応じた電位Vを
示すことになる。この電位Vが腐食電位である。図9に
示すように、高温水中に酸素や過酸化水素が存在する
と、電荷の局在化に変化を生じ、それが電位の変化とな
って現われる。したがって、図7に示すように、単一の
環境水中にある材料の腐食は、その材料の均一性と不動
態化により達成される。このことは、図6を模擬した条
件下で、インコロイ800やインコネル600の材料の
Cリング試験による1000〜2000時間の試験によ
り裏付けられた。即ち、図7に示すような系では、材料
のミクロ的均一性を達成するために、結晶粒界の鋭敏化
の低減は粒界腐食や粒界型応力腐食割れの防止に有効で
ある。なお、鋭敏化とは、結晶粒界へのクロム炭化物の
成長に伴う結晶粒界域のクロム欠乏現象をいう。
【0012】又、単一の環境水中にある材料の腐食は、
局部的な不均一性を除くことも必要であり、これについ
て従来技術では、蒸気発生器の伝熱管サポート部の燐酸
塩濃縮の低減処理、即ち、ヒドラジンによる水処理方法
が実施されている。
局部的な不均一性を除くことも必要であり、これについ
て従来技術では、蒸気発生器の伝熱管サポート部の燐酸
塩濃縮の低減処理、即ち、ヒドラジンによる水処理方法
が実施されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】以上、腐食電位および
それに関連する事項について説明し、高温水中の金属の
腐食を防止するためには適切な水処理が必要であり、従
来、熱交換器の伝熱管の腐食防止も、図5および図6に
示すように一次冷却水と二次冷却水の厳密な水処理によ
り抑えていたことを説明した。しかしながら、熱交換器
の伝熱管の腐食防止は、このような厳密な水処理だけで
は不充分であり、満足すべき腐食防止を達成することは
できなかった。
それに関連する事項について説明し、高温水中の金属の
腐食を防止するためには適切な水処理が必要であり、従
来、熱交換器の伝熱管の腐食防止も、図5および図6に
示すように一次冷却水と二次冷却水の厳密な水処理によ
り抑えていたことを説明した。しかしながら、熱交換器
の伝熱管の腐食防止は、このような厳密な水処理だけで
は不充分であり、満足すべき腐食防止を達成することは
できなかった。
【0014】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、伝熱管の腐食を充分に抑制することができ
るプラントの水処理制御システムを提供することにあ
る。
題を解決し、伝熱管の腐食を充分に抑制することができ
るプラントの水処理制御システムを提供することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明者は、伝熱管の腐
食防止が従来の技術のみでは不充分である理由について
種々研究した結果、これが伝熱管の特殊性に起因するこ
とに想到した。これを図12〜図17により説明する。
図12は伝熱管の一部の断面図である。この図で、4は
図4に示す伝熱管であり、伝熱管4の断面の左側は伝熱
管の管内で、その面には一次冷却水が接し、右側は伝熱
管の外部で、その面には二次冷却水が接する。したがっ
て、伝熱管4には一次冷却水側からみた電位と二次冷却
水からみた電位が同時に発生する。これを図13により
さらに詳細に説明する。
食防止が従来の技術のみでは不充分である理由について
種々研究した結果、これが伝熱管の特殊性に起因するこ
とに想到した。これを図12〜図17により説明する。
図12は伝熱管の一部の断面図である。この図で、4は
図4に示す伝熱管であり、伝熱管4の断面の左側は伝熱
管の管内で、その面には一次冷却水が接し、右側は伝熱
管の外部で、その面には二次冷却水が接する。したがっ
て、伝熱管4には一次冷却水側からみた電位と二次冷却
水からみた電位が同時に発生する。これを図13により
さらに詳細に説明する。
【0016】図13は伝熱管の電位発生の説明図であ
る。伝熱管4の電位は水との接触面で発生するので、図
のように、伝熱管4を、その肉厚の中央から一次冷却水
に接する側4aと二次冷却水に接する側4bとに分離
し、両側が絶縁されている形態として考えてみる。Sは
伝熱管4の両側4a、4bに接続されたスイッチである
とする。このスイッチSを閉じて両側4a、4bを短絡
した状態が、電気化学的にみて図12に示す状態と等価
である。図示のように、スイッチSを開放したとき、両
側4a、4bにはそれぞれ腐食電位が発生する。そし
て、一次冷却水と二次冷却水の水処理条件が異なるの
