JPS58207349A - ジルコニウム合金管の製造方法 - Google Patents
ジルコニウム合金管の製造方法Info
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- JPS58207349A JPS58207349A JP58065791A JP6579183A JPS58207349A JP S58207349 A JPS58207349 A JP S58207349A JP 58065791 A JP58065791 A JP 58065791A JP 6579183 A JP6579183 A JP 6579183A JP S58207349 A JPS58207349 A JP S58207349A
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
光Hの
本発明は原子炉の炉心の核燃料葭左の改良、特に容器壁
の断面に冶金学的勾配を石りる被覆(クラツディング)
容器をhする改良核燃籾貧素に関する。 光 の 71− 現在、種々の原子炉が設i1.辻造そしく運転され(あ
り、これらの++;を了かにおいては核燃料を種々の幾
伺学形状例えば平椴、管ま/jは棒状を自りるfP利昔
素に収容している。6通燃料物質を耐食性、4]反応竹
、熱伝々性容器またはクラツディングC・囲む。複数の
燃料会素を冷7.II祠流れチャンネルよIこは領域内
(゛、固定された相!1間隔にて格子状(ご集合しく燃
料集合体を形成し、[分な数の燃料集合体を組合ぜて、
核分裂連鎖反応性7ゼンIりまたは自己持続性核分裂反
応をIJい得る炉心を形成する。一方炉心は原子炉容器
内に収容され、I皇子炉容器を経て冷flIl材を流通
さける。 クラツディング、即ち被覆管は幾つかの目的に役立ち、
そのうら2つの主要目的は、まず第1に。 核燃料と冷却材またはもしも減速材があるなら減速材ま
たはもしも冷fJl材と減速材部りとも存(Iりるなら
その双りとの間の接触および化学反応を防止すること、
そして第2に、放銅竹核分裂′−+成物(その一部はガ
スである)が燃料から冷却材゛まIJは減速材または冷
却材と減速材の双りとも(f(+(するならその双りの
中に放出されるのを防止づることにある。被mu料とし
てはステンレス鋼、]′ルミニウムおよびその合金、ジ
ル−コニウムおよびぞの合金、二Aブ、ある種のマグネ
シウム合金などが酋通である。被覆管が破損づると、即
ら漏れ密閉性が失なわれると、冷却材または減速口およ
び関連づるシステムが放射性長寿命生成物C−/ノント
運転を妨害する程度まぐ汚染される恐れがある。 原子炉建造に用いられる材料に関づる重装な必Elとし
く、低い熱中性子吸収、耐食性、高い1竹および機械的
強mが挙げられる1、ジル」ニウl、基合金はこれらの
必要条外を191−二満たすので、この神の目的に広く
用いられでdメリ、か)る用途に+4 Iff /ζΦ
斂な山数合金の2例としく1ジルh11r−2i1シル
カ[]イー4」が埜(yられる。これらの合金は11常
な沸@水型涼f炉運転条件下(・腐食を小し、ぞの結末
チャンネル内ル)νい酸化物が剥落しj、:す、燃料棒
、Fの醇化物がJv <なったつり−る。酸化物層Y″
1が剥落すると、場合によっては、か・る薄ハが集まる
4制御棒機椛の近傍に高放射線場を発生づることになり
、また1νい酸化物層の存11は熱伝導効率を低下し、
その結宋燃利りラツfイングの局部加熱につながる。 ジルコニウム基合金の高温水およびスチームに(4づる
鍋口抵抗を、か)る合金からりくられる管の他の特性を
損することなく改良することが望まれ(いる。被覆管の
内周と外1^1との1llJ食竹の差を組成勾配をつけ
ることぐ得ることができる。例えば、片面の耐食性をメ
ッキづるか他の手段(−複合M4造を形成することによ
つC高めることが(゛さる。 か)る方法は経費が高い。侵れ/、−耐食性を44ツる
均一組成の管を形成するのが望ましい。 日 の 8 本発明によれば、原子か■の特に効果的/イ核燃料要素
被覆管が提供され、本被覆管は管壁のIl′1tro+
が冶金学的勾配を有することを特徴とする。 冶金学的勾配は、管の内周近くに相対的に低い耐食性の
冶金学的状態を、外周近くに相対的に^い耐食性の冶金
学的状態を有する。 本発明によれば、ジルコニウム合金被覆管の壁の断面に
か)る冶金学的勾配を発生させるh払し提供され、この
方法によれば、最初は相対的に11+4食性の低い冶金
学的状態を有する管の外部を、少くとも高α範囲に・、
この管外部を相対的に1l14食竹:1 の高い冶金学的状態に変態させるのに十分イに時間均一
に加熱する。管外部を加熱するのと同時に、管内部を冶
金学的変化が実質的に起らない、五lこ内表面の酸化が
実質的に起らない4庶に維持りる。 管外部の加熱を終了したら、管を1分に迅速に6月1シ
(外周に相対的に耐食性の高い冶金学的勾配を保つ。管
の外部の加熱および冷7JIを不活性流体の(f(j十
ぐ(1−、) ’C、管外向への酸化物の形成を防+l
4るのが好ましい。 !IL−μm1−1 本発明の1記Jjよび他の目的およO効果は、添(−1
図面を参照しながら以下の詳しいt、>2明を読むこと
により一層よく理解できる(・あろう。 本発明の原理の主要適用分野番、1.第1図の部分的に
破断した側面図に小したよつな核燃料集合体の製作にあ
る。燃料集合体10は?#騰氷水型原子川の代表的な燃
Fl集合体(−、r面がtよイ正り形の賀1人流れチャ
ンネル]1を具え、この流れチャネル11のl二端には
吊り上げ用取手12が、下端には通常のノズルが設けら
れている(なお、燃料集合体10の一ト部を図面から省
略しlこの(・ノーズピースは図示しくない)。チャン
ネル11の上端は出
の断面に冶金学的勾配を石りる被覆(クラツディング)
容器をhする改良核燃籾貧素に関する。 光 の 71− 現在、種々の原子炉が設i1.辻造そしく運転され(あ
り、これらの++;を了かにおいては核燃料を種々の幾
伺学形状例えば平椴、管ま/jは棒状を自りるfP利昔
素に収容している。6通燃料物質を耐食性、4]反応竹
、熱伝々性容器またはクラツディングC・囲む。複数の
燃料会素を冷7.II祠流れチャンネルよIこは領域内
(゛、固定された相!1間隔にて格子状(ご集合しく燃
料集合体を形成し、[分な数の燃料集合体を組合ぜて、
核分裂連鎖反応性7ゼンIりまたは自己持続性核分裂反
応をIJい得る炉心を形成する。一方炉心は原子炉容器
内に収容され、I皇子炉容器を経て冷flIl材を流通
さける。 クラツディング、即ち被覆管は幾つかの目的に役立ち、
そのうら2つの主要目的は、まず第1に。 核燃料と冷却材またはもしも減速材があるなら減速材ま
たはもしも冷fJl材と減速材部りとも存(Iりるなら
その双りとの間の接触および化学反応を防止すること、
そして第2に、放銅竹核分裂′−+成物(その一部はガ
スである)が燃料から冷却材゛まIJは減速材または冷
却材と減速材の双りとも(f(+(するならその双りの
中に放出されるのを防止づることにある。被mu料とし
てはステンレス鋼、]′ルミニウムおよびその合金、ジ
ル−コニウムおよびぞの合金、二Aブ、ある種のマグネ
シウム合金などが酋通である。被覆管が破損づると、即
