JPH0868888A - シュラウド電気化学ポテンシャル監視装置 - Google Patents

シュラウド電気化学ポテンシャル監視装置

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JPH0868888A
JPH0868888A JP7122896A JP12289695A JPH0868888A JP H0868888 A JPH0868888 A JP H0868888A JP 7122896 A JP7122896 A JP 7122896A JP 12289695 A JP12289695 A JP 12289695A JP H0868888 A JPH0868888 A JP H0868888A
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JP
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electrochemical potential
sensor
monitoring device
wall
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JP7122896A
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English (en)
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Ii Robert L Cowan
ロバート・リー・カウアン，ザ・セカンド
Gerald M Gordon
ジェラルド・マイロン・ゴードン
Donald A Hale
ドナルド・アラン・ヘイル
Richard W Perry
リチャード・ウェズリー・ペリー
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/02—Details
    • G21C5/10—Means for supporting the complete structure
    • 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
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 炉心シュラウド溶接部の区域における粒間応
力腐食割れ防護の程度を測定するための方法及び装置を
提供する。 【構成】 電気化学ポテンシャルセンサ（５３Ａ，５３
Ｂ，５３Ｃ）が、電気化学ポテンシャル測定値の正確さ
を保証するために対象となる実際の溶接部（Ｈ１、Ｈ
２、Ｈ３）の近傍の位置においてシュラウド壁体（１８
ｄ）及び上部炉心スプレー管路（１３）に取付けられ
る。その場合、貴金属を添加又は貴金属で被覆した作用
電極（５６Ｂ）及び参照電極（５７Ｂ）が原子炉の炉心
シュラウドを貫通して設置される。そのためには、上部
案内支持リング（１８ｃ）の直下の位置（すなわち、炉
心シュラウド溶接部の近傍の位置）においてシュラウド
壁体に貫通孔が設けられ、該貫通孔の中に作用電極及び
参照電極を含んだプラグ（７０）が挿入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、高温水（すなわち、約１５０
℃以上の温度を有する水又は蒸気）に暴露される部品の
腐食電位を低下させる技術に関するものである。更に詳
しく言えば、本発明は軽水型原子炉において炉水中に水
素を注入することによって腐食電位を低下させる技術に
関する。
【０００２】
【発明の背景】応力腐食割れ（ＳＣＣ）は、高温水に暴
露される原子炉部品（たとえば、構造部材、配管、留め
金具及び溶接部）において起こる公知の現象である。原
子炉部品は、たとえば、熱膨張率の差、原子炉冷却水の
閉込めのために必要な運転圧力、並びにその他の原因
（たとえば、溶接、冷間加工及びその他の非対称的な金
属処理に伴う残留応力）に由来する様々な応力を受け易
い。更にまた、水の化学的性質、溶接、熱処理及び放射
線がＳＣＣに対する部品金属の感受性を増大させること
もある。
【０００３】炉水中に酸素が約５ｐｐｂ若しくはそれ以
上の濃度で存在する場合にＳＣＣがより早い速度で起こ
ることは良く知られている。また、炉水の放射線分解に
よって酸素、過酸化水素及び短寿命のラジカルのごとき
