(57)【要約】【課題】  二次冷却系配管の減肉の発生を効果的に低減することを可能とし、これに伴う発電所設備への影響、および配管の減肉の状態をオンラインで連続監視することを可能とするPWR発電所二次冷却系の水処理システムを提供する。【解決手段】  PWR発電所二次冷却系の水処理システムであって、PWR発電所二次冷却系の二次冷却材に微量の酸素を注入する酸素注入部と、注入した微量な酸素がSGへ流入しないこと及び配管の減肉の状態を監視する腐食電位計とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
PWR発電所二次冷却系の水処理システムであって、
前記PWR発電所二次冷却系の二次冷却材に微量の酸素を注入する酸素注入部を備えることを特徴とするPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項２】
前記酸素注入部は、前記二次冷却材の溶存酸素濃度が2ppb以上となるように、前記PWR発電所二次冷却系中に混入している酸素を活用する、あるいは、前記二次冷却材に酸素を注入することを特徴とする請求項１に記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項３】
前記酸素注入部は、前記PWR発電所二次冷却系の復水器下流の配管に接続することを特徴とする請求項１または２に記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項４】
前記二次冷却材中の酸素を消費するために前記二次冷却材に脱酸素剤を注入する脱酸素剤注入部をさらに備え、前記二次冷却材中の酸素は前記PWR発電所二次冷却系の高圧給水加熱器内において前記脱酸素剤と反応し消費されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項５】
前記脱酸素剤注入部は、前記高圧給水加熱器の上流の配管に接続することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項６】
前記二次冷却材中における材料の腐食電位を測定することにより前記二次冷却材中の溶存酸素濃度及び前記PWR発電所二次冷却系の配管の腐食状態を監視するための腐食電位計を有する腐食電位測定部をさらに備え、
前記酸素注入部は、前記腐食電位測定部の出力に基づいて前記二次冷却材への酸素注入量を調節することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項７】
前記腐食電位計は、前記高圧給水加熱器入口もしくは前記高圧給水加熱器出口の直近の配管に接続し、前記PWR発電所の蒸気発生器への酸素流入を監視することを特徴とする請求項６に記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項８】
前記腐食電位測定部は、酸素濃度の既知な校正用の純水と前記PWR発電所二次冷却系の二次冷却材を各々単独あるいは混合して前記腐食電位計に注入する腐食電位校正用大気飽和水注入部を備え、前記腐食電位測定部は前記PWR発電所二次冷却系に接続したままで校正を行うことを特徴とする請求項６または７に記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項９】
前記腐食電位測定部は、前記腐食電位計に接続する配管の口径を、前記PWR発電所二次冷却系配管に対して細めることによって二次冷却材の通水流速を増し、系統配管の分岐部から前記腐食電位計との間における配管内での酸素の消費を防ぐと共に、測定値の精度を向上させることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載のPWR発電所二次冷却系の水処理システム。
【請求項１０】
PWR発電所二次冷却系の水処理方法であって、
前記PWR発電所二次冷却系の二次冷却材に微量の酸素を注入することを特徴とするPWR発電所二次冷却系の水処理方法。
【請求項１１】
前記二次冷却材の溶存酸素濃度が2ppb以上となるように、前記PWR発電所二次冷却系中に混入している酸素を活用する、あるいは、前記二次冷却材に酸素を注入することを特徴とする請求項１０に記載のPWR発電所二次冷却系の水処理方法。
【請求項１２】
前記PWR発電所二次冷却系の復水器下流の配管から前記酸素を注入することを特徴とする請求項１０または１１に記載のPWR発電所二次冷却系の水処理方法。
【請求項１３】
