JPH07260969A - Fuel cladding pipe for nuclear reactor - Google Patents

Fuel cladding pipe for nuclear reactor

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JPH07260969A
JPH07260969A JP6077876A JP7787694A JPH07260969A JP H07260969 A JPH07260969 A JP H07260969A JP 6077876 A JP6077876 A JP 6077876A JP 7787694 A JP7787694 A JP 7787694A JP H07260969 A JPH07260969 A JP H07260969A
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JP
Japan
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zirconium
fuel
less
cladding tube
nuclear reactor
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Application number
JP6077876A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Takeda
透 武田
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Nuclear Fuel Industries Ltd
Original Assignee
Nuclear Fuel Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07260969A publication Critical patent/JPH07260969A/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
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    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE:To obtain a fuel cladding pipe for nuclear reactor which improves the corrosion resistance, and maintains a suppressing force against a sudden oxidization of the inner surface. CONSTITUTION:As a lining layer made of zirconium provided on the inner surface of a cladding pipe basic member made of a zirconium alloy, a minute amount of additive of either one or more of Co, Rh, and Pd is included in a high purity of zirconium, and furthermore, less than 1200ppm of oxygen, and less than 2000ppm totally of other unavoidable impurities are also included.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、原子炉用燃料棒に用い
られる原子炉用燃料被覆管に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nuclear reactor fuel cladding tube used in a nuclear reactor fuel rod.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は燃料棒の縦断面の構成を示す説明
図である。図3は図2の横断面の構成を示す説明図であ
る。図に示す通り、軽水又は重水冷却型原子炉用燃料棒
には、通常ジルコニウム合金からなる燃料被覆管(2) が
用いられ、内部に多数の燃料ペレット(1) とプレナムス
プリング(3) とが装填され、上下部端栓(4) で密封して
燃料棒とされる。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of a vertical cross section of a fuel rod. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the cross section of FIG. As shown in the figure, a fuel cladding for a light water or heavy water cooled reactor is usually equipped with a fuel cladding tube (2) made of a zirconium alloy, and contains a large number of fuel pellets (1) and plenum springs (3) inside. It is loaded and sealed with upper and lower end plugs (4) to form a fuel rod.

【0003】通常、ジルコニウム合金製被覆管は中性子
の照射を受けると照射脆性化し、応力腐蝕割れが起き易
くなる。そこで、図2に示すように、応力腐蝕割れを防
ぐために被覆管内面にジルカロイ合金に比較して軟質な
純度の高いジルコニウム(5)を内張りすることが知られ
ている。
[0003] Usually, a zirconium alloy cladding tube is irradiated with neutrons to become brittle, and stress corrosion cracking is likely to occur. Therefore, as shown in FIG. 2, in order to prevent stress corrosion cracking, it is known to line the inner surface of the cladding tube with zirconium (5), which is softer and has a higher purity than zircaloy alloy.

【0004】米国特許第 4,300,492号によれば、純ジル
コニウムの不純物含有量の合計は 1000ppm以上 5000ppm
以下であり、そのうち酸素含有量は 1200ppm以下であ
る。このようなジルコニウムは所謂「商用の原子炉級ス
ポンジジルコニウム」であり、その他の不純物及びその
量は表1に示す通りである。尚、燃料被覆管は外径8〜
20mm、肉厚 0.4〜1.5 mmで上述の内張りの厚さは0.03〜
0.2 mmである。
According to US Pat. No. 4,300,492, the total impurity content of pure zirconium is 1000 ppm or more and 5000 ppm or more.
Below, the oxygen content is below 1200ppm. Such zirconium is a so-called "commercial reactor grade sponge zirconium", and other impurities and their amounts are as shown in Table 1. The fuel cladding tube has an outer diameter of 8 to
20 mm, wall thickness 0.4 to 1.5 mm, and the above-mentioned lining thickness is 0.03 to
0.2 mm.

【0005】[0005]

【表1】 [Table 1]

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような燃
料被覆管では、被覆管の製造欠陥や異物とのフレッテイ
ングにより、被覆管内部に水が侵入すると内面の耐食性
の低いジルコニウム層が急激に酸化し、また酸化により
ジルコニウム層は体積膨張を起すため、燃料の破損が拡
大し、燃料棒内の放射能が大量に原子炉炉水中に放出さ
れるおそれがあった。
However, in such a fuel clad tube, when water enters the clad tube due to manufacturing defects of the clad tube or fretting with foreign matter, the zirconium layer having a low corrosion resistance on the inner surface abruptly. Since the zirconium layer is oxidized and the zirconium layer expands in volume due to the oxidation, the damage to the fuel is expanded, and a large amount of radioactivity in the fuel rod may be released into the reactor water.

