JPH0592798U - リチウム濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本考案は、ＮＨ₃ の存在の有無に係わらずにア
ンモニアの影響を補正して正確に測定できることを主要
な目的とする。 【構成】加圧水形原子炉２１に用いられる１次冷却材に
含まれているリチウムの濃度を測定する装置を、前記原
子炉に接続されたラインに設置され，ある２値の温度に
おける電導度を測定する電導度計25,27と、前記ライン
に設置され，前記２温度値におけるほう素濃度を測定す
るほう素計24と、前記電導度計25,27及びほう素計24に
接続されて温度変化による電導度の変化を利用してリチ
ウム濃度を算出する演算処理部29とで構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はリチウム濃度測定装置に関し、特に加圧水型原子炉（ＰＷＲ）１次冷 却材のｐＨ自動管理に適用される原子炉冷却材のリチウム濃度測定装置に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

周知の如く、原子炉の運転管理上被ばく低減を図ることは重要である。近年、 ＰＷＲプラントでは既設プラントを含め適用可能な技術として１次冷却材のｐＨ 管理を最適にすることにより、線源となっている放射性腐食生成物を減らす技術 が世界的に適用されている。１次冷却材中のｐＨ値はほう素濃度とリチウム濃度 の両者より決まるが、ほう素濃度は燃焼と共に毎日一定の濃度（〜３ppm ／日） 減少させる必要があること、またリチウムは核反応¹⁰Ｂ（ｎ・α）⁷ Ｌｉにより 発生するため、一定ｐＨ値に維持するに要するリチウム濃度は変化する。このた め、リチウム濃度は定期的に浄化系に設置されているカチオン塔で除去，あるい はリチウム発生量が少ない場合、添加する必要がある。現在、除去あるいは添加 は化学員の分析結果に基づき運転員が走査している。

【０００３】 リチウムの自動分析として、１次冷却材の電気導電率がＬｉ濃度と層間関係が あることを利用して電導度計をＬｉ濃度計として利用している例がある。但し、 ｐＨ一定制御に用いるには、不純物の影響等完全に除去し切れない問題がある。 また、不純物の影響を除去するため、ｐＨ計指示値との組み合せにより、これを 回避することも考えられる。図２は、従来のリチウム濃度測定装置を示す。

【０００４】 図中の１は、原子炉である。この原子炉１には、サンプリングライン２を介し て水質計用熱交換器３，ほう素計４，電導度計５，ｐＨ計６が順次接続されてい る。前記ほう素計４，ｐＨ計６には、第１演算処理部７が接続されている。前記 電導度計５には、第２演算処理部８が接続されている。前記第１・第２演算処理 部には、第２演算処理部９，表示部10が接続されている。

【０００５】 しかしながら、ｐＨ計の指示精度，安定性に若干問題があり、所望するＬｉ濃 度の分析精度（±０．２ｐｐｍ）を達成するには、場合によっては困難なことも 予想される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ｐＨ一定制御を運転員の負担増なしに実施するには、Ｌｉ濃度計が必要であり 、このニーズは負荷・追従運転が採用される場合には一層高まる。しかし、上記 従来の電導度計を用いたＬｉ濃度計は共存する不純物，特にアンモニアの影響が 大きく、手分析値によるアンモニア濃度の補正を必要とする問題がある。また、 十分なＬｉ濃度の精度（±０．２ｐｐｍ以下）を確保しようとすれば、ｐＨ計に 要求される精度±０．０２ｐＨ程度と見積られる。しかし、ｐＨ計の精度保証値 には、一般に±０．１ｐＨ程度であり、ｐＨ計を利用したアンモニア濃度の補正 は困難である。

【０００７】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、ＮＨ₃ の存在の有無に係わらずに アノモニアの影響を補正して正確に測定できるリチウム濃度測定装置を提供する ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、加圧水形原子炉に用いられる１次冷却材に含まれているリチウムの 濃度を測定する装置において、前記原子炉に接続されたラインに設置され，ある ２値の温度における電導度を測定する電導度計と、前記ラインに設置され，前記 ２温度値におけるほう素濃度を測定するほう素計と、前記電導度計及びほう素計 に接続されて温度変化による電導度の変化を利用してリチウム濃度を算出する演 算処理部とを具備することを特徴とするリチウム濃度測定装置である。