ら漏れ密閉性が失なわれると、冷却材または減速口およ
び関連づるシステムが放射性長寿命生成物C−/ノント
運転を妨害する程度まぐ汚染される恐れがある。 原子炉建造に用いられる材料に関づる重装な必Elとし
く、低い熱中性子吸収、耐食性、高い1竹および機械的
強mが挙げられる1、ジル」ニウl、基合金はこれらの
必要条外を191−二満たすので、この神の目的に広く
用いられでdメリ、か)る用途に+4 Iff /ζΦ
斂な山数合金の2例としく1ジルh11r−2i1シル
カ[]イー4」が埜(yられる。これらの合金は11常
な沸@水型涼f炉運転条件下(・腐食を小し、ぞの結末
チャンネル内ル)νい酸化物が剥落しj、:す、燃料棒
、Fの醇化物がJv <なったつり−る。酸化物層Y″
1が剥落すると、場合によっては、か・る薄ハが集まる
4制御棒機椛の近傍に高放射線場を発生づることになり
、また1νい酸化物層の存11は熱伝導効率を低下し、
その結宋燃利りラツfイングの局部加熱につながる。 ジルコニウム基合金の高温水およびスチームに(4づる
鍋口抵抗を、か)る合金からりくられる管の他の特性を
損することなく改良することが望まれ(いる。被覆管の
内周と外1^1との1llJ食竹の差を組成勾配をつけ
ることぐ得ることができる。例えば、片面の耐食性をメ
ッキづるか他の手段(−複合M4造を形成することによ
つC高めることが(゛さる。 か)る方法は経費が高い。侵れ/、−耐食性を44ツる
均一組成の管を形成するのが望ましい。 日 の 8 本発明によれば、原子か■の特に効果的/イ核燃料要素
被覆管が提供され、本被覆管は管壁のIl′1tro+
が冶金学的勾配を有することを特徴とする。 冶金学的勾配は、管の内周近くに相対的に低い耐食性の
冶金学的状態を、外周近くに相対的に^い耐食性の冶金
学的状態を有する。 本発明によれば、ジルコニウム合金被覆管の壁の断面に
か)る冶金学的勾配を発生させるh払し提供され、この
方法によれば、最初は相対的に11+4食性の低い冶金
学的状態を有する管の外部を、少くとも高α範囲に・、
この管外部を相対的に1l14食竹:1 の高い冶金学的状態に変態させるのに十分イに時間均一
に加熱する。管外部を加熱するのと同時に、管内部を冶
金学的変化が実質的に起らない、五lこ内表面の酸化が
実質的に起らない4庶に維持りる。 管外部の加熱を終了したら、管を1分に迅速に6月1シ
(外周に相対的に耐食性の高い冶金学的勾配を保つ。管
の外部の加熱および冷7JIを不活性流体の(f(j十
ぐ(1−、) ’C、管外向への酸化物の形成を防+l
4るのが好ましい。 !IL−μm1−1 本発明の1記Jjよび他の目的およO効果は、添(−1
図面を参照しながら以下の詳しいt、>2明を読むこと
により一層よく理解できる(・あろう。 本発明の原理の主要適用分野番、1.第1図の部分的に
破断した側面図に小したよつな核燃料集合体の製作にあ
る。燃料集合体10は?#騰氷水型原子川の代表的な燃
Fl集合体(−、r面がtよイ正り形の賀1人流れチャ
ンネル]1を具え、この流れチャネル11のl二端には
吊り上げ用取手12が、下端には通常のノズルが設けら
れている(なお、燃料集合体10の一ト部を図面から省
略しlこの(・ノーズピースは図示しくない)。チャン
ネル11の上端は出
【]113′C″開口し、ノーズヒ
ースの下端には冷却材流通開口が設けられCいる。核燃
料物質を含iづる燃料要素または燃料棒14の配列体が
チャンネル11に囲まれ、上端プレート15および下端
プレート(図示せず)によってチャンネル内に支持され
ている。通常冷却液がノーズピースの]・端の開口から
チャンネル内に入り、燃料要素14に沿って上向きに流
れ、沸騰水型原子炉の場合部分的に蒸発した状態で、ま
た加圧水型原子炉の場合蒸発しない状態C畠渇にて上部
出口13がら外に出る。 核燃料要素または棒14はその両端が被回i’r17に
溶接された端栓18で密封されでおり、燃料棒の集合体
への取付けを容易にするtこめにスタッド19を有する
。燃料要素の一端にはボイド仝聞即ちプレナム20が設
けられて燃料物質の長さ/J向への膨張を許すとともに
、燃料物質から放出されるガスを貯めることかぐきるよ
うになっ(いる1空間20には螺旋ばね部材の形態の核
燃料物質押さえ手段24が位置し、特に燃Fl要桑の取
扱いaiよび輸送の際、核燃料物質の軸線り自移動を拘
東する。 燃■貧本は、被覆管と燃料物質との間の熱的接触を良好
にし、中性−f吸収を緩小にし、高速の冷IJ目A流れ
により萌析生じる反りヤ振動に耐えるように設畠11る
。 本発明の1京理に従つC槙成された核燃料*素または棒
14を第1図に一部断面に(小づ。燃料装本]4は、こ
こCは核分裂性物質および/または燃料親物質の複数の
燃料ペレットとしCノBされCいる核燃料物質16の1
7または11状体を、構造用被覆管または容器17内に
配置してなる。ある場合に燃料ペレットを円柱形ペレッ
トまたは球の五゛うな種々の形状とプることかぐさ、ま
た別の場合には粒状燃料のような異なる燃料形態を使用
しく4:)よい。燃料の物理的形態(よ本発明にとって
型費(/、cい。核燃料としてはウラン化合物、lルト
ーウム化合物、1〜リウム化合、物およびこれらの混合
物を含め(種々の核燃料物質を使用(−きる。好適な燃
料は二酸化ウランまたは二酸化ウランと二\酸化Iルト
ニウムの混合物(・ある。 ここで第2図に移ると、燃料斂索14の中心1アを形成
づる核燃料物質16が被覆管17で囲まれている。原子
炉での使用中、被覆管17が核分裂fl::]アを、コ
アと被覆管との間に隙間23を銭して包囲する。第2図
は正しい尺麿では描かれ(おらず、隙間23の即離およ
び被覆管17の41zを図示の目的′c誇張しである。 被覆管はジル1−ラム合金よりなる。被覆管をシルカ1
1イー2またはシルカ[]イー4r″つくるのが好まし
い。シルカしコイ−2(Z 1rcaloy −2)は
重り%準て゛、約1゜5%錫、0.12%鉄、0.09
・%り【118.0゜005%ニッケルおよび0.1%
酸素を含イ」づる。 ジルカロイ−4はニッケルをはイ含りせす、約0゜2%
の鉄を含有すること以外はシルカ1]イー2とほず同様
である。 ジル−」ニウム合金は代表的には金属間粒子相を有する
。前述した・ように、好適なジルコニウム合金は錫、鉄
およびクロムを含もし、そのほかに−ッケルを含有し得
る。好適なジルコニウム合金は金属間化合物Zr (
Or 、 )−8)2を含りし、Lに粉状M+出物の形
WAC7r 2 (Nl 、 le )を含h L、
得る。 純粋4fジル1ニウムは、それぞれ@なる温度範i+t
+ (”安定な2つの異なる結晶格子構造または相、t
!If ”>αおよびβ相を4する。そのほかに、ジル
コニウム合金、例えばシルカ「】イー28よびシルカ1
1イー4は第;3の中間4庶範囲で2つの結晶格子構造
の安定な混合を右4る。 構造を意味りる。α相が安定な湿度範囲はl(rw!囲
jと称される。 3Lだ用語1β帖品構造」またはjβ相」は、相え1的
に高い渇曵で安定な、体心☆h結^ル格子構造を意味す
る。β相が安定な4麿範囲は[β範囲」と称される。 純粋なジル」−ラムにおい(は、α帖品#4造は約1り
80°トまぐ安定である。はずこの海亀て・相変化が起
