(57)【要約】【課題】  大規模な改造工事を必要とせずにＰＷＲ炉心でのＥＣＰ測定が可能なシステムを提供する。【解決手段】  原子炉容器外から炉心部へ到達するように設けられ屈曲部を有する複数の熱電対挿入用さや管と、複数の熱電対挿入用さや管が分岐する手前で複数の熱電対挿入用さや管を内包する複数の熱電対引出管支持柱とを備える加圧水型原子炉の、炉心部のＥＣＰを測定する加圧水型原子炉用ＥＣＰ測定システムであって、熱電対引出管支持柱から出て分岐した後に熱電対引出管支持柱に隣接する位置の熱電対挿入用さや管に、加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサが挿入され取り付けられることを特徴とする。【選択図】  図３
2007171014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉容器外から炉心部へ到達するように設けられ屈曲部を有する複数の熱電対挿入用さや管と、前記複数の熱電対挿入用さや管が分岐する手前で前記複数の熱電対挿入用さや管を内包する複数の熱電対引出管支持柱と、を備える加圧水型原子炉の、炉心部のＥＣＰを測定する加圧水型原子炉用ＥＣＰ測定システムであって、
前記熱電対引出管支持柱から出て分岐した後に前記熱電対引出管支持柱に隣接する位置の熱電対挿入用さや管に、加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサが挿入されて取り付けられ、前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサと前記熱電対挿入用さや管との間に生じる電位差を測定することを特徴とする加圧水型原子炉用ＥＣＰ測定システム。
【請求項２】
前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサは、
前記熱電対挿入用さや管との電位差を測定してＥＣＰを測定するための先端部と、
略円弧が形成された第１の接触部を外周部に備え、前記熱電対挿入用さや管に挿入可能な外径を有するとともに前記先端部の最大径より大きな外径を有し、前記先端部に電気的に接続した白金線と接続し外部測定器からのケーブルが接続するガイド部と、
略円弧が形成された第２の接触部を外周部に備え、前記先端部と前記ガイド部との間に配置され前記先端部と前記ガイド部とを絶縁し、前記熱電対挿入用さや管に挿入可能な外径を有するとともに前記先端部の最大径より大きな外径を有し、ガイド機能を兼ねた絶縁体からなる絶縁部と、を備え、
前記熱電対挿入用さや管への挿入時に、前記絶縁部の第１の接触部と前記ガイド部の第２の接触部とが、前記熱電対挿入用さや管の内面に各々接触することにより生じる偶力により、前記先端部が前記熱電対挿入用さや管の内面に接触することを防止することを特徴とする請求項１に記載の加圧水型原子炉用ＥＣＰ測定システム。
【請求項３】
前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサは、前記熱電対挿入用さや管の屈曲部挿入時において、
前記絶縁部の第１の接触部上の前記熱電対挿入用さや管の外周部内面に接する点をＳとし、
前記ガイド部の第２の接触部上の前記熱電対挿入用さや管の内周部内面に接する点をＣとし、
前記先端部の先端の点をＰとし、
前記熱電対挿入用さや管の屈曲部の外周部曲率半径をρo、内周部曲率半径をρiとし、
前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサの中心軸と直線ＣＳのなす角をθ0とし、
前記点Ｓにおける前記熱電対挿入用さや管の接線と前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサとの中心軸とのずれ角をφとし、
線分ＣＳの長さをＣＳバーとした場合に、
以下の数式１及び数式２を満たす外形を有することを特徴とする請求項１または２に記載の加圧水型原子炉用ＥＣＰ測定システム。
【数１】
2007171014.tif 000012
【数２】
2007171014.tif 000013
【請求項４】
原子炉容器外から炉心部へ到達するように設けられ屈曲部を有する複数の熱電対挿入用さや管を備える加圧水型原子炉の、炉心部のＥＣＰを測定するための加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサであって、
前記熱電対挿入用さや管との電位差を測定してＥＣＰを測定するための先端部と、
略円弧が形成された第１の接触部を外周部に備え、前記熱電対挿入用さや管に挿入可能な外径を有するとともに前記先端部の最大径より大きな外径を有し、前記先端部に電気的に接続した白金線と接続し外部測定器からのケーブルが接続するガイド部と、
