特許 6371242 原子炉内機器材料の防食方法及び防食システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6371242

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】原子炉内機器材料の防食方法及び防食システム

(51)【国際特許分類】

   G21D 1/00 20060101AFI20180730BHJP

   G21D 3/08 20060101ALI20180730BHJP

   G21C 19/307 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   G21D1/00 X

   G21D3/08 G

   G21C19/30 L

【請求項の数】15

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-52824(P2015-52824)

(22)【出願日】2015年3月17日

(65)【公開番号】特開2016-173275(P2016-173275A)

(43)【公開日】2016年9月29日

【審査請求日】2017年8月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】507250427

【氏名又は名称】日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】橘 正彦

(72)【発明者】

【氏名】石田 一成

(72)【発明者】

【氏名】和田 陽一

(72)【発明者】

【氏名】太田 信之

【審査官】 小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０２８４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５０５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９９／０１７３０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−００８５５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ２１Ｄ １／００−９／００

Ｇ２１Ｃ １９／００−１９／５０

Ｇ０１Ｎ ２７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原子炉冷却材が流動する給水系配管に、所定量の水素を注入する水素注入装置と、
前記給水系配管に、所定量の貴金属を注入する貴金属注入装置と、
前記給水系配管より分岐し内部を流動する前記原子炉冷却材に浸漬するよう分岐配管に配され、前記給水系配管を形成する原子炉構成材料と同種材料で形成される少なくとも２つ以上の電極と、
前記電極間の電気化学ノイズを測定し、当該測定結果から前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定し、前記推定された貴金属付着量に基づき、少なくとも前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期を検出し、所定量又は前記推定された貴金属付着量に応じて貴金属を前記給水系配管へ注入するよう前記貴金属注入装置を制御する電気化学ノイズ測定装置と、
を備えることを特徴とする防食システム。

【請求項2】

請求項１に記載の防食システムにおいて、
前記電気化学ノイズ測定装置は、原子炉冷却材中に溶存する水素が前記電極表面に残存する貴金属により触媒的に反応する酸化反応により生じる前記電極間の電位ノイズを測定する電位差計と、前記電極間の電流ノイズを測定する電流計を有することを特徴とする防食システム。

【請求項3】

請求項２に記載の防食システムにおいて、
前記原子炉構成材料と同種材料で形成される少なくとも２つ以上の電極を有する電気化学ノイズ測定用電極を、前記分岐配管内に前記原子炉冷却材の流動方向に沿って、相互に離間するよう複数配し、
前記複数の電気化学ノイズ測定用電極表面に予め付着された貴金属量は相互に異なり、
前記電気化学ノイズ測定装置は、前記各電気化学ノイズ測定用電極と、前記電位差計及び前記電流計との電気的接続を切り替える切替え部を備えることを特徴とする防食システム。

【請求項4】

請求項２又は請求項３に記載の防食システムにおいて、
前記電気化学ノイズ測定装置は、
前記電位差計より得られる所定期間内の電位ノイズから電位ノイズの標準偏差を求めると共に、前記電流計より得られる所定期間内の電流ノイズから電流ノイズの標準偏差を求める演算部を備え、
前記演算部は、前記電位ノイズの標準偏差を前記電流ノイズの標準偏差で除することによりノイズ抵抗を求め、当該求めたノイズ抵抗に基づき、前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定することを特徴とする防食システム。

【請求項5】

請求項４に記載の防食システムにおいて、
前記電気化学ノイズ測定装置は、
予め前記ノイズ抵抗と前記貴金属付着量との相関関係を表す検量線を格納する記憶部を備え、
前記演算部は、求めたノイズ抵抗及び前記記憶部に格納される検量線を用いて、前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定することを特徴とする防食システム。

【請求項6】

請求項５に記載の防食システムにおいて、
前記記憶部は、予め設定された貴金属付着量の下限値を格納し、
前記演算部は、前記推定された電極表面に残存する貴金属付着量が前記下限値以下の場合、前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期であることを検出することを特徴とする防食システム。

【請求項7】

原子炉冷却材が流動する給水系配管に、所定量の水素を注入する水素注入装置と、
前記給水系配管に、所定量の貴金属を注入する貴金属注入装置と、
前記給水系配管より分岐し内部を流動する前記原子炉冷却材に浸漬するよう分岐配管に配され、前記給水系配管を形成する原子炉構成材料と同種材料で形成される相互に絶縁された第一電極及び第二電極と、
前記第一電極及び第二電極の間に絶縁部材を介して配される疑似参照電極と、
前記電極間の電気化学ノイズを測定し、当該測定結果から前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定し、前記推定された貴金属付着量に基づき、少なくとも前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期を検出し、所定量又は前記推定された貴金属付着量に応じて貴金属を前記給水系配管へ注入するよう前記貴金属注入装置を制御する電気化学ノイズ測定装置と、
を備えることを特徴とする防食システム。

【請求項8】

請求項７に記載の防食システムにおいて、
前記疑似参照電極は、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｚｒ、Ｚｒ合金、Ｐｔ、Ｒｈ、及びＰｄの何れかにより形成されることを特徴とする防食システム。

【請求項9】

請求項８に記載の防食システムにおいて、
前記電気化学ノイズ測定装置は、
原子炉冷却材中に溶存する水素が前記第一電極及び前記疑似参照電極に残存する貴金属により、触媒的に反応する酸化反応により生じる前記第一電極及び前記疑似参照電極間の電位ノイズを測定する電位差計と、
原子炉冷却材中に溶存する水素が前記疑似参照電極及び前記第二電極に残存する貴金属により、触媒的に反応する酸化反応により生じる前記疑似参照電極及び前記第二電極間の電流ノイズを測定する電流計と、
を備えることを特徴とする防食システム。

【請求項10】

請求項９に記載の防食システムにおいて、
前記第一電極及び前記第二電極並びに前記疑似参照電極を有する電気化学ノイズ測定用電極を、前記分岐配管内に前記原子炉冷却材の流動方向に沿って、相互に離間するよう複数配し、
前記複数の電気化学ノイズ測定用電極表面に予め付着された貴金属量は相互に異なり、
前記電気化学ノイズ測定装置は、前記各電気化学ノイズ測定用電極と、前記電位差計及び前記電流計との電気的接続を切り替える切替え部を備えることを特徴とする防食システム。