で、これら腐食電位は異なる電位となる。これを図14
によりさらに判り易く説明する。
る。伝熱管4の電位は水との接触面で発生するので、図
のように、伝熱管4を、その肉厚の中央から一次冷却水
に接する側4aと二次冷却水に接する側4bとに分離
し、両側が絶縁されている形態として考えてみる。Sは
伝熱管4の両側4a、4bに接続されたスイッチである
とする。このスイッチSを閉じて両側4a、4bを短絡
した状態が、電気化学的にみて図12に示す状態と等価
である。図示のように、スイッチSを開放したとき、両
側4a、4bにはそれぞれ腐食電位が発生する。そし
て、一次冷却水と二次冷却水の水処理条件が異なるの
で、これら腐食電位は異なる電位となる。これを図14
によりさらに判り易く説明する。
【0017】図14は図13に示す伝熱管両側を図7に
示す装置に適応させた説明図である。この図で、4a、
4bは伝熱管4の両側、Sはスイッチで図13に示すも
のと同じである。20a、20bは外部照合電極、22
a、22bはキャピラリ、23a、23bはディジタル
電圧計であり、これらは図7に示すものと同一又は等価
のものである。図示のようにスイッチSが開放状態のと
き、ディジタル電圧計23a、23bでは腐食電位が測
定されるが、これら腐食電位は一次冷却水と二次冷却水
の水処理条件が異なるので異なる電位となる。そして、
スイッチSの両端子間(伝熱管4の4a側と4b側との
間)には両腐食電位の差である電位差が発生する。発明
者は、この電位差が腐食の駆動力となり、腐食を促進さ
せる原因となっていることを見出した。
示す装置に適応させた説明図である。この図で、4a、
4bは伝熱管4の両側、Sはスイッチで図13に示すも
のと同じである。20a、20bは外部照合電極、22
a、22bはキャピラリ、23a、23bはディジタル
電圧計であり、これらは図7に示すものと同一又は等価
のものである。図示のようにスイッチSが開放状態のと
き、ディジタル電圧計23a、23bでは腐食電位が測
定されるが、これら腐食電位は一次冷却水と二次冷却水
の水処理条件が異なるので異なる電位となる。そして、
スイッチSの両端子間(伝熱管4の4a側と4b側との
間)には両腐食電位の差である電位差が発生する。発明
者は、この電位差が腐食の駆動力となり、腐食を促進さ
せる原因となっていることを見出した。
【0018】図15、図16および図17は上記電位差
を説明する図である。各図で4a、4bは図14に示す
ものと同じ伝熱管4の両側、Va は4a側の腐食電位、
Vbは4b側の腐食電位、Vabは両腐食電位の電位差で
ある。電位差Vabは4a側からみて、図15では「+」
の場合、図16では「−」の場合を示し、図17に示す
場合は「0」(両側が同電位の場合)である。
を説明する図である。各図で4a、4bは図14に示す
ものと同じ伝熱管4の両側、Va は4a側の腐食電位、
Vbは4b側の腐食電位、Vabは両腐食電位の電位差で
ある。電位差Vabは4a側からみて、図15では「+」
の場合、図16では「−」の場合を示し、図17に示す
場合は「0」(両側が同電位の場合)である。
【0019】以上のように、伝熱管4がその内外面で材
質がほぼ同一である場合において、一次冷却水の水質と
二次冷却水の水質とが、図5および図6に示すように異
なると、伝熱管4で電位差を生じ、腐食の駆動力が発生
し、腐食が促進されることが判明した。このことは、高
温水中での鋭敏化した金属SUS304の応力腐食割れ
の実験中に気付いたものである。即ち、上記実験におい
ては、材料が同一であっても隙間がある個所と隙間がな
い個所とを共有している場合のように、環境に差が生じ
ると、応力腐食割れや腐食が隙間の個所に集中し易いと
いう実験結果が得られたが、この実験結果についてさら
に考察を進めた結果、伝熱管も材料は同一であっても2
種類の異なる環境に接している、つまり環境に差がある
ことから、この差により腐食が促進するのではないかと
考えたところから、上記のような腐食の駆動力に想到し
たものである。
質がほぼ同一である場合において、一次冷却水の水質と
二次冷却水の水質とが、図5および図6に示すように異
なると、伝熱管4で電位差を生じ、腐食の駆動力が発生
し、腐食が促進されることが判明した。このことは、高
温水中での鋭敏化した金属SUS304の応力腐食割れ
の実験中に気付いたものである。即ち、上記実験におい
ては、材料が同一であっても隙間がある個所と隙間がな