【0007】本発明では、耐食性を向上させた原子炉用
燃料被覆管を得ること、内面の急激な酸化に対する抑制
力を維持する原子炉用燃料被覆管を得ること、応力腐蝕
割れに対する耐性を保持させた原子炉用燃料被覆管を得
ること、信頼性の高い原子炉用燃料被覆管を得ることを
目的とする。
According to the present invention, a fuel cladding for a nuclear reactor having improved corrosion resistance, a fuel cladding for a nuclear reactor which maintains a suppressing force against rapid oxidation of the inner surface, and resistance to stress corrosion cracking are retained. It is an object of the present invention to obtain a fuel cladding for a nuclear reactor and a highly reliable fuel cladding for a nuclear reactor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本請求項1に記載された
発明に係る原子炉用燃料被覆管では、内部に核燃料を収
納するジルコニウム合金製原子炉用燃料被覆管基材と、
前記被覆管基材に冶金的に結合したジルコニウム製内張
り層とを有した燃料被覆管において、前記内張り層とし
て、高純度ジルコニウム中にコバルト(Co),ロジウ
ム(Rh),パラジウム(Pd)のうち何れか一つ以上
の微量添加物を含み、更に、1200ppm以下の酸素と、合
計が 2000ppm以下のその他不可避不純物とを含むもので
ある。
In a fuel cladding for a nuclear reactor according to the present invention, a zirconium alloy fuel cladding for a nuclear reactor containing a nuclear fuel therein,
In a fuel cladding tube having a zirconium lining layer metallurgically bonded to the cladding substrate, as the lining layer, one of cobalt (Co), rhodium (Rh), and palladium (Pd) in high-purity zirconium is used. It contains any one or more trace additives, and further contains 1200 ppm or less of oxygen and other inevitable impurities of 2000 ppm or less in total.

【0009】本請求項2に記載された発明に係る原子炉
用燃料被覆管では、請求項1に記載の原子炉用燃料被覆
管において、前記内張り層が、コバルト(Co),ロジ
ウム(Rh),パラジウム(Pd)のうち何れか一つ以
上の微量添加物の合計を0.05%以上1%以下含むもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel cladding tube for a nuclear reactor according to the first aspect, wherein the lining layer is cobalt (Co) or rhodium (Rh). , Palladium (Pd), and the total amount of one or more trace additives is 0.05% or more and 1% or less.

【0010】本請求項3に記載された発明に係る原子炉
用燃料被覆管では、内部に核燃料を収納するジルコニウ
ム合金製原子炉用燃料被覆管基材と、前記被覆管基材に
冶金的に結合したジルコニウム製内張り層とを有した燃
料被覆管において、前記ジルコニウム製内張り層が、高
純度ジルコニウム中にコバルト(Co),ロジウム(R
h),パラジウム(Pd)のうち何れか一つ以上の微量
添加物の合計を0.05%以上1%以下と、 600ppm 以下の
酸素と、合計が1000ppm 以下のその他不可避不純物とを
含むものである。
In the fuel cladding tube for a nuclear reactor according to the present invention as defined in claim 3, a fuel cladding tube base material for a nuclear reactor made of a zirconium alloy for containing a nuclear fuel therein, and the cladding tube base metallurgically In a fuel cladding having a bonded zirconium lining layer, the zirconium lining layer comprises cobalt (Co), rhodium (R) in high purity zirconium.
h) and palladium (Pd), the total of one or more trace additives is 0.05% to 1%, oxygen of 600 ppm or less, and other unavoidable impurities of 1000 ppm or less in total.

【0011】[0011]

【作用】本発明においては、ジルコニウム合金製被覆管
基材の内側に設けられたジルコニウム製内張り層とし
て、高純度ジルコニウム中にコバルト(Co),ロジウ
ム(Rh),パラジウム(Pd)のうち何れか一つ以上
の微量添加物を含み、更に、 1200ppm以下の酸素と、合
計が 2000ppm以下のその他不可避不純物とを含むもので
あるため、微量添加物の添加量に応じて耐食性は向上
し、内面の急激な酸化に対する抑制力を維持することが
できる。
In the present invention, as the zirconium lining layer provided inside the zirconium alloy cladding tube base material, one of cobalt (Co), rhodium (Rh) and palladium (Pd) is contained in high-purity zirconium. Since it contains one or more trace additives and further contains 1200ppm or less of oxygen and other unavoidable impurities of 2000ppm or less in total, the corrosion resistance is improved depending on the addition amount of the trace additive and the internal surface sharply changes. The ability to suppress oxidation can be maintained.