酸化性化学種を生成させる高レベルの放射線束中におい
てはＳＣＣが更に増加する。かかる酸化性化学種は金属
の電気化学的腐食電位（ＥＣＰ）を上昇させる。電気化
学的腐食は、金属表面上の陽極領域から陰極領域に電子
が流れることによって引起こされる。ＥＣＰは腐食現象
の起こり易さを示す熱力学的傾向の尺度であって、たと
えば、ＳＣＣ、腐食疲労、腐食被膜の肥厚及び全体腐食
の速度を決定する際の基本パラメータである。
【０００４】ＢＷＲにおいては、炉心内における一次冷
却水の放射線分解の結果、少量の水が分解して、Ｈ2 、
Ｈ2 Ｏ2 、Ｏ2 、酸化性ラジカル及び還元性ラジカルの
ごとき生成物を生じる。定常運転条件の下では、再循環
する水及びタービンに送られる蒸気の中に存在する
Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ2 及びＨ2 の濃度は平衡に達する。このよ
うな濃度のＯ2 、Ｈ2 Ｏ2 及びＨ2 は酸化性を示すので
あって、その結果として感受性を有する構造材料の粒間
応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）を促進する条件が生じるこ
とがある。感受性材料のＩＧＳＣＣを低減させるために
使用される方法の１つは水素水化学（ＨＷＣ）技術の使
用であって、それによればＢＷＲ環境の酸化性がより還
元性の状態に変化する。このような効果は、原子炉への
給水に水素ガスを添加することによって達成される。か
かる水素が圧力容器に到達すると、それは放射線分解に
よって生成された酸化性化学種と反応して水を再生し、
それによって金属表面付近の水中における溶解した酸化
性化学種の濃度を低下させる。このような再結合反応の
速度は局部的な放射線の場、水の流量及びその他の変量
に依存する。
【０００５】注入された水素は水中における酸化性化学
種（たとえば溶存酸素）のレベルを低下させ、その結果
として水中における金属のＥＣＰを低下させる。しかし
ながら、水の流量の変動及び中性子やγ線への照射時間
や強度のごとき要因のため、酸化性化学種の生成量は原
子炉によって異なる。それ故、高温水中におけるＩＧＳ
ＣＣを防止する目的でＥＣＰを臨界電位未満に維持する
のに十分な程度にまで酸化性化学種のレベルを低下させ
るために必要な水素の量は一定しなかった。ここで言う
「臨界電位」とは、標準水素電極（ｓｈｅ）目盛に基づ
いて表した場合に約−２３０〜−３００ｍＶ又はそれ以
下の腐食電位を意味する。ＥＣＰが臨界電位よりも高い
系中においてはＩＧＳＣＣが早い速度で進行し、またＥ
ＣＰが臨界電位よりも低い系中においてはＩＧＳＣＣが
実質的に遅い速度で進行するか、あるいは全く進行しな
い。酸素のごとき酸化性化学種を含有する水はそれに暴
露される金属のＥＣＰを臨界電位以上に上昇させるのに
対し、酸化性化学種をほとんど若しくは全く含有しない
水はＥＣＰを臨界電位未満に低下させる。
【０００６】酸化性化学種を含有する炉水に接触するス
テンレス鋼の腐食電位は、溶存水素濃度が約５０〜１０
０ｐｐｂ又はそれ以上になるようにして炉水中に水素を
注入することによって臨界電位未満に低下させることが
できる。給水への十分な水素添加速度に対しては、ＩＧ
ＳＣＣを阻止するために必要な条件を原子炉内の特定の
部位について決定することができる。原子炉系内の部位
に応じ、必要な水素添加レベルは異なる。炉心の高い放
射線束の存在下においては、ＥＣＰを低下させるため遥
かに高い水素注入レベルが必要である。
【０００７】ＢＷＲにおいて使用される３０４ステンレ
ス鋼のＩＧＳＣＣは、それのＥＣＰを−０．２３０Ｖ
she より低い値に低下させることによって低減させ得る
ことが証明されている。このような目的を達成するため
に有効な方法は、ＨＷＣ技術を使用することである。し
かしながら、ＥＣＰを臨界電位未満に低下させるために
要求されることのある高レベル（たとえば、約０．４ｐ
ｐｍ以上）の水素を給水に添加すると、蒸気中への短寿
命の16Ｎ化学種の取込みの結果として蒸気駆動タービン
区域により高い放射線レベルをもたらすことがある。多
くのＢＷＲについて述べれば、圧力容器の内部部品のＩ
ＧＳＣＣを低減させるために必要な水素添加量は主蒸気
管路放射線監視装置の測定値を５〜８倍に増加させる。
このような主蒸気管路放射線の増加は許容し得ないほど
に高い環境線量率をもたらすことがあるが、これは遮蔽
及び放射線被曝管理のために多大の投資を必要とするこ