略円弧が形成された第２の接触部を外周部に備え、前記先端部と前記ガイド部との間に配置され前記先端部と前記ガイド部とを絶縁し、前記熱電対挿入用さや管に挿入可能な外径を有するとともに前記先端部の最大径より大きな外径を有し、ガイド機能を兼ねた絶縁体からなる絶縁部と、を備え、
前記熱電対挿入用さや管への挿入時に、前記絶縁部の第１の接触部と前記ガイド部の第２の接触部とが、前記熱電対挿入用さや管の内面に各々接触することにより生じる偶力により、前記先端部が前記熱電対挿入用さや管の内面に接触することを防止することを特徴とする加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサ。
【請求項５】
前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサは、前記熱電対挿入用さや管の屈曲部挿入時において、
前記絶縁部の第１の接触部上の前記熱電対挿入用さや管の外周部内面に接する点をＳとし、
前記ガイド部の第２の接触部上の前記熱電対挿入用さや管の内周部内面に接する点をＣとし、
前記先端部の先端の点をＰとし、
前記熱電対挿入用さや管の屈曲部の外周部曲率半径をρo、内周部曲率半径をρiとし、
前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサの中心軸と直線ＣＳのなす角をθ0とし、
前記点Ｓにおける前記熱電対挿入用さや管の接線と前記加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサとの中心軸とのずれ角をφとし、
線分ＣＳの長さをＣＳバーとした場合に、
以下の数式３及び数式４を満たす外形を有することを特徴とする請求項４に記載の加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサ。
【数３】
2007171014.tif 000014
【数４】
2007171014.tif 000015
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧水型原子炉内の電気化学的腐食電位測定システム及び加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサに関し、特に、大規模な改造工事を必要とせずに加圧水型原子炉の炉心部の電気化学的腐食電位を測定することを可能とした加圧水型原子炉内の電気化学的腐食電位測定システム及び加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加圧水型原子炉（以下、ＰＷＲとする）では炉心で発生した熱を、蒸気発生器を介して一次系から二次系に伝えタービンを駆動する。図１０は、ＰＷＲ一次系統の概略図である。一次系１０は、原子炉容器１を起点とし、ホットレグ配管２、蒸気発生器３、クロスオーバーレグ配管４、一次冷却材ポンプ５、コールドレグ配管６により構成される循環ループと加圧器７とから構成される。
【０００３】
一次系では、炉心でのラジオリシスで生成する酸化性化学種による構造材料（ステンレス鋼）のＳＣＣを防止するため、ラジオリシスを抑制可能な高濃度の水素添加を行っている。水素添加は、体積制御系８の体積制御タンク９の気相部の水素分圧を調整し、液相部の水素量を制御する。炉心部で生成する酸化性化学種は、所定の量の水素存在下で速やかに炉心内で再結合するため、炉心外での酸化性化学種は検出されない程度の極低濃度で循環する。
【０００４】
このような酸化性化学種が存在しない強還元性環境下において、高ニッケル合金のＰＷＳＣＣ（Primary Water SCC）やニッケル腐食生成物の燃料への付着がもたらす配管線量率上昇、ＡＯＡ（炉心軸方向出力分布異常）といった問題がＰＷＲで顕在化しつつある。更に、今後増出力運転、高燃焼度燃料の採用などが検討されており、上記問題の発生の可能性はより高まることが予想される。高ニッケル合金は水素添加量が多いほど、腐食量が大きくなることが知られており、水素はより低い添加量とすることが望ましいが、ラジオリシス抑制効果が維持可能な量以上としなければならない。
【０００５】
ＰＷＲでは、前述のように炉心内で発生する酸化性化学種を検知できないため、ラジオリシスの抑制効果を確認するためには、原子炉内の電気化学的腐食電位（以下、ＥＣＰとする）を測定することにより腐食環境をモニタリングすることが必要となる。従来のＥＣＰ測定は、応力腐食割れ（ＳＣＣ：Stress Corrosion Cracking）の環境管理の一環として、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）にて行われていた（例えば特許文献１参照）が、原子炉容器の構造や水質管理方法が異なることからＰＷＲにおいては、炉内でのＥＣＰ測定は行われたことはない。ＰＷＲにおいてもラジオリシス抑制効果を踏まえた適切な水素添加量を確認するために、ＥＣＰを測定することが有効である。
