JP2019502106A - Steam generator and corresponding manufacturing and use method - Google Patents

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Abstract

蒸気発生器は、ニッケル合金から製造された少なくとも1つの要素(1)を含み、合金は、以下の重量含有率:50%を超えるNi、14%〜45%のCrを有する。本発明によれば、要素(1)は、内面からの深さpにおいて、クロムの重量含有率wCr(p)、炭素の重量含有率wc(p)及び有効クロムの重量含有率wCr_dispo(p)を有する金属表面層を有し、ここで、wCr_dispo(p)=wCr(p)−16.61wc(p)である。内面からの金属表面層の厚さ全体にわたって平均された有効クロムの重量含有率wCr_dispo(p)は、0を超える。The steam generator comprises at least one element (1) made from a nickel alloy, which alloy has the following weight content: Ni greater than 50%, 14% -45% Cr. According to the invention, the element (1) has a weight content of chromium wCr (p), a weight content of carbon wc (p) and a weight content of effective chromium wCr_dispo (p) at a depth p from the inner surface. Where wCr_dispo (p) = wCr (p) −16.61wc (p). The weight content of effective chromium wCr_dispo (p) averaged over the entire thickness of the metal surface layer from the inner surface is greater than zero.

Description

本発明は、概して、原子炉蒸気発生器の管を含むニッケル系合金の要素に関する。   The present invention generally relates to nickel-based alloy elements including reactor steam generator tubes.

より詳細には、本発明は、第1の態様では、加圧水型原子炉のための蒸気発生器であって、
上流コンパートメント及び下流コンパートメントに分割された水室が区切られている外囲体であって、上流コンパートメントは、原子炉の容器の出口と流体連通するように設計され、下流コンパートメントは、原子炉の容器の入口と流体連通するように設計されている、外囲体と、
少なくとも1つの要素であって、各要素は、上流端部を通って上流コンパートメント内に、且つ上流端部と反対側の下流端部を通って下流コンパートメント内に開放している管、又はプレートであり、各要素は、ニッケル系合金から作製され、合金は、以下の質量含有率:
・50%を超えるNi、
・14%〜45%のCr
を有する、要素と
を備えるタイプの蒸気発生器に関する。
More particularly, the present invention, in a first aspect, is a steam generator for a pressurized water reactor,
An enclosure in which a water chamber divided into an upstream compartment and a downstream compartment is delimited, wherein the upstream compartment is designed to be in fluid communication with the reactor vessel outlet, the downstream compartment being a reactor vessel An enclosure designed to be in fluid communication with an inlet of the
At least one element, each element being a tube or plate open through the upstream end into the upstream compartment and through the downstream end opposite the upstream end into the downstream compartment Each element is made from a nickel-based alloy and the alloy has the following mass content:
・ Ni exceeding 50%,
14% to 45% Cr
And a steam generator of the type comprising an element.

一次液体が管の内部を循環し、その熱を二次液体に引き渡す。その後、一次液体は、原子炉の炉心内部を通過し、そこで、蒸気発生器に再度向けられる前に温度が上昇する。プレートが一次液体と接触する。   The primary liquid circulates inside the tube and transfers its heat to the secondary liquid. The primary liquid then passes inside the reactor core where the temperature rises before being redirected to the steam generator. The plate comes into contact with the primary liquid.

いくつかの原子炉では、管の内面が一次回路の内面の約75%を構成する。   In some reactors, the inner surface of the tube constitutes about 75% of the inner surface of the primary circuit.

一次回路の周囲の線量率の主な割合は、コバルト、より具体的にはCo−60及びCo−58の放射性同位体からであることが知られている。これらの同位体は、以下のメカニズムに従って、炉心内におけるニッケルの活性化によって形成される。
Ni−58+1n→Co−58+p
Co−58+1n→Co−60+γ
It is known that the main proportion of dose rate around the primary circuit is from cobalt, more specifically from the radioisotopes of Co-60 and Co-58. These isotopes are formed by the activation of nickel in the core according to the following mechanism.
Ni-58 + 1n → Co-58 + p
Co-58 + 1n → Co-60 + γ

加圧水型原子炉では、ニッケルの大部分が蒸気発生器の管に由来する。それは、一次液体内に放出され、一次液体によって炉心に引き込まれる。   In pressurized water reactors, the majority of nickel comes from the steam generator tubes. It is released into the primary liquid and drawn into the core by the primary liquid.

加圧水型原子炉では、一次媒体とも呼ばれる一次液体は、温度中性域に近いpHを得るために、その主成分が水、ホウ酸及びリチウムである溶液である。発電段階中、一次媒体の温度は300℃に近い(一般に280〜345℃)。一次媒体は溶存水素を含有する。一次液体は、発電所の化学回路において、回路材料の腐食からもたらされる金属カチオン及びコロイドのその濃度を制限するために低温で浄化される。従来技術では、運転中の発電所の一次媒体における金属カチオン濃度は、正確に既知ではないが、公表された最低溶解限界濃度に近い。   In a pressurized water reactor, the primary liquid, also called the primary medium, is a solution whose main components are water, boric acid and lithium in order to obtain a pH close to the temperature neutral range. During the power generation phase, the temperature of the primary medium is close to 300 ° C. (generally 280-345 ° C.). The primary medium contains dissolved hydrogen. The primary liquid is purified at low temperatures in power plant chemical circuits to limit its concentration of metal cations and colloids resulting from corrosion of circuit materials. In the prior art, the metal cation concentration in the primary medium of an operating power plant is not exactly known, but is close to the published minimum solubility limit concentration.

沸騰水型原子炉の場合、一次媒体は、微量の水素及び溶存酸素を含有する可能な限り純度の高い水であり、温度は約290℃である。   In the case of a boiling water reactor, the primary medium is as pure water as possible containing trace amounts of hydrogen and dissolved oxygen, and the temperature is about 290 ° C.

引き続き、一次媒体は、主な原子炉運転者又は本分野における多くの研究及び安全組織の仕様を守る場合、エネルギー生産段階中における任意の一次水炉媒体を意味するように理解される。一次媒体における大部分の化合物の溶解度は、研究されており、特にOLI Systems社によって提案されているもの等、商用データベースの形式で公表されている。   Subsequently, primary medium is understood to mean any primary water reactor medium during the energy production phase, in keeping with the specifications of the main reactor operator or many research and safety organizations in the field. The solubility of most compounds in primary media has been studied and published in the form of commercial databases, particularly those proposed by OLI Systems.

これに関して、本発明は、一次回路の放射能汚染を制限する蒸気発生器を提供することを目的とする。   In this regard, the present invention aims to provide a steam generator that limits radioactive contamination of the primary circuit.

この目的で、本発明は、上述したタイプの蒸気発生器において、
要素は、液体に曝されるように意図された内側において、酸化物層で覆われた内面を有する表面金属層を有し、表面金属層は、内面からの深さpにおいて、クロムの質量含有率wCr(p)、炭素の質量含有率w(p)及び有効クロム含有率wCr_dispo(p)を有し、ここで、wCr_dispo(p)=wCr(p)−16.61w(p)であり、
内面からの表面金属層の厚さ全体にわたって平均された有効クロム質量含有率wCr_dispo(p)は、0を超える
ことを特徴とする蒸気発生器に関する。
For this purpose, the present invention provides a steam generator of the type described above,
The element has a surface metal layer with an inner surface covered with an oxide layer on the inside that is intended to be exposed to a liquid, the surface metal layer containing a mass of chromium at a depth p from the inner surface. Rate w Cr (p), carbon mass content w c (p) and effective chromium content w Cr_dispo (p), where w Cr_dispo (p) = w Cr (p) −16.61 w c (P),
The effective chromium mass content, wCr_dispo (p), averaged over the entire thickness of the surface metal layer from the inner surface relates to a steam generator characterized in that it exceeds zero.

従来技術の管は、特に、表面金属層の最初の200ナノメートルにわたって0未満の有効クロムの質量含有率WCr_dispo(p)を有する。 Prior art tubes have an effective chromium mass content W Cr_dispo (p) of less than 0, especially over the first 200 nanometers of the surface metal layer.

蒸気発生器は、個々に又は任意の技術的に実現可能な組合せで考慮される以下の特徴の1つ又は複数も有することができる。
内面から200nmの厚さまで平均された有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、0を超え、
内面から10nmの厚さにわたって、好ましくは1nmの厚さにわたって平均された有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、0を超え、
有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、内面から表面金属層の厚さを通して一定して0を超え、
合金は、標準UNS N06690/W No 2.4642による合金690であり、
内面から表面金属層の厚さ全体にわたって平均されたクロム含有率wCr(p)は、45%未満であり、
クロム含有率wCr(p)は、表面金属層の厚さ全体にわたって内面から増大し、
表面金属層は、溶解度が一次媒体における酸化ニッケル化合物の溶解度を超える粒子を含有せず、特にアルミニウムに富む任意の酸化物粒子を含有しない酸化物層で覆われており、及び
要素が新しい場合、酸化物層は、10nm未満の厚さを有する。
The steam generator may also have one or more of the following features that are considered individually or in any technically feasible combination.
The effective chromium content w Cr_dispo (p) averaged from the inner surface to a thickness of 200 nm is greater than 0,
The effective chromium content w Cr_dispo (p) averaged over a thickness of 10 nm from the inner surface, preferably over a thickness of 1 nm, is greater than 0;
The effective chromium content w Cr_dispo (p) is constantly over 0 from the inner surface through the thickness of the surface metal layer,
The alloy is alloy 690 according to standard UNS N06690 / W No 2.4642,
The chromium content w Cr (p) averaged over the entire thickness of the surface metal layer from the inner surface is less than 45%,
The chromium content w Cr (p) increases from the inner surface over the entire thickness of the surface metal layer,
The surface metal layer does not contain particles whose solubility exceeds the solubility of the nickel oxide compound in the primary medium, in particular when it is covered with an oxide layer that does not contain any aluminum-rich oxide particles, and if the element is new, The oxide layer has a thickness of less than 10 nm.