【0012】即ち、被覆管の製造欠陥や異物とのフレッ
テイングにより、被覆管内部に水が侵入すると内面の耐
食性の低いジルコニウム層が急激に酸化し、また酸化に
よりジルコニウム層は体積膨張を起すため、燃料の破損
が拡大し、燃料棒内の放射能が大量に原子炉炉水中に放
出されるおそれがあった。
That is, when water enters the inside of the cladding due to manufacturing defects of the cladding or fretting with foreign matter, the zirconium layer having low corrosion resistance on the inner surface is rapidly oxidized, and the zirconium layer causes volume expansion due to the oxidation. However, the damage to the fuel has spread, and a large amount of radioactivity in the fuel rods may be released into the reactor water.

【0013】そこで、このような燃料被覆管の酸化によ
る破損拡大を防止するためには内面のジルコニウム製内
張り層を構成する純ジルコニウムにCo,Rh,Pdの
微量添加物を添加し、このような元素成分を増やすこと
によって内面のジルコニウム層の急激な酸化は抑制され
ることを見出した。
Therefore, in order to prevent the damage from spreading due to oxidation of the fuel cladding tube, a small amount of Co, Rh, and Pd additives are added to pure zirconium forming the zirconium lining layer on the inner surface. It was found that the rapid oxidation of the zirconium layer on the inner surface was suppressed by increasing the element content.

【0014】ところで、ジルコニウム製内張り層とし
て、純ジルコニウムにコバルト(Co),ロジウム(R
h),パラジウム(Pd)等の微量添加物を添加した場
合には、添加量に応じて耐食性は向上するが、逆に硬度
が増加し、延性が低下して耐応力腐蝕割れ性が低下する
ことが予測される。
By the way, as a zirconium lining layer, pure zirconium is added to cobalt (Co) and rhodium (R).
When a small amount of additives such as h) and palladium (Pd) is added, the corrosion resistance is improved according to the added amount, but on the contrary, the hardness is increased, the ductility is decreased, and the stress corrosion cracking resistance is decreased. Is expected.

【0015】即ち、本発明では、高純度ジルコニウム中
にコバルト(Co),ロジウム(Rh),パラジウム
(Pd)等を添加する場合に、急激な酸化を抑制する耐
食性と耐応力腐蝕割れ性との両方を満足するためには、
これらコバルト(Co),ロジウム(Rh),パラジウ
ム(Pd)のうち何れか一つ以上の微量添加物の合計が
0.05%以上1%以下であることが望ましい。前記微量添
加物の合計が0.05%より下回れば、耐食性が劣り、1%
を越えると、硬度が増加し延性が低下し、耐応力腐蝕割
れ性が劣化するからである。
That is, in the present invention, when cobalt (Co), rhodium (Rh), palladium (Pd) or the like is added to high-purity zirconium, the corrosion resistance and the stress corrosion cracking resistance that suppress rapid oxidation are To satisfy both,
The total amount of any one or more trace additives of cobalt (Co), rhodium (Rh), and palladium (Pd) is
It is desirable to be 0.05% or more and 1% or less. If the total amount of the above trace additives is less than 0.05%, the corrosion resistance will be poor, and 1%
If it exceeds, the hardness increases, the ductility decreases, and the stress corrosion cracking resistance deteriorates.

【0016】即ち、急激な酸化に対する耐性を向上させ
るため、高純度ジルコニウムにコバルト(Co),ロジ
ウム(Rh),パラジウム(Pd)の微量添加物を添加
するのであるが、これら微量添加物の合計を0.05%以上
1%以下添加させると、ジルコニウムが硬化せず応力腐
蝕割れに対する耐性が低下しない。従って、内面の急激
な酸化に対する抑制力を維持しつつ、応力腐蝕割れに対
する耐性を保持させた燃料被覆管を得ることができる。
That is, in order to improve resistance to rapid oxidation, trace amounts of cobalt (Co), rhodium (Rh) and palladium (Pd) are added to high-purity zirconium. When 0.05% or more and 1% or less is added, zirconium does not harden and resistance to stress corrosion cracking does not decrease. Therefore, it is possible to obtain the fuel clad tube which maintains the resistance to the stress corrosion cracking while maintaining the suppressing force against the rapid oxidation of the inner surface.