とがある。それ故、最近の研究においては、主蒸気の放
射線量率の増加を最少限に抑えながらＨＷＣ技術の利益
を得るために必要な最小レベルの水素を使用することに
関心が集まっている。最近に至り、白金又はパラジウム
を含有するステンレス鋼又はニッケル合金被膜の使用
が、ＩＧＳＣＣ感受性を有するＢＷＲのシュラウド溶接
部のＩＧＳＣＣを低減させるための技術として有効であ
ることが認められた。かかる被膜を使用すれば、遥かに
少ない水素添加量によってＩＧＳＣＣの防止が達成さ
れ、従って主蒸気管路放射線の増加量は許容し得る程度
にまで少なくなる。
【０００８】従来の沸騰水型原子炉を図１に示す。原子
炉圧力容器（ＲＰＶ）１０内には、給水入口１２及び給
水スパージャ１４を通して給水が供給される。なお、給
水スパージャ１４はＲＰＶの内部に給水を円周方向に沿
って分配するために役立つ適当な開口を有するリング状
の管である。また、炉心スプレー入口１１からは炉心ス
プレー管路１３を通して炉心スプレースパージャ１５に
水が供給される。給水スパージャ１４からの水は環状の
ダウンカマ区域１６を通って下方に流れるが、これはＲ
ＰＶ１０と炉心シュラウド１８との間に設けられた環状
の区域である。炉心シュラウド１８は、炉心２０を包囲
するステンレス鋼製の円筒である。炉心２０は多数の燃
料集合体２２から構成されているが、図１中には２×２
配列を成す２組の燃料集合体のみが示されている。各々
の燃料集合体の上端及び下端は、上部案内板１９及び炉
心支持板２１によってそれぞれ支持されている。なお、
上部案内板１９は燃料集合体の上端に対して横方向の支
持を与えると共に、適正な燃料棒間隔を維持して制御棒
の挿入を可能にするために役立つ。
【０００９】ダウンカマ区域１６を通って流れる水は、
下部プレナム２４に到達し、次いで燃料集合体２２中に
流入し、そこで沸騰境界層が形成される。次に、シュラ
ウドヘッド２８の下方の上部プレナム２６内に水と蒸気
との混合物が流入する。かかる上部プレナム２６は、炉
心２０から出る蒸気−水混合物と直立したスタンドパイ
プ３０に入る蒸気−水混合物との間に隔離空間を生み出
すために役立つ。なお、スタンドパイプ３０はシュラウ
ドヘッド２８上に配置されており、かつ上部プレナム２
６と連通している。
【００１０】蒸気−水混合物はスタンドパイプ３０を通
って流れて、軸流遠心分離型の気水分離器３２に入る。
分離された液体の水は混合プレナム３３内において給水
と混合され、次いでかかる混合物がダウンカマ区域１６
を通って炉心２０に戻る。他方、蒸気は蒸気乾燥器３４
を通過して蒸気ドーム３６に入る。かかる蒸気は蒸気出
口３８を通してＲＰＶから排出される。
【００１１】ＢＷＲはまた、所要の出力密度を達成する
ために必要な炉心内の強制対流を生み出す冷却材再循環
系をも含んでいる。再循環水出口４３を通してダウンカ
マ区域１６の下端から水の一部が抜取られ、そして遠心
再循環ポンプ（図示せず）により再循環水入口４５を通
してジェットポンプアセンブリ４２（１台のみ図示）内
に供給される。なお、かかるＢＷＲは２台の再循環ポン
プを有していて、それらの各々が複数のジェットポンプ
アセンブリに駆動水流を供給する。加圧された駆動水は
立上り吸込管４７、エルボ４８及び入口ミキサ４６を通
して各々のジェットポンプノズル４４に供給される。な
お、典型的なＢＷＲは１６〜２４本の入口ミキサを具備
している。これらのジェットポンプアセンブリは円周方
向に沿って炉心シュラウド１８の回りに配置されてい
る。
【００１２】炉心シュラウド１８は、図３に示されてい
るように、シュラウドヘッドを支持するためのシュラウ
ドヘッドフランジ１８ａ、シュラウドヘッドフランジ１
８ａに溶接された上端を有する円筒形の上部シュラウド
壁体１８ｂ、上部シュラウド壁体１８ｂの下端に溶接さ
れた環状の上部案内支持リング１８ｃ、上部案内支持リ
ング１８ｃに溶接された上端を有する円筒形の下部シュ
ラウド壁体１８ｄ、及び下部シュラウド壁体１８ｄの下
端に溶接された環状の炉心支持板取付リング（図示せ
ず）を有する。上部シュラウド壁体１８ｂの直径は下部
シュラウド壁体１８ｄの直径よりも大きい。かかる構造
物全体は、シュラウド１８に溶接されたＲＰＶシュラウ
ド支持体５１（図１参照）と環状のシュラウド支持板５
２によって支持されている。なお、シュラウド支持板５
２は内径の位置においてＲＰＶシュラウド支持体５１に
溶接されており、かつ外径の位置においてＲＰＶ１０に