【０００９】 即ち、本考案においては、１次冷却材水質管理用に設置されているほう素濃度 計，電導度計を利用して、自動的にアンモニア濃度を補正しリチウム濃度を演算 処理，表示すると共に、温度変化の影響を温度一定制御器にて処理するものであ る。

【００１０】 ここで、１次冷却材はほう酸，水酸化リチウム，不純物アンモニアを含んでい る。通常運転時のほう酸濃度域（〜１５００〜数十ｐｐｍ）での電導度はほう素 濃度によらず（リチウム濃度＋α・アノモニア濃度）により異なるため、二温度 （４０℃，２５℃）で測定することにより、各々のイオン種の寄与割合を算出す る。温度変化による電導度の変化を利用し、リチウム濃度を算出する方式である ため、各測定部は熱交換器を用いて制御する。

【００１１】

【作用】

ほう酸−リチウム−アンモニア混合溶液の電導度は、実運転ほう素濃度（≦２ ０００ｐｐｍ）域に対し、次式で表現できる。

【００１２】 25℃；μｍＳ／cm＝9.91Ｃ_Li＋6.0 Ｃ_NH4 −8.4 ×10^-4Ｃ_B ＋1.52 …(1) 40℃；μｍＳ／cm＝12.7Ｃ_Li＋7.45Ｃ_NH4 −1.6 ×10^-3Ｃ_B ＋0.65 …(2) 但し、上式において、 Ｃ_Li；リチウム濃度（ｐｐｍ） Ｃ_NH4 ；アンモニア濃度（ｐｐｍ） Ｃ_B ；ホウ素濃度（ｐｐｍ） 従って、２５℃，４０℃の電導度及びほう素濃度計から得られるほう素濃度より (1) ，(2) 式を解くことにより、Ｃ_Li，Ｃ_NH4 を算定される。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１を参照して説明する。

【００１４】 図中の21は、原子炉である。この原子炉21には、熱交換器22，水質用熱交換器 （４０℃）23，ほう素計24，第１電導度計25，水質用熱交換器（２５℃）26，第 ２電導度計27，ｐＨ計28が順次接続されている。前記ほう素計24，第１電導度計 25，第２電導度計27には、夫々演算処理部29が接続され、この演算処理部29には 表示部30が接続されている。なお、図中の31は化学体積制御系サンプリングイン 、32は化学体積制御系を示し、前記サンプリングライン31により分岐したライン に前記水質用熱交換器23，ほう素計24等が設置されている。

【００１５】 こうしたリチウム濃度測定装置において、１次冷却材は必要に応じ前記サンプ リングライン31に通水される。そして、前記第１電導度計（４０℃）25と第２電 導度計（２５℃）の指示値より、演算処理部29でＬｉ濃度，アンモニア濃度が算 出される。なお、演算処理部29はほう素計24に使用されているマイクロコンピュ ータ内に納められ、結果は前記表示部30に示される。

【００１６】 しかして、上記実施例によれば、二温度（２５℃，４０℃）における電導度を 測定する電導度計25，27、及びほう素濃度を求めるほう素計24により、上記式 (1) ，(2) を用いてリチウム濃度，アンモニア濃度を求めることができる。従っ て、上記実施例によれば、冷却材中のリチウムの濃度を、ＮＨ₃ の存在の有無に 係わらずにアンモニアの影響を補正して正確に測定できる。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳述した如く本考案によれば、ＮＨ₃ の存在の有無に係わらずにアンモニ アの影響を補正して正確に測定しえる信頼性の高いリチウム濃度測定装置を提供 できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るリチウム濃度測定装置
の説明図。

【図２】従来のリチウム濃度測定装置の説明図。

【符号の説明】

２１…原子炉、２２…熱交換器、２３，２６…水質用熱
交換器、２４…ほう素計、２５，２７…電導度計、２８
…ｐＨ計、２９…演算処理部、３０…表示部、３２…化
学体積制御系。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加圧水形原子炉に用いられる１次冷却材
   に含まれているリチウムの濃度を測定する装置におい
   て、前記原子炉に接続されたラインに設置され，ある２
   値の温度における電導度を測定する電導度計と、前記ラ
   インに設置され，前記２温度値におけるほう素濃度を測
   定するほう素計と、前記電導度計及びほう素計に接続さ
   れて温度変化による電導度の変化を利用してリチウム濃
   度を算出する演算処理部とを具備することを特徴とする
   リチウム濃度測定装置。