【請求項11】

給水系配管内を流動する原子炉冷却材に、所定量の水素を注入する原子炉内機器材料の防食方法であって、
溶存水素を含む原子炉冷却材中に浸漬され、前記給水系配管を形成する原子炉構成材料と同種材料で形成される少なくとも２つ以上の電極により、前記電極間の電気化学ノイズを測定し、
前記測定された電気化学ノイズに基づき前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定し、
前記推定された貴金属付着量に基づき、少なくとも前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期を検出し、
所定量又は前記推定された貴金属付着量に応じて、前記給水系配管へ貴金属を注入することを特徴とする原子炉内機器材料の防食方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の原子炉内機器材料の防食方法において、

原子炉冷却材中に溶存する水素が前記電極表面に残存する貴金属により触媒的に反応する酸化反応により前記電極間に生じる電位ノイズを測定すると共に、前記電極間に生じる電流ノイズを測定することにより、前記電気化学ノイズを測定することを特徴とする原子炉内機器材料の防食方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の原子炉内機器材料の防食方法において、
前記測定される電位ノイズの所定期間の時系列データから電位ノイズの標準偏差を求めると共に、前記測定される電流ノイズの所定期間の時系列データから電流ノイズの標準偏差を求め、
前記求めた電位ノイズの標準偏差を、前記求めた電流ノイズの標準偏差により除することによりノイズ抵抗を求め、
前記求めたノイズ抵抗に基づき、前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定することを特徴とする原子炉内機器材料の防食方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の原子炉内機器材料の防食方法において、
予め記憶部に格納される、前記ノイズ抵抗及び前記貴金属付着量との相関関係を表す検量線を読み出し、
前記読み出された検量線と前記求めたノイズ抵抗により、前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定することを特徴とする原子炉内機器材料の防食方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の原子炉内機器材料の防食方法において、
予め設定され記憶部に格納される貴金属付着量の下限値を読み出し、
前記推定された電極表面に残存する貴金属付着量が、前記読み出された下限値以下の場合、前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期であることを検出することを特徴とする原子炉内機器材料の防食方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原子炉内機器材料の防食方法に係り、特に、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）内での供用状態において原子炉冷却材と接触し、かつ、原子炉運転中に原子炉冷却材中に貴金属と水素を添加することで応力腐食割れを抑制するオンライン貴金属注入技術に適用するに好適な防食方法及び防食システムに関する。

【背景技術】

【0002】

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、原子炉冷却材と接触する部位において、特定の条件下で応力腐食割れ（ＳＣＣ：Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ）の感受性を示す。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。
ＳＣＣは、炉内環境において、電気化学腐食電位（ＥＣＰ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を−０．１Ｖｖｓ．ＳＨＥ以下に低下することで、発生、進展ともに抑制できることが知られている。ＥＣＰは、基準となる電位を発生する電極を基準として、溶液中に浸漬された金属が発生する電位であり、腐食環境の強度を表すパラメータとして用いられる。基準となる電極電位として、標準水素電極（ＳＨＥ）電位が広く用いられている。ＳＨＥに対する電位は、各温度における式（１）の反応における電子のエネルギーを０Ｖとおいた場合の相対電位であり、Ｖｖｓ．ＳＨＥの単位で表記される。
Ｈ_２ = ２Ｈ^＋ ＋ ２ｅ⁻ ・・・（１）
原子炉冷却材（以下、炉水と称す）中に一定以上の濃度の溶存水素が存在すると、炉内機器材料のＥＣＰが低下することが知られている。このため、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炉水の腐食環境を改善するため、水素注入が広く用いられている。原子炉内の炉水には、炉水の放射線分解により生成され、構造部材の腐食の原因となる酸化剤として、酸素および過酸化水素が含まれており、主としてそれらが腐食環境を形成している。水素注入は、給水系配管等を介して炉水に水素を注入し、炉水の放射線分解により生成する酸素および過酸化水素の生成量を減じる技術である。酸素や過酸化水素などの酸化剤の濃度の低下によりＥＣＰが低下し、構造部材におけるＳＣＣの発生および進展が緩和される。

【0003】

水素注入を実施した際におけるＥＣＰの低下をさらに促進させる技術として、例えば、原子炉停止中に、炉水に白金族貴金属元素を注入すると共に水素注入を併用することが知られている（特許文献１）。貴金属元素の表面上では水素の酸化反応が触媒的に進行するため、水素注入によるＥＣＰの低減幅がさらに大きくなる。
また、特許文献２には、炉水に水素を注入し、電気化学ノイズを用いて原子炉内の腐食をモニタリングする技術が示されている。測定される電気化学ノイズから、電極表面の酸化皮膜のボイド移動速度を求め、予め求められたボイド移動速度とＳＣＣ発生確率との相関を用いて炉水と接する構造部材のＳＣＣ発生確率を求めるものである。
ＥＣＰ測定に基づいてオンライン貴金属注入の有効性を確認する方法の一つとして、脱塩水を使用して炉水サンプルの酸素濃度を調節する方法が、特許文献３に記載されている。ＥＣＰ測定部に炉水が到達するまでに、配管内で酸素が消費され、酸素濃度が低下することにより過剰に低いＥＣＰが測定され得る。そこで特許文献３では、ＥＣＰ測定部より上流側で脱塩水を炉水に注入し酸素濃度を上昇させ、本来、ＥＣＰ測定すべき炉水を模擬する、すなわち、炉水と同等の酸素濃度とするものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平４−２２３２９９号公報

【特許文献2】特開２００９−８５５０号公報

【特許文献3】特開２０１３−６８６１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

原子炉の定格運転期間中に、オンライン貴金属注入によるＥＣＰ低減効果の有効性、すなわち、ＳＣＣ抑制効果が得られているか否かを動態監視することが重要となる。
原子炉構造材の表面に付着した貴金属は、原子炉の定格運転期間中を通じて徐々に炉水中に離脱・再付着を繰り返すが、その付着量は経時的に減少する。このため、オンライン貴金属注入の有効性が得られていることを確認し、必要に応じて貴金属の再付着処理を実施する必要がある。
しかしながら、特許文献１では原子炉停止中に、貴金属注入及び水素注入を行うものであり、オンライン貴金属注入の有効性の確認については、考慮されていない。
特許文献２では、水素注入技術を用いるものの、貴金属注入による水素の酸化反応を触媒的に促進する点について配慮されておらず、また、ＳＣＣ発生確率を求めるに止まる。
また、特許文献３は、オンライン貴金属注入の有効性を、ＥＣＰ測定により確認するものである。しかしながら、ＥＣＰの急激な変化は、貴金属注入の有効性が喪失した時点以降に生じることが予想される。従って、貴金属の再付着処理によるＳＣＣ抑制効果を得ることは困難となる。これは、ＥＣＰがアノード分極曲線とカソード分極曲線の交点で表され、かつ、ステンレス鋼に代表される不働態金属のアノード分極曲線が非線形であることに起因する。

