SE444093B - Brenslestav for kernreaktor - Google Patents

Description

JO 8406546-3 u av högst *GBG ppm fpavts per million) respektive högst Snon ppm. net =venss patentet 8GCë9U6-2 beskriver skyddsskikt av zirkoníum legerat med 0,1~3 vikt» ?f0G@flfl m01Ybden och/eller 0,03-I viktprøcent kol øchleller O,U3~\ viktpro~ cnnt fosfor nch/ellvr 0,03-1 víktprocent kísel. Zírkoníumet kan därvid dess- utwm innenålin andra 1 kommersiell zírkunïumsvamp av reaktorkvalitet ingåenáe föroreningar. Det är vidare genom den svenska patentansökningen 8300016~6 känt att sam invändigt skyddsskikt för ett kapselrör använda zírkonium íegerat med 0,02~D,3 víktprocent järn, zirkonium Iegerat med G,O$~O,; víktprocent krom. zirkonium legerat men %,$5~ü,3 viktprocent Järn plus krqm och zçrkoníum legerac med 0,02-0,2 viktprocent koppar. Utöver resistens mot spänningskorrøsion uppges skyddsskiktet uppvisa en större kørrøfliansbestän- ëíähfit än nlegeratzirkonium, i synnerhet möt oxidation ëenom inverkan av hett vatten ellnr vattenånga.

Enligt ann ínrßligænndv uryfinninmnn har dot vånaf nia att viæfin kânän lfi@fi~ finnar, nämllfiwn Ozhfinnlte 0,5, Zlrcaloy BA, Zincaloy 38 och Zircaíoy BC, lämpar sig utmärkt som material í skyddsskikt på insidan av kapselflör av Zircaloy F och Zironloy N. Materialen ger inte bara an Förhöjd resistens mot spënníngskorrosion på grund av utmärkt resistens mot försprödning genom inverkan at Fissionsprodukter från bränslet utan uppvisar också en förbätt~ rad resistens mat korrosiv inverkan av vatten och vattenånga av hög tempera~ tur. Detta medför en långsammare bildning av korrosiønsväte så att höga na1~ tßr därav íntn kan nyggas upp och förorsaka en förstöring av kaçsnïröretfl nflwänifitw «§»n^ä»p»w på gnunfi av Enäaï hyänëning. ätt de nämnda ämnena är uträrkta invändiga skyddsskikt i kapselrör av Zircaloy 2 nch Zircaloy H är så mycket mer överraskande som ämnena inte visat sig kunna ersätta Zírcalwy Q non Zircnlwy ä nam materiaï 1 kapslingsrör på grund av otillräckliga håll- fastnetsegnnskapnr och otillräcklig resistens möt alïmänkorrosíon.

Närmarø bestämt består skyddsskiktet enligt den föreliggande uppfinníngvn av zirkonium innehållande O,18~O,22 viktprocent tenn, 0,09-0,11 viktprn~ cent níob, 0,09~O,11 víktproce'fi järn och 0,09-0,11 viktprocent nickel (0znßnnite 0,5), av zírkoníum innehållande 0,22-0,28 viktprocent tenn och 0,2?-G,28 vïktprøoent järn (Zircaloy 3A), av zirkonium innehållande O,U§~0,§5 víktprocænt tenn och 0,35~0,U5 viktprocent järn (Zirca1oV 39), nlïvr av zirkoníum innehållande O,ü5-0,55 viktprøcent tenn, 0,18-0,22 viktprocnnt järn och Ü,18-0_22 víktprocenb nickel (Zircaløy 3G). Övriga i zivknniumet ingående ämnen utgöres av 1 zirkoníumsvamp av reaktørkvalitet nnrmnït förekommande föroreningar. Normala halter av Förnreningarna i zirkø« l w , äå ÉG ”enl Cfi 8406646~3 l nlum av sådan kvalitet är för syre 200-1200 ppm, för aluminium TS ppm eller mindre, för ber O,N ppm eller mindre, för kadmium 0,ü ppm eller mindre, för kol 270 ppm eller mindre, för krom 200 ppm eller mindre, för kobolt 20 ppm eller mindre, för koppar 50 ppm eller mindre, för hafnium 100 ppm eller mindre, för väte 25 ppm eller mindre, för järn 1500 ppm eller mindre, för magnesium 20 ppm eller mindre, för mangan 50 ppm eller mindre, för molybden SO ppm eller mindre, för nickel 70 ppm eller mindre, för níob 100 ppm eller mindre, för kväve 80 ppm eller mindre, för kísel 120 ppm eller mindre, för tenn 50 ppm eller mindre, för volfram 100 ppm eller mindre, för titan 50 ppm eller mindre samt för uran 3,5 ppm eller mindre. I de fall järn, niekeí, niob och tenn utgör legeringstillsatser enligt den föreliggande uppfinningen är deras “alter givetvis sådana som specificerats för respektive legering. l l Tjncklnken hes skvddsskiktet uppgår lämpligen till 0,0h-0,32 mm och före- trädesvis till 0,06~0,1 mm. Skiktets tjøcklek utgör lämpligen 5-NO % och företrädesvis 5~1§ % av kapselrörets väggtjocklek.