溶接されている。
【００１３】炉心シュラウドにおいて起こる割れは問題
である。かかる割れは粒間応力腐食割れ（ＩＧＳＣＣ）
であるように思われ、しかもシュラウドの溶接部に関連
している。特に、応力腐食割れはＢＷＲの上部案内支持
リングにおいて見出されてきた。上部案内支持リング１
８ｃ（図３参照）におけるこのような割れは、上部案内
支持リング１８ｃをシュラウド壁体１８ｂ及び１８ｄに
接合する溶接部の近傍において、それの外周面から半径
方向に沿って内方に成長すると共に、それの内周面から
半径方向に沿って外方に成長する。上部案内支持リング
１８ｃにおける応力腐食割れは、鉛直方向及び水平方向
に沿って上部案内板１９及びシュラウドヘッド２８を支
持するシュラウド１８の構造保全性を低減させる。かか
る割れが進行すると、やがてはプラントの能力を回復さ
せるために機械的修理が必要になることがある。このよ
うな修理は計画及び実行のために数カ月を要するから、
予定外の長い運転休止期間が生じることになる。
【００１４】ＢＷＲの一次系内の炉心シュラウド及びそ
の他の部品におけるＩＧＳＣＣを低減させるための公認
された手段は、ＨＷＣ技術の使用である。ＩＧＳＣＣ防
護を達成するのに必要な水素注入レベルを決定するため
に主として使用される方法は、問題となる特定の区域に
おける炉水のＥＣＰを測定することである。改造された
局部出力検出装置中に設置され、また特殊なフランジア
センブリを用いてＲＰＶの下部鏡板ドレン管路及び再循
環管路中に設けられたＥＣＰセンサを使用することによ
り、炉心区域内における炉水のＥＣＰを測定することは
公知である。このように、シュラウドの割れはＢＷＲの
運転に有害な影響を及ぼす可能性があるから、ＩＧＳＣ
Ｃ防護のために必要な水素注入レベルを決定する目的で
炉心シュラウド溶接部の近傍におけるＥＣＰを測定する
ことが必要とされるのである。
【００１５】
【発明の概要】本発明は、炉心シュラウド溶接部の区域
におけるＩＧＳＣＣ防護の程度を測定するための方法及
び装置に関する。特に、本発明は炉心シュラウド溶接部
の近傍における電気化学ポテンシャルを監視するための
方法及び装置を提供する。ＥＣＰ測定値の正確さを保証
するため、対象となる実際の溶接部の近傍の位置におい
てＥＣＰセンサがシュラウド壁体及び上部炉心スプレー
管路に取付けられる。
【００１６】本発明の一側面に従えば、貴金属を添加又
は貴金属で被覆した作用電極及び１対の参照電極が原子
炉の炉心シュラウドを貫通して設置される。そのために
は、上部案内支持リングの直下の位置（すなわち、炉心
シュラウドの溶接部Ｈ２及びＨ３の近傍の位置）におい
てシュラウド壁体に貫通孔が設けられる。次いで、作用
電極及び参照電極を含むプラグが貫通孔の中に挿入され
る。
【００１７】作用電極はシュラウドの組成を模倣した組
成を有することが必要であり、従って白金又はパラジウ
ムのごとき貴金属による被覆又はそれの添加を受けたス
テンレス鋼から成ることが必要である。ＨＷＣ条件（す
なわち、Ｈ／Ｏモル比が２より大きい条件）に対して
は、貴金属（たとえば、白金又はパラジウム）から成る
参照電極を使用することができる。正常水化学条件（す
なわち、Ｈ／Ｏ＝２）又はＨＷＣ条件に対しては、酸化
鉄から成る参照電極を使用することができる。本発明の
好適な実施の態様に従えば、作用電極、貴金属から成る
参照電極、酸化鉄から成る参照電極、及び電極が故障し
た場合でも監視系の機能を維持するための任意の数の予
備電極を含んだセンサアレイが使用される。
【００１８】本発明の別の側面に従えば、上部案内支持
リングの直下の位置においてシュラウド壁体の外部に第
２のセンサアレイが取付けられる。かかる第２のセンサ
アレイは、第１のセンサアレイにおいて使用されるもの
と同じ種類の電極を含むことが好ましい。好適な実施の
態様に従えば、第１及び第２のセンサアレイは同じ取付
用アダプタ上に設置することができる。
【００１９】本発明の更に別の側面に従えば、シュラウ
ドフランジの溶接部Ｈ１の直上の位置において炉心スプ
レー管路の入口エルボに第３のセンサアレイが取付けら
れる。この場合にも、第３のセンサアレイの構成は第１
及び第２のセンサアレイと同じであることが好ましい。
計測用絶縁ケーブルを使用することにより、電極からの
信号は原子炉圧力容器及び格納容器の外部に位置するＥ
ＣＰ計器に送られる。次いで、ＥＣＰ計器の出力はデー
タ収集装置によって処理される。