【0017】一般に異種金属の添加によって、母層金属
中の酸素及び金属原子の移動が阻害され、耐食性が向上
する。これは添加元素が母層金属中の格子の一部と置換
され、酸素や金属原子の移動に関与する格子欠陥の濃度
が低下するためである。このような作用は原子レベルの
電気的相互作用によって引き起こされる。コバルト(C
o),ロジウム(Rh),パラジウム(Pd)等の微量
添加物は、何れも繊維金属8属の第3周期及び第4周期
の元素であり、化学的性質や電子配置が似通っているた
め、同じような効果が現われたと推定される。
Generally, the addition of a different kind of metal hinders the migration of oxygen and metal atoms in the mother layer metal and improves the corrosion resistance. This is because the additive element is replaced with a part of the lattice in the mother layer metal, and the concentration of lattice defects involved in the movement of oxygen and metal atoms is reduced. Such actions are caused by electrical interactions at the atomic level. Cobalt (C
o), rhodium (Rh), palladium (Pd), and other minor additives are all elements of the third and fourth periods of the genus 8 of fiber metal, and have similar chemical properties and electronic arrangements. It is presumed that similar effects appeared.

【0018】また、一般に純金属は耐食性,耐応力腐蝕
割れ性が悪く、延性が高いことが知られているが、本発
明の微量添加物は、原子レベルでの耐食性の改善に効果
を示し、延性等の機械的性質に対しては効果が小さいた
め、優れた延性を示す。従って、内張り層によって応力
が緩和され、Zry−2の応力腐蝕割れ性を低減するこ
とができる。
In addition, it is generally known that pure metal has poor corrosion resistance and stress corrosion cracking resistance and high ductility, but the trace amount additive of the present invention is effective in improving corrosion resistance at the atomic level. Since it has little effect on mechanical properties such as ductility, it exhibits excellent ductility. Therefore, the stress is relaxed by the lining layer, and the stress corrosion cracking property of Zry-2 can be reduced.

【0019】尚、本発明では、高純度ジルコニウムにコ
バルト(Co),ロジウム(Rh),パラジウム(P
d)の微量添加物と、 1200ppm以下の酸素と、その他不
可避不純物とを含むものである。これは、前記内張り層
に含まれる酸素は、1200ppm を越えると、金属が硬くな
り加工性が低下すると共に内張り材として必要とされる
延性が低下するためである。従って、ジルコニウム製の
内張り層に含まれる酸素を1200ppm 以下とした。またよ
り好ましくは、酸素を 600ppm 以下含んでなるもので
は、より延性が更に向上する。
In the present invention, high purity zirconium is added to cobalt (Co), rhodium (Rh), palladium (P
It contains the trace amount additive of d), oxygen of 1200 ppm or less, and other inevitable impurities. This is because if the oxygen contained in the lining layer exceeds 1200 ppm, the metal becomes hard and the workability is lowered, and the ductility required as the lining material is lowered. Therefore, oxygen contained in the zirconium lining layer is set to 1200 ppm or less. Further, more preferably, if the content of oxygen is 600 ppm or less, the ductility is further improved.

【0020】更に、前記内張り層に含まれるその他不可
避不純物としては、具体的には前述の表1に示すものが
あり、更にその合計は、2000ppm を越えると、硬度が増
し延性が悪くなり、またより好ましくは、1000ppm 以下
含んでなるものでは、延性がより良好となる。
Further, as the other unavoidable impurities contained in the lining layer, there are concretely those shown in the above-mentioned Table 1, and when the total amount exceeds 2000 ppm, hardness increases and ductility deteriorates. More preferably, if the content is 1000 ppm or less, the ductility becomes better.

