(57)【要約】【課題】加熱、および大幅な製造時間の長期化を必要とせず、供用を開始してから、固体電解質と金属筐体との接合部から冷却水が浸入し始めるまでの期間を長期化でき、寿命を伸長することができる腐食電位センサを実現する。【解決手段】ジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１のセンサ筐体はジルコニア製の固体電解質３１と、金属筐体３２と、端栓３５とを備え、鉱物絶縁ケーブル８が端栓３５から金属筐体３２内に挿入される。金属筐体３２はアダプタ３６を介して溶接によってＴ字型配管６に接続される。金属筐体３２と固体電解質３１のろう付け接合部であって金属筐体３２で覆われていない領域の外周全周を覆うように円筒状金属部材５０がろう付けによって取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラントの熱媒体と接触した状態で使用される金属製構造材と、
前記金属製構造材に固定された金属筐体と、
前記熱媒体に浸漬された状態で一定電位を出力する腐食電位測定用電極と、
前記腐食電位測定電極を保持し、前記金属筐体と接合され、前記金属筐体と腐食電位測定用電極とを電気的に絶縁するための電極保持部と、
前記電極保持部と前記金属筐体との接合部位を覆うように配置された円管状部材と、
を備え、前記金属製構造材の腐食電位を測定することを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の腐食電位センサにおいて、
前記腐食電位測定用電極は、鉄粒子と鉄酸化物粒子との混合物を有し、前記電極保持部は固体電解質からなり、前記電極保持部と前記金属筐体とは互いにろう付けされていることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の腐食電位センサにおいて、
前記腐食電位測定用電極は、銀／塩化銀からなり、前記電極保持部は絶縁体からなり、前記電極保持部と前記金属筐体とは互いにろう付けされていることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項４】
請求項２または３に記載の腐食電位センサにおいて、
前記円管状部材の材質は、液体が透過しない材質であることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項５】
請求項２または３に記載された腐食電位センサにおいて、
前記円管状部材の材質は、延性を有することを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項６】
請求項２または３に記載の腐食電位センサにおいて、
前記円管状部材の材質は、前記金属筐体と略同じ熱膨張係数を有することを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項７】
請求項２または３に記載された腐食電位センサにおいて、
前記円管状部材の材質は、前記金属筐体と同材質であることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項８】
請求項２に記載の腐食電位センサにおいて、
前記腐食電位センサは、ジルコニア隔膜型腐食電位センサであることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項９】
請求項８に記載の腐食電位センサにおいて、
前記円管状部材の材質は、４２アロイであることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項１０】
請求項９に記載の腐食電位センサにおいて、
前記固体電解質の材質は、部分安定化ジルコニアであり、前記金属筐体の材質は、４２アロイであることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項１１】
請求項３に記載の腐食電位センサにおいて、
前記腐食電位センサは、銀／塩化銀型腐食電位センサであることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の腐食電位センサにおいて、