【００２０】
【好適な実施の態様の詳細な説明】本発明は、炉心シュ
ラウド溶接部の近傍におけるＥＣＰを監視するための方
法及び装置に関するものである。図２及び図３に示され
るごとく、３つの位置のそれぞれに１組の電極（以後は
「センサアレイ」と呼ぶことがある）が設置されてい
る。センサアレイ５３Ａは、シュラウドフランジの溶接
部Ｈ１の近傍に位置する入口エルボ１３に取付けられて
いる。入口エルボ１３は、シュラウド１８の内部におい
て下部炉心スプレースパージャ１５’の上方に位置する
上部炉心スプレースパージャ１５に連結されている。セ
ンサアレイ５３Ｂは、上部案内支持リングの溶接部Ｈ２
及びＨ３の下方かつ近傍の位置においてシュラウド壁体
を貫通して挿入されかつそれの内部に突出している。セ
ンサアレイ５３Ｃは、溶接部Ｈ２及びＨ３の下方かつ近
傍の位置においてシュラウド壁体の外部に取付けられて
いる。
【００２１】図４乃至７、特に図４及び６を参照して説
明すると、各々のセンサアレイは貴金属で被覆又は貴金
属を添加した作用電極（５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ）、貴
金属から成る参照電極（５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ）、酸
化鉄又は塩化銀から成る参照電極（５７Ａ、５７Ｂ、５
７Ｃ）、及び作用電極が故障した場合に使用するための
少なくとも１個の予備作用電極（５４Ａ、５４Ｂ）を含
んでいる。（なお、センサアレイ５３Ｃ用の予備作用電
極は作用電極５５Ｃの背後に位置しており、従って図６
中には示されていない。） 各々のＥＣＰセンサは１／８インチの直径を有する独立
の無機物絶縁（ＭＩ）信号ケーブル６８に接続され、そ
れによってセンサストリングを形成している。設置時に
おける機械的損傷及び運転時における環境からＭＩ信号
ケーブルを保護するため、ＥＣＰセンサの信号ケーブル
６８は０．３９０インチの直径を有するステンレス鋼製
保護管６９中に２本ずつ収容されている。ＥＣＰセンサ
からの信号は信号ケーブル６８によって原子炉圧力容器
の外部に導かれ、ドライウェルを通過し、そして原子炉
建屋内のデータ収集装置（ＤＡＳ）に到達する。
【００２２】センサアレイ５３Ａ及び５３Ｃによって、
シュラウドの外部のＲＰＶ環状区域における冷却材環境
についてのＥＣＰデータが得られる。またセンサアレイ
５３Ｂによって、シュラウドの内部の炉心区域における
冷却材環境についてのＥＣＰデータが得られる。クラン
プ５８（図４及び図５参照）を有する取付用アダプタを
使用することにより、センサアレイ５３ＡのＥＣＰセン
サが収容され、そして上部炉心スプレー管路の入口エル
ボ１３上に取付けられている。クランプ５８は、一端に
おいて軸ピン７２により旋回可能に連結されかつ他端に
おいてねじ７３により結合状態に保持された２個の部品
から成っている。かかるクランプ５８は、通常のサービ
スポールの末端に取付けられたレンチを用いてねじ７３
を締付けることによって遠隔的に設置される。
【００２３】クランプ５８の一方の部品は増設板を具備
していて、それには１対のステンレス鋼製保護管６９が
溶接されている。かかる増設板は、センサアレイ５３Ａ
の４個の電極（５５Ａ、５６Ａ、５７Ａ、５８Ａ）を収
容するための４個の貫通孔を有している。なお、各々の
電極はそれの先端が貫通孔から突出した状態で止めねじ
（図示せず）によって所定の位置に保持されている。ま
た、クランプ５８の増設板はくぼみ７４をも具備してい
て、それの内部においてそれぞれの電極からの信号ケー
ブルは各々のステンレス鋼製保護管６９中に２本ずつ導
入されている。
【００２４】センサアレイ５３Ｂ及び５３Ｃは、取付板
６４（図６及び図７）のごとき単一の取付用アダプタを
用いてシュラウド壁体１８ｄ上に取付けられていること
が好ましい。取付板６４を設置するためには、放電加工
（ＥＤＭ）によってシュラウドに直径２インチの孔を設
ける必要がある。これらの孔は、それらの中心軸が互い
に平行でありかつ方位面内に位置するように加工され
る。一方の孔は２インチのボルト６６及びナット６７を
用いて取付板６４をシュラウド１８に固定するために使
用され、また他方の孔はシュラウド１８を貫通してセン
サアレイ５３Ｂをそれの内部に挿入するために使用され
る。
【００２５】図６を参照して説明すると、センサアレイ
５３Ｂの電極５４Ｂ、５５Ｂ、５６Ｂ及び５７Ｂはプラ