第2の態様によれば、本発明は、上記特徴を有する蒸気発生器を製造する方法であって、以下の工程:
内面を有する未処理要素を製造する工程と、
未処理要素の内面に表面処理を適用する工程であって、表面処理は、電解研磨、機械的又は化学機械的研磨、化学洗浄から選択され、未処理要素は、表面処理後に前記要素を構成する、工程と
を含む方法に関する。
According to a second aspect, the present invention is a method for producing a steam generator having the above characteristics, comprising the following steps:
Producing an untreated element having an inner surface;
Applying a surface treatment to the inner surface of the untreated element, the surface treatment being selected from electropolishing, mechanical or chemical mechanical polishing, chemical cleaning, the untreated element comprising said element after the surface treatment And a method including the steps.

さらに、本方法は、以下の特徴:
蒸気発生器における未処理要素の組立と、
蒸気発生器の上流コンパートメント及び下流コンパートメントの原子炉一次回路との接続と
を有することができ、
表面処理は、一次回路において、所定の化学組成の溶液を、未処理要素の内面が前記溶液と接触するように循環させることによって行われる。
In addition, the method has the following features:
Assembly of the raw elements in the steam generator;
A steam generator upstream and downstream compartments connected to the reactor primary circuit,
The surface treatment is performed by circulating a solution of a predetermined chemical composition in the primary circuit so that the inner surface of the untreated element is in contact with the solution.

第3の態様によれば、本発明は、上記方法の代替形態である、上記特徴を有する蒸気発生器を製造する別の方法であって、非炭素質潤滑剤を用いてインゴットを圧延することにより、又は連続鋳造し、且つその後、非炭素質潤滑剤を用いて圧延することにより、要素を製造する工程を含む方法に関する。   According to a third aspect, the present invention is another method of manufacturing a steam generator having the above characteristics, which is an alternative to the above method, and rolling an ingot using a non-carbonaceous lubricant. Or by continuous casting and then rolling with a non-carbonaceous lubricant.

第4の態様によれば、本発明は、上記特徴を有する蒸気発生器の要素に対する表面処理の使用であって、
表面処理は、内面からの表面金属層の厚さ全体にわたって平均された有効クロムの質量含有率wCr_dispoが0を超えるまで内面をはぎ取り、
その使用は、加圧水型原子炉の通常運転中に内面が一次液体に曝されるとき、フィラメントであって、その質量組成がニッケルに富むフィラメントの形成をもたらす傾向がある酸化、及び/又はこれらのフィラメントが形成されやすい領域から発生するイオン若しくはコロイドの一次液体への直接放出、を制限するためのものである、使用に関する。
According to a fourth aspect, the present invention is the use of a surface treatment on an element of a steam generator having the above characteristics,
The surface treatment strips the inner surface until the mass content w Cr_dispo of effective chromium averaged over the entire thickness of the surface metal layer from the inner surface exceeds zero,
Its use is the oxidation when the inner surface is exposed to the primary liquid during normal operation of a pressurized water reactor, and its mass composition tends to lead to the formation of nickel rich filaments and / or It relates to the use, which is intended to limit the direct release of ions or colloids from the region where the filament is liable to be formed into the primary liquid.

第5の態様によれば、本発明は、加圧水型原子炉における、上記特徴を有する蒸気発生器の使用であって、加圧水型原子炉の通常運転中に内面が一次液体に曝されるとき、質量組成がニッケルに富むフィラメント要素の、内面における形成をもたらす傾向がある酸化、及び/又はこれらのフィラメントが形成される可能性のある領域からのイオン若しくはコロイドの一次液体への直接放出、を制限することを目的とする使用に関する。   According to a fifth aspect, the present invention is the use of a steam generator having the above characteristics in a pressurized water reactor, wherein the inner surface is exposed to a primary liquid during normal operation of the pressurized water reactor. Limit oxidation of nickel-rich filament elements that tend to lead to formation on the inner surface and / or direct release of ions or colloids directly into the primary liquid from areas where these filaments may form Concerning use intended to do.

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して、単に情報のために且つ決して限定するためではなく、後述する詳細な説明から明らかになるであろう。   Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, with reference to the accompanying drawings, not merely for the purpose of information and in any way limiting.

本発明による蒸気発生器の管の内側の概略断面図を示す。Figure 2 shows a schematic cross-sectional view of the inside of a steam generator tube according to the invention. 管サンプルで測定された、深さの関数としてのクロムの質量含有率及び標準化された有効クロム含有率を示すグラフを示す。Figure 2 shows a graph showing the mass content of chromium and the normalized effective chromium content as a function of depth measured on a tube sample. 他のサンプルで測定された、深さの関数としての有効クロムの標準化された質量含有率を示すグラフを示す。Figure 3 shows a graph showing the normalized mass content of available chromium as a function of depth, measured on other samples. 本発明による蒸気発生器を含む原子炉一次回路の簡略化された概略図を示す。Figure 2 shows a simplified schematic diagram of a reactor primary circuit including a steam generator according to the present invention.

本発明は、蒸気発生器の管である要素1の構造を詳述することによって以下で説明される。別法として、要素は、蒸気発生器のプレートである場合があり、その一方の内側は、一次液体と接触するように露出した内面を有する。   The present invention will be described in the following by detailing the structure of element 1 which is the tube of the steam generator. Alternatively, the element may be a steam generator plate, one of which has an inner surface exposed to contact the primary liquid.

図1に部分的に示す要素1は、ニッケル系合金から作製される。合金は、巨視的スケールで以下の質量含有率:
50%を超えるNi、
14%〜45%のCr
を有する。
Element 1 partially shown in FIG. 1 is made from a nickel-based alloy. The alloy has the following mass content on a macroscopic scale:
Ni exceeding 50%,
14% -45% Cr
Have

合金は、好ましくは、巨視的スケールで以下の質量含有率:
50%を超えるNi、
14%〜45%のCr、
0%〜16%のFe、
製造からもたらされる不純物からなる残部
を有する。
The alloy preferably has the following mass content on a macroscopic scale:
Ni exceeding 50%,
14% to 45% Cr,
0% to 16% Fe,
It has a balance of impurities resulting from manufacturing.

合金は、好ましくは、以下の質量含有率:
50%〜75%のNi、
14%〜35%のCr、
0%〜16%のFe、
製造からもたらされる不純物からなる残部
をさらに有する。
The alloy preferably has the following mass content:
50% to 75% Ni,
14% to 35% Cr,
0% to 16% Fe,
It further has a balance consisting of impurities resulting from manufacturing.

典型的には、合金は、INCONEL(登録商標)合金690という名称でも知られる、標準UNS N06690/W No 2.4642による690合金である。巨視的スケールでは、この合金を構成する化学元素の質量含有率は、以下の通りである:
58.0%を超えるNi、
27%〜31%のCr、
7%〜11%のFe、
0.05%未満の炭素、
0.50%未満のケイ素、
0.50%未満のマンガン、
0.015%未満の硫黄、
0.50%未満の銅。
Typically, the alloy is a 690 alloy according to standard UNS N06690 / W No 2.4642, also known as the INCONEL® alloy 690. On a macroscopic scale, the mass content of the chemical elements that make up this alloy is as follows:
Ni exceeding 58.0%,
27% to 31% Cr,
7% to 11% Fe,
Less than 0.05% carbon,
Less than 0.50% silicon,
Less than 0.50% manganese,
Less than 0.015% sulfur,
Less than 0.50% copper.

微視的スケールでは、これらの含有率は変更することができる。   On a microscopic scale, these contents can be varied.

こうした要素は、加圧水型原子炉蒸気発生器で使用される。炉心からの一次液体は、管の内側で又はプレートと接触して流れる。   Such elements are used in pressurized water reactor steam generators. Primary liquid from the core flows inside the tube or in contact with the plate.

要素1は、一次液体に曝されるように意図された内側において、酸化物層3によって覆われた内面5を有する表面金属層7を有する。   Element 1 has a surface metal layer 7 having an inner surface 5 covered by an oxide layer 3 on the inside intended to be exposed to the primary liquid.

要素1が新しい場合、後述する要素1の製造方法により、酸化物層3は、典型的には10mm未満の厚さを有する。この酸化物層は、典型的には、概してクロムに富む内側酸化物層と呼ばれる別の酸化物層を覆う、鉄、クロム及びニッケルのスピネル型酸化物からなる外層と呼ばれる酸化物層を含む。   When element 1 is new, oxide layer 3 typically has a thickness of less than 10 mm, due to the manufacturing method of element 1 described below. This oxide layer typically includes an oxide layer called an outer layer of spinel oxides of iron, chromium and nickel that covers another oxide layer, commonly referred to as a chromium-rich inner oxide layer.

酸化物層3の厚さは、酸素質量含有率が自由外面4における酸素の質量含有率の50%未満となるまでの、自由外面4から(従来技術により校正された)グロー放電分光分析によって測定された厚さとして定義される。   The thickness of the oxide layer 3 is measured by glow discharge spectroscopic analysis (calibrated by the prior art) from the free outer surface 4 until the oxygen mass content is less than 50% of the oxygen mass content in the free outer surface 4. Defined as the thickness.

原子炉の一次環境に数年間曝された管では、酸化物層は、最大数マイクロメートルの全厚さを有する可能性がある。   In tubes that have been exposed to the primary environment of the reactor for several years, the oxide layer can have a total thickness of up to several micrometers.

表面金属層7は、ニッケル系合金の組成と異なるが依然として近い組成を有する。表面金属層7の真下に管のベース金属9がある。典型的には、層7は、約1μmの厚さを有する(図2を参照されたい)。   The surface metal layer 7 has a composition different from the composition of the nickel-based alloy but still close. Below the surface metal layer 7 is the base metal 9 of the tube. Typically, layer 7 has a thickness of about 1 μm (see FIG. 2).

したがって、以下の説明では、要素1の内面5は、管の場合に一次液体が流れる内部通路の境界を定める、金属界面/内側酸化物層によって形成された表面を意味するように理解される。   Accordingly, in the following description, the inner surface 5 of the element 1 is understood to mean the surface formed by the metal interface / inner oxide layer that delimits the internal passage through which the primary liquid flows in the case of a tube.