い個所とを共有している場合のように、環境に差が生じ
ると、応力腐食割れや腐食が隙間の個所に集中し易いと
いう実験結果が得られたが、この実験結果についてさら
に考察を進めた結果、伝熱管も材料は同一であっても2
種類の異なる環境に接している、つまり環境に差がある
ことから、この差により腐食が促進するのではないかと
考えたところから、上記のような腐食の駆動力に想到し
たものである。
【0020】そこで、上述した腐食の駆動力を小さくし
て伝熱管の腐食を充分に抑制するために、本発明は、伝
熱管で構成される熱交換器を備えたプラントの水処理制
御システムにおいて、前記伝熱管の外側の媒体の一部を
導入する第1の容器と、この第1の容器に導入された媒
体に浸漬された前記伝熱管と同一又は同等の部材と、こ
の部材の腐食電位を測定する第1の電位測定手段と、前
記伝熱管の内側の媒体の一部を導入する第2の容器と、
この第2の容器に導入された媒体に浸漬された前記伝熱
管と同一又は同等の部材と、この部材の腐食電位を測定
する第2の電位測定手段と、前記第1の電位測定手段で
測定された電位と前記第2の電位測定手段で測定された
電位とを比較し両者の電位の差の絶対値が所定の許容値
を超えたとき信号を出力する比較手段とを設けたことを
特徴とする。
て伝熱管の腐食を充分に抑制するために、本発明は、伝
熱管で構成される熱交換器を備えたプラントの水処理制
御システムにおいて、前記伝熱管の外側の媒体の一部を
導入する第1の容器と、この第1の容器に導入された媒
体に浸漬された前記伝熱管と同一又は同等の部材と、こ
の部材の腐食電位を測定する第1の電位測定手段と、前
記伝熱管の内側の媒体の一部を導入する第2の容器と、
この第2の容器に導入された媒体に浸漬された前記伝熱
管と同一又は同等の部材と、この部材の腐食電位を測定
する第2の電位測定手段と、前記第1の電位測定手段で
測定された電位と前記第2の電位測定手段で測定された
電位とを比較し両者の電位の差の絶対値が所定の許容値
を超えたとき信号を出力する比較手段とを設けたことを
特徴とする。
【0021】又、本発明は、上記の構成において、前記
信号が出力されたとき、この信号により作動して前記差
の絶対値が前記許容値以内となるように水処理を行なう
制御装置を設けたことも特徴とする。
信号が出力されたとき、この信号により作動して前記差
の絶対値が前記許容値以内となるように水処理を行なう
制御装置を設けたことも特徴とする。
【0022】又、本発明は、伝熱管で構成される熱交換
器を備えたプラントの水処理制御システムにおいて、前
記伝熱管の外側の媒体および内側の媒体の少なくとも一
方について、前記外側の媒体による前記伝熱管の腐食電
位と前記内側の媒体による前記伝熱管の腐食電位との差
の絶対値が所定の許容値以内になるような水質条件範囲
を予め求めておき、この水質条件範囲内になるように水
処理を行なうことも特徴とする。
器を備えたプラントの水処理制御システムにおいて、前
記伝熱管の外側の媒体および内側の媒体の少なくとも一
方について、前記外側の媒体による前記伝熱管の腐食電
位と前記内側の媒体による前記伝熱管の腐食電位との差
の絶対値が所定の許容値以内になるような水質条件範囲
を予め求めておき、この水質条件範囲内になるように水
処理を行なうことも特徴とする。
【0023】
【作用】伝熱管の外部に接触する媒体の一部を第1の容
器に、伝熱管の内部に接触する媒体の一部を第2の容器
にそれぞれ導入し、これら各媒体に、伝熱管と同一又は
同等の部材を浸漬して各部材の腐食電位を個別に測定
し、各腐食電位の差の絶対値が所定の許容値以内になる
か否かを判断し、当該許容値を超えた場合にはこれを報
せる信号を出力する。又、この信号により水処理を行な
う制御装置を作動させ、腐食電位の差の絶対値が許容値
の範囲内にあるように制御する。
器に、伝熱管の内部に接触する媒体の一部を第2の容器
にそれぞれ導入し、これら各媒体に、伝熱管と同一又は
同等の部材を浸漬して各部材の腐食電位を個別に測定
し、各腐食電位の差の絶対値が所定の許容値以内になる
か否かを判断し、当該許容値を超えた場合にはこれを報
せる信号を出力する。又、この信号により水処理を行な
う制御装置を作動させ、腐食電位の差の絶対値が許容値
の範囲内にあるように制御する。
【0024】又、伝熱管の外側の媒体による伝熱管の腐
食電位と、内側の媒体による伝熱管の腐食電位との差の
絶対値を求め、それが所定の許容値以内になるような水
質条件範囲を予め求めておき、この水質条件範囲内にな