り、約1580°ト以lの温度ぐ安定ljβ結品4#I
造が生じる。ジル」ニウム合金は純粋なジル−1ニウム
の相変化温度付近に、αおよびβ結晶構造の混合物が安
定な温度範囲を4 tlる。この混合物が安定な特定の
温良範囲は特定の合金に依存する。例えば、ジルカロイ
−2は約1490°ト〜約1780’Fの一度でα+β
結晶構造の安定な混合物を示す。 被覆管または容器は、その壁を横切つ(、内周面24の
相対的に耐食性の低い冶金学的状態から、外周面26の
相対的に耐食性の高い冶金学的状態まで変化する冶金学
的勾配を4する。 通常、相対的に耐食性の低い冶金学的状態を4(りる管
の部分の金属間粒子相は、はず均一へ形状にあり、また
相対的に耐食性の高い部分の金属間粒子相は少くとも部
分的に、例えば2つのX1払配列に偏析づる。しかし、
冶金学的勾配は、相対的に耐食性の高い冶金学的状態と
相対的に1■1の低い冶金学的状態との間に析出相の形
状に関しく検出可能な差をもたないことが確かめられl
ご。 本発明はさらに、前述した通りの冶金学約0Fldを右
するジルコニウム合金被覆管を製造する/J仏を提供り
る。本り払C゛はまず1通常相対的に耐食性の■(い冶
金学的状態にある被@管を形成づる。 これはα相のしつとし安定む状態で・あり、相対的に耐
食性の高い特性が発揮される渇庶(、二よだ加熱され(
いない管に典型的な状態eある。 管の外部を、その部分をもつと*4良性の高い冶金学的
状態に変態させるのに十分な渇庶(こ加熱する。性の外
部を高α範囲または混合αトβ範囲に加熱りるのが現イ
1のところ好適Cある。 α相か安定r:ある1高α」温度範囲が実在し、この範
囲に加熱されたシル1−ラム合金が相対的に1114食
性の高い冶金学的状態に1することを確かめた。高α範
囲に加熱され、次い(相対的に耐食t’lの高い冶金学
的状態を維持づるのに十分な速さく一急冷されたジル]
−ウム合金は、高い耐食性を小づ。好適ジルコニウム合
金の場合、この範囲は約1300” トがら合金がα相
から混合α」β相への@I変化を受ける温石ま′C−ぐ
ある。 12湿度範囲の1限を混合α1β相が安定な1−限とづ
るのが好ましい。β範囲に加熱りると、望ましい相対的
に耐食性の高い冶金学的状態がi:j ’3れるものの
、管の加熱および冷却により多くの1ネルギーと時間を
必要とづる上、管の延性を低1・する。β範囲ではなく
高α範囲または混合α1β範囲での熱処理であれば、ジ
ルコニウム合金の延性に与える影響がはるかに少ないこ
とを確かめ/j 。 しかし、上述した通りの本発明は、管の外側部分を約1
300°F以上の高α範囲から約I B 00°F以上
のβ範囲までに及ぶ温隘に加熱づることにより、行うこ
とができる。 管の外部を加熱する間、管内に冷却液を流づことにより
、内面を十分低い温′度に紺持し−(相対的に耐食性の
低い冶金学的状態を保つとともに酸化物の形成を防止す
る。特に薄肉管、例えば壁1νか約1インチ以下ぐある
管には冷却液の使用が心力eある。その理由は、ジルコ
ニウム合金が高い熱伝導率を有し、実、除土、管の内側
部分を望ましくない温痘まC加熱しないような速度で管
の外811に熱を加え次いで除くことはできないからて
゛ある。 内面湿度が約800’ Fを越えないことが好ましい。 約800°[より1′c″は内面に酸化物生成が起る。 3内面諷痘が約210’l−を越えないことが一一〇(
ましい。内面?1I11磨が約210°ト以下(・あれ
ば、冷IJl 故としC常圧の水を使用しても、管内C
′実!A的な蒸気(スー1−ム)の介11がない。 仏の外1mをその部分の合金を相対的(こ耐食性の高い
冶金学的状態に変態さUるのに1−分に加熱した後、管
を相り・1的に耐食性の低い冶金学的状態への゛夫r4
的弯態を防止りるのに1−分な速さぐ冷却°りる。これ
により管の外部に斐態高α結晶構造または変態混合α−
1β結晶#4造をhりる管が得られる。 ジルl−ラム合金管のある部分を高α範囲にそのn1分
を相対的に耐食性の高い冶金学的状態(こ変態さけるの
に4分4f時間加熱し、次いで相対的に耐食性の低い冶
金学的状態への戻り変態を実質的に防14るように冷却
した場合、当該部分を不明@I J、:ぐは1変態高α
」活部#4ハを石りると記述りる。 111様4.1、(X相から混合α)β相への相疫化を
起さけるのに十分/、が渇位に加熱され1次いでと11
されたジルコニウム合金管の部分を、不明細占ぐは「変
態α1β」活部構造を有りると記述する。 上記熱処理を不活性流体の存在モで行って管の外面eの
酸化物の生成を防1Lするのも9fましい。 第3図に本発明に従って被覆管を熱処理りる装置を承り
。上述した通りの冶金学的勾配を実現りる好適り法て゛
は、被覆管31の外部の円周部分を少くとも高α範囲に
、好適なジルコニウム合金の場合約1300°F以−[
に均一に加熱し、その間管の内周面を約800 ’ F
以下に、好ましくは約210°以下に維持する。被覆管
31を誘導1イル33を通しで、管前進手段、例えばロ
ーラ232に機械的に連結づる。管を一定な白線移動速
劇(−曲進させて管への均一な熱分布を達成暖る。IJ
f適な速葭は約4〜30インチ/分またはイれLX 、
l (−ある。移動速度を誘導−1イル内滞留時間が1
分どなるように調節し、管が管の外周部分を相夕・1的
に耐食性の高い冶金学的状態に変態させる植の熱を受取
るようにする。 熱を誘導−1イルにより発4・さUる。誘導1イルを代
表的には周波数ζL 000−′−り0.0001−1
7の範囲の交流でイ・]勢づる。使用電ツノを必装ωの
熱を発!+さlるのに−1−分なものとりる。管の誘導
lイル内の1i域を、その外面(・一層高い耐食性状態
I\の冶金学的変態を起さけるのに4分な21I!麿に
加熱づる。 相対的に耐食性の高い冶金学的状態への変態の範囲また
は深さは、誘導コイル内の管の時間と渇醜に依りする。 瀉麿は1イルl\の人力電力に依存りる。輸銅^編計3
4が管の加熱領域の外面温度を感知し、標準電子ノイー
ドパック制御シスラム36a5よび整合ステージ」ンご
37を介しC11イル33への人力電力を調節すること
により、温石を選択値に制御し、限定する。 被覆管の外面ぐの酸化物生成は、誘導T″11イル内熱
領域および周囲環境をヘリウムなどの不活t’l流体(
・おおうことにより最小限に抑えられる。 即ら、高熱領域を入口ボックス39および出口ボックス
41に接合した6英管38内に配置する。 不活性ガスを出口ボックス41にバイ142がら導入し
、管が装置に入る位置および出る位置の人口グランド4
3および出口グランド44による流出ガス流への流れ抵
抗によって、石英管内部の高熱領域にわずかな正のガス
圧をN持りる。 管の外部を加熱しでいる間、冷u1液を可撓ライン46
を経て管内に通すことにより管の内面を冷却リ−る。好
適な冷却液は水である。管の内面と接触する流動冷却液
は管の内側部分を相対的に耐良性の低い冶金学的状態に
維持する。管の内面は、低湿に保たれるので、熱処理中
に化学反応や酸化を受けない。管の加熱領域が誘導コイ
ルを通り過ぎ、管の当該部分に入ってそれを加熱りる■
ネルギーがなくなると、管の内側に流れる水が管壁を通
しCの熱伝導により管の外側部分を迅速に冷Julする
。冷却は十分に迅速ぐ、誘導コイルにまり11じた相対