【0006】

そこで、本発明は、原子炉の定格運期間中において、オンライン貴金属注入の有効性が喪失する時期を推定することで、応力腐食割れを抑制し得る原子炉内機器材料の防食方法及び防食システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の防食システムは、原子炉冷却材が流動する給水系配管に、所定量の水素を注入する水素注入装置と、前記給水系配管に、所定量の貴金属を注入する貴金属注入装置と、前記給水系配管より分岐し内部を流動する前記原子炉冷却材に浸漬するよう分岐配管に配され、前記給水系配管を形成する原子炉構成材料と同種材料で形成される少なくとも２つ以上の電極と、前記電極間の電気化学ノイズを測定し、当該測定結果から前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定し、前記推定された貴金属付着量に基づき、少なくとも前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期を検出し、所定量又は前記推定された貴金属付着量に応じて貴金属を前記給水系配管へ注入するよう前記貴金属注入装置を制御する電気化学ノイズ測定装置と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の防食システムは、原子炉冷却材が流動する給水系配管に、所定量の水素を注入する水素注入装置と、前記給水系配管に、所定量の貴金属を注入する貴金属注入装置と、前記給水系配管より分岐し内部を流動する前記原子炉冷却材に浸漬するよう分岐配管に配され、前記給水系配管を形成する原子炉構成材料と同種材料で形成される相互に絶縁された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び第二電極の間に絶縁部材を介して配される疑似参照電極と、前記電極間の電気化学ノイズを測定し、当該測定結果から前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定し、前記推定された貴金属付着量に基づき、少なくとも前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期を検出し、所定量又は前記推定された貴金属付着量に応じて貴金属を前記給水系配管へ注入するよう前記貴金属注入装置を制御する電気化学ノイズ測定装置と、を備えることを特徴とする。
更にまた、本発明の原子炉内機器材料の防食方法は、給水系配管内を流動する原子炉冷却材に、所定量の水素を注入する原子炉内機器材料の防食方法であって、溶存水素を含む原子炉冷却材中に浸漬され、前記給水系配管を形成する原子炉構成材料と同種材料で形成される少なくとも２つ以上の電極により、前記電極間の電気化学ノイズを測定し、前記測定された電気化学ノイズに基づき前記電極表面に残存する貴金属付着量を推定し、前記推定された貴金属付着量に基づき、少なくとも前記給水系配管へ貴金属を添加すべき時期を検出し、所定量又は前記推定された貴金属付着量に応じて、前記給水系配管へ貴金属を注入することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、原子炉の定格運期間中において、オンライン貴金属注入の有効性が喪失する時期を推定することで、応力腐食割れを抑制し得る原子炉内機器材料の防食方法及び防食システムを提供することが可能となる。

【0009】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施例に係る実施例１の防食システムの全体構成図である。

【図2】鉄の腐食時における材料／冷却材界面の電荷授受と、材料表面に付着した貴金属の表面で生じる水素の酸化反応の電荷授受を模式的に示した図である。

【図3】材料（母材）表面に付着した貴金属の量が多い場合と少ない場合の、炉水及び母材界面の断面模式図である。

【図4】図１に示す電気化学ノイズ測定用電極の縦断面図及びＡ−Ａ断面矢視図である。

【図5】図１に示す防食システムの動作を示すフローチャートである。

【図6】ノイズ抵抗と貴金属付着量との相関関係を表す検量線を示す図である。

【図7】本発明の他の実施例に係る実施例２の防食システムの全体構成図である。

【図8】本発明の他の実施例に係る実施例３の防食システムの全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態における防食方法及び防食システムでは、電気化学ノイズの測定法を適用して、貴金属注入の有効性を確認する。ここで、電気化学ノイズの測定法とは、測定対象材料である原子炉内機器材料（以下では、原子炉構成材という場合もある）の電位や電流を人為的に変化させないパッシブな測定法であり、化学プラント等の腐食監視に用いられている。本明細書では、原子炉内機器及び給水系配管等の各種配管の構成材料を、原子炉内機器材料（原子炉構成材料）と呼称する。
電気化学ノイズの測定法は、溶液中に浸漬された金属電極が自然に生起する、電位の経時的な揺らぎから、又は電流の経時的な揺らぎから、或はその両方の経時的な揺らぎから求めた電位／電流比から、腐食状態を評価する手法である。評価対象材料（測定対象材料）で製作した同種材料の少なくとも２個以上の電極、或は、評価対象材料で製作した電極と、基準となる一定の電位を常に発生する疑似参照電極とを、電位差計や無抵抗電流計に接続して測定する。

【0012】

本発明の実施形態では、電気化学ノイズの測定法を用いて、貴金属上で触媒的に生じる水素の酸化反応の反応量を算出し、その結果から測定対象材料である原子炉構成材料上に残存する貴金属の量を推定することで、貴金属注入の有効性を、その有効性が喪失するよりも以前の時点で判定することを特徴とする。
なお、電気化学ノイズの測定法には、（ａ）電位ノイズのみを測定する方式、（ｂ）電流ノイズのみを測定する方式、（ｃ）電位ノイズと電流ノイズ双方を同時に測る方式、とがある。また、電気化学ノイズ測定用電極も複数種類存在する。上記（ａ）の場合は、評価対象材料（測定対象材料）で製作した同種材料の２個の電極、或は、評価対象材料で製作した電極と、常に基準となる一定の電位を発生する疑似参照電極とを一組として使用する。上記（ｂ）の場合は、評価対象材料で製作した同種材料の２個の電極が用いられる。上記（ｃ）の場合は、評価対象材料で製作した同種材料の３個の電極、或は、評価対象材料で製作した同種材料の２個の電極と、常に基準となる一定の疑似参照電極１個とを一組として使用する。
加えて、電気化学ノイズの評価法には、（ａ）ランダムなノイズから全面腐食の進行状態を評価するものと、（ｂ）個々の波形を解析することで局部腐食の発生有無を評価するものとがある。