ベース金属9は、実質的に、管を作製するために使用される合金の質量含有率を有する。表面金属層7は、金属酸化物ではなく、主に金属から作製されるが、非金属含有物、すなわち、より大きい寸法の場合に最大数百ナノメートルであり得る含有物を含有する。それは、管の製造中に施される処理からもたらされる、ベース金属の質量含有率とわずかに異なる質量含有率を有する。   The base metal 9 has substantially the mass content of the alloy used to make the tube. The surface metal layer 7 is made primarily of metal rather than metal oxide, but contains non-metal inclusions, ie inclusions that can be up to several hundred nanometers for larger dimensions. It has a mass content slightly different from the mass content of the base metal resulting from the treatment applied during the manufacture of the tube.

いくつかの条件下において、特に発電所の一次媒体を表す液体媒体が低流量であり、且つ一次媒体がわずかに不飽和である場合(材料と一次温度媒体との間の数十時間の接触に対して、ニッケル濃度が、文献に公表された溶解度の最低限界濃度の10分の1未満で低い場合)、従来技術の蒸気発生器の管において、酸化物層3上に金属酸化物の形態のフィラメント11が形成される。一般に、これらのフィラメント11は、主にニッケルから構成される。管における一次液体の循環、及び熱収縮/膨張のサイクルからもたらされるせん断の影響を受けて、又は移動体の衝撃、若しくはたとえばpHの低下の結果としてのニッケルの溶解度の低下の影響を受けて、フィラメント11は、酸化物層から引き剥がされるか、又はそれらの成長中に溶解し、一次回路に混入する。したがって、それらは、Co−58及びCo−60源の1つを構成する。一方、これらのフィラメントの形成を説明するメカニズムは公表されていない。   Under some conditions, especially when the liquid medium representing the primary medium of the power plant has a low flow rate and the primary medium is slightly unsaturated (several tens of hours of contact between the material and the primary temperature medium) On the other hand, if the nickel concentration is low, less than one tenth of the lowest solubility limit published in the literature), in the state of the art steam generator tube, in the form of a metal oxide on the oxide layer 3 A filament 11 is formed. Generally, these filaments 11 are mainly composed of nickel. Under the influence of shear resulting from the circulation of the primary liquid in the tube and the heat shrink / expansion cycle, or under the impact of moving objects or, for example, as a result of a decrease in the solubility of nickel as a result of a decrease in pH, The filament 11 is either peeled off from the oxide layer or dissolves during their growth and enters the primary circuit. They therefore constitute one of the Co-58 and Co-60 sources. On the other hand, the mechanism explaining the formation of these filaments has not been published.

本出願人は、意外なことに、特に一次媒体の速度が低い場合及び一次媒体がイオン形態のニッケルで飽和する傾向がある場合に形成される、フィラメント11の形成の速度により、管材料の酸化速度の相当な割合が特徴付けられ得ることを発見した。   The Applicant has surprisingly determined that the oxidation of the tube material depends on the rate of formation of the filament 11, which is formed especially when the velocity of the primary medium is low and when the primary medium tends to saturate with nickel in ionic form. It has been discovered that a significant percentage of speed can be characterized.

本出願人は、意外なことに、表面金属層7において著しい有効クロム質量含有率を維持しながら、一次媒体におけるフィラメント11の形成を制限又はさらに防止すること、したがって金属材料の酸化形態の1つを低速にするか又は除去することが可能であることを発見した。低炭素含有率を維持することは、フィラメント11の形成を、それが発生する可能性がある条件下で防止するためにも役立つ。最後に、溶解度が一次媒体の酸化ニッケルの溶解度を超える酸化物又は炭化物の粒子(特に自然酸化物層の代わりに使用される場合に酸化アルミニウムの粒子)も、これが発生する可能性がある条件下で一次環境におけるフィラメント11の形成に寄与する。   The Applicant has surprisingly restricted or further prevented the formation of filaments 11 in the primary medium while maintaining a significant effective chromium mass content in the surface metal layer 7, and thus one of the oxidized forms of the metallic material. Has been found to be possible to slow down or eliminate. Maintaining a low carbon content also helps to prevent the formation of the filament 11 under conditions where it can occur. Finally, oxide or carbide particles whose solubility exceeds that of the primary medium nickel oxide (especially aluminum oxide particles when used in place of the native oxide layer) are also subject to the conditions under which this may occur. This contributes to the formation of the filament 11 in the primary environment.

本発明では、特に要素1の製造方法により、酸化物層3は、溶解度が一次媒体における酸化ニッケル化合物の溶解度を超える粒子を含有せず、特にアルミニウムに富む粒子を含有しない。   In the present invention, particularly due to the manufacturing method of element 1, the oxide layer 3 does not contain particles whose solubility exceeds the solubility of the nickel oxide compound in the primary medium, and especially does not contain particles rich in aluminum.

フィラメントが常に観察できるとは限らないことを強調することが重要である。フィラメントを得るために、一次環境において、低対流並びに低レベルのニッケル鉄、酸素及び溶解クロムで所定の条件を使用することが好ましい。溶解鉄含有率が1μg/kg未満である水素添加一次媒体では、合金の酸化は、常にフィラメントの形成の起源である。フィラメント形成領域における酸化の速度は、フィラメントが形成される場合にその形成速度を制御する。   It is important to emphasize that filaments are not always observable. To obtain filaments, it is preferred to use certain conditions with low convection and low levels of nickel iron, oxygen and dissolved chromium in the primary environment. In a hydrogenated primary medium with a dissolved iron content of less than 1 μg / kg, the oxidation of the alloy is always the origin of filament formation. The rate of oxidation in the filament formation region controls the rate of formation when the filament is formed.

強力な対流がある場合、フィラメントは、形成されるより高速に溶解する可能性があり、且つ/又は引き剥がされる。   If there is strong convection, the filaments may dissolve faster than they are formed and / or are pulled away.

この理論によって拘束されることなく、本出願人は、実際に、フィラメント11の形成が、表面層7において、炭化物の内側又は炭化物の外側に存在する炭素含有率がフィラメントの形成に寄与するという事実からもたらされることを発見した。さらに、この層では、クロムの大部分が炭化物の形態で存在する。炭化物に組み込まれたクロムは、フィラメント11の形成の防止に寄与せず、又はほとんど寄与しない。反対に、有効クロム、すなわち炭化物に一体化されていないクロムは、フィラメントの形成の防止に役立つ。   Without being bound by this theory, Applicants have in fact confirmed that the formation of the filament 11 is due to the carbon content present inside or outside the carbide in the surface layer 7 contributing to the formation of the filament. I found out that Furthermore, in this layer, most of the chromium is present in the form of carbides. Chromium incorporated in the carbide does not contribute to the formation of the filament 11 or hardly contributes. Conversely, effective chromium, ie chromium that is not integrated into the carbide, helps to prevent filament formation.

したがって、フィラメントが形成される領域は、その形態(イオン又はコロイド)に関わらず、合金の酸化及び放出のための最も好都合な領域である。これらの領域は、酸化物層における低レベルの有効クロム及び/又は溶性酸化物の存在によって特徴付けられる。   Thus, the region where the filament is formed is the most convenient region for oxidation and release of the alloy, regardless of its morphology (ion or colloid). These regions are characterized by the presence of low levels of available chromium and / or soluble oxides in the oxide layer.

有効クロムの質量含有率は、以下の方法で評価される。   The mass content of effective chromium is evaluated by the following method.

以下では、wCr(p)は、管の内面から深さpにおける表面金属層のクロム質量含有率であり、w(p)は、深さpにおける表面金属層の炭素質量含有率であり、wCr_carbure(p)は、炭化物が深さpにおいて表面金属層の化学量論に対してCr23を有するという仮定に基づく、炭化物に統合された可能性があるクロム含有率であり、wCr_dispo(p)は、深さpにおける層表面金属の有効クロム含有率である。 In the following, w Cr (p) is the chromium mass content of the surface metal layer at depth p from the inner surface of the tube, and w C (p) is the carbon mass content of the surface metal layer at depth p. , W Cr_carbure (p) is the chromium content that may have been integrated into the carbide based on the assumption that the carbide has Cr 23 C 6 with respect to the stoichiometry of the surface metal layer at depth p, w Cr_dispo (p) is the effective chromium content of the layer surface metal at depth p.

図1に示すように、深さpは、内面5からベース金属9に向かって半径方向にとられる。   As shown in FIG. 1, the depth p is taken in the radial direction from the inner surface 5 toward the base metal 9.

ここで、質量含有率は、所与の表面金属層の単位体積に対してクロム又は炭素原子の質量を表面金属層の質量で割った値として定義される。   Here, the mass content is defined as the value obtained by dividing the mass of chromium or carbon atoms by the mass of the surface metal layer with respect to the unit volume of a given surface metal layer.

この場合、炭化クロムは、化学式CCr23を有する、要素1に対して考慮される合金のタイプにおいて熱力学的に安定しているとみなされる。これが最も重要な仮説であることが留意されるべきである。消費するクロムがより少ない他の形態の炭化物がある。 In this case, chromium carbide is considered thermodynamically stable in the type of alloy considered for element 1 having the chemical formula C 6 Cr 23 . It should be noted that this is the most important hypothesis. There are other forms of carbide that consume less chromium.

炭素及びクロムのモル質量は、それぞれ12及び52である。したがって、深さpにおける有効クロムの質量含有率wCr_dispo(p)は、以下のように評価することができる。
Cr_dispo(p)=wCr(p)−wCr_carbure(p)=wCr(p)−23/6×52/12×w(p)、又は
Cr_dispo(p)=wCr(p)−16.61w(p) 式1
The molar masses of carbon and chromium are 12 and 52, respectively. Therefore, the mass content w Cr_dispo (p) of effective chromium at the depth p can be evaluated as follows.
w Cr_dispo (p) = w Cr (p) −w Cr_carbure (p) = w Cr (p) −23 / 6 × 52/12 × w c (p), or w Cr_dispo (p) = w Cr (p) −16.61w c (p) Equation 1

深さpにおける有効クロムの質量含有率wCr_dispo(p)は、負の値を有する可能性がある。負の値は、物理的な意味を有さないが、非炭化可能クロムの欠乏の大きさ又は過剰な炭素の大きさを表す。 The mass content w Cr_dispo (p) of the effective chromium at the depth p may have a negative value. Negative values have no physical meaning but represent non-carbonizable chromium deficiency magnitude or excess carbon magnitude.