Materialet i Mapselröret har beskrivits inledningsvis. Till detta kan läggas att för Zírcaløy 2 är sammansättningen 1,2-1,7 viktprocent tenn, 0.07~0,20 viktprocent järn, 0.05-0,15 víktprøcent krom, 0,03-0,08 viktprocent nickel och 0,09~0,16 viktprocent syre och för Zircaloy U ¥,2-1,7 viktprocent tenn, 0.18-0,2h viktprwcent järn, 0,07-0,13 viktprocrnt krom den 0,09»O,l6 vikt» present syre. Resten av lrgeringen i kapselröret utgöres av zirkonium och 1 zirkonium av renktorkvalitet normalt förekommande föroreningar, vilka redan beskrivits närmare. Kärnbränslet i bränslestaven utgöres företrädesvis av urandioxid.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföríngšexempel under hänvisning till bifogade ritning, àom visar ett tvärsnitt av en bränslestav enligt den föreliggande uppfinningen för en lättvattenreaktør.

Ett rör av Ozhennite 0,5 med en väggtjocklek av 1,25 mm øch en ytterdiame~ ter av ßü mm anordnas i ett rdr av Zlrcaloy 2 med en väggtjocklek av 10 mm och en innerdiameter av H5 mm. De båda rören svetsas ihop vid rörens båda ändyimf. Det så erhållna sammansatta röret strängpressas utan att underkas~ tee någon uppvärmning. Den strängpressade produkten kallvalsas därefter i flera steg med mellanliggande rekristallísationsglödgningar vid omkring ^30 HC nch en slutglödgning efter sista valsningen vid omkring 525 ÖC, Vdfvid fn i figuren visad rdrfermad slutprodukt erhålles, bestående av

Claims (1)

a4os646~s ett skikt I av zircaloy 2 med en tjocklek av 0,73 mm och en innerdiameter av !0,65 mm och av ett skikt 2 av Ozhennlte 0,5 med en tjocklek av 0,07 mm. I figuren är även kärnbränslet inritat, vilket består av cirkulärcyllnd~ viska kutsar 3 av urandíoxíd staplade på varandra l kapselrörets axelrikt- kfå ning. I stället för Ozhennite 0,5 kan i det beskrivna exemplet användas Zírcfloy BA, Zircaloy 38 eller Zircaloy 3C. inningen tr i första hand avsedd att användas i en 1 reaktor med vatten som ky1mede_, PATENTKRAV

1. Rnännlestav för kärnrenktor omfattande ett kapselrör (1) av en~zírko~ nium~twnn~legering innehållande !,?-1,7 viktprocent tenn, 0,07~O,2ä vikt» procent järn, 0,0$~0,15 víktprocent krom, 0-0,08 viktprocent nickel och 0,09-Ü,%ß viktprecent syre och ett i kapselröret ínneslutet kârnbrânsle (3), varvid på kapselrörets invändíga yta är anordnat ett skyddsskíkt (2) I som skyddar kapselröret mot Försprödníng och søm väsentligen består av àzirkoníum, k ä n n e t e c k n a d därav, att skyddsskíktet består av zlrkoníum innehållande O,18~O,22 víktprocent tenn, 0,09-0,11 viktprocent níob, G,Û9-0,11 järn och 0,09«D,11 viktprocent nickel, eller av zirkoníum innehållande 0,22-0:28 viktprocent tenn och 0,22-0,28 järn eller av zírkQ~ níum innehållande O,U5~O.55 víktprøoent tenn och 0,35-O,H5 víktprocent järn eller av zírkoníum innehållande 0,ü5-0,55 viktprocent tenn, 0,18-0,22 viktprocent järn och 0,18~O,22 viktprocent nickel, varvid övriga l zírko~ niumet ingående i skyddsskiktet ingående ämnen utgöres av i zírkoniumsvamp av rvaktnnkvnlíïßt normalt förekommande Föroreningar. a_ Bränslestav enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att det väsentligen av zlrkoniumet bestående skíktet har en tjocklek av O.Û"-0,3? mm.