【0013】

本発明の実施形態では、電位ノイズと電流ノイズを同時に連続的に測定し、得られたランダムなノイズを用いて、貴金属上における単位時間あたりの水素の酸化反応の量を評価して貴金属の残存付着量を推定する。以下、本明細書では、電位ノイズと電流ノイズの総称として、単に、電気化学ノイズと称する場合もある。

【0014】

一般に各種プラント等の設備管理で用いられている電気化学ノイズの測定は、腐食速度を監視する目的で適用される。腐食は、電極と溶液の固液界面で生じる電気化学反応によって生じる。原子炉内における主要な酸化剤である酸素の還元反応と、主要な原子炉構成材料の一成分である鉄の酸化反応がカップリングした場合の腐食の模式図を図２に示す。図２の上段に示すように、鉄が溶出する際に材料（原子炉構成材料）内に放出する電子が、酸素の還元反応によって消費される。電気化学ノイズは、腐食に伴って材料内を流れる電荷の移動量のゆらぎと、それに伴って生じる電位の揺らぎであって、それらが腐食速度と相関を持つことから腐食モニタリング法として用いられている。

【0015】

一方、貴金属注入を適用し、かつ、炉水（原子炉冷却材）中に溶存水素を添加しているプラントでは、図２の下段に示すように、貴金属上において水素が触媒的に酸化されるため、鉄の酸化反応に代わって、貴金属の表面上において水素の酸化反応が生じる。水素の酸化反応で放出された電子は材料内へ移動するため、材料側の電子移動は腐食反応の際と類似となる。このことから、発明者らは、鉄がイオン化して溶出する腐食の速度を評価可能な電気化学ノイズの測定法によって、貴金属表面上における水素の酸化反応の速度もまた評価可能であることを見出した。

【0016】

電気化学ノイズは、電極表面での電気化学反応の結果生じる、電極電位と電流のゆらぎである。得られた電位ノイズΔＥと、電流ノイズΔＩを演算部に逐次入力し、その都度ΔＥ／ΔＩを算出する。このとき、ΔＥ、ΔＩの経時変化から求めた各々の標準偏差σ_Ｅ、σ_Ｉを用いて、σ_Ｅ／σ_Ｉとしても良い。電圧／電流は抵抗の単位を持ち、反応の進行しやすさを表している。ΔＥ／ΔＩも同様に抵抗の単位を持ち、ノイズ抵抗Ｒ_ｎと呼ばれている。ノイズ抵抗Ｒ_ｎは、界面での電荷移動反応の容易さを表しており、単位時間あたりの電荷移動反応量が多いと小さくなる。ノイズ抵抗Ｒ_ｎは、固液界面において単位電流が流れたときの電位変化、すなわち分極曲線の平衡電位近傍における傾きを表していることになる。

【0017】

図３は、材料（母材）表面に付着した貴金属の量が多い場合と少ない場合の、炉水及び母材界面の断面模式図である。例えば、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の炉水条件においては、炉水中の水素濃度が一定の場合、ノイズ抵抗Ｒ_ｎは貴金属上における水素の酸化反応の反応量に依存する。すなわち、図３の上図に示すように、水素の酸化反応の反応量が多い場合は、貴金属付着量が多いと判定できる。また、図３の下図に示すように、水素の酸化反応の反応量が少ない場合は、貴金属付着量が少ないと判定できる。従って、水素濃度一定の条件の下、予め貴金属付着量とノイズ抵抗Ｒ_ｎとの相関を求めておくことで、原子炉構成材料表面に付着している貴金属の量を推定できる。
なお、従来のＥＣＰのみを測定する方式では、仮に、水素と酸素が同時に流れてきた場合、水素による影響及び酸素による影響が同時に検出されてしまう。しかし、本発明の実施形態で用いる電気化学ノイズの測定法によれば、貴金属上での水素の酸化反応が触媒的に生じるため、如何なる酸素濃度の状況下においても、酸化反応に供される水素量を検出することができる。よって、電気化学ノイズの測定法を用いることにより、酸素濃度の調整は不要となる。
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。

【実施例1】

【0018】

図１は、本発明の一実施例に係る実施例１の防食システムの全体構成図である。図１に示すように、防食システム１は、内部を炉水（原子炉冷却材）が流動する評価対象である給水系配管６に水素供給配管を介して所定量の水素を注入する水素注入装置４、給水系配管６に貴金属供給配管９を介して所定量の貴金属を注入する貴金属注入装置５、分岐配管７に設置され、給水系配管６と同種材料にて形成された電気化学ノイズ測定用電極２、及び電気化学ノイズ測定装置３を備える。
給水系配管６は、オンライン貴金属注入によって接液面に貴金属が付着されている。なお、給水系配管６の一方端、すなわち、炉水の流動方向に沿って下流側の端部は、図示しない原子炉圧力容器に接続されている。そして、給水系配管６の内部を流動する炉水（原子炉冷却材）は、原子炉圧力容器のダウンカマ内へ流入し、複数の燃料集合体が装荷された炉心（図示せず）の下方から上方へと通流することにより、燃料集合体を冷却する。
分岐配管７は、給水系配管６の所定の位置に設けられ、給水系配管６内を流動する炉水の一部をその内部へ導入する。分岐配管７の接液面も貴金属が付着されている。図１に示すように、水素注入装置４及び貴金属注入装置５は、給水系配管６内を流動する炉水（原子炉冷却材）の流動方向において、分岐配管７より上流側にて、それぞれ、水素供給配管８及び貴金属供給配管９を介して、給水系配管６に接続されている。

【0019】

電気化学ノイズ測定用電極２は、給水系配管６と同様の処理により表面に貴金属が付着されている。また、電気化学ノイズ測定用電極２は、分岐配管７の内部を流動する炉水に接するよう、分岐配管７に装荷されており、詳細は後述する表面に貴金属が付着された３個の電極から構成される。これら３個の電極は、それぞれリード線４０ａ、４０ｂ、４０ｃを介して電気化学ノイズ測定装置３に接続される。電気化学ノイズ測定装置３からの出力は、制御信号線３７を介して貴金属注入装置５に入力される。なお、図１では、給水系配管６へ注入すべき水素量の指令値を水素注入装置４へ送信する制御信号線を省略している。

