(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体により濡らされる発電所の少なくも１つの電気部品の機能性を非破壊点検する方法において、部品の表面を一定の導電率を有する湿潤性の良好な試験液で濡らし、この濡らされた部品に対してその機能性に関連する値として絶縁抵抗値を求めることを特徴とする発電所の電気部品の機能性の点検方法。
【請求項２】
15℃〜35℃の温度で実施することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
絶縁抵抗値を決定する値の１つの測定値又は複数の測定値から、冷却材の漏出を伴う事故の条件下に絶縁抵抗値がとるものと想定される第１の値を求めることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記第１の値を検査条件下に求めた絶縁抵抗の第２の値と因数Ｑの積として算出し、該因数Ｑを検査すべき部品の比較実験から求めることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
試験液を吹き付けることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
100kPaの気圧で実施することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
組立て状態で部品に吹き付けを行うことを特徴とする請求項５又は６記載の方法。
【請求項８】
絶縁抵抗値を決定する値を試験液の吹き付け後60秒で測定することを特徴とする請求項５乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
非吸湿性及び耐圧性の絶縁材料を有する部品に実施することを特徴とする
請求項５乃至８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
部品を試験液に浸漬することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項１１】
試験液を500kPa以上の過圧で浸漬することを特徴とする請求項10記載の方法。
【請求項１２】
絶縁抵抗値を決定する値を、部品を試験液から取り出してから120秒で測定することを特徴とする請求項10又は11記載の方法。
【請求項１３】
吸湿性及び／又は加圧下に変形可能な絶縁材料を有する部品に実施することを特徴とする請求項10乃至12の１つに記載の方法。
【請求項１４】
機能性の検査を時間的な間隔をおいて繰り返し、それぞれ求めた絶縁抵抗値から機能性の時間的変化を検出することを特徴とする請求項１乃至13の１つに記載の方法。
【請求項１５】
湿潤剤が溶けており、かつイオンを含まない試験液を使用することを特徴とする請求項１乃至14の１つに記載の方法。
【請求項１６】
部品を試験液で濡らし、この濡れた部品に対してその機能性に関連する少なくとも１つのパラメータの値を求めるようにして発電所の少なくとも１つの部品の機能性を非破壊点検する方法のための試験液において、事故の際に生じる冷却材の凝縮液の導電率及び表面張力に相当する導電率及び表面張力を15℃〜35℃の温度で有することを特徴とする試験液。
【請求項１７】
測定温度での試験液の表面張力及び／又は導電率が、事故時の温度の凝縮液の表面張力又は導電率と等しいことを特徴とする請求項16記載の試験液。
【請求項１８】
試験液の表面張力を、非イオン性の質潤剤を脱イオン化された水で希釈することにより調整することを特徴とする請求項16又は17記載の試験液。
【請求項１９】
試験液の表面張力が、15℃〜35℃温度で温度に左右されないことを特徴とする請求項16乃至18の１つに記載の試験液。
【発明の詳細な説明】
本発明は、事故条件下に冷却材が漏出する発電所の電気部品の機能性を点検する方法並びにその試験液に関する。
冷却材喪失事故（LOCA）の際に一般に激しい蒸気の発生が起こる。それにより生じる凝縮液は蒸気が吹き付けられる構造部材及び部品、特にまた電気系統及び導電部品を湿った膜で濡らす。この膜は部品の表面上に付着する異物層の結合により導電性となる。このような部品の一つが凝縮液に濡れてそれらの機能性を例えば絶縁抵抗が低減されるために制限又は破壊されると、事故の制御に必要な措置を困難にすることになりかねない。
このような障害を回避するため、LOCAの際に凝縮液により濡れる恐れのある発電所の全ての部品は、事故時に濡れることによりその機能性を制限されないように構成される。それにはこれらの部品を例えばカプセル化、鋳込み又は長い沿面距離を設けることが行われる（いわゆるLOCA耐性）。