るように水処理を行なう。
食電位と、内側の媒体による伝熱管の腐食電位との差の
絶対値を求め、それが所定の許容値以内になるような水
質条件範囲を予め求めておき、この水質条件範囲内にな
るように水処理を行なう。
【0025】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1は本発明の実施例に係る加圧水型原子力発電
プラントの水処理制御システムのブロック図である。こ
の図で、図4に示す部分と同一又は等価な部分には同一
符号を付して説明を省略する。31は伝熱管4の外部に
接触する一次冷却水に対する腐食電位測定系、32は伝
熱管4の内部に接触する二次冷却水に対する腐食電位測
定系である。これら腐食電位測定系の構成については後
述する。33は各腐食電位測定系31、32の測定値に
基づいて所要の処理を行なうコンピュータである。3
4、35はそれぞれ一次冷却水および二次冷却水に所要
の薬液又はガスを注入する水処理制御系である。
する。図1は本発明の実施例に係る加圧水型原子力発電
プラントの水処理制御システムのブロック図である。こ
の図で、図4に示す部分と同一又は等価な部分には同一
符号を付して説明を省略する。31は伝熱管4の外部に
接触する一次冷却水に対する腐食電位測定系、32は伝
熱管4の内部に接触する二次冷却水に対する腐食電位測
定系である。これら腐食電位測定系の構成については後
述する。33は各腐食電位測定系31、32の測定値に
基づいて所要の処理を行なうコンピュータである。3
4、35はそれぞれ一次冷却水および二次冷却水に所要
の薬液又はガスを注入する水処理制御系である。
【0026】図2は図1に示す腐食電位測定系31、3
2の構成を示す図である。腐食電位測定系31は、一次
冷却水出口水壁3bから一次冷却水の一部を導入する容
器310、導入配管311、容器310内の一次冷却水
W1 を一次冷却水戻り配管8に戻す排出配管312、容
器310内の一次冷却水W1 に浸漬された伝熱管材料3
13、外部照合電極314、キャピラリ315、および
容器310の外部のディジタル電圧計316で構成され
ている。同様に、腐食電位測定系32は、給水ポンプ1
3から二次冷却水の一部を導入する容器320、導入配
管321、容器320内の二次冷却水W2 を二次冷却水
配管14に戻す排出配管322、容器320内の二次冷
却水W2 に浸漬された伝熱管材料323、外部照合電極
324、キャピラリ325、および容器320の外部の
ディジタル電圧計326で構成されている。
2の構成を示す図である。腐食電位測定系31は、一次
冷却水出口水壁3bから一次冷却水の一部を導入する容
器310、導入配管311、容器310内の一次冷却水
W1 を一次冷却水戻り配管8に戻す排出配管312、容
器310内の一次冷却水W1 に浸漬された伝熱管材料3
13、外部照合電極314、キャピラリ315、および
容器310の外部のディジタル電圧計316で構成され
ている。同様に、腐食電位測定系32は、給水ポンプ1
3から二次冷却水の一部を導入する容器320、導入配
管321、容器320内の二次冷却水W2 を二次冷却水
配管14に戻す排出配管322、容器320内の二次冷
却水W2 に浸漬された伝熱管材料323、外部照合電極
324、キャピラリ325、および容器320の外部の
ディジタル電圧計326で構成されている。
【0027】伝熱管材料313、323は、伝熱管4を
構成する材料と同一か又は同等の部材が用いられる。
又、外部照合電極314、324、キャピラリ315、
325、およびディジタル電圧計316、326は図7
に示す外部照合電極21、キャピラリ22、およびディ
ジタル電圧計23と同一又は等価のものが用いられる。
各ディジタル電圧計316、317はコンピュータ33
に接続されている。
構成する材料と同一か又は同等の部材が用いられる。
又、外部照合電極314、324、キャピラリ315、
325、およびディジタル電圧計316、326は図7
に示す外部照合電極21、キャピラリ22、およびディ
ジタル電圧計23と同一又は等価のものが用いられる。
各ディジタル電圧計316、317はコンピュータ33
に接続されている。
【0028】次に、本実施例の動作を説明する。加圧水
型原子炉の運転中、容器310には一次冷却水の一部
が、又、容器320には二次冷却水の一部がそれぞれ導
入され、循環している。ディジタル電圧計316は伝熱
管材料313の腐食電位を常時測定してその測定値に比