【特許文献１】特開２０００−１４７１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＷＲ一次系炉水は、水素を添加し溶存酸素を検出下限である５ppb以下に抑えており、放射線分解による酸化性物質の生成も抑制されている。ＰＷＲ炉心部では一次冷却材の放射線分解により生成する酸化性化学種が存在するが、一次系に所定の量の水素を添加すれば炉心部で急速に酸化性化学種との再結合を果たしてしまうため、炉心外では酸化性化学種が残存しないこととなり、炉心外のＥＣＰ測定ではラジオリシス抑制効果を確認することはできない。このためＰＷＲにおけるＥＣＰ測定はＰＷＲ炉心部で行うことが必須となる。
【０００７】
特許文献１の測定法では、ＢＷＲ炉内に設置されている炉内計装管にＥＣＰセンサを挿入することにより炉心部でのＥＣＰ測定を行っている。しかしながら、ＰＷＲプラントではＢＷＲ炉内計装管に相当する炉心部に配置された管状部材がないため、ＥＣＰセンサを炉心内に設置するには大規模な改造工事が必要となり、コスト的にも現実的ではない。
【０００８】
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、大規模な改造工事を必要とせずにＰＷＲ炉心部でのＥＣＰ測定が可能なＥＣＰ測定システム及び本システムに適用可能なＥＣＰセンサ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】
【０００９】
本発明の加圧水型原子炉用ＥＣＰ測定システムは、原子炉容器外から炉心部へ到達するように設けられ屈曲部を有する複数の熱電対挿入用さや管と、複数の熱電対挿入用さや管が分岐する手前で複数の熱電対挿入用さや管を内包する複数の熱電対引出管支持柱とを備える加圧水型原子炉の、炉心部のＥＣＰを測定する加圧水型原子炉用ＥＣＰ測定システムであって、熱電対引出管支持柱から出て分岐した後に熱電対引出管支持柱に隣接する位置の熱電対挿入用さや管に、加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサが挿入されて取り付けられ、加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサと熱電対挿入用さや管との間に生じる電位差を測定することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサは、原子炉容器外から炉心部へ到達するように設けられ屈曲部を有する複数の熱電対挿入用さや管を備える加圧水型原子炉の、炉心部のＥＣＰを測定するための加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサであって、熱電対挿入用さや管との電位差を測定してＥＣＰを測定するための先端部と、略円弧が形成された第１の接触部を外周部に備え、熱電対挿入用さや管に挿入可能な外径を有するとともに先端部の最大径より大きな外径を有し、先端部に電気的に接続した白金線と接続する外部測定器からのケーブルが接続するガイド部と、略円弧が形成された第２の接触部を外周部に備え、先端部とガイド部との間に配置され先端部とガイド部とを絶縁し、熱電対挿入用さや管に挿入可能な外径を有するとともに先端部の最大径より大きな外径を有し、ガイド機能を兼ねた絶縁体からなる絶縁部とを備え、熱電対挿入用さや管への挿入時に、絶縁部の第１の接触部とガイド部の第２の接触部とが、熱電対挿入用さや管の内面に各々接触することにより生じる偶力により、先端部が熱電対挿入用さや管の内面に接触することを防止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＰＷＲ用ＥＣＰセンサは、既存の熱電対挿入用さや管に挿入可能であるため、ＰＷＲプラントの大規模な改造工事を必要とせずにＰＷＲ炉心部でのＥＣＰ測定が可能となる。そして、ＰＷＲプラントの運転中においてもＰＷＲ炉内の腐食環境をモニタリングすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態であるＰＷＲ用ＥＣＰセンサについて、図を参照して詳細に説明をする。
【００１３】