前記二次冷却材中の酸素を消費するために前記二次冷却材に脱酸素剤を注入し、前記二次冷却材中の酸素は前記PWR発電所二次冷却系の高圧給水加熱器内において前記脱酸素剤と反応し消費されることを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載のPWR発電所二次冷却系の水処理方法。
【請求項１４】
前記高圧給水加熱器上流の配管から前記脱酸素剤を注入することを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載のPWR発電所二次冷却系の水処理方法。
【請求項１５】
前記二次冷却材中における材料の腐食電位を測定することにより前記二次冷却材中の溶存酸素濃度及び前記PWR発電所二次冷却系の配管の腐食状態を監視し、前記腐食電位に基づいて前記二次冷却材への酸素注入量を調節することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載のPWR発電所二次冷却系の水処理方法。
【請求項１６】
前記高圧給水加熱器入口もしくは前記高圧給水加熱器出口の前記二次冷却材中における腐食電位を測定し、前記PWR発電所の蒸気発生器への酸素流入を監視することを特徴とする請求項１５に記載のPWR発電所二次冷却系の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、PWR発電所二次冷却系における二次冷却材に極低量の酸素を注入することにより、PWR発電所の二次冷却系配管の腐食抑制を可能としたPWR発電所二次冷却系の水処理システム及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子力発電所（以下、PWR発電所とする）の二次系の構造材料として用いられている炭素鋼配管の腐食（全面腐食、流れ加速型腐食など）に伴い、厳密な肉厚測定に基づく減肉管理や配管取替えに多大な費用や労力を要しており、また、一方で、配管から冷却材が流出した事例も報告されている。
【０００３】
更に、炭素鋼配管の腐食によって生成した腐食生成物が、蒸気発生器（以下、SGとする）伝熱管や、その他の熱交換器の伝熱管にスケールとして付着することで、伝熱管の腐食環境を形成するほか、発電所の熱効率を低下させるなどの原因ともなっているため、PWR二次系において、炭素鋼配管の腐食を抑制することは極めて重要な課題となっている。
【０００４】
現状のPWR二次系では、アンモニアやアミンなどの揮発性の塩基性薬品を二次冷却材（軽水）に添加し、二次冷却材をアルカリ性にするとともに、脱酸素剤であるヒドラジンの添加によって二次冷却材中の溶存する酸素を除き、炭素鋼配管表面にマグネタイト(Fe3O4)の不働態皮膜を形成することで防食を図る全揮発性薬品処理（以下、AVTとする）が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、沸騰水型原子力発電所（以下、BWR発電所とする）や火力発電所では、冷却材中に酸素を注入することで、鉄系材料の表面にマグネタイトより溶解度の低いヘマタイト（Fe2O3）の被膜を形成し防食を図る水処理法（以下、酸素処理とする）が採用されており、炭素鋼の腐食率をPWR二次系よりも低く維持している（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この酸素処理によりヘマタイト被膜を形成するためには、数十μg/L以上の酸素濃度が必要であり、BWR発電所や火力発電所では二次冷却材に20〜100μg/L程度の酸素を注入している。
【特許文献１】特開平１１−１２５５９９号公報
【特許文献２】特開昭５８−２０７３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、PWR二次系にAVTを採用した場合には、添加するアンモニアやアミンの濃度を高くし、pHを高く維持することにより更に防食効果が得られる。しかしながら、pHの上昇に伴い銅を主体とした材料の腐食が増すこと、二次冷却材を浄化する復水脱塩装置の再生頻度が増すこと等、AVTによる炭素鋼配管の腐食抑制には限界がある。
【０００８】
また、PWR二次系の炭素鋼配管の腐食は、pHの他に流況（流速、偏流）、温度、材料等に影響を受けるため、AVTを採用しpHを高くした場合でも、偏流発生部位では腐食抑制の効果が小さくなり、腐食抑制効果が部位により異なることも判明している。
【０００９】