本発明によれば、内面5からの表面金属層7の厚さ全体にわたって平均された有効クロムの質量含有率は、0を超える。   According to the invention, the mass content of effective chromium averaged over the entire thickness of the surface metal layer 7 from the inner surface 5 is greater than zero.

換言すれば、要素1には、内面5の真下に位置する表面金属層7において、平均して有効クロムの欠乏があってはならない。   In other words, the element 1 should on average be free of effective chromium in the surface metal layer 7 located directly below the inner surface 5.

この表面金属層の厚さを通した自由クロム含有率は、その酸化中にクロムに富む酸化物層を形成し、したがって、それは、要素1が加圧水型原子炉で使用される場合、ニッケルに富むフィラメント11の形成とニッケルに富むコロイド又はイオン化合物の放出とを有効に防止するバリアを構成する。   The free chromium content through the thickness of this surface metal layer forms a chromium-rich oxide layer during its oxidation, so it is nickel-rich when element 1 is used in a pressurized water reactor. It constitutes a barrier that effectively prevents the formation of the filament 11 and the release of a nickel-rich colloid or ionic compound.

以下の場合、有効クロム含有率はゼロ未満である。
要素1の内面における且つ表面金属層7での炭素及び炭化物含有率が高い。
表面金属層7においてクロムが減少している。
In the following cases, the effective chromium content is less than zero.
The carbon and carbide content on the inner surface of element 1 and in the surface metal layer 7 is high.
Chromium is reduced in the surface metal layer 7.

概して、炭素又は高炭化物含有率は、要素1の製造時の不純物、特に潤滑剤の高温転化からもたらされる。それは、管自体の製造のために使用された合金鋳造が高い炭素含有率を有していたという事実に起因する可能性もある。   In general, the carbon or high carbide content results from the high temperature conversion of impurities during manufacture of the element 1, in particular the lubricant. It may also be due to the fact that the alloy casting used for the production of the tube itself had a high carbon content.

表面金属層7は、クロム以外の、合金をつくる元素の含有率と、少数化合物の含有率とが材料の製造、取扱い又は酸化中に金属の表面に向かって集中する場合、希釈によってクロムが減少する。   The surface metal layer 7 reduces the chromium by dilution when the content of the elements forming the alloy other than chromium and the content of the minority compounds are concentrated toward the surface of the metal during the production, handling or oxidation of the material. To do.

内面5からの厚さeにわたって平均された有効クロム含有率は、以下では、eにおける平均有効クロム含有率と呼ぶ。この厚さeは、典型的には、表面金属層7の厚さEより小さいか又はそれに等しいものとする。wCr_dispo と示す、eにおいて有効な平均クロム含有率は、以下のように評価される。 The effective chromium content averaged over the thickness e from the inner surface 5 is hereinafter referred to as the average effective chromium content in e. This thickness e is typically less than or equal to the thickness E of the surface metal layer 7. The effective average chromium content in e , denoted as wCr_dispoe, is evaluated as follows.

クロムの質量含有率wCr(p)及び/又は炭素の質量含有率w(p)は、要素1のサンプルにおいて表面金属層7の種々の深さpで測定される。このサンプルは、たとえば、内面における20±1mmの直径と1mmの厚さとを有する。 The chromium mass content w Cr (p) and / or the carbon mass content w c (p) is measured at various depths p of the surface metal layer 7 in the element 1 sample. This sample has, for example, a diameter of 20 ± 1 mm and a thickness of 1 mm on the inner surface.

典型的には、表面金属層は、0〜eに分散された100個の異なる深さで分析される。   Typically, the surface metal layer is analyzed at 100 different depths dispersed in 0-e.

各深さpに対して、異なる箇所でいくつかの測定が行われる。保持される質量含有率wCr(p)及び/又はw(p)は、たとえば、測定結果の平均に対応する。 For each depth p, several measurements are taken at different locations. The retained mass content w Cr (p) and / or w c (p) corresponds, for example, to the average of the measurement results.

クロム及び/又は炭素の質量含有率は、グロー放電分光分析(SDL、GDOES)によって測定される。この技法は既知であり、ここでは詳述しない。   The mass content of chromium and / or carbon is measured by glow discharge spectroscopy (SDL, GDOES). This technique is known and will not be described in detail here.

別法として、クロム及び/又は炭素の質量含有率は、管の内面の研磨法(たとえば、イオン研磨)を組み合わされたオージェ(Auger)分光法又はX線光電子分光法によって測定される。別法として、クロム及び/又は炭素の質量含有率は、走査型電子顕微鏡(SEM)又は透過型電子顕微鏡(TEM)による対象の管の横断面(又は集束イオンプローブによって得られる微視的プレート)に対するエネルギー分散型X線分光法(EDS)によって測定される。これらの技法は既知であり、ここでは詳述しない。これらの技法により、酸化物層の組成を測定し、特にアルミナ、又は一次媒体において酸化ニッケルの溶解度を超える溶解度を有する可能性がある全てのタイプの粒子の存在又は不在を可視化することも可能になる。   Alternatively, the mass content of chromium and / or carbon is measured by Auger spectroscopy or X-ray photoelectron spectroscopy combined with a polishing method (eg, ion polishing) of the inner surface of the tube. Alternatively, the mass content of chromium and / or carbon can be determined by scanning electron microscopy (SEM) or transmission electron microscopy (TEM) cross section of the tube of interest (or microscopic plate obtained by a focused ion probe). Measured by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). These techniques are known and will not be described in detail here. These techniques allow the oxide layer composition to be measured, and in particular to visualize the presence or absence of particles, which may have a solubility in excess of that of nickel or nickel oxide, especially in the primary medium. Become.

次に、上記式1を使用して、種々の深さpに対して有効クロム質量含有率wCr_dispo(p)が計算される。 Next, using Equation 1 above, the effective chromium mass content w Cr_dispo (p) is calculated for various depths p.

次に、表面金属層7ではなく酸化物及び不純物の層3における誤りによって測定された測定値を破棄するために、正規化された有効クロム質量含有率wN_Cr_dispo(p)が計算される。含有率wN_Cr_dispo(p)は、以下のように種々の深さの各々に対して計算される。
N_Cr_dispo(p)=wCr_dispo(p)×(wCr(p)+wFe(p)+wNi(p))/100 式2
式中、wFe(p)及びwNi(p)は、内面5からの表面金属層7の深さpにおける鉄及びニッケルの質量含有率である。
Next, the normalized effective chromium mass content w N — Cr — dispo (p) is calculated to discard the measured value due to errors in the oxide and impurity layer 3 rather than the surface metal layer 7. The content w N_Cr_dispo (p) is calculated for each of the various depths as follows.
w N_Cr_dispo (p) = w Cr_dispo (p) × (w Cr (p) + w Fe (p) + w Ni (p)) / 100 Equation 2
In the formula, w Fe (p) and w Ni (p) are mass contents of iron and nickel at the depth p of the surface metal layer 7 from the inner surface 5.

Fe(p)及びwNi(p)は、同じ箇所でwCr(p)及びw(p)と同じ技法を使用して測定される。 w Fe (p) and w Ni (p) are measured using the same technique as w Cr (p) and w c (p) at the same location.

式2の項(wCr(p)+wFe(p)+wNi(p))/100は、測定が表面金属層ではなく酸化物及び不純物の層3で行われる場合にゼロに近い。 The term (w Cr (p) + w Fe (p) + w Ni (p)) / 100 in Equation 2 is close to zero when the measurement is performed on the oxide and impurity layer 3 rather than the surface metal layer.

したがって、概して金属組織標本に存在する炭素質不純物に対して行われる測定には略0に等しい重みが割り当てられ、表面金属層で行われる測定には実質的に1に等しい重みが割り当てられる。   Accordingly, weights generally equal to 0 are assigned to measurements made on carbonaceous impurities present in the metallographic specimen, and weights substantially equal to 1 are assigned to measurements made on the surface metal layer.

次に、厚さeにわたって有効な平均クロム含有率wCr_dispo は、以下のように計算される。
Cr_dispo =1/e×∫ N_Cr_dispo(p).dp 式3
Next, the effective average chromium content wCr_dispoe over the thickness e is calculated as follows.
w Cr_dispo e = 1 / e × ∫ 0 e w N_Cr_dispo (p). dp equation 3

上述したように、本発明の要素1は、内面5からの表面金属層7の厚さE全体にわたって平均された有効クロムの質量含有率が0を超えるというものである。   As described above, element 1 of the present invention is such that the effective chromium mass content averaged over the entire thickness E of the surface metal layer 7 from the inner surface 5 is greater than zero.

式3により、これは、以下の基準になる。
Cr_dispo >0
式中、wCr_dispo =1/E×∫ N_Cr_dispo(p).dpである。
With Equation 3, this becomes the following criterion:
w Cr_dispo E > 0
In the formula, w Cr_dispo E = 1 / E × ∫ 0 E w N_Cr_dispo (p). dp.

別法として又はさらに、本発明の要素1は、内面5からの表面金属層7の厚さの200nmにわたって平均された、表面金属層7における有効クロム含有率が0を超えるというものである。   Alternatively or additionally, element 1 of the invention is such that the effective chromium content in the surface metal layer 7 averaged over 200 nm of the thickness of the surface metal layer 7 from the inner surface 5 is greater than zero.

式3により、これは、以下の基準になる。
Cr_dispo 200nm>0
式中、wCr_dispo 200nm=1/200nm×∫ 200nmN_Cr_dispo(p).dpである。
With Equation 3, this becomes the following criterion:
w Cr_dispo 200 nm > 0
In the formula, w Cr_dispo 200 nm = 1/200 nm × ∫ 0 200 nm w N_Cr_dispo (p). dp.