本発明者らは、大規模な改造工事を必要とせずにＰＷＲ炉心でのＥＣＰ測定が可能なＥＣＰセンサ設置手法について検討した。ＥＣＰセンサ設置場所選定の前提条件としては、炉心位置のなるべく近くで一次冷却材に接触すること、作用電極がＥＣＰセンサ近傍に存在すること、大規模な改造工事が不要であること、及び、ＥＣＰセンサの取り付け・取り外しが容易であること、が必要である。尚、作用電極は炉内構造材料と同種のステンレス鋼が望ましい。
【００１４】
ＥＣＰセンサ設置場所選定の結果、上記の条件を満たす設置場所として、炉心出口温度計測用熱電対のさや管が好適であることを見いだした。
【００１５】
ＰＷＲにおいて炉心出口温度計測用熱電対は炉内に数十本設置され、炉心の出口温度を測定している。この熱電対は主に、炉心の出力分布を監視する炉外核計装装置や炉内核計装装置機能のバックアップとして設置されているものであり、何カ所かの熱電対からの情報がなくなった場合でも、即座に炉心出力分布の監視に影響を与えるものではない。
【００１６】
図１は、本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが挿入される熱電対挿入用さや管の一例を示す図である。
【００１７】
図に示すように、熱電対挿入用さや管２０１は、ほぼ同一曲率の２ヶ所の屈曲部を有する配管が、両端において直管と異径継手により接続されている。従って、さや管全体としては３カ所の直線部Ｌ１〜Ｌ３と、直線部Ｌ１〜Ｌ３の隣り合う直線部の間に各々位置する２カ所の屈曲部Ｃ１、Ｃ２を有する。また、さや管の炉心側先端部には配管径より大きな径のザグリ部２０１ａを有する。熱電対挿入用さや管２０１は所定の内径φｄを有し、屈曲部Ｃ１、Ｃ２において、熱電対挿入用さや管２０１の中心軸は所定の曲率半径Ｒをもって屈曲している。また、屈曲部Ｃ１、Ｃ２により、直線部Ｌ１とＬ２及び直線部Ｌ２とＬ３は、各々所定の角度φ１、φ２をなすこととなる。
【００１８】
ＥＣＰセンサ及びケーブルをさや管内に設置するには、ケーブルの健全性を維持する観点から、ケーブルの許容湾曲半径より十分大きい屈曲部曲率半径を有するさや管を選定すること、センサ先端の白金部がさや管の内面に接触しないこと、及び異径継手、ザグリ部２０１ａにおいてＥＣＰセンサの引っ掛かりを防止することが必要となる。
【００１９】
また、さや管の選定にあたっては、既設の熱電対用ケーブルの許容湾曲半径は３Ｄ（Ｄ：ケーブル外径）で管理されており、これに安全率２を考慮した６Ｄ以上の曲率半径を有するさや管をＥＣＰセンサ設置用として選定する必要がある。また、センサ引抜きの際、ＥＣＰセンサの先端部がさや管のザグリ部２０１ａに引っ掛かることを防止するため、さや管のザグリ部２０１ａを避けて設置する必要がある。これにケーブルの熱膨張量を考慮して、設置位置を決める必要がある。
【００２０】
また、センサを引き抜く際には、このような部位での引っ掛かりの他、さや管内面とケーブル及びセンサとの接触による摺動抵抗が生じるため、引抜荷重が過大にならないようにして引き抜く必要がある。引抜荷重は、屈曲部及び異径継手をセンサ先端が通過する毎に段階的に低下する傾向がある。この時の最大引抜荷重がケーブルの引張強さを超えると破断に至るため、引抜荷重をケーブルの引張強さ以下に管理する必要がある。
【００２１】
図２は、本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが設けられたＰＷＲ容器の概略断面図である。また、図３は、本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが設けられたＰＷＲ容器の炉内計装配置を示す図である。なお、図２は、図３のＡＡ矢視断面における炉内配置を示している。
【００２２】
図に示すように、本実施形態のＰＷＲ容器３００は、熱電対引出管支持柱３０１〜３０４を備える。熱電対引出管支持柱３０１は、複数の熱電対挿入用さや管２０１Ａ〜２０１Ｆを支持する役割を有する。同様に、熱電対引出管支持柱３０２〜３０４は、複数の熱電対挿入用さや管を各々支持している。そして、熱電対挿入用さや管は、熱電対引出管支持柱３０１〜３０４の各位置から所定の各炉内計装配置位置（アドレス）へ屈曲して分岐することとなる。
【００２３】
ここで、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサが挿入され取り付けられる熱電対挿入用さや管は、図３に示す熱電対引出管支持柱３０１〜３０４に隣接する位置の熱電対挿入用さや管２０１Ａ〜２０４Ａとすることが好ましい。熱電対挿入用さや管２０１Ａ（Ｌ２）、２０２Ａ（Ａ６）、２０３Ａ（Ｒ１０）、２０４Ａ（Ｌ１４）は、分岐する熱電対引出管支持柱３０１（Ｌ１）、３０２（Ａ５）、３０３（Ｒ１１）、３０４（Ｌ１５）にそれぞれ隣接するアドレスに配置されているため、図１に示す熱電対挿入用さや管の屈曲部Ｃ１、Ｃ２の曲率が小さく、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサを挿入するのに適しているからである。