また、PWR二次系では、酸素がSGに流入した場合には、SGの構造材料の腐食電位が上昇し、SG内の伝熱管の粒界腐食損傷（IGA/SCC）が発生するなどのリスクが増加する。このように、SGの健全性に与える影響が懸念されるため、SGに流入する二次冷却材（給水）中の酸素濃度を5μg/L（5ppb）以下で管理しており、PWR二次系にBWR発電所に適用されたような既存の酸素処理を採用することはなかった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、PWR発電所二次冷却系の二次冷却材に混入する微量な酸素を活用する、あるいは、PWR二次冷却材に極微量の酸素を注入することにより、PWR二次系配管の炭素鋼表面へのヘマタイト被膜の形成を可能とし、また、二次冷却系に従来から添加されているヒドラジン等の脱酸素剤と反応させることにより、SGへの酸素の流入を抑制しつつ、これにより、二次系配管の腐食抑制を可能としたPWR発電所二次冷却系の水処理システム及び方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、PWR発電所二次冷却系の水処理システムであって、PWR発電所二次冷却系の二次冷却材に微量の酸素を注入する酸素注入部を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、PWR発電所二次冷却系の水処理方法であって、PWR発電所二次冷却系の二次冷却材に微量の酸素を注入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、PWR発電所二次冷却系の二次冷却材に混入する微量な酸素を活用する、あるいは、微量の酸素を注入することにより、二次冷却系配管表面にヘマタイト被膜が形成され、これにより、二次冷却系配管の減肉の発生を効果的に低減することが可能となる。また、二次系にヒドラジン等の脱酸素剤を添加することにより、二次冷却材中の酸素は給水加熱器内で反応して消費されるため、SGへの流入が抑制され、SG伝熱管の健全性には影響しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態であるPWR発電所二次冷却系の水処理システム及び方法について、図を参照して詳細に説明をする。
【００１５】
図１は、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムの構成を示す図である。なお、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００が備わるPWR発電所の二次冷却系（以下、単にPWR二次系とする。）は、従来のPWR二次系とほぼ同等の構成を有するため、一部の公知の構成については図への記載を省略している。
【００１６】
まず、一般的なPWR発電所における二次冷却系の構成及び二次冷却材の流れについて簡単に説明をする。
【００１７】
SG１で発生した蒸気は配管１２を介して不図示の高圧タービンに導かれる。高圧タービンで仕事をした蒸気は，不図示の湿分分離・再加熱器を介して改質された後、配管１２を介して低圧タービン２へ導かれる。そして、低圧タービン２でも仕事をした蒸気は復水器３で凝集し、復水ポンプ８により二次冷却材は配管１３を介して復水脱塩装置４へ送られる。その後、二次冷却材はポンプ９及び配管１４を介して低圧給水加熱器５へ送られ、配管１５を介して脱気器６へ送られる。脱気器６で脱気された二次冷却材はポンプ１０、１１及び配管１６を介して高圧給水加熱器（以下、HPHともいう。）７へ送られ、配管１７を介してSG１へ給水される。なお、図中では、SG及び低圧給水加熱器の数は複数記載されているが、SG及び低圧給水加熱器の数はこれに限られるものではなく、PWR発電所によっては各々１つの場合もある。
【００１８】
本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、脱気器６の出口直後の配管１６に接続する酸素注入部１０１を備える。酸素注入部１０１は、微量の酸素を二次冷却材に注入することにより、二次冷却材中の溶存酸素濃度を変化させるためのものである。なお、酸素注入部１０１の位置はこれに限られず、復水器３の下流の配管１３，１４，１５，及び１６に設けることも可能である。
【００１９】
酸素注入部１０１は，接続する配管内の圧力より高い圧力を持った酸素ガスを任意の流量で二次冷却材に注入する機構を有し，これにより二次冷却材中の酸素濃度を任意に変化させる。
【００２０】
図２は、pH9.2、180℃とした二次冷却材の模擬水溶液中において、溶存酸素濃度（DO）を変化させた場合の炭素鋼の腐食電位（ECP）の変化を示す図である。
【００２１】