【0021】以上のように、本発明では、内部に核燃料
を収納するジルコニウム合金製原子炉用燃料被覆管基材
と、前記被覆管基材に冶金的に結合したジルコニウム製
内張り層とを有した燃料被覆管において、前記ジルコニ
ウム製内張り層が、合計が0.05%以上1%以下の高純度
ジルコニウム中にコバルト(Co),ロジウム(R
h),パラジウム(Pd)のうち何れか一つ以上の微量
添加物と、 600ppm 以下の酸素と、合計が1000ppm 以下
のその他不可避不純物とを含むものであるため、内面の
急激な酸化に対する抑制力を維持しつつ、応力腐蝕割れ
に対する耐性を保持させた燃料被覆管を得ることがで
き、更に、より延性及び加工性に優れた燃料被覆管を得
ることができる。
As described above, the present invention has a zirconium alloy fuel cladding tube base material for a nuclear reactor that contains a nuclear fuel therein, and a zirconium lining layer metallurgically bonded to the cladding tube base material. In the fuel cladding tube, the zirconium lining layer contains cobalt (Co), rhodium (R) in high-purity zirconium in a total amount of 0.05% or more and 1% or less.
h), palladium (Pd), one or more trace additives, 600ppm or less of oxygen, and 1000ppm or less of other unavoidable impurities in total, so the ability to suppress rapid oxidation of the inner surface is maintained. At the same time, it is possible to obtain a fuel clad tube that retains resistance to stress corrosion cracking, and further a fuel clad tube that is more excellent in ductility and workability.

【0022】[0022]

【実施例】図1は本発明の被覆管の一実施例の製造工程
を示す工程図である。本発明では、図1に示す製造工程
について、本実施例では被覆管内面に内張りするジルコ
ニウム製内張り層に添加する元素をパラメータとして、
図1に示す製造工程により内張り材を試作した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a process drawing showing the manufacturing process of an embodiment of the coating tube of the present invention. In the present invention, regarding the manufacturing process shown in FIG. 1, in this embodiment, the element added to the zirconium lining layer lining the inner surface of the cladding tube is used as a parameter,
A trial lining material was manufactured by the manufacturing process shown in FIG.

【0023】微量添加物及び該微量添加物の濃度を相違
させた種々の実施例(実施例1〜12)について、耐食
性及び耐応力腐蝕割れ性(耐SCC性)を各々検討し
た。結果を次の表2に示す。尚、表中の比較例No13
は従来の被覆管基材であるジルカロイ2(ジルコニウム
合金の一つ)、また比較例No14は従来の内張り材で
ある純ジルコニウムである。
The corrosion resistance and the stress corrosion cracking resistance (SCC resistance) of each of various examples (Examples 1 to 12) in which the concentrations of the trace additives and the trace additives were different were examined. The results are shown in Table 2 below. Incidentally, Comparative Example No. 13 in the table
Zircaloy 2 (one of zirconium alloys) which is a conventional cladding tube base material, and Comparative Example No. 14 is pure zirconium which is a conventional lining material.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】表2に示す通り、本発明によりジルコニウ
ム中の酸素含有量が 1200ppm以下、好ましくは 600ppm
以下、その他不可避不純物の合計の含有量が 2000ppm以
下、好ましくは 1000ppm以下の場合に、コバルト(C
o),ロジウム(Rh),パラジウム(Pd)のうち何
れか一つ或いは複数の合計を0.05%以上1%以下含む内
張り材では応力腐蝕割れ性に対する耐性を劣化させるこ
となく、耐食性が向上した。尚、次の表3は前記実施例
1〜12の酸素及びその他不可避不純物データである。
As shown in Table 2, the oxygen content in zirconium according to the present invention is 1200 ppm or less, preferably 600 ppm.
Below, when the total content of other unavoidable impurities is 2000 ppm or less, preferably 1000 ppm or less, cobalt (C
o), rhodium (Rh), and palladium (Pd), the lining material containing one or more of 0.05% or more and 1% or less in total improved corrosion resistance without deteriorating resistance to stress corrosion cracking. In addition, the following Table 3 is data of oxygen and other inevitable impurities in Examples 1 to 12 above.

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】尚、図1に示した工程のうち、内張り部の
β処理工程の後の焼き鈍し工程を熱間加工や焼き鈍しと
熱間加工の混合工程とすることも可能である。これによ
り、内張り部の寸法調整が可能となり、内張り部を大き
な材料から製作することができる。
Of the steps shown in FIG. 1, the annealing step after the β treatment step of the lining portion may be hot working or a mixed step of annealing and hot working. As a result, the size of the lining portion can be adjusted, and the lining portion can be manufactured from a large material.