前記円管状部材の材質は、コバールであることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の腐食電位センサにおいて、
前記電極保持部の材質は、高純度サフィアであり、前記金属筐体の材質は、コバールであることを特徴とする腐食電位センサ。
【請求項１４】
請求項１から１３のうちのいずれか一項に記載の腐食電位センサにおいて、
原子力発電プラントの構造部材の腐食電位を測定することを特徴とする腐食電位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製の構造材の腐食電位を測定するための腐食電位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原子力発電プラントにおいて、ステンレス鋼およびニッケル基合金等は構造材と呼ばれ、原子炉内機器および配管等の構造部材に用いられる。これらの構造材は、特定の条件下で応力腐食割れ（ＳＣＣ：Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ）の感受性を示す。
【０００３】
そこで、原子力発電プラントの健全性を維持するために、ＳＣＣの抑制策が適用されている。また、近年では、原子力発電プラントの設備利用率の向上および長寿命化のような経済性向上の観点からも、ＳＣＣの抑制策が適用されている。ＳＣＣ抑制策には、材料の耐食性向上、応力の改善、あるいは腐食環境の緩和を目的とした技術がある。
【０００４】
沸騰水型原子力発電プラントでは、ＳＣＣ抑制策の１つとして、沸騰水型原子力発電プラントの構造部材に接触する原子炉冷却材（炉水）の腐食環境を改善する水素注入が、広く用いられている。
【０００５】
原子炉内の炉水は、炉水の放射線分解により生成されて構造部材の腐食の原因となる酸素および過酸化水素を含んでいる。酸素および過酸化水素が腐食環境を形成している。
【０００６】
水素注入は、給水配管等を介して炉水に水素を注入し、炉水に含まれている酸素および過酸化水素を注入された水素と反応させて水に戻す技術である。その反応により炉水中の酸素および過酸化水素の濃度が低下する結果、炉水に接触する構造部材の腐食電位（ＥＣＰ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低下し、構造部材のＳＣＣ発生および進展が緩和される。
【０００７】
水素注入を実施した際における腐食電位の低下をさらに促進させる技術として、例えば、白金族貴金属元素を炉水に注入する技術（貴金属注入技術）が知られている。貴金属注入技術は水素注入技術と併用され、白金族貴金属元素が有する水素の電気化学反応への触媒作用を利用することで、より少量の水素注入によって腐食電位を十分低減できる。
【０００８】
これらの炉水の腐食環境を低減させるＳＣＣ抑制策の効果を確認するためには、構造部材の腐食電位を測定する必要がある。
【０００９】
そこで、原子炉内あるいは原子炉に接続された配管に腐食電位センサを設置し、腐食電位センサを用いて構造部材の腐食電位を測定することが行われている。腐食電位センサは、使用条件下で、酸素および過酸化水素の濃度とは無関係に腐食電位測定の基準となる一定の電位（基準電位）を発生する。このため、腐食電位センサは、基準電極、参照電極、または照合電極と呼ばれている。
【００１０】
沸騰水型原子力発電プラントの構造部材が接触する炉水の温度、炉水に含まれる酸素、過酸化水素および水素のそれぞれの濃度、および流れている炉水の流速の条件下で構造部材が有する電位と、腐食電位センサの有する基準電位との電位差を、電位差計を用いて測定することによって、その構造部材の腐食電位を知ることができる。
【００１１】
従来の腐食電位センサの種々の構成例が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−１７５４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
発明者らは、腐食電位センサの不具合の発生について検討した。この検討内容について説明する。
【００１４】