的に耐食性の高い冶金学的状態をIII持りる。 第4図に誘導コイルを通過中の管の部分を断面図としC
示す。管48を進めるにっれC,講府1イル49内に管
48の高熱領域47が1成される1゜管の内部(ご流れ
る水51にまり管4Bの内側部分4)2がi?i 7J
1され、熱の影響を受りない状態に留まる。?電が前進
するにつれて、誘導1イル49ぐ加熱され(いた管の外
側部分5)コうか熱伝導により6月1され、熱はへの内
部に流れる水に伝えられる。 これにより、管の外側部分5)3が熱処理により相対的
にtff4食竹の高い冶金学的状態に変態され(a3す
、内側部分52が熱処理による影響を受け(いむい、冶
金学的勾配が〈1じる。図面Cは管の内側部分b2rJ
iよび外側部分5)3を2つの別個の層と【ノ(間車し
くあるが、冶金学的には実際のところ1■1が次第に変
化づる。 誘導による管の加熱が加熱払としく好適ぐあるか、望ま
しい結果を得ることのeさる急速加熱法は他(こし多数
ある。例えば、管の一端から他端に電流を流づことによ
り、管全体を所望の温石範囲(、二、即4)少くとし高
α範Hに加熱りることが(゛きる。これり、L、管の両
@イれぞれにリング、即ら円!1番電気接s:、tをイ
・口Jること(−?1・)JどがCきる。電2々を調節
しく、管の電流抵抗により管を加熱4るのに十分となる
ようにづる。管内に流れる冷Unにより管の内面を十分
に冷NI L U M化物生成を防1トするとともに、
管全体を十分迅速に冷fJN、、1゛h流遮断後に、熱
処理により発生した相対的゛に耐r:X性の高い冶金学
的状態を保持りる。この熱処理1人も不活性雰囲気中ぐ
行っで、管の外面への酸化物の生成を防止づるのがよい
。 冷却液を管の内部に流しながら、管を炉c 1111熱
することにより所望の冶金学的勾配を達成づる9−とも
できる。しかし、この方法eは管の外面(・の酸化物生
成の防止・がより困難である。 本発明による熱処理は管成形の11意の段階(・11う
ことができる。本り法は、最終製品を処4111 cJ
るのに特に有効であり、最終製品は6急の変形を受(J
ることなく熱処理ぐきる。しかし、最終冷間IAi形加
下に九0っで熱処理を1jうのが現(1のとJ/)好適
ぐある。これにより管に一層人さな壁jν’a′Jえる
ことになり、壁1ソが人さくJれば相ij的に少/、朱
い」ニネルギー(管の外面を所望温石に加熱するJとが
できる。それは、管壁を経(の熱伝導による熱の除去が
、甲Jνが小さい管より遅いからぐある。 熱処理後に行われる冷間管成形加14.1被覆管の壁の
冶金−1・的IM t/lを比例的に減少さけるが、こ
の熱処理(・達成された有益な効果を茗しく減じるbの
(−1,L<1い、。 管の相対的にtt4食竹の高い冶金学的状態は相対的に
ll14食f1の低い冶金学的状態より、熱水およびス
゛f−ム環堤1・で醸化に対4る抵抗ツノが強い。16
ピl〕法を用いることにより41ノられる被覆管は、代
表的にはスチームおよび熱水ど接触りる叩−の部分Cあ
る管の外部に相対的に耐食性の高い冶金学的状態をイj
し、かつ管全体にわlこり′Cは望ましい機械的特性、
即ら高い延性を維持しCいる。 人」1例 1 ■°1(¥約2.5インチ、長さ約(5ノイーi〜、壁
)V約0.430インヂのジルツノ11イー2の管シ1
ル4ニア1 g誘今1イル内に配置i¥ L /、:
I+管シlルの内部に水を約5力【」ン、/分の流醋(
・流しIζ。誘導1イルを200−へllrノッ1−1
3000ト11の電源ぐ適当な整合変成器を介しc付勢
しlご。 誘I$−1イル内の管シ]ルの外部の温度を約22秒で
約1650°Fまで上シフさけた。管シ1ルの外部の温
度を約1650’t−に約8秒間雑1.% L、 f(
。 次いで電力をml!iL、、水を管内部に流したま・、
管シ1ルを約400°Fまで約21秒て゛放冷し/J
。 次に熱処理した管シLルをピルガ−製管機に3回連続的
に通して、外径的0.483インチ、早厚約0.032
インチを自づる最終被覆管に減径した。1回の成形(減
径)パス毎に、管を約1150°[−で約2時間焼なま
しlζ。 次に管シェルを約932°Fで約24時間スチーム腐食
試験した。管の熱処理を加えられk 1liL1分につ
いでの腐食増ωは管の非熱処理部分の’(’=lる増量
の約1/4であった。 管ユニットの内側部分は本発明の熱処理中4′)と相対
的に低い′1jIA麿に保たれ、従っ(この1×織(J
は4意な変化がないのぐ、本発明は、核分裂11成物に
抗する内側障壁または原子炉内での燃1’l容器として
の他の作用効果をなす、コーティングまたはライニング
などの種々の内側部分を44する管ユニlトに適用でき
る。本発明を適用Cさる核燃料り)ツfイグ用の管は、
米国特♂1第4.200゜492 +″Jに間車されC
いるようなジルコニウム金属陣甲をhりる管、ならびに
複合シイナを含めC銅よlごは他の金属シイナをイJす
る管、例えば米国特4第3.969.186シー)、第
3,925.15)1月、第=1.022.662号、
第4.045゜2 ES 8 Haiよび第4.316
.771号に開示されl、:ユニットとすることがC−
さる。 第5)図に本発明に従って熱処理した障壁ライニング(
J 、!管を小づ。本例(゛は、燃料16用の被覆管ま
1.:は容器17は、相λ・1的にM食性の高い冶金学
的状態をイJLJる外周領域26が設G〕られCいるの
に加えC、ライノり4が内周または内面24に結合され
(いる。ライノ54はジルコニウムよIこは当業青にこ
れまC・障壁としく用いられくいる他の金属ぐつくるこ
とがぐきる。
ースの下端には冷却材流通開口が設けられCいる。核燃
料物質を含iづる燃料要素または燃料棒14の配列体が
チャンネル11に囲まれ、上端プレート15および下端
プレート(図示せず)によってチャンネル内に支持され
ている。通常冷却液がノーズピースの]・端の開口から
チャンネル内に入り、燃料要素14に沿って上向きに流
れ、沸騰水型原子炉の場合部分的に蒸発した状態で、ま
た加圧水型原子炉の場合蒸発しない状態C畠渇にて上部
出口13がら外に出る。 核燃料要素または棒14はその両端が被回i’r17に
溶接された端栓18で密封されでおり、燃料棒の集合体
への取付けを容易にするtこめにスタッド19を有する
。燃料要素の一端にはボイド仝聞即ちプレナム20が設
けられて燃料物質の長さ/J向への膨張を許すとともに
、燃料物質から放出されるガスを貯めることかぐきるよ
うになっ(いる1空間20には螺旋ばね部材の形態の核
燃料物質押さえ手段24が位置し、特に燃Fl要桑の取
扱いaiよび輸送の際、核燃料物質の軸線り自移動を拘
東する。 燃■貧本は、被覆管と燃料物質との間の熱的接触を良好
にし、中性−f吸収を緩小にし、高速の冷IJ目A流れ
により萌析生じる反りヤ振動に耐えるように設畠11る
。 本発明の1京理に従つC槙成された核燃料*素または棒
14を第1図に一部断面に(小づ。燃料装本]4は、こ
こCは核分裂性物質および/または燃料親物質の複数の
燃料ペレットとしCノBされCいる核燃料物質16の1
7または11状体を、構造用被覆管または容器17内に
配置してなる。ある場合に燃料ペレットを円柱形ペレッ
トまたは球の五゛うな種々の形状とプることかぐさ、ま