【0028】以上のように、本発明によれば、被覆管の
内張り層の耐応力腐蝕割れ性能を劣化させることなく、
耐食性を向上させることができ、応力腐蝕割れに対する
耐性が高く、且つ万一の破損に対しても、内面が急激に
酸化して破損が拡大することがない、健全性の高い燃料
被覆管を供給することができる。
As described above, according to the present invention, without deteriorating the stress corrosion cracking resistance of the lining layer of the cladding tube,
Supplying a highly sound fuel cladding tube that can improve corrosion resistance, has high resistance to stress corrosion cracking, and does not expand the damage due to rapid oxidation of the inner surface even if it should break. can do.

【0029】また、ジルコニウム合金性被覆管基材の内
側に設けられたジルコニウム製内張り層が、高純度ジル
コニウム中にコバルト(Co),ロジウム(Rh),パ
ラジウム(Pd)のうちの何れか一つ以上の微量添加物
と、酸素 1200ppm以下と、その他不可避不純物の合計を
2000ppm以下含んでなるものであるため、内面の急激な
酸化に対する抑制力を維持しつつ、応力腐蝕割れに対す
る耐性を保持させた燃料被覆管を得ることができるとい
う効果がある。
Further, the zirconium lining layer provided inside the zirconium alloy clad substrate is one of cobalt (Co), rhodium (Rh) and palladium (Pd) in high purity zirconium. The total amount of the above trace additives, oxygen 1200ppm or less, and other unavoidable impurities
Since it contains 2000 ppm or less, there is an effect that it is possible to obtain a fuel clad tube that retains resistance to stress corrosion cracking while maintaining the suppressing force against rapid oxidation of the inner surface.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、ジルコニ
ウム合金製被覆管基材の内側に設けられたジルコニウム
製内張り層として、高純度ジルコニウム中にコバルト
(Co),ロジウム(Rh),パラジウム(Pd)のう
ち何れか一つ以上の微量添加物を含み、更に、 1200ppm
以下の酸素と、合計が 2000ppm以下のその他不可避不純
物とを含むものであるため、微量添加物の添加量に応じ
て耐食性は向上し、内面の急激な酸化に対する抑制力を
維持することができる。
As described above, according to the present invention, as a zirconium lining layer provided on the inside of a zirconium alloy cladding tube base material, cobalt (Co), rhodium (Rh), palladium (Pd) is contained in high-purity zirconium. ), Which contains one or more trace additives,
Since it contains the following oxygen and other unavoidable impurities in a total amount of 2000 ppm or less, the corrosion resistance is improved according to the addition amount of the trace additive, and the suppressing power against the rapid oxidation of the inner surface can be maintained.

【0031】また、本発明では、急激な酸化に対する耐
性を向上させるため、高純度ジルコニウムにコバルト
(Co),ロジウム(Rh),パラジウム(Pd)の微
量添加物を添加するのであるが、これら微量添加物の合
計を0.05%以上1%以下添加させると、ジルコニウムが
硬化せず応力腐蝕割れに対する耐性が低下しない。従っ
て、内面の急激な酸化に対する抑制力を維持しつつ、応
力腐蝕割れに対する耐性を保持させた燃料被覆管を得る
ことができる。
In the present invention, in order to improve resistance to rapid oxidation, trace amounts of cobalt (Co), rhodium (Rh) and palladium (Pd) are added to high-purity zirconium. When the total amount of the additives is 0.05% or more and 1% or less, zirconium is not hardened and the resistance to stress corrosion cracking does not decrease. Therefore, it is possible to obtain the fuel clad tube which maintains the resistance to the stress corrosion cracking while maintaining the suppressing force against the rapid oxidation of the inner surface.