沸騰水型原子力発電プラントにおいて、原子炉内の炉水への水素注入を実施した場合、給水中の水素濃度が上昇すると、炉水の溶存酸素濃度が低下し、それに追従して構造部材の腐食電位が低下する。腐食電位を測定するためには、原子力発電プラントの運転条件で使用可能な腐食電位センサが不可欠である。
【００１５】
このため、原子力発電プラントにおいて、構成部材の腐食電位を測定する場合に、測定に供している期間中の腐食電位センサの健全性を維持する必要がある。例えば、腐食電位センサを設置してから１運転サイクル（国により１３カ月、１８カ月、または２４カ月等に規定されている）に渡って連続的に腐食電位を評価したい場合がある。しかしながら、腐食電位測定の供用期間中に機能を喪失して、電位を出力しなくなることがある。
【００１６】
腐食電位センサは、溶接によってＴ字型配管に取り付けられるため、腐食電位センサの金属筐体とＴ字型配管および金属配管は電気的に接続されている。金属配管は接地されているため、結果的に腐食電位センサの金属筐体が接地されることになる。腐食電位は、腐食電位センサとＴ字型配管または金属配管との間の電位差を測定することで評価する。
【００１７】
電位計測においては、最もインピーダンス（抵抗）の小さい経路で電位が測定される。このため浸水した場合は、最も抵抗の小さい経路を通じて電位測定回路が形成される。腐食電位センサ１の破損の結果センサ内に浸水が生じた場合には、芯線と金属筐体が同種金属の場合、および異種金属であっても、使用条件下で芯線と金属筐体が同じ電位を発生する場合、および腐食電位センサ内の充填物などが浸水してきた炉水に溶解して電気伝導度が上昇して芯線と金属筐体が電気的に導通した状態になった場合には、電位差計の指示値が０Ｖとなる。
【００１８】
腐食電位センサが健全な場合は、腐食電位測定用電極とＴ字型配管との間の経路における電位差が、電位差計によって測定される。
【００１９】
ところが、腐食電位センサの固体電解質とセンサの金属筐体の、ろう付け部に腐食などの不具合が発生し、金属筐体内に炉水（湿分）が浸入した場合には、上記経路とは異なる経路で電位差が測定されることがある。浸入した炉水が、芯線と金属筐体とがその液体水を介して接触した場合に、腐食電位センサ内部の芯線と腐食電位センサの金属筐体とが電気的に導通し、例えば、金属筐体と芯線を通じて電位差が測定される。このため、腐食電位センサの電位検知部の電位が出力されなくなる。
【００２０】
この場合、電位差計の指示値は腐食電位測定用電極とＴ字型配管との電位差を指示せず、金属筐体と芯線で生じている電位差が指示されるため誤った腐食電位を算出してしまうことになる。
【００２１】
すなわち、ろう付け部の不具合によって腐食電位センサの内部に水が侵入すると、腐食電位センサの機能が喪失することになる。
【００２２】
しかしながら、上述のように誤った腐食電位を算出する状態となってしまっても、容易に腐食電位センサを交換できない。原子力発電プラントにおいて、腐食電位センサを原子炉内および原子炉に近い部位の配管に設置するときは、腐食電位センサの筐体を溶接によって配管に固定する。また、原子力発電プラントの運転中では、そのような腐食電位センサの設置部位に接近できない。
【００２３】
このため、電位発生機能を喪失した腐食電位センサを、腐食電位測定の供用期間中に交換する目的で取り外すことはできない。
【００２４】
そこで、一つの方法として、腐食電位センサの製造段階において、固体電解質とセンサの金属筐体の、ろう付け部からの炉水の浸入を防止する発明が開示されている。特許文献８、９には、接合部の破損による浸水を防いで、より長期間に渡って基準電位を発生する腐食電位センサが開示されている。腐食電位センサの金属筐体と固体電解質との接合部全体を、白金又はチタンを化学気相成長法（ＣＶＤと称する）によって形成させた酸化イットリウムで覆うことにより、供用期間中において接合部の炉水への接触を回避する。これにより、腐食電位センサの金属筐体内部への湿分の浸入を抑制でき、より長期間に渡って腐食電位センサの健全性を維持して腐食電位を測定する。
【００２５】
しかしながら、ＣＶＤで施工する場合は、基材上での反応性を高めるため、施工対象部材の温度を高める必要がある。必要な温度は、常圧ＣＶＤや減圧ＣＶＤでは４００〜８００℃程度、プラズマＣＶＤで２５０〜４００℃程度である。固体電解質と金属筐体の接合部を被覆する方法は、固体電解質と金属筐体を接合した後に施工する必要がある。