上述したように、本発明の要素1は、内面5からの表面層7の厚さEにおいて、且つ/又は表面金属層7の200nmの厚さにおいて平均された有効クロムの質量含有率が0を超えるというものである。別法として又はさらに、本発明の要素1は、内面5からの表面金属層7の10nmの厚さにわたって平均された、表面金属層7における有効クロム含有率が0を超えるというものである。   As described above, the element 1 of the present invention has an effective chromium mass content averaged at the thickness E of the surface layer 7 from the inner surface 5 and / or at the thickness of 200 nm of the surface metal layer 7. It is to exceed. Alternatively or additionally, element 1 of the invention is such that the effective chromium content in the surface metal layer 7 averaged over a 10 nm thickness of the surface metal layer 7 from the inner surface 5 is greater than zero.

式3により、これは、以下の基準になる。
Cr_dispo 10nm>0
式中、wCr_dispo 10nm=1/10nm×∫ 10nmN_Cr_dispo(p).dpである。
With Equation 3, this becomes the following criterion:
w Cr_dispo 10 nm > 0
In the formula, w Cr_dispo 10 nm = 1/10 nm × ∫ 0 10 nm w N_Cr_dispo (p). dp.

上述したように、本発明の要素1は、内面5からの表面7の厚さEにおいて、且つ/又は表面金属層7の200nmの厚さにおいて、且つ/又は10nmの厚さにおいて平均された有効クロム質量含有率が0を超えるというものである。別法として又はさらに、本発明の要素1は、内面5からの表面金属層7の1nmの厚さにわたって平均された、表面金属層7における有効クロム含有率が0を超えるというものである。   As mentioned above, the element 1 of the present invention is effective at the thickness E of the surface 7 from the inner surface 5 and / or at the thickness of 200 nm of the surface metal layer 7 and / or at the thickness of 10 nm. The chromium mass content exceeds 0. Alternatively or additionally, element 1 of the present invention is such that the effective chromium content in surface metal layer 7 averaged over a 1 nm thickness of surface metal layer 7 from inner surface 5 is greater than zero.

式3により、これは、以下の基準になる。
Cr_dispo 1nm>0
式中、wCr_dispo 1nm=1/1nm×∫ 1nmN_Cr_dispo(p).dpである。
With Equation 3, this becomes the following criterion:
w Cr_dispo 1 nm > 0
In the formula, w Cr_dispo 1 nm = 1/1 nm × ∫ 0 1 nm w N_Cr_dispo (p). dp.

上述したように、厚さE、及び/又は200nm、及び/又は10nm、及び/又は1nmにおいて有効な平均クロム含有率は0を超える。好ましくは、E、及び/又は200nm、及び/又は10nm、及び/又は1nmにおいて有効な平均クロム含有率は5%を超え、より好ましくは15%を超える。   As described above, the effective average chromium content at thickness E and / or 200 nm and / or 10 nm and / or 1 nm is greater than zero. Preferably, the effective average chromium content at E and / or 200 nm and / or 10 nm and / or 1 nm is greater than 5%, more preferably greater than 15%.

別法として、E、及び/又は200nm、及び/又は10nm、及び/又は1nmにおいて有効な平均クロム含有率は、標準化された有効クロム質量含有率wN_Cr_dispo(p)ではなく、有効クロム質量含有率wCr_dispo(p)を平均することによって計算される。 Alternatively, the effective average chromium content at E, and / or 200 nm, and / or 10 nm, and / or 1 nm is not the normalized effective chromium mass content w N_Cr_dispo (p), but the effective chromium mass content Calculated by averaging w Cr_dispo (p).

さらに、本発明の要素1は、好ましくは、表面金属層7の厚さを通して一定して0を超える有効クロム含有率wCr_dispo(p)を有する。 Furthermore, the element 1 according to the invention preferably has an effective chromium content w Cr_dispo (p) which is constantly greater than 0 throughout the thickness of the surface metal layer 7.

換言すれば、いかなる深さpが考慮されても、表面金属層7は、0を超える有効クロム含有率wCr_dispo(p)を常に有する。この有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、いかなる深さpであっても好ましくは5%を超え、より好ましくは15%を超える。 In other words, whatever the depth p is taken into account, the surface metal layer 7 always has an effective chromium content w Cr_dispo (p) greater than zero. This effective chromium content w Cr — dispo (p) is preferably greater than 5%, more preferably greater than 15% at any depth p.

別法として、表面金属層7における有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、内面5から200nmの厚さにおいて、且つ/又は内面5から10nmの厚さにおいて、且つ/又は内面5から1nmの厚さにおいて一定して0を超える。 Alternatively, the effective chromium content w Cr — dispo (p) in the surface metal layer 7 is at a thickness of 5 to 200 nm from the inner surface 5 and / or at a thickness of 5 to 10 nm from the inner surface 5 and / or 1 nm from the inner surface 5. In this case, it is constantly over zero.

好ましくは、有効クロム含有率は、内面5から200nmの厚さにおいて、且つ/又は内面5から10nmの厚さにおいて、且つ/又は内面5から1nmの厚さにおいて一定して5%を超え、より好ましくは15%を超える。   Preferably, the effective chromium content is constantly greater than 5% at a thickness of inner surface 5 to 200 nm and / or at a thickness of inner surface 5 to 10 nm and / or at a thickness of inner surface 5 to 1 nm, and more Preferably it exceeds 15%.

上に定義した基準により、わずかな量のフィラメント11のみが形成され、又は要素1の内側の酸化物層3から流体内に放出されることを確実にすることができる。   The criteria defined above can ensure that only a small amount of filament 11 is formed or released into the fluid from the oxide layer 3 inside the element 1.

これらの基準は、図2及び図3に示すように、いくつかの既存の製造業者によって提供されるような多数の既存の蒸気発生器の管では実証されていない。   These criteria have not been demonstrated in a number of existing steam generator tubes as provided by some existing manufacturers, as shown in FIGS.

図2は、新しい蒸気発生器の管の一部に対して、内面からの深さの関数としてクロムの質量含有率wCr(p)(曲線1)及び標準化された有効クロム質量含有率wN_Cr_dispo(p)(曲線2)を示す。この管に、0〜10nmの高い有効クロムの欠乏が存在することが分かる。有効クロム質量含有率は、10nmまで負であり、約50nmの深さまで15%未満のままである。有効クロム質量含有率の負の値は、物理的な意味を有しておらず、負の値は、単に非炭化可能クロムの欠乏の大きさ又は過剰な炭素の大きさを表す。 FIG. 2 shows, for a part of a new steam generator tube, the chromium mass content w Cr (p) (curve 1) and the normalized effective chromium mass content w N_Cr_dispo as a function of depth from the inner surface. (P) (Curve 2) is shown. It can be seen that there is a high effective chromium deficiency of 0-10 nm in this tube. The effective chromium mass content is negative up to 10 nm and remains below 15% up to a depth of about 50 nm. Negative values of effective chromium mass content have no physical meaning, and negative values simply represent the amount of non-carbonizable chromium deficiency or excess carbon.

図3は、種々の蒸気発生器の管からの部分に対して、内面からの深さの関数として、標準化された有効クロム質量含有率wN_Cr_dispo(p)を示す。これらの管は、新しく、且つ異なる供給業者によって製造されている。それらは、新たな原子炉の蒸気発生器、又は古い原子炉において交換して設置される新たな蒸気発生器に備え付けるように意図されている。 FIG. 3 shows the normalized effective chromium mass content w N — Cr — dispo (p) as a function of depth from the inner surface for parts from various steam generator tubes. These tubes are new and manufactured by different suppliers. They are intended to be installed in new reactor steam generators or new steam generators installed in replacement in old reactors.

図2におけるように、これらのサンプルに、0〜10nmの高い有効クロムの欠乏があることが分かる。有効クロム質量含有率は、大部分のサンプルに対して少なくとも10nmまで負である。   As can be seen in FIG. 2, these samples have a high effective chromium deficiency of 0-10 nm. The effective chromium mass content is negative up to at least 10 nm for most samples.

上で示したように、表面金属層7は、ニッケル系合金の組成から外れるが依然として近い組成を有する。それは、要素1の製造中に適用される処理からもたらされる、ベース金属、すなわちニッケル系合金の質量含有率とわずかに異なる質量含有率を有する。   As indicated above, the surface metal layer 7 has a composition that deviates from the composition of the nickel-based alloy but is still close. It has a mass content slightly different from the mass content of the base metal, ie the nickel-based alloy, resulting from the treatment applied during the manufacture of element 1.

典型的には、内面5からの表面金属層7の厚さ全体にわたって平均されたクロム含有率wCr(p)は、45%未満である。それは、典型的には、最初の200ナノメートルにわたって20%〜32%である。 Typically, the chromium content w Cr (p) averaged over the entire thickness of the surface metal layer 7 from the inner surface 5 is less than 45%. It is typically 20% to 32% over the first 200 nanometers.

このクロム含有率wCr(p)は、表面金属層7の厚さ全体にわたって内面5から増大する。それは、典型的には、内面5において0.1%〜20%である。それは、深さpが増大するにつれて一定して増大する。それは、100nmの深さにおけるニッケル系合金の含有率に近い。典型的には、ニッケル系合金のクロム含有率と表面層のクロム含有率との差は、100nmにおいて30%未満、好ましくは5%未満である。 This chromium content w Cr (p) increases from the inner surface 5 over the entire thickness of the surface metal layer 7. It is typically between 0.1% and 20% at the inner surface 5. It increases constantly as the depth p increases. It is close to the content of nickel-based alloy at a depth of 100 nm. Typically, the difference between the chromium content of the nickel-based alloy and the chromium content of the surface layer is less than 30%, preferably less than 5% at 100 nm.

内面5からの表面金属層7の厚さ全体にわたって平均されたニッケル含有率は1%を超える。それは、典型的には、40%を超える。内面5からの100nmにわたって平均されたニッケル含有率は40%を超え、典型的には45%を超える。   The nickel content averaged over the entire thickness of the surface metal layer 7 from the inner surface 5 exceeds 1%. It is typically over 40%. The nickel content averaged over 100 nm from the inner surface 5 is over 40%, typically over 45%.

本発明の蒸気発生器は、さまざまな方法に従って製造することができる。   The steam generator of the present invention can be manufactured according to various methods.