例したディジタル信号をコンピュータ33に出力し、同
じく、ディジタル電圧計326は伝熱管材料323の腐
食電位を常時測定してその測定値に比例したディジタル
信号をコンピュータ33に出力する。
型原子炉の運転中、容器310には一次冷却水の一部
が、又、容器320には二次冷却水の一部がそれぞれ導
入され、循環している。ディジタル電圧計316は伝熱
管材料313の腐食電位を常時測定してその測定値に比
例したディジタル信号をコンピュータ33に出力し、同
じく、ディジタル電圧計326は伝熱管材料323の腐
食電位を常時測定してその測定値に比例したディジタル
信号をコンピュータ33に出力する。
【0029】コンピュータ33は入力された各腐食電位
を比較し、両者の差の絶対値が予め定められた値を超え
ると、水処理制御系34、35の両方又はいずれか一方
に指令信号を出力して、各腐食電位の電位差の絶対値が
所定値以内になるように、予め定められた薬液又はガ
ス、或は、例えば図5、図6に示すような水質条件にお
ける所要の物質を、予め定められた量だけ一次冷却水系
および二次冷却水系の両方又はいずれか一方に注入させ
る。
を比較し、両者の差の絶対値が予め定められた値を超え
ると、水処理制御系34、35の両方又はいずれか一方
に指令信号を出力して、各腐食電位の電位差の絶対値が
所定値以内になるように、予め定められた薬液又はガ
ス、或は、例えば図5、図6に示すような水質条件にお
ける所要の物質を、予め定められた量だけ一次冷却水系
および二次冷却水系の両方又はいずれか一方に注入させ
る。
【0030】上記薬液としては、ほう酸、水酸化リチュ
ーム、ヒドラジン等が適宜使用され、又、上記ガスとし
ては、水素、酸素、窒素等のガスが適宜使用される。さ
らに、上記電位差の絶対値の所定値としては、図9に示
す実験結果を参照すると、試験片が水素標準電極電位−
500〜−600mVSHE に対して数百mV以上の高い
腐食電位を示すとき応力腐食割れのポテンシャルが大き
く、このことから腐食電位が200〜300mV以下で
あれば許容できると考えられるので、300mV以下、
好ましくは200mV以下に設定する。なお、応力腐食
割れのポテンシャルは、応力腐食割れの試験や亀裂進展
試験片の亀裂先端と試験片表面との電位差と亀裂進展と
の関係で決定する。
ーム、ヒドラジン等が適宜使用され、又、上記ガスとし
ては、水素、酸素、窒素等のガスが適宜使用される。さ
らに、上記電位差の絶対値の所定値としては、図9に示
す実験結果を参照すると、試験片が水素標準電極電位−
500〜−600mVSHE に対して数百mV以上の高い
腐食電位を示すとき応力腐食割れのポテンシャルが大き
く、このことから腐食電位が200〜300mV以下で
あれば許容できると考えられるので、300mV以下、
好ましくは200mV以下に設定する。なお、応力腐食
割れのポテンシャルは、応力腐食割れの試験や亀裂進展
試験片の亀裂先端と試験片表面との電位差と亀裂進展と
の関係で決定する。
【0031】図3は加圧水型原子力発電プラントの運転
中に測定した上記腐食電位の電位差の変化を示す図であ
る。この図で、横軸には運転中の経過時間が、縦軸には
当該電位差がとってある。ΔVU は+側の許容電位差
(例えば200mV)、ΔVLは−側の許容電位差(例
えば−200mV)を示す。図示の場合、腐食電位の電
位差は許容範囲内にある。
中に測定した上記腐食電位の電位差の変化を示す図であ
る。この図で、横軸には運転中の経過時間が、縦軸には
当該電位差がとってある。ΔVU は+側の許容電位差
(例えば200mV)、ΔVLは−側の許容電位差(例
えば−200mV)を示す。図示の場合、腐食電位の電
位差は許容範囲内にある。
【0032】このように、本実施例では、伝熱管材料3
13、323の各腐食電位を比較し、その電位差が所定
値を超えたとき、当該電位差が所定値以内になるように
一次冷却水および二次冷却水の両方又はいずれか一方の
水処理を行なうようにしたので、伝熱管4に生じる腐食
の駆動力を抑えることができ、ひいては伝熱管4の腐食
を充分に抑制することができる。又、このように、伝熱
管4の腐食を充分に抑制できるので、プラントの信頼性
を向上させることができ、ひいてはプラントの稼働率も
向上させることができる。さらに、水処理を自動的に行
なうようにしたので、水処理に要する時間と手間を省く
ことができる。
13、323の各腐食電位を比較し、その電位差が所定
値を超えたとき、当該電位差が所定値以内になるように