た別の場合には粒状燃料のような異なる燃料形態を使用
しく4:)よい。燃料の物理的形態(よ本発明にとって
型費(/、cい。核燃料としてはウラン化合物、lルト
ーウム化合物、1〜リウム化合、物およびこれらの混合
物を含め(種々の核燃料物質を使用(−きる。好適な燃
料は二酸化ウランまたは二酸化ウランと二\酸化Iルト
ニウムの混合物(・ある。 ここで第2図に移ると、燃料斂索14の中心1アを形成
づる核燃料物質16が被覆管17で囲まれている。原子
炉での使用中、被覆管17が核分裂fl::]アを、コ
アと被覆管との間に隙間23を銭して包囲する。第2図
は正しい尺麿では描かれ(おらず、隙間23の即離およ
び被覆管17の41zを図示の目的′c誇張しである。 被覆管はジル1−ラム合金よりなる。被覆管をシルカ1
1イー2またはシルカ[]イー4r″つくるのが好まし
い。シルカしコイ−2(Z 1rcaloy −2)は
重り%準て゛、約1゜5%錫、0.12%鉄、0.09
・%り【118.0゜005%ニッケルおよび0.1%
酸素を含イ」づる。 ジルカロイ−4はニッケルをはイ含りせす、約0゜2%
の鉄を含有すること以外はシルカ1]イー2とほず同様
である。 ジル−」ニウム合金は代表的には金属間粒子相を有する
。前述した・ように、好適なジルコニウム合金は錫、鉄
およびクロムを含もし、そのほかに−ッケルを含有し得
る。好適なジルコニウム合金は金属間化合物Zr (
Or 、 )−8)2を含りし、Lに粉状M+出物の形
WAC7r 2 (Nl 、 le )を含h L、
得る。 純粋4fジル1ニウムは、それぞれ@なる温度範i+t
+ (”安定な2つの異なる結晶格子構造または相、t
!If ”>αおよびβ相を4する。そのほかに、ジル
コニウム合金、例えばシルカ「】イー28よびシルカ1
1イー4は第;3の中間4庶範囲で2つの結晶格子構造
の安定な混合を右4る。 構造を意味りる。α相が安定な湿度範囲はl(rw!囲
jと称される。 3Lだ用語1β帖品構造」またはjβ相」は、相え1的
に高い渇曵で安定な、体心☆h結^ル格子構造を意味す
る。β相が安定な4麿範囲は[β範囲」と称される。 純粋なジル」−ラムにおい(は、α帖品#4造は約1り
80°トまぐ安定である。はずこの海亀て・相変化が起
り、約1580°ト以lの温度ぐ安定ljβ結品4#I
造が生じる。ジル」ニウム合金は純粋なジル−1ニウム
の相変化温度付近に、αおよびβ結晶構造の混合物が安
定な温度範囲を4 tlる。この混合物が安定な特定の
温良範囲は特定の合金に依存する。例えば、ジルカロイ
−2は約1490°ト〜約1780’Fの一度でα+β
結晶構造の安定な混合物を示す。 被覆管または容器は、その壁を横切つ(、内周面24の
相対的に耐食性の低い冶金学的状態から、外周面26の
相対的に耐食性の高い冶金学的状態まで変化する冶金学
的勾配を4する。 通常、相対的に耐食性の低い冶金学的状態を4(りる管
の部分の金属間粒子相は、はず均一へ形状にあり、また
相対的に耐食性の高い部分の金属間粒子相は少くとも部
分的に、例えば2つのX1払配列に偏析づる。しかし、
冶金学的勾配は、相対的に耐食性の高い冶金学的状態と
相対的に1■1の低い冶金学的状態との間に析出相の形
状に関しく検出可能な差をもたないことが確かめられl
ご。 本発明はさらに、前述した通りの冶金学約0Fldを右
するジルコニウム合金被覆管を製造する/J仏を提供り
る。本り払C゛はまず1通常相対的に耐食性の■(い冶
金学的状態にある被@管を形成づる。 これはα相のしつとし安定む状態で・あり、相対的に耐
食性の高い特性が発揮される渇庶(、二よだ加熱され(
いない管に典型的な状態eある。 管の外部を、その部分をもつと*4良性の高い冶金学的
状態に変態させるのに十分な渇庶(こ加熱する。性の外
部を高α範囲または混合αトβ範囲に加熱りるのが現イ
1のところ好適Cある。 α相か安定r:ある1高α」温度範囲が実在し、この範
囲に加熱されたシル1−ラム合金が相対的に1114食
性の高い冶金学的状態に1することを確かめた。高α範
囲に加熱され、次い(相対的に耐食t’lの高い冶金学
的状態を維持づるのに十分な速さく一急冷されたジル]
−ウム合金は、高い耐食性を小づ。好適ジルコニウム合
金の場合、この範囲は約1300” トがら合金がα相
から混合α」β相への@I変化を受ける温石ま′C−ぐ
ある。 12湿度範囲の1限を混合α1β相が安定な1−限とづ
るのが好ましい。β範囲に加熱りると、望ましい相対的
に耐食性の高い冶金学的状態がi:j ’3れるものの
、管の加熱および冷却により多くの1ネルギーと時間を
必要とづる上、管の延性を低1・する。β範囲ではなく
高α範囲または混合α1β範囲での熱処理であれば、ジ
ルコニウム合金の延性に与える影響がはるかに少ないこ
とを確かめ/j 。 しかし、上述した通りの本発明は、管の外側部分を約1
300°F以上の高α範囲から約I B 00°F以上
のβ範囲までに及ぶ温隘に加熱づることにより、行うこ
とができる。 管の外部を加熱する間、管内に冷却液を流づことにより
、内面を十分低い温′度に紺持し−(相対的に耐食性の
低い冶金学的状態を保つとともに酸化物の形成を防止す
る。特に薄肉管、例えば壁1νか約1インチ以下ぐある
管には冷却液の使用が心力eある。その理由は、ジルコ
ニウム合金が高い熱伝導率を有し、実、除土、管の内側
部分を望ましくない温痘まC加熱しないような速度で管
の外811に熱を加え次いで除くことはできないからて
゛ある。 内面湿度が約800’ Fを越えないことが好ましい。 約800°[より1′c″は内面に酸化物生成が起る。 3内面諷痘が約210’l−を越えないことが一一〇(
ましい。内面?1I11磨が約210°ト以下(・あれ
ば、冷IJl 故としC常圧の水を使用しても、管内C
′実!A的な蒸気(スー1−ム)の介11がない。 仏の外1mをその部分の合金を相対的(こ耐食性の高い
冶金学的状態に変態さUるのに1−分に加熱した後、管
を相り・1的に耐食性の低い冶金学的状態への゛夫r4
的弯態を防止りるのに1−分な速さぐ冷却°りる。これ
により管の外部に斐態高α結晶構造または変態混合α−
1β結晶#4造をhりる管が得られる。 ジルl−ラム合金管のある部分を高α範囲にそのn1分
を相対的に耐食性の高い冶金学的状態(こ変態さけるの
に4分4f時間加熱し、次いで相対的に耐食性の低い冶
金学的状態への戻り変態を実質的に防14るように冷却
した場合、当該部分を不明@I J、:ぐは1変態高α
」活部#4ハを石りると記述りる。 111様4.1、(X相から混合α)β相への相疫化を
起さけるのに十分/、が渇位に加熱され1次いでと11
されたジルコニウム合金管の部分を、不明細占ぐは「変
態α1β」活部構造を有りると記述する。 上記熱処理を不活性流体の存在モで行って管の外面eの
酸化物の生成を防1Lするのも9fましい。 第3図に本発明に従って被覆管を熱処理りる装置を承り
。上述した通りの冶金学的勾配を実現りる好適り法て゛
は、被覆管31の外部の円周部分を少くとも高α範囲に
、好適なジルコニウム合金の場合約1300°F以−[
に均一に加熱し、その間管の内周面を約800 ’ F
以下に、好ましくは約210°以下に維持する。被覆管
31を誘導1イル33を通しで、管前進手段、例えばロ