第1の態様によれば、製造方法は、以下の工程:
内面を有する未処理要素を製造する工程と、
未処理要素の内面に1つ又は複数の表面処理を適用する工程であって、表面処理は、電解研磨、機械的又は化学機械的研磨、化学洗浄から選択される、工程と
を含む。
According to the first aspect, the manufacturing method comprises the following steps:
Producing an untreated element having an inner surface;
Applying one or more surface treatments to the inner surface of the untreated element, the surface treatment comprising a step selected from electropolishing, mechanical or chemical mechanical polishing, chemical cleaning.

未処理要素は、上で定義したニッケル系合金である。それは、任意の好適な方法で製造される。たとえば、押出成形され、インゴットから圧延され、溶接される等である。   The untreated element is a nickel-based alloy as defined above. It is manufactured by any suitable method. For example, extrusion molding, rolling from an ingot, welding, and the like.

管の場合、内面5は、管の内側、すなわち管の内部通路の境界を定める。   In the case of a tube, the inner surface 5 delimits the inside of the tube, ie the internal passage of the tube.

表面処理は、有効クロムの欠乏がある、未処理要素の内面の薄い層を除去するか又は置き換えるように意図される。換言すれば、表面処理は、有効クロムの含有率が低い表面金属層7の部分を除去するか又は置き換えることを目的とする。   The surface treatment is intended to remove or replace a thin layer on the inner surface of the untreated element that is deficient in effective chromium. In other words, the purpose of the surface treatment is to remove or replace the portion of the surface metal layer 7 having a low effective chromium content.

たとえば、表面処理は、表面金属層7全体を除去するか又は置き換えるように意図される。   For example, the surface treatment is intended to remove or replace the entire surface metal layer 7.

別の例では、表面処理は、表面金属層7の厚さE全体にわたる平均有効クロム含有率wCr_dispo が表面処理の適用後に所定限界未満であるように選択される厚さの表面金属層7の部分を除去するか又は置き換えるように意図される。所定限界は、たとえば、0%、5%又は15%である。表面金属層7の厚さ全体にわたる平均有効クロム含有率の代わりに、200nmにおける、又は10nmにおける、又は1nmにおける平均有効クロム含有率を考慮することも可能である。 In another example, the surface treatment has a thickness of the surface metal layer 7 selected such that the average effective chromium content wCr_dispo E over the thickness E of the surface metal layer 7 is less than a predetermined limit after application of the surface treatment. Are intended to be removed or replaced. The predetermined limit is, for example, 0%, 5%, or 15%. Instead of the average effective chromium content over the entire thickness of the surface metal layer 7, it is also possible to take into account the average effective chromium content at 200 nm, or at 10 nm, or at 1 nm.

表面処理は、アルミナを含む、酸化物層における望ましくない化合物を除去することも目的とする。こうした処理は、たとえば、加熱されたアルカリ溶液における化学洗浄によって得ることができる。   The surface treatment is also aimed at removing unwanted compounds in the oxide layer, including alumina. Such a treatment can be obtained, for example, by chemical cleaning in a heated alkaline solution.

一般に、表面処理層の厚さは、未処理要素の内面からの深さの関数として、有効クロム質量含有率プロファイルの分析後に個別的に選択される。このプロファイルは、未処理要素を製造するために使用された合金及び製造方法によって決まる。たとえば、この厚さは、1μm未満、好ましくは200nm未満、より好ましくは100nm未満であり得る。   In general, the thickness of the surface treatment layer is individually selected after analysis of the effective chromium mass content profile as a function of depth from the inner surface of the untreated element. This profile depends on the alloy and manufacturing method used to manufacture the green element. For example, the thickness can be less than 1 μm, preferably less than 200 nm, more preferably less than 100 nm.

電解研磨は、表面層の金属を陽極溶解によって除去する電気化学表面処理プロセスである。電解研磨浴において部分的に不溶性である合金のいくつかの元素、特に酸化クロムは、その部分の表面に残り、保護バリアを形成する。   Electropolishing is an electrochemical surface treatment process that removes surface layer metal by anodic dissolution. Some elements of the alloy that are partially insoluble in the electropolishing bath, especially chromium oxide, remain on the surface of the part and form a protective barrier.

機械的研磨は、研磨手段によってその部分をはぎ取ることを含む。多くの手段、すなわち、研磨粒子を表面と接触させて装填された液体の循環、ディスク、ブラシ等の研磨部材による表面と接触させた変位等を使用することができる。   Mechanical polishing involves stripping the part by polishing means. Many means can be used, such as circulation of liquid loaded with abrasive particles in contact with the surface, displacement brought into contact with the surface by an abrasive member such as a disk, brush or the like.

化学洗浄は、表面の表面層を溶解させるために、選択された組成の化学溶液で処理されるように表面と接触させる技法である。化学溶液は、たとえば、濃酸及び錯化剤を含み、いくつかの酸化物の溶解度を向上させることを可能にする。   Chemical cleaning is a technique that contacts a surface to be treated with a chemical solution of a selected composition to dissolve the surface layer of the surface. The chemical solution contains, for example, concentrated acids and complexing agents, making it possible to improve the solubility of some oxides.

化学機械的研磨は、機械的研磨及び化学洗浄を組み合わせる。典型的には、研磨粒子が添加された化学溶液が、処理される表面と接触して循環する。Struer社は、こうした操作に好適な研磨懸濁液、たとえば、OP−AA及びOP−Sという名称で販売されている懸濁液を販売している。それらは、酸又は塩基、錯化剤、及び研磨シリコーン又は酸化アルミナのコロイド懸濁液の溶液である。   Chemical mechanical polishing combines mechanical polishing and chemical cleaning. Typically, a chemical solution with abrasive particles added circulates in contact with the surface to be treated. Struer sells polishing suspensions suitable for such operations, such as those sold under the names OP-AA and OP-S. They are solutions of colloidal suspensions of acids or bases, complexing agents, and abrasive silicones or alumina oxides.

これらのさまざまなタイプの処理は既知であり、ここでは詳細に説明しない。   These various types of processing are known and will not be described in detail here.

表面処理後、未処理要素は、本発明によって要求される有効クロム含有率を有する上述の要素になる。   After surface treatment, the untreated element becomes the element described above having the effective chromium content required by the present invention.

第1の変形実施形態によれば、表面処理は、蒸気発生器における最終組立前に未処理要素に対して行われる。   According to a first variant embodiment, the surface treatment is performed on the untreated elements before final assembly in the steam generator.

第2の変形実施形態によれば、方法は、以下の工程:
蒸気発生器において未処理要素を組み立てる工程と、
蒸気発生器の上流コンパートメント及び下流コンパートメントを原子炉一次回路と接続する工程と、
一次回路において所定の化学組成の溶液を循環させることによって行われる表面処理の工程であって、未処理要素の内面は、したがって、前記溶液と接触する、工程と
を含む。
According to a second variant embodiment, the method comprises the following steps:
Assembling the raw elements in the steam generator;
Connecting the upstream and downstream compartments of the steam generator with the reactor primary circuit;
A surface treatment step performed by circulating a solution of a predetermined chemical composition in the primary circuit, wherein the inner surface of the untreated element is thus in contact with the solution.

使用される化学組成は、この場合、一次回路の化学作用に関連する要件の全てと互換性がある。たとえば、溶液は、ホウ酸及び/又は過酸化物を含むことができる。   The chemical composition used is in this case compatible with all the requirements relating to the chemistry of the primary circuit. For example, the solution can include boric acid and / or peroxide.

したがって、表面処理は、原子力発電所において蒸気発生器が一次回路に永久的に接続されると行われる。   Therefore, the surface treatment is performed when the steam generator is permanently connected to the primary circuit in a nuclear power plant.

第3の変形実施形態によれば、方法は、以下の工程:
蒸気発生器において未処理要素を組み立てる工程と、
蒸気発生器の上流コンパートメント及び下流コンパートメントを循環処理装置に接続する工程と、
蒸気発生器において、処理溶液を、未処理要素の内面が処理溶液と接触するように循環させることによって行われる表面処理の工程と
を含む。
According to a third variant embodiment, the method comprises the following steps:
Assembling the raw elements in the steam generator;
Connecting the upstream and downstream compartments of the steam generator to the circulation processor;
In a steam generator, a surface treatment step performed by circulating the treatment solution so that the inner surface of the untreated element is in contact with the treatment solution.

この場合、処理は、機械的若しくは化学機械的研磨又は化学洗浄である。   In this case, the treatment is mechanical or chemical mechanical polishing or chemical cleaning.

蒸気発生器は、この場合、原子炉の一次回路に依然として接続されていない。処理は、たとえば、原子力発電所の現場にはない蒸気発生器製造作業場で行われる。   The steam generator is still not connected to the primary circuit of the reactor in this case. The treatment is performed, for example, at a steam generator manufacturing work site that is not present at the site of the nuclear power plant.

第2の実施形態によれば、方法は、非炭素質潤滑剤を用いてインゴットを圧延することにより、又は連続鋳造し、且つその後、非炭素質潤滑剤を用いて圧延することにより、要素を製造する工程を含む。   According to a second embodiment, the method comprises rolling the ingot with a non-carbonaceous lubricant or by continuously casting and then rolling with a non-carbonaceous lubricant. The manufacturing process is included.

インゴットは、上述したニッケル系合金である。圧延前、それは、要素が管である場合には中空円筒の形状を有する。   The ingot is the nickel-based alloy described above. Before rolling, it has the shape of a hollow cylinder when the element is a tube.

いくつかの溶融塩、低融点金属又は多くの水溶液を含む潤滑剤として多くの非炭素質液体を使用することができる。   Many non-carbonaceous liquids can be used as lubricants including some molten salts, low melting point metals or many aqueous solutions.

使用される潤滑剤は非炭素質であるため、管の内面における炭素の量が低減し、管の内面における炭化クロムの量が同様に低減する。その結果、有効クロムの量が増大する。   Since the lubricant used is non-carbonaceous, the amount of carbon on the inner surface of the tube is reduced and the amount of chromium carbide on the inner surface of the tube is likewise reduced. As a result, the amount of effective chromium increases.