一次冷却水および二次冷却水の両方又はいずれか一方の
水処理を行なうようにしたので、伝熱管4に生じる腐食
の駆動力を抑えることができ、ひいては伝熱管4の腐食
を充分に抑制することができる。又、このように、伝熱
管4の腐食を充分に抑制できるので、プラントの信頼性
を向上させることができ、ひいてはプラントの稼働率も
向上させることができる。さらに、水処理を自動的に行
なうようにしたので、水処理に要する時間と手間を省く
ことができる。
【0033】なお、上記実施例の説明では、コンピュー
タ33が、上記電位差が所定値を超えたと判断したとき
水処理制御系34、35の一方又は両方を作動させる例
について説明したが、これに限ることはなく、単に所定
値を超えたことを外部に報せる信号を出力し、以後の水
処理は係員が行なうようにしてもよい。
タ33が、上記電位差が所定値を超えたと判断したとき
水処理制御系34、35の一方又は両方を作動させる例
について説明したが、これに限ることはなく、単に所定
値を超えたことを外部に報せる信号を出力し、以後の水
処理は係員が行なうようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】以上述べたように、本発明では、伝熱管
の内側の媒体による腐食電位と外側の媒体による腐食電
位を比較し、両者の電位差が所定値以内になるように各
媒体の一方又は両方の水処理を行なうようにしたので、
伝熱管に生じる腐食の駆動力を抑えることができ、ひい
ては伝熱管の腐食を充分に抑制することができる。又、
このように、伝熱管の腐食を充分に抑制できるので、プ
ラントの信頼性を向上させることができ、ひいてはプラ
ントの稼働率も向上させることができる。
の内側の媒体による腐食電位と外側の媒体による腐食電
位を比較し、両者の電位差が所定値以内になるように各
媒体の一方又は両方の水処理を行なうようにしたので、
伝熱管に生じる腐食の駆動力を抑えることができ、ひい
ては伝熱管の腐食を充分に抑制することができる。又、
このように、伝熱管の腐食を充分に抑制できるので、プ
ラントの信頼性を向上させることができ、ひいてはプラ
ントの稼働率も向上させることができる。
【図1】本発明の実施例に係る加圧水型原子力発電プラ
ントの水処理制御システムのブロック図である。
ントの水処理制御システムのブロック図である。
【図2】図1に示す腐食電位測定系の構成を示す図で
る。
る。
【図3】腐食電位の電位差の変化を示す図である。
【図4】従来の加圧水型原子力発電プラントの水処理制
御システムのブロック図である。
御システムのブロック図である。
【図5】1次冷却水の水処理条件を示す図である。
【図6】2次冷却水の水処理条件を示す図である。
【図7】高温水中での材料の腐食電位の測定方法の説明
図である。
図である。
【図8】図7に示す方法で測定した腐食電位を示す図で
ある。
ある。
【図9】図7に示す方法で腐食電位を測定した実験結果
を示す図である。
を示す図である。
【図10】金属と高温水の接触部分の拡大図および当該
部分の電荷密度を示す図である。
部分の電荷密度を示す図である。
【図11】金属と高温水の接触により生じる電荷密度、
電場、電位を説明する図である。
電場、電位を説明する図である。
【図12】伝熱管の一部の断面図である。
【図13】伝熱管の電位発生の説明図である。
【図14】図13に示す伝熱管両側を図7に示す装置に
適応させた説明図である。
適応させた説明図である。
【図15】電位差を説明する図である。
【図16】電位差を説明する図である。
【図17】電位差を説明する図である。
【符号の説明】 1 原子炉圧力容器 3 蒸気発生器 4 伝熱管 7 一次冷却水配管 10 二次冷却水上記配管 11 タービン系 31、32 腐食電位測定系 33 コンピュータ 34、35 水処理系
Claims (6)
- 【請求項1】 伝熱管で構成される熱交換器を備えたプ
ラントの水処理制御システムにおいて、前記伝熱管の外
側の媒体の一部を導入する第1の容器と、この第1の容
器に導入された媒体に浸漬された前記伝熱管と同一又は
同等の部材と、この部材の腐食電位を測定する第1の電
位測定手段と、前記伝熱管の内側の媒体の一部を導入す
る第2の容器と、この第2の容器に導入された媒体に浸
漬された前記伝熱管と同一又は同等の部材と、この部材
の腐食電位を測定する第2の電位測定手段と、前記第1
の電位測定手段で測定された電位と前記第2の電位測定
手段で測定された電位とを比較し両者の電位の差の絶対