本発明者らは、pHおよび水中の環境における鉄形態の関係、および二次冷却材中の酸素濃度と炭素鋼表面の被膜の変化を直接測定できる腐食電位計（以下、ECP計とする）の関係から、pHをアルカリ性に制御しているPWR二次系では、炭素鋼表面へのヘマタイト被膜の形成に必要な酸素量は僅かである可能性に着目し評価を行った。その結果、SGの健全性を確保するための酸素濃度の管理値である5μg/L以下の極低濃度の酸素量でも炭素鋼表面にヘマタイト被膜が形成され、炭素鋼の腐食を大幅に抑制できることを確認した。
【００２２】
図２からわかるように、配管の減肉のしやすさを表す腐食電位は、図中の点線Ａに示すように酸素濃度に応じて増加し、溶存酸素濃度が約2ppb以上（図中の点線Ｂから右部分）では、ほぼ一定の値で推移する。これは、酸素注入により、配管表面の酸化被膜（酸化鉄）の形態がマグネタイトから、溶解性の低いヘマタイトへ変化したためである。このように、PWR二次系では約2ppbという低濃度の酸素濃度でヘマタイトへ変化させることが可能となることがわかる。
【００２３】
このように、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、酸素注入部１０１から二次冷却材へ酸素を注入する、あるいは、系統への補給水中に溶存している酸素または系統機器からのインリークによって、二次冷却系中に混入している酸素を活用することにより、二次冷却材の溶存酸素濃度を2ppb以上となるように制御するものである。
【００２４】
本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００では、酸素注入部１０１を、脱気器６出口の配管１６に接続しているが、酸素注入部１０１の位置はこれに限られるものではなく、配管の減肉を抑制したい部位の上流に適宜設ければよい。ただし、配管１３から１５，ならびに１６の減肉を抑制する場合には，まず配管１３から１５に接続するように酸素注入部１０１を配置し、二次冷却材に注入した酸素が脱気器６により除去されてしまうため、本実施形態のごとく脱気器６の直後の配管にも酸素注入部１０１を設置するとよい。
【００２５】
また、二次冷却材のpHをアルカリ性に制御する方法としては、例えば、復水脱塩装置４の出口の配管１４に冷却材のpHをアルカリ性にするための薬品注入部を設け、二次冷却材中にアンモニアやアミン等の薬品を注入する方法がある。アンモニアやアミンは，復水脱塩装置４により二次冷却材から除去され，またアミンは熱分解により減少することから，これら薬品の減少率に相当する量の薬品を注入することにより，二次冷却材のpHを一定に制御することが可能である。
【００２６】
本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、高圧給水加熱器７の入口直前の配管１６に接続する脱酸素剤注入部１０２を備える。脱酸素剤注入部１０２は、脱酸素剤であるヒドラジン（Ｎ2Ｈ4）などの脱酸素剤を二次冷却材に注入することにより、脱酸素剤と酸素の反応により二次冷却材中の酸素を消費して溶存酸素濃度を１μg/L以下とし、SG１への管理基準値以上の酸素の流入を防止するためのものである。
【００２７】
脱酸素剤であるヒドラジン等は，復水脱塩装置４により二次冷却材から除去され，また酸素との反応および熱分解により減少することから，本実施形態の脱酸素剤注入部１０２では、減少率に相当する量の脱酸素剤を注入することにより，二次冷却材中の脱酸素剤濃度を一定に制御する。
【００２８】
本発明者らは、ヒドラジン等の脱酸素剤による酸素の消費反応の殆どが配管の表面で進行するという性質を明らかとし、これに着想を得て、冷却材の体積流量に対する配管の表面積（以下、比表面積とする）が小さい大口径配管（例えば、配管１６）内では、殆ど酸素が消費されないため、ヘマタイト被膜の形成に必要な酸素濃度が確保され、一方、比表面積が大きい高圧給水加熱器７内で酸素が消費され、SG１への管理基準値以上の酸素の流入を防止することのできる本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムを考案した。
【００２９】
本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、配管の腐食を抑制させたい部位の上流から必要量の酸素を二次冷却材中に連続的に注入することで配管表面にヘマタイト被膜を形成させ、また高圧給水加熱器７の入口までの任意の点から酸素を含んだ冷却材中にヒドラジンなどの脱酸素剤を注入し、二次冷却材が高圧給水加熱器７を流れる間に酸素を消費させることにより、給水中の酸素濃度を１μg/L以下まで低減し、SG１への酸素の流入を防ぐというものである。