【００２４】
本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサは、内径φ４．６８ｍｍの熱電対挿入用さや管２０１Ａ〜２０４Ａに挿入可能であるとともに、熱電対挿入用さや管２０１Ａ〜２０４Ａの２カ所の屈曲部Ｃ１、Ｃ２を通過し、炉心部に到達可能である性能が求められる。また、異径継手と先端ザグリ部２０１ａでのＥＣＰセンサの引っ掛かりを防止するため、センサ形状は滑らかな形状のガイド部を有する構造が望ましい。
【００２５】
図４は、本発明の実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサの外観を示す図である。本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００は、先端部１１０と絶縁部１２０と中間部１３０とガイド部１４０と無機絶縁ケーブル１５０とにより構成されている。本実施形態において、無機絶縁ケーブル１５０を除くＰＷＲ用ＥＣＰセンサ本体１００の全長は約１１ｍｍである。
【００２６】
先端部１１０は、略円錐台状の形状を有し、先端に向かって細くなるテーパ部を有する。また、先端部は、ＢＷＲにおけるＥＣＰ測定に実績のある白金にて製造されている。
【００２７】
絶縁部１２０は、先端部１１０と連結しており、熱電対挿入用さや管に挿入可能で先端部１１０の最大径φＤ１１０より大きな外径φＤ１２０を有している。本実施形態ではφＤ１２０は、φ３．８ｍｍとする。また、外周部に円弧状の接触部１２０ａが形成されている。外周部に円弧状の接触部１２０ａが形成されることにより、熱電対挿入用さや管への挿入時の摩擦が低減できるとともに、屈曲部を通過する際にもほぼ点接触が維持されるため滑らかに通過することが可能となり、ケーブルの座屈を回避することが可能となる。
【００２８】
また、絶縁部１２０はサファイア等の絶縁体にて製造されている。
【００２９】
ガイド部１４０は、熱電対挿入用さや管に挿入可能で先端部１１０の最大径φＤ１１０より大きな外径φＤ１４０を有している。本実施形態ではφＤ１４０は、φ４．０ｍｍとする。また、外周部に円弧状の接触部１４０ａが形成されている。外周部に円弧状の接触部１４０ａが形成されることにより、熱電対挿入用さや管への挿入時の摩擦が低減できるとともに、屈曲部を通過する際にもほぼ点接触が維持されるため滑らかに通過することが可能となり、ケーブルの座屈を回避することが可能となる。
【００３０】
ガイド部１４０の一端には不図示の外部測定器からの無機絶縁ケーブル１５０が接続し、炉外部から炉内のＥＣＰ測定が可能となっている。
【００３１】
また、ガイド部１４０はコバール等の鉄、ニッケル、コバルト合金にて製造されている。
【００３２】
中間部１３０は、絶縁部１２０とガイド部１４０とを連結している。また、中間部１３０は、絶縁部１２０の外径φＤ１２０とガイド部１４０の外径φＤ１４０より小さな外径φＤ１３０を有する。
【００３３】
白金線１６０は、ガイド部１４０と中間部１３０と絶縁部１２０と先端部１１０とを貫通して設けられ、先端部１１０の先端にて溶接されている。
【００３４】
図５は、本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが、熱電対挿入用さや管の屈曲部に挿入された状態を示す図である。図６は、熱電対挿入用さや管の屈曲部を通過可能なＰＷＲ用ＥＣＰセンサの外形の条件を説明する図である。
【００３５】
ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００は、ＥＣＰ測定時に熱電対挿入用さや管２０１Ａ〜２０４Ａに挿入されて炉心へ到達する必要がある。したがって、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００は、さや管２０１Ａ（内径φｄ：４．６８ｍｍ）に挿入可能なサイズであり、かつ、さや管屈曲部Ｃ１、Ｃ２での引っかかりや座屈を回避する設計であることが必要となる。
【００３６】
このため、図５において、絶縁部１２０の円弧状の接触部１２０ａ上の点Ｓ及びガイド部１４０の円弧状の接触部１４０ａ上の点Ｃが、さや管２０１の外周部及び内周部の内面に接触したとき、先端部１１０のテーパ部先端の点Ｐがさや管２０１Ａの内面に接触しないことが求められる。この条件を満足することにより、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００が点Ｓ及び点Ｃにおいてさや管２０１Ａの内面から各々受ける接触力が偶力となり、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００をさや管２０１Ａに沿って回転させるため、先端部１１０（白金部）が、さや管２０１Ａの内面に接触することを防止して、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００の挿入を可能としている。