【0020】

電気化学ノイズ測定装置３は、リード線４０ａ及びリード線４０ｂと接続される電位差計３１、リード線４０ｂ及びリード線４０ｃと接続される電流計３２、電位差計３１に接続され、電位差計３１の出力から所望の周波数のみを抽出するためのフィルタ３３ａ、電流計３２に接続され、電流計３２の出力から所望の周波数のみを抽出するためのフィルタ３３ｂ、フィルタ３３ａ及びフィルタ３３ｂの出力に基づきノイズ抵抗Ｒ_ｎを演算する演算部３４、予め実測により得られた貴金属付着量とノイズ抵抗Ｒ_ｎとの相関関係を表す検量線を格納する記憶部３５、及び演算部３４に接続され、貴金属注入装置５へ制御信号線３７を介して給水系配管６へ注入すべき貴金属量の指令値を出力する制御部３６から構成される。ここで、演算部３４は、求めたノイズ抵抗Ｒ_ｎと詳細後述する検量線を参照することにより、電気化学ノイズ測定用電極２の表面に付着する貴金属付着量を推定する。制御部３６は、演算部３４により得られた電気化学ノイズ測定用電極２の貴金属付着量に基づき、所定量の貴金属を給水系配管６へ注入するよう貴金属注入装置５を制御する。すなわち、演算部３４及び制御部３６は、給水系配管６へ貴金属注入装置５から貴金属を添加すべき時期（添加時期）の検出を、協働して実行する。
フィルタ３３ａ及びフィルタ３３ｂは、例えば、所望の周波数帯域の周波数のみを通過させるバンドパスフィルタにて実現される。また、演算部３４及び制御部３６は、例えば、各種プログラムを格納するＲＯＭ、演算過程のデータを一時的に格納するＲＡＭ、及び、ＲＯＭに格納された各種プログラムを読出し実行するＣＰＵ等のプロセッサにて実現される。ここで、ＲＯＭに格納される各種プログラム及び／又は、ＲＡＭに格納される演算過程のデータを、記憶部３５に格納するよう構成しても良い。

【0021】

図４は、図１に示す電気化学ノイズ測定用電極の縦断面図及びＡ−Ａ断面矢視図である。図４の縦断面図に示すように、電気化学ノイズ測定用電極２は、給水系配管６等の原子炉構成材料と同種材料で形成される第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ、及び第三電極２１ｃから構成される。第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ、及び第三電極２１ｃの表面には、給水系配管６と同様の処理により貴金属が付着されている。また、白抜き矢印にて示す炉水（原子炉冷却材）の分岐配管７内における流動方向に沿って、上流側より下流側へと、第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ、第三電極２１ｃが配される。第一電極２１ａと第二電極２１ｂ間、第二電極２１ｂと第三電極２１ｃ間には絶縁部材２２が配され、相互に電気的に接触しない構成とされている。また、炉水の流動方向において、最上流側及び最下流側に配される絶縁部材２２と接触する構造部材２３は、分岐配管７に溶接によって固定されている。そして、最上流側及び最下流側に配される絶縁部材２２は、それぞれ構造部材２３にロウ付けによって固定されている。これにより、電気化学ノイズ測定用電極２を構成する第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ、及び第三電極２１ｃは、分岐配管７側の末端が炉水に接するよう固定され、相互に電気的に接触することなく、かつ、分岐配管７と電気的に接触することなく配される。
図４のＡ―Ａ断面矢視図に示すように、電気化学ノイズ測定用電極２を構成する第一電極２１ａ〜第三電極２１ｃ及び絶縁部材２２の分岐配管７側の末端は、分岐配管７内を流動する炉水（原子炉冷却材）に対し流路抵抗とならぬよう配される。また、第一電極２１ａ〜第三電極２１ｃの分岐配管７側の末端とは反対側の端部は、それぞれ、リード線４０ａ〜４０ｃに接続されている。
次に、防食システム１の動作について説明する。図５は、図１に示す防食システムの動作を示すフローチャートである。原子炉の定格運転中において、給水系配管６内には常に炉水（原子炉冷却材）が流動する。給水系配管６内を流動する炉水の一部は、分岐配管７へ導入され、原子炉の定格運転期間中は、常に、電気化学ノイズ測定用電極２を構成する第一電極２１ａ〜第三電極２１ｃの接液部（分岐配管７側の末端）と接触する。この状態において、電気化学ノイズ測定装置３を構成する制御部３６（図１）からの指令値に応じて、貴金属注入装置５は貴金属供給配管９を介して給水系配管６へ貴金属を注入する。すなわち、オンライン貴金属注入を施工する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１により、電気化学ノイズ測定用電極２を構成する第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ、及び第三電極２１ｃの接液部に、給水系配管６と同様の施工条件で貴金属が付着される。
ステップＳ１２では、制御部３６からの指令値に応じて、水素注入装置４は水素供給配管８を介して給水系配管６へ水素を注入する。ステップＳ１２により、給水系配管６内を流動する炉水（原子炉冷却材）中に水素が溶存される。

【0022】

ステップＳ１３では、電気化学ノイズ測定装置３を構成する電位差計３１（図１）が、第一電極２１ａ及び第二電極２１ｂ間に生じる電位Ｅを、１０Ｈｚのサンプリング周波数で連続的に測定する。同時に、電気化学ノイズ電測定装置３を構成する電流計３２は、第二電極２１ｂ及び第三電極２１ｃ間に生じる電流Ｉを、１０Ｈｚのサンプリング周波数で連続的に測定する。これにより、１ｓｅｃ間当たり、１０個の電位Ｅ及び電流Ｉのサンプリングデータが取得される。フィルタ３３ａは、電位差計３１により測定された電位Ｅのうち、１０Ｈｚから１００Ｈｚの周波数帯域の信号のみを通過させ、演算部３４へ出力する。同様に、フィルタ３３ｂは、電流計３２により測定された電流Ｉのうち、１０Ｈｚから１００Ｈｚの周波数帯域の信号のみを通過させ、演算部３４へ出力する。このとき、フィルタ３３ａ及びフィルタ３３ｂを通過し演算部３４へ入力される信号は、記憶部３６へ逐次格納される。

