オープンループ水冷却に推奨される塩素濃度

塩素の基礎知識

オープンループ水冷却システムでは、塩素が浄化と消毒の役割を果たし、微生物の増殖を抑制します。Central Utah Water Conservancy Districtによると、一般的な投与量は、給水前が約0.8 mg/L、フィルタ後が約0.7 mg/L、システム出口の残留塩素は0.8〜1.0 mg/Lです。使用する鋼材によっては最大1.5 mg/Lまで上げても問題ありません。

応力腐食割れ（Stress Corrosion Cracking）

金属が腐食すると、腐食部位が進行し割れが生じることがあります。オープンループシステムで主に使用されるステンレス鋼や真鍮は、塩化物が原因となります。温度が上がるほど応力腐食割れのリスクは高まります。General Electricの報告では、塩化物濃度が水中の100 ppmからクレバス内部では10,000 ppm（1％）にまで濃縮されることが示されています。

ピッティング腐食

塩素はアルミニウムにピッティング腐食を引き起こします。酸素が存在し金属が極性化すると、酸化膜が破壊され局所的な穴が形成されます。ピッティングを防止するため、pHは4.0〜8.5の範囲に保ち、酸化環境下では塩化物濃度を100 ppm以下に抑える必要があります。

温度管理

割れやピッティングが進行するとシステム全体の故障につながります。温度は腐食に大きく影響します。NACE Internationalの報告によれば、温度を140°F（60°C）以下に抑えることで塩化物による応力腐食割れを制御できます。多くの原子力施設の給水システムは125〜128°F（52〜53°C）に維持されており、これが安全限界とされています。