グ７０中に埋込まれ、そしてたとえば止めねじ７６によ
って所定の位置に保持されている。プラグ７０の一端に
はねじが切られていて、それにより設置時に電極のデリ
ケートな先端を保護するための金属製の保護カバー６５
の一端をねじ込むことができるようになっている。同様
に、センサアレイ５３Ｃの電極５４Ｃ、５５Ｃ、５６Ｃ
及び５７Ｃはプラグ７０’中に埋め込まれていて、ねじ
を切ったそれの端部には設置時に保護カバーが連結され
ている。図７には、プラグ７０’から保護カバーを取外
したのちのセンサアレイ５３Ｃが示されている。
【００２６】各々の作用電極（たとえば、図７中の５６
Ｃ参照）は、金属チップ７８、中孔を有する電気絶縁体
７７、及び金属チップ７８を信号ケーブル６８の導線に
接続するため絶縁体７７の中孔を通って延びる導線を有
している。なお、各々の電極の電気絶縁部分をサファイ
ア又はセラミックで作製し、そして金属チップ７８の一
端にろう付けしてもよい。便宜上、全ての作用電極につ
いて金属先端部及び電気絶縁部分が示されているわけで
はない。それに対し、酸化鉄の参照電極は金属上にモノ
リシックなセラミックチップを配置したものから成って
いる。
【００２７】シュラウド１８に取付板６４を連結するた
めには、取付板６４の上部の孔にボルト６６が挿入さ
れ、そして仮付け溶接によって取付板６４に固定され
る。次いで、取付板６４の側面のくぼみ７１と結合する
取付工具を用いて取付板６４がシュラウド壁体の外面上
に遠隔的に設置される。先ず、取付板６４がダウンカマ
区域内に下ろされ、そしてボルト６６の軸及び保護カバ
ー６５がＥＤＭによって設けられた孔と整列させられ
る。次いで、取付板６４が半径方向に沿って内方に移動
させられる。その結果、ボルト６６の軸はシュラウド壁
体の上方の孔に入り、また保護カバー６５は下方の孔に
入る。最後に、シュラウド１８に取付板６４を固定する
ため、ナット６７が遠隔的に取付けられ、締付けられ、
そして仮付け溶接される。
【００２８】取付板６４には、プラグ７０を受入れるた
めの開口７５ａ、センサアレイ５３Ｂからの４本の信号
ケーブルを収容するための下部鉛直溝７５ｂ、センサア
レイ５３Ｂ及び５３Ｃからの８本の信号ケーブル６８と
プラグ７０’とを収容するための水平溝７５ｃ、並びに
センサアレイ５３Ｂ及び５３Ｃからの８本の信号ケーブ
ル６８と４本の保護管６９とを収容するための上部鉛直
溝７５ｄが設けられている。なお、保護管６９は上部鉛
直溝７５ｄの内部に溶接されている。
【００２９】各々のセンサアレイからの信号ケーブル用
保護管６９は束ねられ、そして通常の支持ブラケット
（図示せず）によりまとめて支持される。保護管用の全
てのブラケットは所定の位置に遠隔的に溶接される。保
護管は支持ブラケット中に遠隔的に設置され、そしてボ
ルト式ラッチにより所定の位置に固定される。その場
合、ボルト頭はラッチに仮付け溶接され、またラッチは
ブラケット本体に仮付け溶接される。
【００３０】それぞれの位置において固定された後、束
ねられた６本のステンレス鋼製保護管６９中に収容され
た１２本の信号ケーブル６８はＲＰＶ１０の内部から外
部に導き出される（図２参照）。ＲＰＶ１０内に気水分
離器及び蒸気乾燥器を据付けるのに先立ち、シュラウド
上に取付けられた２本の案内棒６１の一方に沿って保護
管６９の束が設置される（図２参照）。その際、保護管
６９の束は約１２〜１８インチの間隔で案内棒に溶接さ
れたブラケットに固定される。
【００３１】保護管６９の束が案内棒に沿って設置され
た後、気水分離器及び蒸気乾燥器がＲＰＶ１０内に据付
けられる。次いで、保護管６９の束が蒸気乾燥器３４の
頂部に沿ってそれの中心まで配置され、そして蒸気乾燥
器３４の頂部に溶接されたブラケットによって支持され
る。更に、蒸気乾燥器３４の頂部に直立状態で取付けら
れた支柱６２によって支持されながら、保護管６９の束
はＲＰＶ１０の上部鏡板の内面まで導かれる。その際、
保護管６９の束は支柱６２に溶接されたブラケットによ
って支柱６２に固定される。
【００３２】保護管６９の束は１つの計測用ノズルを通
して原子炉圧力容器から導き出され、そして貫通ボルト
により計測用ノズルフランジに固定される。保護管６９
の束の末端に取付けられる貫通ボルトは、上部鏡板の据
付け時に計測用ノズルを通して供給される。上部鏡板が
据付けられた後、貫通ボルトは貫通ボルト／フランジ／
ナットアセンブリによって計測用ノズルフランジに固定