【００３７】
さらに詳しく説明すると、図６において、さや管２０１Ａの屈曲部Ｃ１、Ｃ２の曲率半径をρo（外周部曲率半径とする）、ρi（内周部曲率半径とする）、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００の中心軸と直線ＣＳのなす角をθ0、点Ｓにおけるさや管２０１の接線とＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００との中心軸とのずれ角をφ、線分ＣＳの長さをＣＳバーとすると、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００が点Ｓ及び点Ｃにおいて、さや管２０１Ａの内面と接するとき、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００上の点Ｐが、さや管２０１Ａの内面に接触しないためには、次の数式５（数５）に示す条件を満足することが必要である。
【００３８】
【数５】
2007171014.tif 000003
【００３９】
なおかつ、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００が点Ｓ及び点Ｃで、さや管２０１の内面と接している条件から、角φは次の数式６（数６）を満足しなければならない。
【００４０】
【数６】
2007171014.tif 000004
【００４１】
なお、外周部曲率半径ρoは、さや管２０１の曲率半径Ｒにさや管の内径φｄの１／２を加えたものであり、内周部曲率半径ρiは、さや管２０１の曲率半径Ｒからさや管の内径φｄの１／２を引いたものである。
【００４２】
図７は、本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサの外形を定める上記数式の導出過程を説明する図である。
【００４３】
さや管２０１の外周部が生成する円を、
【００４４】
【数７】
2007171014.tif 000005
【００４５】
とし、さや管２０１の内周部が生成する円を、
【００４６】
【数８】
2007171014.tif 000006
【００４７】
とする。また、点Sと点Ｃと通る任意の直線を
【００４８】
【数９】
2007171014.tif 000007
【００４９】
とする。ここで、点Ｃは、数式８の円と数式９の直線との交点のうち、点Ｓに近い方であるから、
【００５０】
【数１０】
2007171014.tif 000008
【００５１】
の解のうち、小さい方が点Ｃのｘ座標を与える。
【００５２】
数式１０をｘについて整理すると、
【００５３】
【数１１】
2007171014.tif 000009
【００５４】
数式１１を数式９に代入して、ｙについて解くと、
【００５５】
【数１２】
2007171014.tif 000010
【００５６】
よってＣＳの長さは、以下の式であらわすことができる。
【００５７】
【数１３】
2007171014.tif 000011
【００５８】
図８は、熱電対挿入用さや管に設置時のＰＷＲ用ＥＣＰセンサを示す図である。ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００は、設置時には熱電対挿入用さや管２０１の直線部に配置されることとなる。この場合には、絶縁部１２０の接触部１２０ａとガイド部１４０の接触部１４０ａのみが熱電対挿入用さや管２０１の内壁に接触して、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００の姿勢を、熱電対挿入用さや管２０１に対して、互いの中心軸がほぼ一致するように規制する。
【００５９】
これにより、先端部１１０が、熱電対挿入用さや管２０１の内壁に接触することはなく、先端部１１０の絶縁状態を維持することができる。そして、熱電対挿入用さや管２０１とＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００との間で起こる化学反応を電気信号として取り出し、正確なＥＣＰ測定を行うことが可能となる。
【００６０】
図９は、本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰ測定システムの構成を示す図である。
【００６１】