【００２６】
このため、施工時に比較的急激な温度変化が伴い、固体電解質と金属筐体との急激な熱膨張差で接合部が破損する可能性がある。
【００２７】
また、急激な熱膨張差の発生を回避するため、緩慢な温度変化によって温度を上昇されると、製造時間が長期化する。さらに、前述した酸化イットリウムに一定以上の密度で気孔が存在する場合は、気孔内を通じて炉水が侵入する可能性がある。前述した対策を施しても水が浸入した後は従来の腐食電位センサと同様に金属筐体と芯線を通じて短絡回路が形成されるため、腐食電位センサとしての機能を喪失する。
【００２８】
そのため、固体電解質と金属筐体の供用中の最高温度以上の加熱を必要とせず、製造時間を長期化せず、水が浸入してしまった後にもさらなる寿命延長ができる手法が望まれていた。
【００２９】
本発明の目的は、加熱、および大幅な製造時間の長期化を必要とせず、供用を開始してから、固体電解質と金属筐体との接合部から冷却水が浸入し始めるまでの期間を長期化でき、寿命を伸長することができる腐食電位センサを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
【００３１】
腐食電位センサにおいて、発電プラントの熱媒体と接触した状態で使用される金属製構造材と、前記金属製構造材に固定された金属筐体と、前記熱媒体に浸漬された状態で一定電位を出力する腐食電位測定用電極と、前記腐食電位測定電極を保持し、前記金属筐体と接合され、前記金属筐体と腐食電位測定用電極とを電気的に絶縁するための電極保持部と、前記電極保持部と前記金属筐体との接合部位を覆うように配置された円管状部材と、を備え、前記金属製構造材の腐食電位を測定する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、加熱、および大幅な製造時間の長期化を必要とせず、供用を開始してから、固体電解質と金属筐体との接合部から冷却水が浸入し始めるまでの期間を長期化でき、寿命を伸長することができる腐食電位センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１におけるジルコニア隔膜型腐食電位センサを原子力発電プラントに使用した状態の概略断面図である。
【図２Ａ】実施例１のジルコニア隔膜型腐食電位センサの概略断面図である。
【図２Ｂ】比較例における腐食電位センサの断面構造を示す模式図である。
【図３】比較例における腐食電位センサの使用形態を表す模式図である。
【図４】水素注入時における炉水中の溶存酸素濃度および構造部材の腐食電位と給水中の水素濃度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例２における銀／塩化銀型腐食電位センサを原子力発電プラントに使用した状態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１におけるジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１を原子力発電プラントの構造部材の腐食電位を測定するために使用した状態の概略断面図である。図２Ａは、実施例１のジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１の概略断面図であり、図２Ｂは、本発明とは異なる比較例におけるジルコニア隔膜鉄／酸化鉄型腐食電位センサの概略断面図である。また、図３は、本発明とは異なる比較例におけるジルコニア隔膜鉄／酸化鉄型腐食電位センサを原子力発電プラントに使用した状態の概略断面図である。また、図４は、沸騰水型原子力発電プラントにおいて原子炉内の炉水（熱媒体）への水素注入を実施したときの原子炉に供給する給水の水素濃度に対する、サンプリング系によりサンプリングした炉水の溶存酸素濃度の変化、およびプラント構造材の腐食電位変化の測定結果を示すグラフである。
【００３６】
まず、図４を参照して、原子力発電プラントの運転条件における腐食電位センサの健全性の維持の必要性について説明する。
【００３７】
図４において、給水中の水素濃度（ｐｐｍ）が上昇すると、炉水の溶存酸素濃度が低下し、それに追従して構造部材の腐食電位（ＥＣＰ）が低下する。