【0023】

ステップＳ１４では、演算部３４は、記憶部３５に格納される電位ノイズの直近の所定時間ｔｓｅｃ間の時系列データを抽出する。また、同様に、演算部３４は、記憶部３５に格納される電流ノイズの直近の所定時間ｔｓｅｃ間の時系列データを抽出する。ここで、所定時間ｔｓｅｃを、例えば、６００ｓｅｃと設定した場合、演算部３４により抽出される電位ノイズＥの時系列データは、６０００個（サンプリングデータ数）の点列となる。また、同様に、演算部３４により抽出される電流ノイズＩの時系列データは、６０００個（サンプリングデータ数）の点列となる。
ステップＳ１５では、演算部３４は、抽出された電位ノイズＥの時系列データ、すなわち、電位ノイズＥの経時変化から標準偏差σ_Ｅを算出する。また、演算部３４は、抽出された電流ノイズＩの時系列データ、すなわち、電流ノイズＩの経時変化から標準偏差σ_Ｉを算出する。更に、演算部３４は、Ｒ_ｎ＝σ_Ｅ／σ_Ｉの関係式により、ノイズ抵抗Ｒ_ｎを算出する（ステップＳ１６）。

【0024】

次に、ステップＳ１７では、演算部３４は、記憶部３５を参照し、予め記憶部３５内に格納される電気化学ノイズ測定用電極２の構成材料表面の貴金属付着量Ｗとノイズ抵抗Ｒ_ｎとの相関関係を表す検量線を読み出し、上述のステップＳ１６にて得られたノイズ抵抗Ｒ_ｎから貴金属付着量Ｗを推定する。ここで、図６に、ノイズ抵抗と貴金属付着量との相関関係を表す検量線を示す。検量線は、横軸をノイズ抵抗Ｒ_ｎ、縦軸を貴金属付着量Ｗとするグラフとして、記憶部３５に格納されている。図６に示すように、ノイズ抵抗Ｒ_ｎと貴金属付着量Ｗは、反比例の関係にある。ステップＳ１６にて算出されたノイズ抵抗Ｒ_ｎがＲ_ｎ１の場合、検量線により貴金属付着量ＷはＷ１と推定される。
なお、ステップＳ１７では、演算部３４が、図６に示す検量線を用いて、算出されたノイズ抵抗Ｒ_ｎから貴金属付着量Ｗを推定する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、図６に示す検量線に替えて、ノイズ抵抗Ｒ_ｎに加え、炉水（原子炉冷却材）の温度、圧力、水素濃度、酸化剤濃度、電気伝導度、ｐＨ、及び流速のうちのいずれか、又はこれらの組み合わせをパラメータとして含め、予め求めたこれらパラメータと貴金属付着量Ｗとの相関関係を示す相関式を用いる構成としても良い。

【0025】

図５に戻り、ステップＳ１８では、演算部３４は、推定した貴金属付着量Ｗが、記憶部３５内に予め格納された事業者が定めた下限付着量である下限値（Ｗｍｉｎ）以下か否か判定する。判定の結果、推定した貴金属付着量Ｗが下限値（Ｗｍｉｎ）以下の場合には、ステップＳ１９へ進む。一方、判定の結果、推定した貴金属付着量Ｗが下限値（Ｗｍｉｎ）を上回る場合には、ステップＳ１３へ戻り、ステップＳ１８までの処理を繰り返し実行する。すなわち、ステップＳ１８では、演算部３４が、給水系配管６へ貴金属注入装置５から貴金属を添加すべき時期（添加時期）の検出を実行する。
ステップＳ１９では、制御部３６は、演算部３４より推定した貴金属付着量Ｗが下限値（Ｗｍｉｎ）以下であることを示す信号を受信すると、所定量の貴金属を注入するよう指令値を、制御信号線３７を介して貴金属注入装置５へ出力する。貴金属注入装置５は、制御部３６からの指令値に応じて、所定量の貴金属を、貴金属供給配管９を介して給水系配管６へ注入する。すなわち、オンライン貴金属注入を再施工する。その後、ステップＳ１３へ戻り、ステップＳ１８までの処理を繰り返し実行し、ステップＳ１８にて、推定された貴金属付着量Ｗが下限値（Ｗｍｉｎ）を上回ると判定されるまで、連続的、または断続的に貴金属注入装置５より給水系配管６へ所定量の貴金属が注入される。
ここで、所定量とは、例えば、予め定めた一定量でも良く、または、初期状態の貴金属付着量（Ｗｏ）とステップＳ１７にて推定された貴金属付着量Ｗとの差分、或はこの差分に応じた量を含むものとする。また、事業者により予め設定される下限付着量である下限値（Ｗｍｉｎ）は、例えば、貴金属が水素の酸化反応における触媒的効果を発揮することが困難となる貴金属量に所定量を加算した値を下限値として設定しても良い。
なお、ステップＳ１８の処理を、演算部３４に替えて、制御部３６が実行するよう構成しても良い。この場合、ステップＳ１７にて演算部３４により得られる、推定された貴金属付着量Ｗを制御部３６が受信する。その後、制御部３６は、推定された貴金属付着量Ｗが下限値（Ｗｍｉｎ）以下か否かを判定する。

【0026】

以上のように、防食システム１が動作することにより、オンライン貴金属注入の有効性が喪失する前に、貴金属の添加時期が検出され、オンライン貴金属注入が再施工されるため、原子炉内機器及び給水系配管等の原子炉構成材料の応力腐食割れを抑制することができる。

【0027】

なお、図５において、ステップＳ１４において、電位ノイズＥ及び電流ノイズＩの時系列データを抽出するための直近の所定時間ｔｓｅｃを、６００ｓｅｃに替えて、３６００ｓｅｃとしても良い。この場合、演算部３４により抽出される電位ノイズＥの時系列データ及び電流ノイズＩの時系列データは、３６０００個（サンプリングデータ数）の点列となる。ここで、設定する直近の所定時間ｔｓｅｃは、長い時間となる程サンプリングデータ数が増大し、変動が少なくなる。しかし、逆に、貴金属付着量が徐々に減少している場合、その変化を検出することが困難となる可能性がある。従って、電位ノイズＥ及び電流ノイズＩの時系列データを抽出するための直近の所定時間ｔｓｅｃとして、６００ｓｅｃ〜３６００ｓｅｃの範囲内で、所望の時間を設定することが望ましい。