値が所定の許容値を超えたとき信号を出力する比較手段
とを設けたことを特徴とするプラントの水処理制御シス
テム。 - 【請求項2】 請求項1記載のプラントの水処理制御シ
ステムにおいて、前記信号が出力されたとき、この信号
により作動して前記さの絶対値が前記許容値以内となる
ように水処理を行なう制御装置を設けたことを特徴とす
るプラントの水処理制御システム。 - 【請求項3】 伝熱管で構成される熱交換器を備えたプ
ラントの水処理制御システムにおいて、前記伝熱管の外
側の媒体および内側の媒体の少なくとも一方について、
前記外側の媒体による前記伝熱管の腐食電位と前記内側
の媒体による前記伝熱管の腐食電位との差の絶対値が所
定の許容値以内になるような水質条件範囲を予め求めて
おき、この水質条件範囲内になるように水処理を行なう
ことを特徴とするプラントの水処理制御システム。 - 【請求項4】 請求項3記載のプラントの水処理制御プ
ラントにおいて、前記各腐食電位の差の絶対値が所定の
許容値以内か否かを常時監視することを特徴とするプラ
ントの水処理制御システム。 - 【請求項5】 請求項1又は請求項2又は請求項3にお
いて、前記プラントは、加圧水型原子炉であることを特
徴とするプラントの水処理制御システム。 - 【請求項6】 請求項1又は請求項2又は請求項3にお
いて、前記許容値は、300mV以内であることを特徴
とするプラントの水処理制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7116087A JPH08304589A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | プラントの水処理制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7116087A JPH08304589A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | プラントの水処理制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304589A true JPH08304589A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14678396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7116087A Pending JPH08304589A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | プラントの水処理制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304589A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010096533A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 腐食電位測定装置 |
| JP2015188804A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 水処理装置および原子力設備 |
| JP2020098183A (ja) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP7116087A patent/JPH08304589A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010096533A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Japan Atom Power Co Ltd:The | 腐食電位測定装置 |
| JP2015188804A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 三菱重工業株式会社 | 水処理装置および原子力設備 |
| JP2020098183A (ja) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力プラントの炭素鋼部材への放射性核種の付着抑制方法 |
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