【００３８】
このため、原子力発電プラントにおいて、腐食電位を測定する腐食電位センサの健全性を維持し、腐食電位測定の供用期間中に機能を喪失して、電位を出力しなくなることを回避する必要がある。
【００３９】
次に、図１を参照する。図１において、実施例１における、基準電位を発生する腐食電位センサとして、ジルコニア、または部分安定化ジルコニアを固体電解質隔膜として使用したジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１を使用する。
【００４０】
ジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１のセンサ筐体は、材質を部分安定化ジルコニアとする固体電解質（電極保持部）３１と、材質を４２アロイとする金属筐体３２と、端栓３５とを備えている。そして、鉱物絶縁ケーブル（ＭＩケーブル）８が端栓３５から金属筐体３２内に挿入されている。
【００４１】
金属筐体３２はアダプタ３６を介して溶接によってＴ字型配管（金属製構造材）６に接続され、端栓３５が金属筐体３２に溶接によって取付けられ、ＭＩケーブル８が端栓３５内を貫通するように溶接によって取付けられている。
【００４２】
また、ＭＩケーブル８と４２アロイ製の金属筐体３２が端栓３５を介して溶接によって接合され、金属筐体３２とジルコニア製の固体電解質３１とがろう付けによって接合され、金属筐体３２と固体電解質（電極保持部）３１のろう付け接合部であって金属筐体３２で覆われていない領域の接合部位の外周全周を覆うように４２アロイ製の円筒状金属部材５０がろう付けによって金属筐体３２と固体電解質（電極保持部）３１とに取り付けられている。円筒状金属部材５０は気孔が無い材質（液体を透過しない材質）であれば、４２アロイ以外の材質であってもよい。
【００４３】
固体電解質３１内の空間にＦｅ紛体とＦｅ３Ｏ４紛体とからなる混合粉体３３、及び混合粉体３３と鉄線（芯線）９を含むＦｅ電極（腐食電位測定用電極）３が設けられ、固体電解質３１にＦｅ電極３が保持されている。Ｆｅ電極３は熱媒体である炉水に浸漬された状態で一定電位を出力する。混合粉体３３には鉄線９が挿入されている。そして、鉄線９に接続された芯線１０が、ＭＩケーブル８内を介して外部に導出されている。
【００４４】
芯線１０は、ＭＩケーブル８の内部を通じて外部に導出され、リード線１２ａ、電位差計１３、及びリード線１２ｂを介して、Ｔ字型配管６に接続した構成により、炉水と接触した状態にあるＴ字型配管６の腐食電位を測定する。
【００４５】
図１に示した構成においては、金属筐体３２は、Ｔ字型配管６と電気的に導通した状態となっている。すなわち、金属筐体３２はＴ字型配管６を介して接地されている。
【００４６】
ジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１が健全な期間中は、固体電解質３１内をＯ２−が移動して、ジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１内部に保持されたＦｅ紛体とＦｅ３Ｏ４との混合粉体３３と電気化学反応を生じることで電位が規定される。その電位を鉄線９が検出し、芯線１０を介して、電位が外部に出力される。
【００４７】
Ｔ字型配管６の内面（炉水と接する側）においては、炉水中に含まれる酸素などの酸化剤濃度と水素濃度に応じた電極電位が発生しているため、鉄線９とＴ字型配管６との間での電位差が電位差計１３によって測定される。
【００４８】
供用期間中においては、固体電解質３１、金属筐体３２の一部、および固体電解質３１と金属筐体３２のろう付け部に取り付けた円筒状金属部材５０が、炉水と接触した状態におかれる。炉水と円筒状金属部材５０との接触期間中において、固体電解質３１や金属筐体３２よりも、ろう材の方が腐食しやすい。このため、円筒状金属部材５０と固体電解質３１の間隙、および、円筒状金属部材５０と金属筐体３２の間隙に位置するろう材から腐食が進行する。
【００４９】
したがって、固体電解質３１と金属筐体３２の接合部の間隙に存在するろう付け部は、供用初期の段階では炉水と接触しない。
【００５０】