絶縁材料は通常老化し、従ってLOCA耐性は部品の耐久期間中に特に放射線及び部品の運転条件により低下する恐れがあるので、当該部品のLOCA耐性を適当な方法により点検する必要がある。
本発明の課題は、重要な構造部分、特に発電所設備の電気系統及び導電部品についてそのLOCA耐性に関する検査を可能にする非破壊点検方法を提供することにある。更に本発明の課題はこの方法を実施する試験液を提供することにある。
この課題は、発電所の電気部品の表面を一定の導電率を有する湿潤性の良好な試験液で濡らし、この濡らされた部品に対してその機能性に関連する少なくとも１つのパラメータを求めることにより解決される。従ってこの検査方法では、部品を一定の導電率を有する良好に湿潤する試験液で濡らし、それによりLOCAの際の凝縮液による部品の湿潤を模擬し、部品の機能性に関連するパラメータを決定する。
発電所の部品の点検にはとりわけ部品を非破壊検査する方法が重要であり、その際特に規則的に相前後して行われる検査により、時間の経過につれて例えば電気的パラメータ（高周波の交流電界挙動、キャパシタンス、渦電流の形成及び減衰その他）がどのように変化するかを検出し、記録することができる。最も簡単で有力な措置として発電所設備の個々の電圧誘導部品間の絶縁又は接触抵抗の検査を行ってもよい。
この検査方法は事故条件を必要としないので発電所設備の通常の運転中に実施可能である。とりわけ発電所の部品の機能性の点検は15℃〜35℃の温度で行われる。その場合機能性に関連するパラメータは本方法により求められる部品の絶縁抵抗である。例えばモータ駆動に関して一連の測定で機能性を検査するためには、それぞれモータ巻線の接続端子とこの巻線と電気的に接続されていない接地端子との間の接触抵抗を能動的抵抗測定器（例えば電圧源の出力電流及び出力電圧を検出する）により通常の空間条件下に測定することができる。典型的な測定値は例えば4.5〜9.0×106Ωの間にある。同じ端子での測定により冷却材喪失事故の条件下（高められた圧力、高められた温度、濡れ）では104Ωの測定値が得られる。事故の際のこの際立った条件の最大の影響はそれぞれ個々の部品に対して確実な限界値で求めることができ、特に際立った事故条件での最小の値と通常条件下での最大抵抗値との比によって求めることができる。これから生じる値は検査条件から事故条件に換算することができるように換算率Ｑとして利用され、これは典型的には10-2〜10-3の間にある。
絶縁表面上にリーク電流を有する部品の機能は付着する異物層により影響を蒙る。機能性を点検するための方法は事故の際に冷却材の凝縮液により濡らされるこのような異物層の影響も考慮する。例えば軽水で満たされた原子炉の冷却材系統に亀裂が生じた場合高圧状態にある冷却材（水）が高められた運転温度で噴出し、蒸発する。この水蒸気は事故を抑制するために必要な種々の電気及び導電部品にも凝結する。凝縮液と異物層の結合はその導電性により給電部の短絡、誤信号又は信号故障その他の欠陥を来し、その結果これらの部品及び従って装置全体の事故を抑制するための機能性を妨げる。更に機能性に対する悪影響は蒸発する冷却材の圧力によって助長されかねない。
この方法では特に安全性に関連する部品の機能性を点検し、特にこの点検を一定時間間隔で繰り返す。それにより想定される上述の機能障害の可能性を適時に検出し、適切な対応措置、例えば損傷部品の交換を行うことができる。この点検は発電所設備の通常の運転中又は通常の停止中に室温で行われるので、本方法は発電所設備の安全性を高めるための効果的かつ安全な措置である。場合によっては規則的に間隔をおいて実施される発電所の部品の点検によりLOCA耐性が時間の経過と共に低下する部品を適時に交換又は補強することができる。
前述の測定の再現可能性には表面を良好に濡らすことが必要であり、これは十分に湿潤特性を有する適当な試験液の使用により達成される。
部品の表面を十分湿潤するための他の第１の方法としては、できるだけ均一かつ再現可能な厚さの試験液の膜をこの表面上に施すことにある。この方法は有利には試験液を部品の表面上に吹き付けることにより行われる。これは通常の気圧、特に約100kPaで実施可能である。その際部品はその組立状態でも構わない。場合によっては、部品が特に簡単に解体が可能な場合にはこれを解体し、検査を他の箇所で行ってもよい。従って本方法は発電所設備の運転中に付加的経費をかけずに容易に実施可能である。良好な再現可能性を保証するには、機能性に関連するパラメータを決定する値、例えば電流、電気抵抗又は電圧を試験液の吹き付け後約60秒後に設定すると有利である。通常約60秒で膜が十分に均一に部品上に広がり、従って測定の再現可能性が保証される。非吸湿性でかつ十分に耐圧性の絶縁材料を有する部品では吹き付け、いわゆる噴霧を行うと有利である。