【0028】

また、本実施例では、第一電極２１ａ及び第二電極２１ｂ間に生じる電位Ｅ、及び第二電極２１ｂ及び第三電極２１ｃ間に生じる電流Ｉを、１０Ｈｚのサンプリング周波数で連続的に測定する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、１０Ｈｚに替えて１Ｈｚのサンプリング周波数で電位Ｅ及び電流Ｉを連続的に測定する構成としても良い。この場合、フィルタ３３ａ及びフィルタ３３ｂに設定する通過周波数帯域は、０.１Ｈｚから１０Ｈｚとすれば良い。

【0029】

本実施例によれば、オンライン貴金属注入を適用した原子炉の定格運転期間中を通じて、原子炉内機器及び給水系配管等の各種配管などの原子炉構成材料の表面に残存付着している貴金属量を監視でき、貴金属の離脱によって、ＳＣＣ抑制に必要な下限貴金属付着量に到達するよりも以前の時点で、オンライン貴金属再注入の時期（貴金属の添加時期）を検出できるため、オンライン貴金属注入によるＳＣＣ抑制効果が効果的に得られ、健全性が維持できる。

【0030】

また、適切な貴金属注入量、時期を策定することが可能となり、合理的なオンライン貴金属注入の運用が可能となる。

【実施例2】

【0031】

図７は、本発明の他の実施例に係る実施例２の防食システムの全体構成図である。本実施例の防食システム１ａは、分岐配管７内に、炉水（原子炉冷却材）の流動方向に沿って、上流側より下流側へと相互に離間配置される３個の電気化学ノイズ測定用電極２ａ、２ｂ、２ｃを備え、これら電気化学ノイズ測定用電極２ａ、２ｂ、２ｃと、実施例１にて説明した電気化学ノイズ測定装置３を構成する電位差計３１及び電流計３２との接続を切り替えるスキャナ５１を有する点が実施例１と異なる。その他の構成は実施例１と同様であり、図１に示す構成要素と同一の構成要素に同一符号を付し、以下では、重複する説明を省略する。

【0032】

図７に示す、電気化学ノイズ測定用電極２ａ、２ｂ、２ｃのそれぞれは、図４にて上述した第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ、第三電極２１ｃを備え、第一電極２１ａ及び第二電極２１ｂ間、第二電極２１ｂ及び第三電極２１ｃ間に絶縁部材２２が配される。また、最上流側及び最下流側に配される絶縁部材２２と構造部材２３により、第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ、及び第三電極２１ｃは、分岐配管７側の末端が炉水に接するよう固定されている。電気化学ノイズ測定用電極２ａ、２ｂ、２ｃを構成する、一組の第一電極２１ａ〜第三電極２１ｃは、例えば、ステンレス鋼製の原子炉内機器及び給水系配管６等の各種配管の原子炉構成材料と同種材料で形成されている。
本実施例では、電気化学ノイズ測定用電極２ａ、２ｂ、２ｃの初期状態における貴金属付着量（Ｗｏ）がそれぞれ異なるよう構成している。具体的には、電気学ノイズ測定用電極２ａの初期状態における貴金属付着量（Ｗｏ）は、０．０１μｇ／ｃｍ^２としている。電気化学ノイズ測定用電極２ｂの初期状態における貴金属付着量（Ｗｏ）は、０．１μｇ／ｃｍ^２としており、また、電気化学ノイズ測定用電極２ｃの初期状態における貴金属の付着量（Ｗｏ）を、１μｇ／ｃｍ^２のとしている。よって、炉水（原子炉冷却材）の流動方向に沿って、下流側に配される電気化学ノイズ測定用電極ほど、初期状態における貴金属付着量（Ｗｏ）が大となる構成としている。なお、予め電気化学ノイズ測定用電極２ａ、２ｂ、２ｃへ貴金属を付着させる処理は、実施例１と同様に、給水系配管６と同様の施工条件で行われる。

【0033】

また、図７に示す電気化学ノイズ測定装置３を構成する記憶部３５には、電気化学ノイズ測定用電極毎に、ノイズ抵抗Ｒ_ｎと貴金属付着量Ｗとの相関関係を表す検量線が格納されている。検量線の作成は、実施例１と同様に、予め実測により得られた貴金属付着量Ｗとノイズ抵抗Ｒｎを、電気化学ノイズ測定用電極２ａ、２ｂ、２ｃ毎にそれぞれ求め、記憶部３５に格納する。すなわち、本実施例では、異なる３つの検量線が記憶部３５に格納されている。

【0034】

図７に示す状態では、スキャナ５１により最上流側に配される電気化学ノイズ測定用電極２ａが、電気化学ノイズ測定装置３を構成する電位差計３１及び電流計３２と接続状態にあることを示している。すなわち、電気化学ノイズ測定用電極２ａを構成する、第一電極２１ａに接続されるリード線４０ａ及び第二電極２１ｂに接続されるリード線４０ｂが、スキャナ５１を介して電位差計３１に電気的に接続されている。また、電気化学ノイズ測定用電極２ａを構成する、第二電極２１ｂに接続されるリード線４０ｂ及び第三電極２１ｃに接続されるリード線４０ｃが、スキャナ５１を介して電流計３２に電気的に接続されている。
スキャナ５１は、図７に示す状態から次に、電気化学ノイズ測定用電極２ｂを構成する、第一電極２１ａに接続されるリード線４１ａ及び第二電極２１ｂに接続されるリード線４１ｂが、電位差計３１と電気的に接続されるよう切り替える。これと同時に、スキャナ５１は、第二電極２１ｂに接続されるリード線４１ｂ及び第三電極２１ｃに接続されるリード線４１ｃが、電流計３２と電気的に接続されるよう切り替える。
続いて、スキャナ５１は、電気化学ノイズ測定用電極２ｃを構成する、第一電極２１ａに接続されるリード線４２ａ及び第二電極２１ｂに接続されるリード線４２ｂが、電位差計３１に電気的に接続されるよう切り替える。これと同時に、スキャナ５１は、第二電極２１ｂに接続されるリード線４２ｂ及び第三電極２１ｃに接続されるリード線４２ｃが、電流計３２に電気的に接続されるよう切り替える。

【0035】

上述のスキャナ５１による切替え動作、すなわち、電気化学ノイズ測定用電極２ａと電位差計３１及び電流計３２との電気的接続、電気化学ノイズ測定用電極２ｂと電位差計３１及び電流計３２との電気的接続、及び電気化学ノイズ測定用電極２ｃと電位差計３１及び電流計３２との電気的接続の切替えは、１ｓｅｃ以内に実行され、毎秒繰り返し実行される。