【００３０】
図３は、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムにおいてヒドラジン共存下での系統内の酸素濃度の挙動を示す図である。図中の区間Ａ、Ｂ、Ｃはモデルによる酸素濃度の解析結果を示し、データＥ、Ｆ、Ｇは腐食電位測定値から算出した酸素濃度の結果を示している。
【００３１】
図からわかるように、主給水ポンプ用ブースターポンプ（FWBP）１０の出口から注入した酸素はヒドラジン共存下でもほとんど消費されず、高圧給水加熱器（HPH）７の入口までほぼ注入濃度が保たれることがわかる（図中のＡ区間、及び、データＥ、Ｆ）。そして、高圧給水加熱器７で酸素が消費され（図中のＢ区間）、高圧給水加熱器７出口では酸素濃度はほぼ０となり（図中のＣ区間、及び、データＧ）、酸素はSG１には流入しないことがわかる。このように、高圧給水加熱器７の表面積／体積比の大きな給水加熱器の細管を通ることにより、高圧給水加熱器（HPH）７は酸素とヒドラジンとの反応部となり、酸素の消費が促進される。
【００３２】
このように、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、ヒドラジンと酸素の反応の特徴より、二次冷却材の接触面積の多い高圧給水加熱器７内で二次冷却材中の酸素が消費されることを利用することにより、SG１へ酸素が流入しないように、注入する酸素量及びヒドラジン量を定めるものである。
【００３３】
なお、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、脱酸素剤注入部１０２を高圧給水加熱器７の入口直前の配管１６に接続しているが、脱酸素剤注入部１０２の位置はこれに限られるものではなく，配管１３から１６に適宜設ければよい。ただし、少量ではあるもののヒドラジン及び酸素の反応による消費を防止するためには、本実施形態のごとく高圧給水加熱器７の入口直前の配管に脱酸素剤注入部１０２を設置することがヒドラジン及び酸素消費の面から効率がよい。
【００３４】
なお、二次冷却材中の酸素濃度を、SG１への酸素持込抑制として定められている管理基準値（5ppb以下）は，酸素濃度計の測定精度から定められた値であり，SGの長期的な健全性を確保するためには，SGへの酸素の持ち込みを極力抑える必要がある。このため，二次冷却材の酸素濃度を管理基準内（5ppb以下）で制御する場合においても、脱酸素剤注入部１０２を設けることが望ましい。
【００３５】
このような構成により、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００では、酸素注入部１０１を脱気器６出口の配管１６のみに接続した場合に，脱気器６出口から高圧給水加熱器７入口の間において図１に示す酸素注入領域Ａが形成される。酸素注入領域Ａが含まれる高温単層流系は配管の減肉が多発している領域でもあるため、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００によれば、配管の減肉が多発する高温単層流系において配管の減肉の発生を効果的に低減することが可能となる。また、PWR二次系の炭素鋼配管の腐食を抑制し、且つ、SG伝熱管の腐食損傷の懸念を回避することが可能なヒドラジン等の脱酸素剤の共存下における微量の酸素注入という合理的な水処理方法を提供することが可能となる。
【００３６】
本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００では、炭素鋼配管の腐食を抑制し且つSG１への酸素の流入を防止する必要があるため、酸素と脱酸素剤の注入量を酸素の消費速度に応じて制御するとともに、SG１への酸素の持込を監視するためのモニタリングが必要となる。
【００３７】
本発明者らは、従来の酸素濃度計による測定方法に変えて、高温水中の酸素による金属の被膜の変化を直接測定できるECP測定部（腐食電位測定部）１０３を用いて、二次冷却材中の酸素濃度を監視する方法を確立した。
【００３８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すように二次冷却材への酸素注入量（図中の実線）及び酸素濃度（図中の点線）を変化させた場合に、腐食電位計（以下、ECP計ともいう）を用いて二次冷却材のECPの変化を測定した図である。両図を比較すると、ECPは、酸素濃度に応じて変化しており、酸素濃度はECPで評価できることがわかる。そこで、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００では、配管表面の状態から酸素による炭素鋼配管の減肉抑制効果および酸素の残留の有無を監視するため腐食電位をパラメータとした測定及び制御を行う。