上述したとおり、ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００は、熱電対挿入用さや管２０１Ａ〜２０４Ａ内に挿入されることにより原子炉容器３００の内部に設置される。ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ１００からの各無機絶縁ケーブルは、ＢＮＣコネクタ４０１によりケーブル４１０に接続する。ケーブル４１０は、ケーブルトレイ４０２を経由し、中間コネクタパネル４０３の一方の面に接続する。中間コネクタパネル４０３の他方の面にはケーブル４１１が接続し、ケーブル４１１は既設端子盤４０４に接続する。既設端子盤４０４は、既設ケーブル４１２とＰＥＮＥ４０５と既設ケーブル４１３により既設端子盤４０６に接続する。既設端子盤４０６は、ケーブル４１４によりエレクトロメータ４０７に接続し、エレクトロメータ４０７は、ケーブル４１５により格納容器漏洩率検査室にある記録計４１５に接続している。
【００６２】
このように、ＰＷＲ用ＥＣＰ測定システム４００を構成することにより、ＥＣＰデータ確認可能場所である格納容器漏洩率検査室に記録計４１５を設置することが可能となる。また、ＰＷＲ用ＥＣＰ測定システム４００の構成に際し、既設端子板４０４、４０６や既設のケーブル４１２、４１３等の既設の機器を流用することができ、システム構築コストを削減することが可能となる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態の加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサは、既存の熱電対挿入用さや管に挿入可能であるため、ＰＷＲプラントの大規模な改造工事を必要とせずにＰＷＲ炉心でのＥＣＰ測定が可能となる。そして、ＰＷＲプラントの運転中においてもＰＷＲ炉内の腐食環境をモニタリングすることが可能となる。
【００６４】
また、本実施形態の加圧水型原子炉内のＥＣＰ測定システム及び加圧水型原子炉用ＥＣＰセンサは、ＰＷＲ炉に適用可能であるのみならず、ＢＷＲでも挿入可能な場所、例えばＬＰＲＭ（局部出力領域モニタ）にセンサを設置することにより、ＢＷＲ炉内のＥＣＰ測定を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが挿入される熱電対挿入用さや管の一例を示す図である。
【図２】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが設けられたＰＷＲ容器の概略断面図である。
【図３】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが設けられたＰＷＲ容器の炉内計装配置を示す図である。
【図４】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサの外観を示す図である。
【図５】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが、熱電対挿入用さや管の屈曲部に挿入された状態を示す図である。
【図６】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサの熱電対挿入用さや管の屈曲部を通過可能な外形の条件を説明する図である。
【図７】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサの外形を定める数式の導出過程を説明する図である。
【図８】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰセンサが、熱電対挿入用さや管の直線部に挿入された状態を示す図である。
【図９】本実施形態のＰＷＲ用ＥＣＰ測定システムの構成を示す図である。
【図１０】ＰＷＲ一次系統の概略図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００：ＰＷＲ用ＥＣＰセンサ
１１０：先端部
１２０：絶縁部
１３０：中間部
１４０：ガイド部
１５０：無機絶縁ケーブル
２０１：熱電対挿入用さや管
３００：原子炉容器
３０１：熱電対引出管支持柱
【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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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図７】
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