【0036】

防食システム１ａの動作は、実施例１で説明した図５に示すフローチャートと同様であるものの、ステップＳ１３において、電位差計３１が、電気化学ノイズ測定用電極２ａ〜２ｃを構成する、各第一電極２１ａ及び第二電極２１ｂ間に生じる電位Ｅを、１Ｈｚのサンプリング周波数で連続的に測定する。また、同様に、電流計３２は、電気化学ノイズ測定用電極２ａ〜２ｃを構成する、各第二電極２１ｂ及び第三電極２１ｃ間に生じる電流Ｉを、１Ｈｚのサンプリング周波数で連続的に測定する。これにより、電気化学ノイズ測定用電極２ａ〜２ｃのそれぞれについて、１ｓｅｃ間当たり、１個の電位Ｅ及び電流Ｉのサンプリングデータが取得される。すなわち、電気化学ノイズ測定用電極２ａ〜２ｃに対応する３組の電位ノイズＥ及び電流ノイズＩが測定される。
演算部３４は、図５に示すステップＳ１４〜ステップＳ１６までの処理を実行することにより、電気化学ノイズ測定用電極２ａ〜２ｃに対応する３組の電位ノイズＥの標準偏差σ_Ｅ及び電流ノイズＩの標準偏差σ_Ｉが算出され、これらそれぞれの標準偏差σ_Ｅ、σ_Ｉから３種のノイズ抵抗Ｒ_ｎが算出される。すなわち、電気化学ノイズ測定用電極２ａ〜２ｃ毎のノイズ抵抗Ｒ_ｎが得られる。ステップＳ１７では、演算部３４は、記憶部３５に予め格納される電気化学ノイズ測定用電極２ａ〜２ｃに対応する検量線を参照し、上記得られた３種のノイズ抵抗Ｒｎに基づき、各電気化学ノイズ測定用電極（２ａ，２ｂ，２ｃ）の貴金属付着量Ｗを推定する。以降のステップＳ１８及びステップＳ１９については、実施例１と同様であるため説明を省略する。

【0037】

本実施例によれば、実施例１の効果に加え、初期状態において０．０１μｇ／ｃｍ^２から１μｇ／ｃｍ^２の範囲で貴金属が付着した部位について、部位毎にオンライン貴金属注入の有効性を推定或いは判定することが可能となる。

【実施例3】

【0038】

図８は、本発明の他の実施例に係る実施例３の防食システムの全体構成図である。本実施例の防食システム１ｃは、分岐配管７内に炉水（原子炉冷却材）に接するよう配される電気化学ノイズ測定用電極を、実施例１にて説明した図４に示す第一電極２１ａ及び第三電極２１ｃの２つの電極のみで構成し、第二電極２１ｂに替えて、アースに接続される分岐配管７を電極として用いるよう構成した点が実施例１と異なる。その他の構成は実施例１と同様であり、図１に示す構成要素と同一の構成要素に同一符号を付し、以下では、重複する説明を省略する。

【0039】

図８に示す、電気化学ノイズ測定用電極２ｄは、図４にて上述した第一電極２１ａ及び第三電極２１ｃを備え、第一電極２１ａ及び第三電極２１ｃ間に絶縁部材２２が配される。また、最上流側及び最下流側に配される絶縁部材２２と構造部材２３により、第一電極２１ａ及び第三電極２１ｃは、分岐配管７側の末端が炉水に接するよう固定されている。一組の第一電極２１ａ及び第三電極２１ｃは、例えば、ステンレス鋼製の原子炉内機器及び給水系配管６等の各種配管の原子炉構成材料と同種材料で形成されている。また、電気化学ノイズ測定用電極２ｄは、給水系配管６と同様の処理により予めその表面に貴金属が付着されている。

【0040】

また、アースに接続される分岐配管７は、リード線４３を介して電気化学ノイズ測定装置３を構成する電位差計３１及び電流計３２に接続されている。第一電極２１ａに接続されるリード線４０ａは電位差計３１に接続され、第三電極２１ｃに接続されるリード線４０ｃは電流計３２に接続されている。
防食システム１ｂの動作は、図５で説明した実施例１と同様であるため説明を省略する。

【0041】

本実施例によれば、実施例１の効果に加え、本実施例では、アースに接続された分岐配管７を第二電極２１ｂに替えて用いることにより、炉水（原子炉冷却材）が流動する、実配管である分岐配管の流動状態における情報を得ることが可能となる。
また、実施例１及び実施例２と比較し、第二電極２１ｂを必要とせず、電極数を低減することが可能となる。

【0042】

上述の実施例１及び実施例２では、電気化学ノイズ測定用電極２，２ａ〜２ｃを、原子炉内機器及び給水系配管６等の各種配管の原子炉構成材料と同種材料で形成された、第一電極２１ａ、第二電極２１ｂ及び第三電極２１ｃを備える構成とした。これに替えて、第二電極２１ｂを、常に基準となる一定電位を発生する疑似参照電極に替えても良い。この場合、疑似参照電極である第二電極２１ｂは、第一電極２１ａ及び第三電極２１ｃの構成材料である、例えは、ステンレス鋼製或いはニッケル基合金と異なる構成材料にて形成される。疑似参照電極である第二電極２１ｂの構成材料としては、Ｔｉ、Ｔｉ合金、Ｚｒ、Ｚｒ合金、Ｐｔ、Ｒｈ、及びＰｂに何れかとするのが望ましい。なお、疑似参照電極を用いる場合において、その他の構成は、実施例１及び実施例２と同様の構成とすれば良い。

【0043】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0044】

１，１ａ，１ｂ…防食システム
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…電気化学ノイズ測定用電極
３…電気化学ノイズ測定装置
４…水素注入装置
５…貴金属注入装置
６…給水系配管
７…分岐配管
８…水素供給配管
９…貴金属供給配管
２１ａ…第一電極
２１ｂ…第二電極
２１ｃ…第三電極
２２…絶縁部材
２３…構造部材
３１…電位差計
３２…電流計
３３ａ，３３ｂ…フィルタ
３４…演算部
３５…記憶部
３６…制御部
３７…制御信号線
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…リード線
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…リード線
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…リード線
５１…スキャナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】