本発明によって要求される有効クロム含有率を有する要素が管である場合、それは、図4に示すように蒸気発生器に取り付けられる。   If the element having the effective chromium content required by the present invention is a tube, it is attached to a steam generator as shown in FIG.

蒸気発生器13は、外側ケーシング15と、外側ケーシングの内部空間を水室19及び上部空間21に分割する管状プレート17とを含む。   The steam generator 13 includes an outer casing 15 and a tubular plate 17 that divides the inner space of the outer casing into a water chamber 19 and an upper space 21.

水室17は、内部仕切り22により、上流コンパートメント23及び下流コンパートメント25に分割されている。   The water chamber 17 is divided into an upstream compartment 23 and a downstream compartment 25 by an internal partition 22.

蒸気発生器は、二次液体入口27及び蒸気出口29を含み、それらの両方が上部空間21内に開放している。それらは、それぞれ二次ポンプ及び蒸気タービンに接続されている。   The steam generator includes a secondary liquid inlet 27 and a steam outlet 29, both of which are open into the upper space 21. They are connected to a secondary pump and a steam turbine, respectively.

管1は、それぞれ水室の上流端部を通って上流コンパートメント23内に、且つ上流端部と反対側の下流端部を通って下流コンパートメント25内に開放している。   The pipes 1 open into the upstream compartment 23 through the upstream end of the water chamber and into the downstream compartment 25 through the downstream end opposite to the upstream end, respectively.

管は、それぞれU字型形状を有し、それらの端部は、管プレート17に堅く固定されている。   The tubes each have a U-shape and their ends are rigidly fixed to the tube plate 17.

上流コンパートメント23は、原子炉の容器33の出口31に流体接続されている。下流コンパートメント25は、原子炉の容器33の入口35に流体接続されている。   The upstream compartment 23 is fluidly connected to the outlet 31 of the reactor vessel 33. The downstream compartment 25 is fluidly connected to the inlet 35 of the reactor vessel 33.

原子炉が運転中であるとき、一次液体は、原子炉容器内で加熱され、その後、水室の上流コンパートメントに流れ込む。それは、その後、上流コンパートメントから管1の内側の下流コンパートメントまで流れる。それは、通過時にその熱エネルギーの一部を二次液体に渡す。それは、その後、下流コンパートメントから容器の入口まで流れる。   When the reactor is in operation, the primary liquid is heated in the reactor vessel and then flows into the upstream compartment of the water chamber. It then flows from the upstream compartment to the downstream compartment inside the tube 1. It passes some of its thermal energy to the secondary liquid as it passes. It then flows from the downstream compartment to the container inlet.

別法として、本発明によって要求される有効クロム含有率を含む要素は、蒸気発生器に取り付けられたプレートであり、その内面は一次液体に接触する。このプレートは、たとえば、上流コンパートメント及び下流コンパートメントを互いから分離するプレート22である。   Alternatively, the element containing the effective chromium content required by the present invention is a plate attached to the steam generator, the inner surface of which contacts the primary liquid. This plate is, for example, a plate 22 that separates the upstream and downstream compartments from each other.

したがって、本発明は、要素1が上述したようなものである、蒸気発生器の要素1に対する表面処理の使用も目的とする。要素1は、ニッケル系合金から作製され、この合金は、以下の質量含有率:
50%を超えるNi、
14%〜45%のCr
を有する。
The invention is therefore also aimed at the use of a surface treatment for element 1 of the steam generator, where element 1 is as described above. Element 1 is made from a nickel-based alloy, which has the following mass content:
Ni exceeding 50%,
14% -45% Cr
Have

要素1は、液体に曝されるように意図された内側を有し、表面金属層7は、酸化物層3によって覆われた内面5を有し、表面金属層7は、内面5から深さpにおいて、クロムの質量含有率wCr(p)、炭素の質量含有率w(p)及び有効クロム含有率wCr_dispo(p)を有し、ここで、wCr_dispo(p)=wCr(p)−16.61w(p)である。 Element 1 has an inner side intended to be exposed to a liquid, the surface metal layer 7 has an inner surface 5 covered by an oxide layer 3, and the surface metal layer 7 is deep from the inner surface 5. p has a chromium mass content w Cr (p), a carbon mass content w c (p) and an effective chromium content w Cr_dispo (p), where w Cr_dispo (p) = w Cr ( p) -16.61w c (p).

表面処理は、エネルギー生産段階中、すなわち加圧水型原子炉の通常運転中に内面5が加圧水型原子炉の一次液体に曝されるとき、ニッケル11に富むフィラメントの形成をもたらす傾向がある酸化、及び/又はこれらのフィラメントが形成される可能性のある領域から発生するイオン若しくはコロイドの原子炉の一次液体への直接放出、を制限するために、内面5からの表面金属層7の厚さ全体にわたって平均された有効クロムの質量含有率wCr_dispo(p)が0を超えるまで内面をはぎ取るように意図されている。 The surface treatment is an oxidation that tends to result in the formation of nickel 11 rich filaments when the inner surface 5 is exposed to the primary liquid of the pressurized water reactor during the energy production phase, ie during normal operation of the pressurized water reactor, and Over the entire thickness of the surface metal layer 7 from the inner surface 5 in order to limit the direct release of ions or colloids originating from areas where these filaments can be formed into the primary liquid of the reactor. It is intended to strip the inner surface until the average mass content of effective chromium w Cr_dispo (p) exceeds zero.

ここで考慮する一次液体は、主な原子炉運転者又は本分野における多くの研究及び安全組織の仕様を満たす。特に、それは、公表された最低溶解度限界以下のニッケル(イオン)含有率を有し、流れは、0〜106のレイノルズ数によって特徴付けられる。   The primary liquid considered here meets the specifications of the main reactor operator or many research and safety organizations in the field. In particular, it has a nickel (ion) content below the published minimum solubility limit, and the flow is characterized by a Reynolds number between 0 and 106.

ニッケルに富むフィラメントとは、50重量%を超えるニッケルを含むフィラメントを意味する。   By nickel rich filament is meant a filament containing more than 50 wt% nickel.

合金は、典型的には、上で定義した合金の1つである。表面処理は、上で定義した表面処理の1つである。   The alloy is typically one of the alloys defined above. Surface treatment is one of the surface treatments defined above.

別法として、表面処理は、内面5から200nmの厚さにわたって平均された、且つ/又は内面5から厚さ10nmにわたって平均された、且つ/又は内面5から1nmの厚さにわたって平均された有効クロムの質量含有率wCr_dispo(p)が0を超えるまで、常に同じ目的に対して使用される。 Alternatively, the surface treatment is effective chromium averaged over a thickness of 200 nm from the inner surface 5 and / or averaged over a thickness of 10 nm from the inner surface 5 and / or averaged over a thickness of 1 nm from the inner surface 5. Until the mass content of wCr_dispo (p) exceeds 0, it is always used for the same purpose.

好ましくは、表面処理は、表面金属層の厚さ全体、及び/又は内面から200nm、及び/又は10nm、及び/又は1nmにわたって平均された有効クロムの質量含有率wCr_dispo(p)が5%を超え、より好ましくは15%となるまで使用される。 Preferably, the surface treatment has an effective chromium mass content w Cr_dispo (p) averaged over the entire thickness of the surface metal layer and / or from the inner surface to 200 nm and / or 10 nm and / or 1 nm. It is used until exceeding, more preferably 15%.

本発明は、加圧水型原子炉において、内面5が原子炉の通常運転中に一次液体に曝されるとき、組成がニッケルに富むフィラメント要素の、内面5における形成と、これらのフィラメント11からの原子炉コロイドの一次液体における直接放出とを回避するために、上述したような蒸気発生器を使用することにも関する。   In the pressurized water reactor, when the inner surface 5 is exposed to the primary liquid during normal operation of the reactor, the formation of filament elements rich in nickel on the inner surface 5 and the atoms from these filaments 11 It also relates to the use of a steam generator as described above to avoid direct release in the primary liquid of the furnace colloid.

要素1は、たとえば、水室19の上流コンパートメント23から下流コンパートメント25又はプレートまでの、原子炉の通常運転中の原子炉の一次液体の循環に役立つ管1である。ここで考慮する一次液体は、上述したようなものである。   Element 1 is a tube 1 that serves for the circulation of the primary liquid of the reactor during normal operation of the reactor, for example from the upstream compartment 23 of the water chamber 19 to the downstream compartment 25 or plate. The primary liquid considered here is as described above.

本発明の製造方法は、未処理要素を構成する材料の加熱をもたらさないため、特に有利である。それは、その初期微細構造を保持する。これは、たとえば690TT合金製の蒸気発生器の管に対して特に重要である。この合金に対して、本明細書に記載する表面処理工程前に、金属の粒径を正確な範囲で維持しながら、特に粒間炭化クロムの形成を目的とする定義された熱処理が施される。合金をたとえば800℃を超えるようにすることにより、表面処理中に管を過度に加熱することによって熱処理の利益の少なくとも一部が失われるか、又は金属の粒径の変化がもたらされる。   The production method of the invention is particularly advantageous because it does not result in heating of the material constituting the green element. It retains its initial microstructure. This is particularly important for steam generator tubes made of, for example, 690TT alloy. This alloy is subjected to a defined heat treatment, particularly for the purpose of forming intergranular chromium carbide, while maintaining the metal grain size within an accurate range prior to the surface treatment step described herein. . By allowing the alloy to exceed, for example, 800 ° C., excessive heating of the tube during the surface treatment results in at least some loss of heat treatment benefits or changes in the metal particle size.

さらに、本明細書で考慮した表面処理の大部分は、流体を、処理される要素の内面と接触させて循環させることによって行われる。流体は、たとえば、ポンプ、又は圧縮気体によって押されるモップ若しくはフェルトフロスによって推進される。これらの循環処理の実施は、蒸気発生器の管に対して、プラズマ蒸着処理又は別の同様の処理よりはるかに単純である。これらの管は、20mを超える著しい長さであり、20mm未満の小さい外径を有する。現在、この種の部分の内面にPVD(物理気相成長)堆積物をもたらすための囲いはない。   Furthermore, most of the surface treatments considered herein are performed by circulating fluid in contact with the inner surface of the element being treated. The fluid is driven, for example, by a pump or a mop or felt floss that is pushed by compressed gas. The implementation of these circulation processes is much simpler than the plasma deposition process or another similar process for the steam generator tube. These tubes are significantly longer than 20 m and have a small outer diameter of less than 20 mm. Currently, there is no enclosure to provide PVD (physical vapor deposition) deposits on the inner surface of this type of part.