される。次いで、ノズルフランジを計測用ノズルに取付
ければ据付けが完了する。このような構成によれば、圧
力境界を維持しながらＲＰＶから信号ケーブルを導き出
すことができる。このような構成はまた、ＥＣＰセンサ
及び信号ケーブルのための連続的な保護アセンブリを形
成するためにも役立つ。
【００３３】各々のＥＣＰセンサ用信号ケーブル６８の
終端には個々のコネクタ（図示せず）が設けられてい
て、これらのコネクタをマルチピンコネクタに接続する
ことによって１２本の信号ケーブルが単一の電線の束に
まとめられる。かかる電線の束は利用可能なドライウェ
ル貫通装置を通して導き出され、そして原子炉圧力容器
及び格納容器の外部に位置するＥＣＰ計器に接続され
る。
【００３４】ＥＣＰセンサストリングは、燃料交換及び
保守のための運転休止期間中に設置される。プラントの
再起動及びそれに続くプラントの運転に際して実施され
るシュラウドＥＣＰ試験の完了後、これらのＥＣＰセン
サストリングは原子炉圧力容器から除去される。３つの
シュラウド溶接部においてＩＧＳＣＣを防止するために
必要とされる正確な水素ガス注入レベルを求めるため、
ホストプラントにおいて段階的水素添加試験プログラム
が実施される。その際には、給水に対する各々の水素注
入レベルに関して３つのシュラウド溶接部におけるＥＣ
Ｐが測定される。そして、ＩＧＳＣＣの防止のために役
立つＥＣＰ（通例は−０．２３０Ｖshe ）が達成された
時の注入レベルを確認して制御すればよい。
【００３５】以上、例示目的のため、本発明の好適な実
施の態様に基づくシュラウドＥＣＰ監視装置が開示され
た。それ以外にも、本発明の範囲から逸脱することなし
に様々な変更態様が可能であることは、原子炉監視技術
に精通した当業者にとって自明であろう。かかる変更態
様の全てが前記特許請求の範囲によって包括されること
を理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＢＷＲの部分切欠き斜視図である。
【図２】本発明に係わるシュラウドＥＣＰ監視装置を装
備したＢＷＲの断面図である。
【図３】図２に示されたＢＷＲの炉心シュラウドの一部
分の断面図であって、本発明の好適な実施の態様におい
て使用される３つのセンサアレイの位置を示している。
【図４】炉心スプレー管路の入口エルボ上に取付けられ
たセンサアレイアセンブリの上面図である。
【図５】炉心スプレー管路の入口エルボ上に取付けられ
たセンサアレイアセンブリの側面図である。
【図６】シュラウド壁体上に取付けられたセンサアレイ
アセンブリの断面図である。
【図７】シュラウド壁体上に取付けられたセンサアレイ
アセンブリの側面図である。
【符号の説明】
１０ 原子炉圧力容器 １３ 炉心スプレー管路の入口エルボ １８ 炉心シュラウド １８ａ シュラウドヘッドフランジ １８ｂ 上部シュラウド壁体 １８ｃ 上部案内支持リング １８ｄ 下部シュラウド壁体 ５３Ａ〜Ｃ センサアレイ ５４Ａ〜Ｃ 予備作用電極 ５５Ａ〜Ｃ 参照電極 ５６Ａ〜Ｃ 作用電極 ５７Ａ〜Ｃ 参照電極 ５８ クランプ ６４ 取付板 ６５ 保護カバー ６６ ボルト ６７ ナット ６８ 無機物絶縁信号ケーブル ６９ 保護管 ７０ プラグ ７０’ プラグ ７２ 軸ピン ７３ ねじ ７７ 電極絶縁体 ７８ 金属チップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ２１Ｄ 1/00 ＧＤＢ 3/08 ＧＤＢ Ｘ (72)発明者 ジェラルド・マイロン・ゴードン アメリカ合衆国、カリフォルニア州、ソク エル、マレッタ・ドライブ、5358番 (72)発明者 ドナルド・アラン・ヘイル アメリカ合衆国、カリフォルニア州、カッ ペルチノ、マクレラン・ロード、21737番 (72)発明者 リチャード・ウェズリー・ペリー アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サン ホゼ、フェラー・アヴェニュー、954番

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軽水型原子炉の圧力容器（１０）の内部
    において炉心を包囲するシュラウド（１８）の溶接部の
    近傍における電気化学ポテンシャルを監視するためのシ
    ュラウド電気化学ポテンシャル監視装置において、 第１の電気化学ポテンシャルセンサ、前記第１の電気化