本方法のもう１つの実施形態は発電所の部品を試験液中に浸漬することにある。それには試験液が500kPa以上、特に約650kPaの過圧状態にあると有利である。従って本方法のこの実施形態は浸漬加圧試験とも呼ばれる。部品を試験液中に浸漬することにより部品は試験液で濡らされ、特にパラメータを決定する値は部品を試験液から取り出した後約120秒で測定すると有利である。その際加圧下に浸漬する時間は制御すべき事故の経過により決められる。監視すべきパラメータの時間経過を浸漬中でも求めることができる場合には、この検査を既に最小値に達した時点で中断し、従って場合によっては検査時間を短縮することができる。この浸漬加圧試験は発電所の部品がこれを囲んでいる吸湿性及び／又は加圧下に変形可能の絶縁材料を有すると有利である。
試験液としては有利には湿潤剤が溶かされているイオンを含まない液体が使用される。それにより、原子力発電所設備の冷却系統中に高純度の脱イオン化された水が含まれておりこの水に場合によっては僅少量（最大で2200ppm）のホウ素が添加されているという事実が考慮される。原子力発電所設備の冷却材喪失事故では生じる凝縮液は付加的に更にホウ素（約20ppm）を含んでおり、これは純水の導電率（約2.5μS/cm）をごく僅かに（約0.3μS/cmだけ）引き上げるに過ぎない。その上このような試験液（湿潤剤を含む水溶液）は発電所の部品の表面に影響を及ぼさず、そのため部品の機能性は保証されたままであり、機能性の非破壊点検をほぼ任意に繰り返すことができるので有利である。
特にこの試験液は冷却材凝縮液の作用を模擬することを可能にする表面張力及び導電率を有している。従って測定温度での試験液の導電率及び表面張力が冷却材喪失事故中に生じる凝縮液の導電率及び表面張力とほぼ等しいと有利である。即ちその際検査される表面上の異物層は実際の冷却材喪失事故中の相応する異物層と同様に作用する。使用される試験液は特に15℃〜35℃の温度範囲で必要とされる導電率及び表面張力を有する。特に試験液の表面張力が15℃〜35℃の温度範囲、即ち通常の室温では実質的に温度に左右されない。従って機能性の点検は部品及びその周囲の特別な温度調節を必要としない。有利には試験液は健康を損なう成分又は作用物質をごく僅かな濃度で含むに過ぎず、従って容易に処理及び廃棄できる。
このような試験液の製造は例えば実質的に非イオン性の湿潤剤を十分に脱イオン化された水で希釈することにより実施可能である。湿潤剤の濃度は広い許容限度で点検の再現可能性を妨げることなく調整可能である。このことは、あらゆる発電所設備にそこに予め貯蔵しておくことのできる凝縮液を希釈することにより容易に試験液を製造できるという利点を有する。本方法を実施後部品は洗浄剤（これは特に同様に脱イオン化された水である）でその表面の試験液の残渣及びまた汚染物も洗浄することができる。従って本方法を機能性の点検に実施することは更に付加的に部品を洗浄し、それと共に冷却材喪失事故の際の部品の絶縁能力を高める有利な副作用を生じる。試験液の湿潤剤としては特に一般式Ｒ−CH2−Ｏ（CH2CH2O）nH［式中Ｒは炭素原子数13の平均鎖長を有する脂肪族アルコールの基を表し、ｎは５〜約15を表す］のポリグリコールエーテル、特に含有量0.1±0.05重量％のものが適している。湿潤作用はエチレン酸化物が増すにつれて高まり、ｎ＝８で最適になり、更にｎが増えるにつれて再び容易に低下する。従って特に有利な湿潤剤としては、とりわけ低い温度範囲で特に際立って良好な湿潤作用を有し更に水溶性が極めて良好であるＲ−CH2−Ｏ（CH2CH2O）8Nnが使用される。
本発明は発電所設備の電気又は導電部品の機能性を点検する方法を特徴とし、発電所設備の通常の運転中又は通常の停止中に通常の運転条件下でも実施することができる。本方法は常圧及び部品の運転温度で非破壊で実施可能であり、通常の条件下での測定により本方法を実施する場合よりも究めて高い温度、高い圧力及び高い湿気が支配している事故の際の部品の機能性を推論することを可能にする。これらの推論は、例えば本方法を実施する前に事故条件下に測定されたパラメータと通常条件下に測定されたパラメータとの間に十分に再現可能な関係を検出し、特にそれぞれ個々の部品に対してこの関係に基づき測定された値を事故中に生じるであろう値に換算することによって可能となる。場合によっては規則的な時間間隔で相応する部品を非破壊点検することにより、各部品の機能性の時間的変化を求め、相応する測定データを記憶しておき、想定される事故条件下の部品の機能性の低減を早期に検出し、適当な対応措置を導入することができる。一連の検査測定で蓄積された測定データが例えば明らかに抵抗値の低下を示す場合、即ち検査される部品が機能障害の切迫をを示す場合この交換又は補強することができる。従って本方法及びそれと共に導入される対応措置は発電所設備の通常の運転を阻害することなくこの設備の安全性を高める作用をし、このことは特に原子力設備の場合に決定的な利点である。