ーラ232に機械的に連結づる。管を一定な白線移動速
劇(−曲進させて管への均一な熱分布を達成暖る。IJ
f適な速葭は約4〜30インチ/分またはイれLX 、
l (−ある。移動速度を誘導−1イル内滞留時間が1
分どなるように調節し、管が管の外周部分を相夕・1的
に耐食性の高い冶金学的状態に変態させる植の熱を受取
るようにする。 熱を誘導−1イルにより発4・さUる。誘導1イルを代
表的には周波数ζL 000−′−り0.0001−1
7の範囲の交流でイ・]勢づる。使用電ツノを必装ωの
熱を発!+さlるのに−1−分なものとりる。管の誘導
lイル内の1i域を、その外面(・一層高い耐食性状態
I\の冶金学的変態を起さけるのに4分な21I!麿に
加熱づる。 相対的に耐食性の高い冶金学的状態への変態の範囲また
は深さは、誘導コイル内の管の時間と渇醜に依りする。 瀉麿は1イルl\の人力電力に依存りる。輸銅^編計3
4が管の加熱領域の外面温度を感知し、標準電子ノイー
ドパック制御シスラム36a5よび整合ステージ」ンご
37を介しC11イル33への人力電力を調節すること
により、温石を選択値に制御し、限定する。 被覆管の外面ぐの酸化物生成は、誘導T″11イル内熱
領域および周囲環境をヘリウムなどの不活t’l流体(
・おおうことにより最小限に抑えられる。 即ら、高熱領域を入口ボックス39および出口ボックス
41に接合した6英管38内に配置する。 不活性ガスを出口ボックス41にバイ142がら導入し
、管が装置に入る位置および出る位置の人口グランド4
3および出口グランド44による流出ガス流への流れ抵
抗によって、石英管内部の高熱領域にわずかな正のガス
圧をN持りる。 管の外部を加熱しでいる間、冷u1液を可撓ライン46
を経て管内に通すことにより管の内面を冷却リ−る。好
適な冷却液は水である。管の内面と接触する流動冷却液
は管の内側部分を相対的に耐良性の低い冶金学的状態に
維持する。管の内面は、低湿に保たれるので、熱処理中
に化学反応や酸化を受けない。管の加熱領域が誘導コイ
ルを通り過ぎ、管の当該部分に入ってそれを加熱りる■
ネルギーがなくなると、管の内側に流れる水が管壁を通
しCの熱伝導により管の外側部分を迅速に冷Julする
。冷却は十分に迅速ぐ、誘導コイルにまり11じた相対
的に耐食性の高い冶金学的状態をIII持りる。 第4図に誘導コイルを通過中の管の部分を断面図としC
示す。管48を進めるにっれC,講府1イル49内に管
48の高熱領域47が1成される1゜管の内部(ご流れ
る水51にまり管4Bの内側部分4)2がi?i 7J
1され、熱の影響を受りない状態に留まる。?電が前進
するにつれて、誘導1イル49ぐ加熱され(いた管の外
側部分5)コうか熱伝導により6月1され、熱はへの内
部に流れる水に伝えられる。 これにより、管の外側部分5)3が熱処理により相対的
にtff4食竹の高い冶金学的状態に変態され(a3す
、内側部分52が熱処理による影響を受け(いむい、冶
金学的勾配が〈1じる。図面Cは管の内側部分b2rJ
iよび外側部分5)3を2つの別個の層と【ノ(間車し
くあるが、冶金学的には実際のところ1■1が次第に変
化づる。 誘導による管の加熱が加熱払としく好適ぐあるか、望ま
しい結果を得ることのeさる急速加熱法は他(こし多数
ある。例えば、管の一端から他端に電流を流づことによ
り、管全体を所望の温石範囲(、二、即4)少くとし高
α範Hに加熱りることが(゛きる。これり、L、管の両
@イれぞれにリング、即ら円!1番電気接s:、tをイ
・口Jること(−?1・)JどがCきる。電2々を調節
しく、管の電流抵抗により管を加熱4るのに十分となる
ようにづる。管内に流れる冷Unにより管の内面を十分
に冷NI L U M化物生成を防1トするとともに、
管全体を十分迅速に冷fJN、、1゛h流遮断後に、熱
処理により発生した相対的゛に耐r:X性の高い冶金学
的状態を保持りる。この熱処理1人も不活性雰囲気中ぐ
行っで、管の外面への酸化物の生成を防止づるのがよい
。 冷却液を管の内部に流しながら、管を炉c 1111熱
することにより所望の冶金学的勾配を達成づる9−とも
できる。しかし、この方法eは管の外面(・の酸化物生
成の防止・がより困難である。 本発明による熱処理は管成形の11意の段階(・11う
ことができる。本り法は、最終製品を処4111 cJ
るのに特に有効であり、最終製品は6急の変形を受(J
ることなく熱処理ぐきる。しかし、最終冷間IAi形加
下に九0っで熱処理を1jうのが現(1のとJ/)好適
ぐある。これにより管に一層人さな壁jν’a′Jえる
ことになり、壁1ソが人さくJれば相ij的に少/、朱
い」ニネルギー(管の外面を所望温石に加熱するJとが
できる。それは、管壁を経(の熱伝導による熱の除去が
、甲Jνが小さい管より遅いからぐある。 熱処理後に行われる冷間管成形加14.1被覆管の壁の
冶金−1・的IM t/lを比例的に減少さけるが、こ
の熱処理(・達成された有益な効果を茗しく減じるbの
(−1,L<1い、。 管の相対的にtt4食竹の高い冶金学的状態は相対的に
ll14食f1の低い冶金学的状態より、熱水およびス
゛f−ム環堤1・で醸化に対4る抵抗ツノが強い。16
ピl〕法を用いることにより41ノられる被覆管は、代
表的にはスチームおよび熱水ど接触りる叩−の部分Cあ
る管の外部に相対的に耐食性の高い冶金学的状態をイj
し、かつ管全体にわlこり′Cは望ましい機械的特性、
即ら高い延性を維持しCいる。 人」1例 1 ■°1(¥約2.5インチ、長さ約(5ノイーi〜、壁
)V約0.430インヂのジルツノ11イー2の管シ1
ル4ニア1 g誘今1イル内に配置i¥ L /、:
I+管シlルの内部に水を約5力【」ン、/分の流醋(
・流しIζ。誘導1イルを200−へllrノッ1−1
3000ト11の電源ぐ適当な整合変成器を介しc付勢
しlご。 誘I$−1イル内の管シ]ルの外部の温度を約22秒で
約1650°Fまで上シフさけた。管シ1ルの外部の温
度を約1650’t−に約8秒間雑1.% L、 f(
。 次いで電力をml!iL、、水を管内部に流したま・、
管シ1ルを約400°Fまで約21秒て゛放冷し/J
。 次に熱処理した管シLルをピルガ−製管機に3回連続的
に通して、外径的0.483インチ、早厚約0.032
インチを自づる最終被覆管に減径した。1回の成形(減
径)パス毎に、管を約1150°[−で約2時間焼なま
しlζ。 次に管シェルを約932°Fで約24時間スチーム腐食
試験した。管の熱処理を加えられk 1liL1分につ
いでの腐食増ωは管の非熱処理部分の’(’=lる増量
の約1/4であった。 管ユニットの内側部分は本発明の熱処理中4′)と相対
的に低い′1jIA麿に保たれ、従っ(この1×織(J
は4意な変化がないのぐ、本発明は、核分裂11成物に
抗する内側障壁または原子炉内での燃1’l容器として
の他の作用効果をなす、コーティングまたはライニング
などの種々の内側部分を44する管ユニlトに適用でき
る。本発明を適用Cさる核燃料り)ツfイグ用の管は、
米国特♂1第4.200゜492 +″Jに間車されC
いるようなジルコニウム金属陣甲をhりる管、ならびに
複合シイナを含めC銅よlごは他の金属シイナをイJす
る管、例えば米国特4第3.969.186シー)、第