円筒状金属部材５０と固体電解質３１の間隙、および、円筒状金属部材５０と金属筐体３２の間隙に位置するろう材が腐食によって貫通してから、固体電解質３１と金属筐体３２の接合部の間隙に存在するろう付け部が腐食し始めることになる。
【００５１】
すなわち、腐食電位センサ１０１内部への浸水による腐食電位センサ１０１の機能喪失時期が伸長される。
【００５２】
図２Ａ及び図２Ｂを参照して、本発明の実施例１におけるジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１と、比較例におけるジルコニア隔膜鉄／酸化鉄型腐食電位センサとの相違点を説明する。
【００５３】
図２Ｂにおいて、比較例におけるジルコニア隔膜鉄／酸化鉄型腐食電位センサは、センサの先端部に位置する先端が閉じた円筒状の安定化ジルコニア（ＺｒＯ２）製、あるいは準安定化ジルコニア製の固体電解質３１の内部に、鉄粒子と鉄酸化物粒子の混合物が充填された領域が腐食電位測定用電極として機能する。金属筐体３２にろう材４０を介して接合された固体電解質３１内の空間に、所定の比率で混合した鉄・酸化鉄混合粉末３３が充填される。そして、鉄・酸化鉄混合粉末３３内に鉄線９が挿入されて腐食電位測定用電極が形成される。鉄・酸化鉄混合粉末３３の充填率を保持するために、固体電解質３１内に封止栓３７が挿入されている。鉄線９は、金属筐体３２内で鉱物絶縁ケーブル８内の芯線１０に接続される。
【００５４】
一方、図２Ａにおいて、本発明の実施例１におけるジルコニア隔膜型腐食電位センサ１０１は、金属筐体３２と固体電解質３１の接合部において外表面に露出する領域（ろう材４０の金属筐体３２で覆われていない領域）の外周を覆うように、ろう付けされた円筒状金属部材５０が設置されている点で、比較例の腐食電位センサとは異なる。
【００５５】
本発明の実施例１による腐食電位センサ１０１の特徴は、既存の腐食電位センサの構成に円筒状金属部材５０を設置したのみの簡素な構成であることである。
【００５６】
前述したように、腐食電位センサ内空間への炉水蒸気の侵入は、主として金属筐体３２と固体電解質３１のろう付け部において、ろう材４０の腐食などの不具合によって生じた経路を通じて発生する。本発明では、前述したように、ろう付け部から炉水が侵入し始める時期を遅延させることができる。すなわち、腐食電位センサが機能喪失する時期を遅らせ、長寿命化することができる。
【００５７】
図３を参照して、本発明とは異なる比較例におけるジルコニア隔膜鉄／酸化鉄型腐食電位センサを原子力発電プラントに使用した状態を説明する。
【００５８】
図３は、炉水を保持搬送する金属配管の腐食電位を、固体電解質隔膜型の腐食電位センサ１を用いて測定する場合を示している。
【００５９】
図３において、腐食電位センサ１の金属筐体３２がアダプタ３６を介して溶接によってＴ字型配管６に接合されている。円筒形の固体電解質３１によって腐食電位センサ１の金属筐体３２から電気的に絶縁された腐食電位測定用電極３を有する電位検知部が炉水に接している。
【００６０】
腐食電位センサ１の内部は炉水に対し密閉されており、円筒形の固体電解質３１の内部に金属/金属酸化物３３が充填されている。腐食電位測定用電極３の腐食電位センサ１内部に面する側には、金属製の芯線９が取り付けられている。芯線９は円筒状の固体電解質３１内部を通じ、円筒形の金属筐体３２内部で芯線１０に接続され、芯線１０は鉱物絶縁（ＭＩ）ケーブル８内を通じて気相部に導出されている。
【００６１】
芯線１０は、リード線１２ａ、１２ｂと電位差計１３を介して、炉水を搬送する母管である接地された金属配管１４と電気的に接続されている。
【００６２】
図３に示す構成によって腐食電位を測定する場合において、腐食電位センサ１は、溶接によってＴ字型配管６に取り付けられるため、腐食電位センサ１の金属筐体３２とＴ字型配管６および金属配管１４は電気的に接続されている。金属配管１４は接地されているため、結果的に腐食電位センサ１の金属筐体３２が接地されることになる。腐食電位は、腐食電位センサ１とＴ字型配管６または金属配管１４との間の電位差を測定することで評価する。
【００６３】