【００３９】
しかしながら、上述の通り、注入した酸素と脱酸素剤との反応は、系統内だけでなく比表面積の大きいサンプリング配管内でも大きく反応するため、従来のごとくサンプリング系を介して酸素濃度を測定した場合には、測定精度、検出下限の問題から、系統内の二次冷却材中の酸素の残留の有無を監視することは困難である。このように、試料水を冷却した後に酸素濃度を測定する従来の酸素濃度計による測定方法では、サンプリング配管が長くなるため、腐食を抑制したい部位における正確な酸素濃度を知ることが困難である。したがって、二次冷却材中の正確な酸素濃度を知るためには、系統母管から極力近い位置で測定する必要がある。
【００４０】
また、ECP計は工場試験では校正されているが、実機に設置した場合にはセンサー毎に差が生じる場合もある。
【００４１】
図５は、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムが備えるECP測定部の構成を示す図である。
【００４２】
本実施形態のECP測定部１０３は、高圧給水加熱器（HPH）７の入口部配管１６から分岐したサンプリング配管１１７を有し、さらに、サンプリング配管１１７から分岐したサンプリング配管１１９に第１のECP計１０４が設置される。サンプリング配管１１７の末端はサンプリングラック１０７に接続する。バルブ１０９、１１１、及び１１３は上記サンプリング配管１１７、１１９への系統水の流量を調節する。
【００４３】
また、本実施形態のECP測定部１０３は、高圧給水加熱器（HPH）７の出口部配管１７から分岐したサンプリング配管１１８を有し、さらに、サンプリング配管１１８から分岐したサンプリング配管１２０に第２のECP計１０５が設置される。サンプリング配管１１８の末端はサンプリングラック１０８に接続する。バルブ１１０、１１２、及び１１４は上記サンプリング配管１１８、１２０への二次冷却材の流量を調節する。
【００４４】
また、本実施形態のECP測定部１０３の校正用配管１２１の一端は、サンプリング配管１１９の第１のECP計１０４の入口側に接続しており、他端は、サンプリング配管１２０の第２のECP計１０５の入口側に接続している。そして、校正用配管１２１のほぼ中間部にはECP校正用大気飽和水注入部１０６が備わる。
【００４５】
本実施形態のECP測定部１０３は、二次冷却材中の酸素濃度を正確に把握するために、系統母管１６、１７から分岐し、且つ、できるだけ直近（好ましくは1m以内、本実施形態では50cmとする）の位置に第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５を設置し、また、第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５の上流には、ECP計を校正するために酸素濃度の既知な純水を注入できるECP校正用大気飽和水注入部１０６を設ける。
【００４６】
第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５は、例えば銀/塩化銀等の、環境と腐食電位の関係が既知な標準電極と、測定対象である炭素鋼あるいはステンレス鋼を電極とする試料電極から構成される。この２つの電極に系統水を通水して腐食電位を測定し、その対比を行うことにより、試料の腐食速度、および腐食状態を間接的に把握することができる。
【００４７】
ECP校正用大気飽和水注入部１０６は、ECP計の個体差および経時的なドリフトにより指示値の信頼性が低いというECP計の特性を補うものであり、酸素濃度の既知な純水を注入することにより、第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５のそれぞれに任意の酸素を供給し、その酸素濃度における正確なECP値を知ることができる。
【００４８】
このように、本実施形態のECP測定部１０３は、酸素濃度の既知な校正用の純水とPWR発電所二次冷却系の二次冷却材を各々単独あるいは混合して第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５に注入するECP校正用大気飽和水注入部１０６を備えることにより、第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５をPWR発電所二次冷却系に設置したままで校正を行うことを可能としている。