3,925.15)1月、第=1.022.662号、
第4.045゜2 ES 8 Haiよび第4.316
.771号に開示されl、:ユニットとすることがC−
さる。 第5)図に本発明に従って熱処理した障壁ライニング(
J 、!管を小づ。本例(゛は、燃料16用の被覆管ま
1.:は容器17は、相λ・1的にM食性の高い冶金学
的状態をイJLJる外周領域26が設G〕られCいるの
に加えC、ライノり4が内周または内面24に結合され
(いる。ライノ54はジルコニウムよIこは当業青にこ
れまC・障壁としく用いられくいる他の金属ぐつくるこ
とがぐきる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の]京理に従−)(M4成された核燃1
′4装桑をhりる核燃料束合体を一部断面にC小づ側面
図、 第2図は本発明の原理に従って製造しIζ被薗管を約4
る核燃料要素を篩張しC小す横lli面図、第3図は本
発明の原理に従っ(ltNM管を熱処理する装置の斜視
図、 第4図は第3図に示す装置の加熱領域中の被覆管の部分
的断面図、および 第5図は本発明の原理に従って製造した、陣Wンイノー
付き被覆管をhする核燃料酋素を小・〕横W+面図であ
る。 10・・・・・・燃料斂素、 16・・・・・・燃料
物負、17・・・・・・被覆管、 24・・・・・
・内周、26・・・・・・外周、 31・・・・
・・被覆管、33・・・・・・誘導コイル、 47・・
・・・・高熱領域、48・・・・・・被覆管、 4
9・・・・・・誘導コイル、51・・・・・・水、
52・・・・・・内側部5I、53・・・・・・
外側部分、 54・・・・・・ライノ。 特訂出願人 ゼネラル・■レフl−リック・カンバーr代理人 (7
630) 生 沼 槌 第1頁の続き 優先権主張 01982年4月15日■米国(US)■
368715 @l! 間者 ジョン・リー・ハーモンアメリカ合
衆国ノース・カロラ イナ州つイルミントン・アップ ルトン・ウェイ4250番
′4装桑をhりる核燃料束合体を一部断面にC小づ側面
図、 第2図は本発明の原理に従って製造しIζ被薗管を約4
る核燃料要素を篩張しC小す横lli面図、第3図は本
発明の原理に従っ(ltNM管を熱処理する装置の斜視
図、 第4図は第3図に示す装置の加熱領域中の被覆管の部分
的断面図、および 第5図は本発明の原理に従って製造した、陣Wンイノー
付き被覆管をhする核燃料酋素を小・〕横W+面図であ
る。 10・・・・・・燃料斂素、 16・・・・・・燃料
物負、17・・・・・・被覆管、 24・・・・・
・内周、26・・・・・・外周、 31・・・・
・・被覆管、33・・・・・・誘導コイル、 47・・
・・・・高熱領域、48・・・・・・被覆管、 4
9・・・・・・誘導コイル、51・・・・・・水、
52・・・・・・内側部5I、53・・・・・・
外側部分、 54・・・・・・ライノ。 特訂出願人 ゼネラル・■レフl−リック・カンバーr代理人 (7
630) 生 沼 槌 第1頁の続き 優先権主張 01982年4月15日■米国(US)■
368715 @l! 間者 ジョン・リー・ハーモンアメリカ合
衆国ノース・カロラ イナ州つイルミントン・アップ ルトン・ウェイ4250番
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、内IAIが相λ・j的に低い耐食性を、外周が相対
的(こ^いtJ4食性を菅する冶金学的勾配を有し、外
周部分が変態高α結品@造まIこは変態混合α(β結晶
構造よりなることを特徴とするジル−1一ウ11合舎管
。 2、外周の冶金学的状態が実質的に変態高α結晶構i^
のみよりなる特許請求の範囲第1vA記載のジルコニウ
ム合金管。 3、外周の冶金学的状態が実質的に変態混合α)β結晶
Ii4造のみよりなる特許請求の範囲第11t4記載の
ジルコ1ニウム合金管。 4、内周および外周部りに相対的に耐食性の低い状態を
biるジルコニウム合金管を形成し、管の外周に隣接す
る部分だけを高α範囲または混合α4−β範囲に、その
外周部分を相対的に耐食性の高い状態に変態させるのに
1分な時間選択的に加熱し、次いぐ外因に相対的に耐食
性の高い状態を保つのに十分に迅速に加熱部分を冷却す
る方法により製造された、内周に相対的に耐食性の低い
状態を、外周に相対的に耐食性の高い状態をhするジル
コニウム合金管。 5、相対的に耐食性の低い状態がはイ均一な分布の金属
間粒子相よりなる特許請求の範囲第4項記載のジルコニ
ウム合金管。 6、相対的に耐食性の低い状態が少くとし部分的に偏析
した分布の金属間粒子相よりなる#h a’r請求の範
囲第4項記載のジルコニウム合金管。 7、管の外周に隣接する部分を熱を管の外部に導入りる
のと15]時に、熱を管の内部から除ムすることによっ
て選択的に加熱する方法に五〇(製造された特許請求の
範囲第4項記載のジル1ニウム合金管。 8、相対的に耐食性の低い冶金学的状態をhするジルコ
ニウム合金管を形成し、管の外周部分を高α範囲または
混合α十β範囲に、管の外周部分を相対的に耐食性の高
い冶金学的状態に変態さυるのに1941時間加熱し、
この間管の内周部分を−1分低い温度にI[tJ、’t
L(内周面に実質的な冶金学的変・化が起らないように
し、次いで外周4.X相対的に耐食性の高い冶金学的状
態を保)のに1分に迅速に管を冷141−=lる]程よ
りなる、管の内周に相対的に耐食性の低い冶金学的状態
名、外因に相対的に耐食性の高い冶金学的状態をiりる
冶金学的勾配をイ」りるジル]−ウム合金管の製造り払
。 9、相体l的に耐食性の低い冶金゛t′的状態かほず均
一な分布の金属間粒子相よりなる特許請求の範囲第8項
記載のh沫。 10、相対的に耐食性の高い冶金学的状態が少くとし部
分的に偏析した9荀の金属間粒子相よりなる特許請求の
範囲第8項記載の方法。 11、管の外周部分を少くとし約1300’F−に加熱
づる特許請求の範囲第8114記載の方法。 12、管を誘導]イルに通りことによっC管の外周部分
を加熱し、この際誘導−1イルを管の外周部分をぞの部
分が相対的に耐食性の高い冶金学的状態に変態する湿態
に加熱するのに1分な交流電流ぐ付勢り−る特許請求の
範囲第8項記載のh沫。 13、管にはり均一な電流を通すことに五つ(管の外周
部分を加熱し、この際電流を管の外161部分をその部
分が相対的に耐食性の高い冶金゛を的状態に変態する温
度に加熱覆るのに十分な電流とする特許請求の範囲第8
項記載のh払。 14、管の外周部分を加熱する間、管の内しく日二冷F
Jl液を連続的に通すことにより管の内周部分を特徴と
する特許請求の範囲第8項記載の)“37人、。 15゜加熱後、管の内部に冷却液を通りことにより管を
特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 16、ざらに、加熱および冷却中、管の外周面に酸化物
が生成するのを防止づ゛る特許請求の範囲第8項記載の
h簸・。 17、管の外周部分を不活性流体の在合下(−加熱およ
び冷却することにより管の外周面(・の酸化物の生成を
防止づる特許請求の範囲第16項晶ピ 卆k の I〕
7人 。 1F3.内周面(7) M IJjが約800’lを越