電位計測においては、最もインピーダンス（抵抗）の小さい経路で電位が測定される。このため浸水した場合は、最も抵抗の小さい経路を通じて電位測定回路が形成される。腐食電位センサ１の破損の結果センサ内に浸水が生じた場合には、芯線９と金属筐体３２が同種金属の場合、および異種金属であっても、使用条件下で芯線９と金属筐体３２が同じ電位を発生する場合、および腐食電位センサ１内の充填物などが浸水してきた炉水に溶解して電気伝導度が上昇して芯線９と金属筐体４が電気的に導通した状態になった場合には、電位差計１３の指示値が０Ｖとなる。
【００６４】
腐食電位センサ１が健全な場合は、腐食電位測定用電極３とＴ字型配管６との間の経路Ａにおける電位差が、電位差計１３によって測定される。
【００６５】
ところが、腐食電位センサ１の固体電解質２とセンサの金属筐体３２の、ろう付け部に腐食などの不具合が発生し、金属筐体３２内に炉水（湿分）が浸入した場合には、上記経路Ａとは異なる経路で電位差が測定されることがある。浸入した炉水が、芯線９と金属筐体３２とがその液体水を介して接触した場合に、腐食電位センサ１内部の芯線９と腐食電位センサ１の金属筐体４とが電気的に導通し、たとえば経路Ｂを通じて電位差が測定される。
【００６６】
このため、腐食電位センサ１の電位検知部３の電位が出力されなくなる。この場合、電位差計１３の指示値は経路Ａの電位差を指示せず、経路Ｂで生じている電位差が指示されるため誤った腐食電位を算出してしまうことになる。すなわち、ろう付け部の不具合によって腐食電位センサ１の内部に水が侵入すると、腐食電位センサ１の機能が喪失することになる。
【００６７】
本発明の実施例１では、上述したように、固体電解質３１と金属筐体３２の接合部の間隙に存在するろう付け部における金属筐体３２により覆われていない領域に、円筒状金属部材５０を設置した構造とすることで、ろう付け部の不具合による腐食電位センサ内部への炉水の浸入時期を遅延させ、より長期に渡って機能を維持可能な腐食電位センサを提供できる。
【００６８】
即ち、加熱、および大幅な製造時間の長期化を必要とせず、供用を開始してから、固体電解質と金属筐体との接合部から冷却水が浸入し始めるまでの期間を長期化でき、寿命を伸長することができる腐食電位センサを実現することができる。
【００６９】
なお、上述した例では、金属筐体３２と固体電解質３１とは、ろう付けされているが、ろう付けではなく、他の方法（例えば、かしめ等による圧着）で金属筐体３２と固体電解質３１とを接合することができる。
【００７０】
また、上述した例では、円筒状金属部材５０は、金属筐体３２と固体電解質３１のろう付け接合部における金属筐体３２により覆われていない領域の全周を覆うようにろう付けされているが、円筒状金属部材５０はろう付けではなく、他の方法で金属筐体３２と固体電解質３１のろう付け接合部に取り付けることができる。例えば、かしめ等により圧着して金属筐体３２と固体電解質３１の接合部に取り付けることも可能である。
【００７１】
また、円筒状金属部材５０は種々の方法により製作可能であり、例えば三次元造形技術により製作することもできる。
【００７２】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について説明する。
【００７３】
図５は、本発明の実施例２における銀／塩化銀型腐食電位センサ２０１を原子力発電プラントに使用した状態の概略断面図である。
【００７４】
図５において、実施例２は、基準電位を発生する腐食電位センサとして、銀／塩化銀電極（腐食電位測定用電極）２１を内包した銀／塩化銀型腐食電位センサ２０１を使用している。銀/塩化銀型腐食電位センサ２０１は、高純度サフィイア製の円筒状の絶縁体（電極保持部）２３とコバール製の円筒状の金属筐体２５とが互いに、Ｍｏ−Ｍｎろう材によってろう付けされ、互に結合されている。
【００７５】
コバール製の円筒状金属部材５０が、図２Ａに示したろう材４０と同様にして、絶縁体（電極保持部）２３と金属筐体２５との接合部において外表面に露出する領域（ろう材４０の金属筐体２５で覆われていない領域（接合部位））の外周を覆うように、ろう付けによって絶縁体（電極保持部）２３と金属筐体２５とに固定される。円筒状金属部材５０は気孔が無い材質（液体を透過しない材質）であれば、コパール以外の材質であってもよい。
【００７６】