【００４９】
また、同一の校正用の純水を使用して複数のECP計の校正を行うため、ECP計毎に腐食電位の測定値の誤差が生じることを防止することが可能となる。
【００５０】
また、ECP測定部１０３内の配管１１７〜１２１については、二次冷却系の配管１６及び１７に対して配管径を細くすることにより、第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５内のセンサー表面を通過する水を高流速にし、二次冷却系配管１６及び１７との分岐部から第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５との間の配管内での酸素の消費を防ぐと共に、測定結果の精度（ばらつき，微量な酸素濃度の変化を検知する）を高めている。
【００５１】
本実施形態のECP測定部１０３によれば、第１のECP計１０４及び第２のECP計１０５を高圧給水加熱器（HPH）７の入口部配管１６および出口部配管１７の少なくとも2箇所に設置することで、酸素による炭素鋼の腐食抑制効果およびSG１への酸素流入の有無の両方を2箇所同時にモニタリングすることができる。SG１への酸素流入が確認された場合には、酸素注入部１０１は、ECP測定部１０３のECP値の測定結果に基づいて酸素注入量を減少させる。または、脱酸素剤注入部１０２は、ECP測定部１０３のECP値の測定結果に基づいて脱酸素剤注入量を増大させる。
【００５２】
尚，脱気器６の上流配管１３から１５の減肉を目的として，酸素注入部１０１を、配管１３から１５に接続した場合には，本実施形態のECP測定部１０３を配管１３から１５に適宜設置することで，酸素による炭素鋼の腐食抑制効果をモニタリングすることができる。
【００５３】
また、図１では、主にSG１への酸素の持込を監視するためにECP測定部１０３を配管１６及び１７に接続しているが、二次冷却材中の溶存酸素濃度が約2ppb以上であることをモニタリングするためには、酸素濃度の管理を行う必要のある配管に適宜接続すればよい。この場合には、二次冷却材中の酸素濃度をリアルタイムでモニタリングすることが可能となり、酸素注入部１０１は、ECP測定部１０３のECP値の測定結果に基づいて、溶存酸素濃度が約2ppb以上となるように酸素注入量を調節する。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムによれば、PWR発電所二次冷却系に混入する酸素を活用し、あるいは二次冷却材に微量の酸素を注入することにより、二次冷却系配管表面にヘマタイト被膜が形成され、これにより、二次冷却系配管の減肉の発生を効果的に低減することが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、ヒドラジン等の脱酸素剤と酸素の反応の特徴より、二次冷却材の接触面積の多い高圧給水加熱器内で二次冷却材中の酸素が消費されることを利用することにより、SGへ酸素が流入することを抑制することが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システム１００は、ECP測定部を備えることにより、酸素による炭素鋼の腐食抑制効果及びSGへの酸素流入の有無の両方をモニタリングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムの構成を示す図である。
【図２】溶存酸素濃度（DO）を変化させた場合の炭素鋼の腐食電位（ECP）の変化を示す図である。
【図３】本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムにおいて、ヒドラジン共存下での系統内の酸素濃度の挙動を測定した結果を示す図である。
【図４】二次冷却材への酸素注入量及び酸素濃度を変化させた場合に腐食電位計用いて二次冷却材のECPの変化を測定した図である。
【図５】本実施形態のPWR発電所二次冷却系の水処理システムが有するECP測定部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１００：PWR発電所二次冷却系の水処理システム
１０１：酸素注入部
１０２：脱酸素剤注入部
１０３：ECP測定部
１０４：第１のECP計
１０５：第２のECP計
１０６：ECP校正用大気飽和水注入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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