表面金属層の一部を除去する処理は特に有利である。そうした処理は、表面金属層上の堆積物を含む処理より実施が簡単である。堆積材料が亀裂を有することになるか、又は表面金属層と堆積材料との界面に分離があるという危険がない。   A treatment that removes part of the surface metal layer is particularly advantageous. Such a process is simpler to implement than a process involving deposits on the surface metal layer. There is no risk that the deposited material will have cracks or that there is a separation at the interface between the surface metal layer and the deposited material.

Claims (14)

加圧水型原子炉のための蒸気発生器であって、前記蒸気発生器(13)は、
上流コンパートメント(23)及び下流コンパートメント(25)に分割された水室(19)が区切られている外囲体(15)であって、前記上流コンパートメント(23)は、前記原子炉の容器(33)の出口(31)と流体連通するように設計され、前記下流コンパートメント(25)は、前記原子炉の前記容器(23)の入口(35)と流体連通するように設計されている、外囲体(15)と、
少なくとも1つの要素(1)であって、各要素(1)は、上流端部を通って前記上流コンパートメント(23)内に、且つ前記上流端部と反対側の下流端部を通って前記下流コンパートメント(25)内に開放している管、又はプレートであり、各要素(1)は、ニッケル系合金から作製され、且つ前記合金は、以下の質量含有率:
50%を超えるNi、
14%〜45%のCr
を有する、要素(1)と
を備え、
前記要素(1)は、液体に曝されるように意図された内側において、酸化物層(3)で覆われた内面(5)を有する表面金属層(7)を有し、前記表面金属層(7)は、前記内面(5)からの深さpにおいて、クロムの質量含有率wCr(p)、炭素の質量含有率w(p)及び有効クロム含有率wCr_dispo(p)を有し、ここで、wCr_dispo(p)=wCr(p)−16.61w(p)であり、
前記内面(5)からの前記表面金属層(7)の厚さ全体にわたって平均された前記有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、0を超えることを特徴とする蒸気発生器。
A steam generator for a pressurized water reactor, the steam generator (13) comprising:
An enclosure (15) in which a water chamber (19) divided into an upstream compartment (23) and a downstream compartment (25) is delimited, wherein the upstream compartment (23) is a container (33 ) And the downstream compartment (25) is designed to be in fluid communication with the inlet (35) of the vessel (23) of the reactor. Body (15),
At least one element (1), each element (1) passing through an upstream end into the upstream compartment (23) and through the downstream end opposite the upstream end. A tube or plate open in the compartment (25), each element (1) being made from a nickel-based alloy, said alloy having the following mass content:
Ni exceeding 50%,
14% -45% Cr
Comprising the element (1)
Said element (1) has a surface metal layer (7) having an inner surface (5) covered with an oxide layer (3) on the inside intended to be exposed to a liquid, said surface metal layer (7) has a mass content w Cr (p) of chromium, a mass content w c (p) of carbon, and an effective chromium content w Cr_dispo (p) at a depth p from the inner surface (5). Where w Cr_dispo (p) = w Cr (p) −16.61w c (p),
Steam generator, characterized in that the effective chromium content w Cr_dispo (p) averaged over the entire thickness of the surface metal layer (7) from the inner surface (5) is greater than zero.
前記内面(5)から200nmの厚さまで平均された前記有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、0を超えることを特徴とする、請求項1に記載の蒸気発生器。 Steam generator according to claim 1, characterized in that the effective chromium content wCr_dispo (p) averaged from the inner surface (5) to a thickness of 200 nm is greater than zero. 前記内面(5)から20nmの厚さにわたって、好ましくは5nmの厚さにわたって平均された前記有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、0を超えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の蒸気発生器。 3. The effective chromium content w Cr_dispo (p) averaged over a thickness of 20 nm from the inner surface (5), preferably over a thickness of 5 nm, is greater than zero, according to claim 1 or 2. Steam generator. 前記有効クロム含有率wCr_dispo(p)は、前記内面(5)から前記表面金属層(7)の厚さを通して一定して0を超えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の蒸気発生器。 4. The effective chromium content wCr_dispo (p), which constantly exceeds 0 from the inner surface (5) through the thickness of the surface metal layer (7), Steam generator according to item. 前記合金は、標準UNS N06690/W No 2.4642による合金690であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の蒸気発生器。   Steam generator according to any one of the preceding claims, characterized in that the alloy is an alloy 690 according to standard UNS N06690 / W No 2.4642. 前記内面(5)から前記表面金属層(7)の厚さ全体にわたって平均された前記クロム含有率wCr(p)は、45%未満であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の蒸気発生器。 Any of claims 1 to 5, characterized in that the chromium content wCr (p) averaged over the entire thickness of the surface metal layer (7) from the inner surface (5) is less than 45%. The steam generator according to claim 1. 前記クロム含有率wCr(p)は、前記表面金属層(7)の厚さ全体にわたって前記内面(5)から増大することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の蒸気発生器。 7. The chromium content wCr (p) increases from the inner surface (5) over the entire thickness of the surface metal layer (7), according to any one of claims 1-6. Steam generator. 前記酸化物層(3)は、溶解度が一次媒体における酸化ニッケル化合物の溶解度を超える粒子、特に又はアルミニウムに富む任意の酸化物粒子を含有しないことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の蒸気発生器。   8. The oxide layer (3) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it does not contain particles whose solubility exceeds that of the nickel oxide compound in the primary medium, in particular or any oxide particles rich in aluminum. The steam generator according to one item. 前記要素(1)が新しい場合、前記酸化物層(3)は、10mm未満の厚さを有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の蒸気発生器。   Steam generator according to any one of the preceding claims, characterized in that, when the element (1) is new, the oxide layer (3) has a thickness of less than 10 mm. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の蒸気発生器を製造する方法であって、以下の工程:
内面(5)を有する未処理要素を製造する工程と、
前記未処理要素の前記内面(5)に表面処理を適用する工程であって、前記表面処理は、電解研磨、機械的又は化学機械的研磨、化学洗浄から選択され、前記未処理要素は、表面処理後に前記要素(1)を構成する、工程と
を含む方法。
It is a method of manufacturing the steam generator as described in any one of Claims 1-9, Comprising: The following processes:
Producing an untreated element having an inner surface (5);
Applying a surface treatment to the inner surface (5) of the untreated element, the surface treatment being selected from electropolishing, mechanical or chemical mechanical polishing, chemical cleaning, the untreated element being a surface Comprising the element (1) after processing.
以下の工程:
前記蒸気発生器(13)において前記未処理要素を組み立てる工程と、
前記蒸気発生器(13)の前記上流コンパートメント(23)及び前記下流コンパートメント(25)を原子炉一次回路と接続する工程と
を含み、
前記表面処理は、前記一次回路において、所与の化学組成の溶液を、前記未処理要素の前記内面(5)が前記溶液と接触するように循環させることによって行われることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
The following steps:
Assembling the raw elements in the steam generator (13);
Connecting the upstream compartment (23) and the downstream compartment (25) of the steam generator (13) with a primary reactor circuit;
The surface treatment is carried out in the primary circuit by circulating a solution of a given chemical composition so that the inner surface (5) of the untreated element is in contact with the solution. Item 11. The method according to Item 10.
請求項1〜9のいずれか一項に記載の蒸気発生器を製造する方法であって、非炭素質潤滑剤を用いてインゴットを圧延することにより、又は連続鋳造し、且つその後、非炭素質潤滑剤を用いて圧延することにより、前記要素(1)を製造する工程を含む、方法。   A method for producing a steam generator according to any one of claims 1 to 9, wherein the ingot is rolled or continuously cast with a non-carbonaceous lubricant and then non-carbonaceous. A method comprising the step of producing said element (1) by rolling with a lubricant. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の蒸気発生器(13)の前記要素(1)に対する表面処理の使用であって、
前記表面処理は、前記内面(5)からの前記表面金属層(7)の厚さ全体にわたって平均された前記有効クロムの質量含有率wCr_dispo(p)が0を超えるまで前記内面(5)をはぎ取り、
前記使用は、前記加圧水型原子炉の通常運転中に前記内面(5)が前記一次液体に曝されるとき、質量組成がニッケルに富むフィラメントの形成をもたらす傾向がある酸化、及び/又は前記フィラメント(11)が形成される可能性のある領域から発生するイオン若しくはコロイドの前記一次液体への直接放出、を制限することを目的とする、使用。
Use of a surface treatment for the element (1) of the steam generator (13) according to any one of claims 1-9,
The surface treatment is performed on the inner surface (5) until the mass content w Cr_dispo (p) of the effective chromium averaged over the entire thickness of the surface metal layer (7) from the inner surface (5) exceeds zero. Stripping,
The use may include oxidation that tends to result in the formation of a nickel-rich filament when the inner surface (5) is exposed to the primary liquid during normal operation of the pressurized water reactor, and / or the filament. (11) Use for the purpose of restricting the direct release of ions or colloids generated from regions where they may be formed into the primary liquid.
加圧水型原子炉における、請求項1〜9のいずれか一項に記載の蒸気発生器の使用であって、前記加圧水型原子炉の通常運転中に前記内面(5)が前記一次液体に曝されるとき、質量組成がニッケルに富むフィラメントの、前記要素(1)の前記内面(5)における形成をもたらす傾向がある酸化、及び/又は前記フィラメント(11)が形成される可能性のある領域からのイオン若しくはコロイドの一次液体への直接放出、を制限するための使用。   Use of a steam generator according to any one of claims 1 to 9 in a pressurized water reactor, wherein the inner surface (5) is exposed to the primary liquid during normal operation of the pressurized water reactor. From oxidation, which tends to cause formation of filaments rich in nickel in the inner surface (5) of the element (1) and / or where the filament (11) may be formed. Use to limit the direct release of ions or colloids into the primary liquid.
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