金属筐体２５は金属製のアダプタ３６を介して腐食電位測定用のＴ字型配管６に接続され、高純度サフィイア製の蓋２６が絶縁体（電極保持部）２３に固定される。そして、ろう付けによって金属筐体２５に接合された絶縁体２３と絶縁体である蓋２６とで形成される水室に銀／塩化銀電極２１が装荷され、銀／塩化銀電極２１が芯線１０に接続される。銀／塩化銀電極２１は熱媒体である炉水に浸漬された状態で一定電位を出力する。芯線１０が内部スリーブ２７を介して外部に導出されている。銀／塩化銀電極２１は、絶縁体（電極保持部）２３に保持されている。
【００７７】
リード線１２ａ、電位差計１３、及びリード線１２ｂを介してＴ字型配管６に接続され、銀／塩化銀電極２１が発生する電極電位を伝達する芯線１０が、内部スリーブ２７と鉱物絶縁ケーブル８を介して外部に導出される。そして、金属配管６に接続されたリード線１２ａと、芯線１０に接続されたリード線１２ｂとに接続された電位差計１３を使用して、金属配管６に対する銀／塩化銀電極２１の電位を測定する。
【００７８】
本実施例２は、Ｍｏ−Ｍｎろう材によって互いにろう付けされた、高純度サフィイア製の絶縁体２３とコバール製の金属筐体２５との接合部に、コバール製の円筒状金属部材５０をＭｏ−Ｍｎろう材によって設置した例である。
【００７９】
これにより、銀／塩化銀型腐食電位センサ２０１内部への浸水による機能喪失時期が長期化される。
【００８０】
なお、その他の構成は、実施例１と同一であるので、図示及び詳細な説明は省略する。
【００８１】
実施例２によれば、実施例１と同様に、加熱、および大幅な製造時間の長期化を必要とせず、供用を開始してから、固体電解質と金属筐体との接合部から冷却水が浸入し始めるまでの期間を長期化でき、寿命を伸長することができる腐食電位センサを実現することができる。
【００８２】
また、新たな製造工程を付加することなく、従来の腐食電位センサの製作プロセスで使用されている技術のみを使用して、安価、かつ、簡便に、原子力発電プラントの運転中における腐食電位センサ内部への炉水の浸入に起因する機能喪失の時期を伸長することができ、構造部材の腐食電位をより長期に渡って評価することができる。
【００８３】
なお、実施例２において、金属筐体２５と絶縁体２３とは、ろう付けされているが、ろう付けではなく、他の方法（例えば、かしめ等による圧着）で金属筐体２５と絶縁体２３とを接合することができる。
【００８４】
また、実施例１と同様に、実施例２においても、円筒状金属部材５０はろう付けではなく、他の方法で金属筐体２５と絶縁体２３のろう付け接合部に取り付けることができ、円筒状金属部材５０は種々の方法により制作可能である。
【００８５】
また、実施例１及び実施例２における円筒状金属部材５０は、延性を有する材質で製作されることが好ましい。
【００８６】
また、実施例１及び実施例２における円筒状金属部材５０は、金属筐体３２又は金属筐体２５と略同じ熱膨張係数を有する材質で製作されることが好ましい。
【００８７】
また、実施例１及び実施例２における円筒状金属部材５０は、金属筐体３２又は２５と同材質で製作されることが好ましい。
【００８８】
また、上述した例は、本発明を原子力発電プラントに適用した場合の例であるが、原子力発電プラントに限らず、例えば、火力発電プラント、地熱発電プラント等の高温水（熱媒体）を用いる発電プラントにも適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
３・・・Ｆｅ電極（腐食電位測定用電極）、６・・・Ｔ字型配管（金属製構造材）、８・・・鉱物絶縁ケーブル、９・・・鉄線（芯線）、１０・・・芯線、１２ａ、１２ｂ・・・リード線、１３・・・電位差計、２１・・・銀／塩化銀電極（腐食電位測定用電極）、２３・・・絶縁体、２５・・・金属筐体、２６・・・蓋、２７・・・内部スリーブ、３１・・・固体電解質、３２・・・金属筐体、３３・・・金属／金属酸化物粉末、３５・・・端栓、３６・・・アダプタ、３７・・・封止栓、４０・・・ろう材、５０・・・円筒状金属部材、１０１・・・ジルコニア隔膜型腐食電位センサ、２０１・・・銀／塩化銀型腐食電位センサ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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