えない袖n請求の範囲第8項記載の′h法。 19、内周面の温石が約210”lを越えない特許請求
の範囲第8項記載の7’J法。 20、相対的に耐f&牲の低い冶金学的状態を全般的に
iりるジル」−ラム合金琶を形成し、管を誘導1イルに
通りことにより鯰゛の外161部分を加熱し、この際誘
導」イルを管の外周部分をその部分が相対的に耐食性の
高い冶金学的状態に変態づる温鴫に加熱するのに十分な
交流電流C付勢し、この加熱の間管の内部に冷IJ1液
を通しく管内面で一実質的な冶金学的変化が起らないよ
うに46とともに管内面ぐの酸化物の生成を防+)−シ
、加熱後も管の内部に冷filli!を通し続けること
により外周に相対的に耐食性の畠い冶金学的状態を帷持
するのに十分に迅速に管を冷N1する1程よりなる、管
の内周に相λ・1的に耐食性の((い冶金学的状態を、
外周に相対的に耐食性の^い冶金学的状態をh″gる冶
金学的勾配をhするジルコニ96合金管の製造方法。 21、管の外周部分を高α範囲の湿度に加熱づる特許請
求の範囲第20項記載の方法。 22、管の外周部分を少くとも約1300”1に加熱す
る特許請求の範囲第21項記載の方法。 23、管の外周部分を混合α+β範囲の11こ加熱する
特許請求の範囲第20項記載のh沃、。 24、管の外周部分をβ範囲の温度に加熱づる特許請求
の範囲第20項記載の方法。 25、管の内周面の温度が約800’ トを越えない特
許請求の範囲第20項記載のIJ法。 26゜管の内周面の温度が約210°トを越えない特許
請求の範囲第20項記載のh払。 27、冷に1液が水である特許請求の範囲第26項記載
の方法。 28、ざらに゛、加熱および冷却中、管の外周面に酸化
物が生成するのを防止する特許請求の範囲第20項記載
の方法。 29、管の外周部分を不活性流体の存在上(’ /Jl
l熱J3よび冷却することにより管の外周面(゛の酸化
物の11成を防11づる特許請求の範囲第28項記載の
h?人。 30、シル1−ラム含金を高α範囲に加熱し、耐食性の
冶金学的状態を保つの←ニ1−分に迅速に恕冷りること
よりなる、シル1−ラム合金の耐良性を^めるh?人。 J31.ジル1−ウ11合金を少くとし約1300°[
−に加熱りる特許請求の範囲第530拍記載のI) 1
人 。 ご32.内周が相ス・j的に低い耐食性を、外周が相ス
・1的に高い耐食性を♀りる冶金′f的勾配を石し、外
周部分が変態高α結晶構造または変態混合α)β結晶構
造上りなり、内側式ti+に障壁ライナが結合されたジ
ル−」ニウム合金管。 333、障壁ライナがジルコlニウム金属である特iす
b^求の範囲第32項記載のジル1−ラム合金管。 334、内側表面にジル」−ラム金属の障壁ライブが結
合された、内周および外周部りに相対的に1114食性
の低い状態をiづるジル」ニウム合金管を形成し、管の
外周に隣接りる部分だ1ノを高α範囲または混合α+β
範囲に、外周部分を相対的に耐食性の高い状態に変態さ
けるのに1分な時間選択的に加熱し、次いで外周に相対
的に耐食性の高い状態を保つのに十分に迅速Gこ加熱部
分を冷却りることにより製造された、内側表面にジルコ
ニウム金属の障壁ライJが結合され、内周に相対的に耐
食性の低い状態を、外周にH1対的に耐食性の高い状態
をhするジルl−・′ツム合金管。 35、内側表面にジル]ニウI\金属の陣甲−7(すが
結合された、相対的に耐食性の低い冶金゛1゛的状態を
hするジル−コニウム合金管を形成し、管の外周部分を
高α範囲または混合α+β範囲に管の外周部分を相対的
に耐食性の高い冶金・i・的状態に変態させるのに十分
な時間加熱し1、この間管の内周部分を十分低い温度に
N持しく内占 面で実質的な冶金学的変化が起らないように(2次いで
外周に相対的に耐食性の高い冶金学的状態を保つのに十
分に迅速に管を冷IJj rるJ稈よ&)なる、内側表
面にジルーJ−ウム3属の障壁ライJか結合され、管の
内周に相ス・j的に耐蚕牲の低い冶金学的状態を、外周
に相対的に耐食性の^い冶金q的状態をiりる冶金・−
I的勾内己を有づるジル1−ラム合金管の製’1Mhi
人。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/601,534 US4556907A (en) | 1983-04-15 | 1984-04-18 | Video camera operating device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US368715 | 1982-04-15 | ||
US438515 | 1982-11-01 | ||
US06/438,515 US4576654A (en) | 1982-04-15 | 1982-11-01 | Heat treated tube |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58207349A true JPS58207349A (ja) | 1983-12-02 |
JPS6350416B2 JPS6350416B2 (ja) | 1988-10-07 |
Family
ID=23740930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58065791A Granted JPS58207349A (ja) | 1982-04-15 | 1983-04-15 | ジルコニウム合金管の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58207349A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60165580A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | 株式会社日立製作所 | 原子炉燃料用被覆管の製造法 |
JPS61170535A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-08-01 | Hitachi Ltd | 原子炉燃料用被覆管及びその製造方法 |
-
1983
- 1983-04-15 JP JP58065791A patent/JPS58207349A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60165580A (ja) * | 1984-02-08 | 1985-08-28 | 株式会社日立製作所 | 原子炉燃料用被覆管の製造法 |
JPH0344275B2 (ja) * | 1984-02-08 | 1991-07-05 | Hitachi Ltd | |
JPS61170535A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-08-01 | Hitachi Ltd | 原子炉燃料用被覆管及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6350416B2 (ja) | 1988-10-07 |
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