【0032】更に、本発明では、本発明では、内部に核
燃料を収納するジルコニウム合金製原子炉用燃料被覆管
基材と、前記被覆管基材に冶金的に結合したジルコニウ
ム製内張り層とを有した燃料被覆管において、前記ジル
コニウム製内張り層が、合計が0.05%以上1%以下の高
純度ジルコニウム中にコバルト(Co),ロジウム(R
h),パラジウム(Pd)のうち何れか一つ以上の微量
添加物と、 600ppm 以下の酸素と、合計が1000ppm 以下
のその他不可避不純物とを含むものであるため、内面の
急激な酸化に対する抑制力を維持しつつ、応力腐蝕割れ
に対する耐性を保持させた燃料被覆管を得ることがで
き、更に、より延性及び加工性に優れた燃料被覆管を得
ることができるという効果がある。
Further, in the present invention, the present invention has a fuel cladding tube base material for a nuclear reactor made of a zirconium alloy that contains a nuclear fuel therein, and a zirconium lining layer metallurgically bonded to the cladding tube base material. In the fuel cladding tube described above, the zirconium lining layer contains cobalt (Co), rhodium (R) in high purity zirconium in a total amount of 0.05% or more and 1% or less.
h), palladium (Pd), one or more trace additives, 600ppm or less of oxygen, and 1000ppm or less of other unavoidable impurities in total, so the ability to suppress rapid oxidation of the inner surface is maintained. At the same time, it is possible to obtain a fuel clad tube that retains resistance to stress corrosion cracking, and further it is possible to obtain a fuel clad tube that is more excellent in ductility and workability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の被覆管の一実施例の製造工程を示す工
程図である。
FIG. 1 is a process drawing showing a manufacturing process of an example of a coated tube of the present invention.

【図2】燃料棒の縦断面の構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a vertical cross section of a fuel rod.

【図3】図2の横断面の構成を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a cross section of FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21D 1/00 GDD GDL ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G21D 1/00 GDD GDL

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に核燃料を収納するジルコニウム合
金製原子炉用燃料被覆管基材と、前記被覆管基材に冶金
的に結合したジルコニウム製内張り層とを有した燃料被
覆管において、 前記内張り層として、高純度ジルコニウム中にコバルト
(Co),ロジウム(Rh),パラジウム(Pd)のう
ち何れか一つ以上の微量添加物を含み、更に、1200ppm
以下の酸素と、合計が 2000ppm以下のその他不可避不純
物とを含むことを特徴とする原子炉用燃料被覆管。
1. A fuel cladding tube having a zirconium alloy fuel cladding tube base material for a nuclear reactor containing a nuclear fuel therein, and a zirconium lining layer metallurgically bonded to the cladding tube base material, As a layer, high-purity zirconium contains a trace additive of at least one of cobalt (Co), rhodium (Rh), and palladium (Pd), and further 1200 ppm
A fuel cladding tube for a nuclear reactor, comprising the following oxygen and other inevitable impurities of 2000 ppm or less in total.
【請求項2】 請求項1に記載の原子炉用燃料被覆管に
おいて、 前記内張り層が、コバルト(Co),ロジウム(R
h),パラジウム(Pd)のうち何れか一つ以上の微量
添加物の合計を0.05%以上1%以下含むことを特徴とす
る原子炉用燃料被覆管。
2. The fuel cladding tube for a nuclear reactor according to claim 1, wherein the lining layer is cobalt (Co) or rhodium (R).
A fuel cladding tube for a nuclear reactor, characterized by containing 0.05% or more and 1% or less in total of a trace additive of at least one of h) and palladium (Pd).
【請求項3】 内部に核燃料を収納するジルコニウム合
金製原子炉用燃料被覆管基材と、前記被覆管基材に冶金
的に結合したジルコニウム製内張り層とを有した燃料被
覆管において、 前記ジルコニウム製内張り層が、高純度ジルコニウム中
にコバルト(Co),ロジウム(Rh),パラジウム
(Pd)のうち何れか一つ以上の微量添加物の合計を0.
05%以上1%以下と、 600ppm 以下の酸素と、合計が10
00ppm 以下のその他不可避不純物とを含むことを特徴と
する原子炉用燃料被覆管。
3. A fuel cladding tube having a zirconium alloy fuel cladding tube base material for a nuclear reactor containing a nuclear fuel therein, and a zirconium lining layer metallurgically bonded to the cladding tube base material, wherein the zirconium The lining layer made of high-purity zirconium contains a total of at least one trace additive of cobalt (Co), rhodium (Rh), and palladium (Pd).
05% or more and 1% or less, and 600ppm or less of oxygen, totaling 10
A fuel cladding tube for a nuclear reactor, which contains 00 ppm or less of other unavoidable impurities.
JP6077876A 1994-03-25 1994-03-25 Fuel cladding pipe for nuclear reactor Pending JPH07260969A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017517631A (en) * 2014-05-27 2017-06-29 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー Adhesion of protective coatings containing metal-containing and chromium-containing layers to zirconium alloys for nuclear power generation

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JP2017517631A (en) * 2014-05-27 2017-06-29 ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー Adhesion of protective coatings containing metal-containing and chromium-containing layers to zirconium alloys for nuclear power generation

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