    学ポテンシャルセンサを支持するための支持手段（６
    ４）、及び前記支持手段を前記シュラウドの壁体に結合
    するための連結手段（６６、６７）を含むことを特徴と
    するシュラウド電気化学ポテンシャル監視装置。
  2. 【請求項２】 前記連結手段がナット（６７）及びボル
    ト（６６）の組立体を有し、該組立体は、前記シュラウ
    ドの上部案内支持リング（１８ｃ）より下方の位置にお
    いて前記シュラウドの壁体に設けられた第１の貫通孔に
    取付けられている請求項１記載のシュラウド電気化学ポ
    テンシャル監視装置。
  3. 【請求項３】 前記支持手段が、第１の電気化学ポテン
    シャルセンサ（５３Ｃ）を支持する第１の部分（７
    ０’）を含み、前記連結手段が前記シュラウドの壁体
    （１８ｄ）に取付けられた状態では前記第１の部分及び
    前記第１の電気化学ポテンシャルセンサが前記シュラウ
    ドの外部に位置している請求項１記載のシュラウド電気
    化学ポテンシャル監視装置。
  4. 【請求項４】 前記支持手段が、更に第２の電気化学ポ
    テンシャルセンサ（５３Ｂ）を支持する第２の部分（７
    ０）を含み、前記連結手段が前記シュラウドの壁体に取
    付けられた状態では前記第２の部分が前記シュラウドの
    壁体に設けられた貫通孔の中に延びて、前記第２の電気
    化学ポテンシャルセンサが前記シュラウドの内部に突出
    している請求項３記載のシュラウド電気化学ポテンシャ
    ル監視装置。
  5. 【請求項５】 前記支持手段が、第１の電気化学ポテン
    シャルセンサ（５３Ｂ）を支持する部分（６４）を含
    み、前記連結手段が前記シュラウドの壁体（１８ｄ）に
    取付けられた状態では前記部分が貫通孔の中まで延び
    て、前記第１の電気化学ポテンシャルセンサが前記シュ
    ラウドの内部に突出している請求項１記載のシュラウド
    電気化学ポテンシャル監視装置。
  6. 【請求項６】 前記第１の電気化学ポテンシャルセンサ
    が電気絶縁材から成る部分（７７）を有する請求項５記
    載のシュラウド電気化学ポテンシャル監視装置。
  7. 【請求項７】 前記第１の電気化学ポテンシャルセンサ
    を支持する前記部分（６４）が、更に第２の電気化学ポ
    テンシャルセンサ（５３Ｃ）をも支持しており、前記第
    １及び第２の電気化学ポテンシャルセンサが同じ条件下
    で相異なる電気化学ポテンシャルを有する請求項５記載
    のシュラウド電気化学ポテンシャル監視装置。
  8. 【請求項８】 前記第１の電気化学ポテンシャルセンサ
    及び前記シュラウドの前記壁体が貴金属を添加又は貴金
    属で被覆したステンレス鋼から成る請求項７記載のシュ
    ラウド電気化学ポテンシャル監視装置。
  9. 【請求項９】 軽水型原子炉の圧力容器（１０）の内部
    において炉心を包囲するシュラウド（１８）の溶接部の
    近傍における電気化学ポテンシャルを監視するための方
    法において、 前記溶接部の近傍において前記シュラウドの壁体（１８
    ｄ）に第１の貫通孔を設け、 支持手段（６４）上に第１の電気化学ポテンシャルセン
    サを支持し、 前記第１の貫通孔に前記支持手段を連結することによっ
    て前記シュラウドの前記壁体上に前記第１の電気化学ポ
    テンシャルセンサを取付ける工程を含むことを特徴とす
    る方法。
  10. 【請求項１０】 軽水型原子炉の圧力容器（１０）の内
    部において炉心を包囲するシュラウド（１８）の溶接部
    の近傍における電気化学ポテンシャルを監視するための
    シュラウド電気化学ポテンシャル監視装置において、 電気化学ポテンシャルセンサ（５３Ａ）、前記電気化学
    ポテンシャルセンサを支持するための支持手段（５
    ８）、及び炉心スプレー入口管路に前記支持手段を結合
    するための連結手段（７２、７３）を含むことを特徴と
    するシュラウド電気化学ポテンシャル監視装置。
JP7122896A 1994-05-23 1995-05-23 シュラウド電気化学ポテンシャル監視装置 Withdrawn JPH0868888A (ja)

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