SE526051C2 - Metod, att behandla plåt av en Zr-legering, användning och anordningar av plåten i lättvattenreaktorer - Google Patents

Metod, att behandla plåt av en Zr-legering, användning och anordningar av plåten i lättvattenreaktorer

Info

Publication number
SE526051C2
SE526051C2 SE0300015A SE0300015A SE526051C2 SE 526051 C2 SE526051 C2 SE 526051C2 SE 0300015 A SE0300015 A SE 0300015A SE 0300015 A SE0300015 A SE 0300015A SE 526051 C2 SE526051 C2 SE 526051C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
sheet
component
fuel
plate
fuel assembly
Prior art date
Application number
SE0300015A
Other languages
English (en)
Other versions
SE0300015D0 (sv
SE0300015L (sv
Inventor
Mats Dahlbaeck
Original Assignee
Westinghouse Electric Sweden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Sweden filed Critical Westinghouse Electric Sweden
Priority to SE0300015A priority Critical patent/SE526051C2/sv
Publication of SE0300015D0 publication Critical patent/SE0300015D0/sv
Priority to US10/538,973 priority patent/US8257518B2/en
Priority to EP04700544.2A priority patent/EP1581665B1/en
Priority to PCT/SE2004/000003 priority patent/WO2004063413A1/en
Priority to JP2006500740A priority patent/JP4776529B2/ja
Priority to ES04700544.2T priority patent/ES2584420T3/es
Publication of SE0300015L publication Critical patent/SE0300015L/sv
Publication of SE526051C2 publication Critical patent/SE526051C2/sv

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/186High-melting or refractory metals or alloys based thereon of zirconium or alloys based thereon
    • 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
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Description

20 25 30 35 Fig 1 visar således schematiskt en bränslepatron för en BWR.
Bränslepatronen innefattar ett höljerör 2 (som här endast visas till höger i figuren). Innanför höljeröret 2 är ett antal bränslesta- var 3 anordnade. Bränslestavarna 3 sträcker sig från en topplatta 5 till en bottenplatta 6. Bränslestavarna 3 består av kapslingsrör som innehåller kutsar med kärnbränslematerial. l figuren är ett antal kutsar 4 symboliskt visade. Upptill är bräns- lestavarna 3 försedda med ändpluggar 8. Bränslestavarna anlig- ger mot topplattans 5 undersida med hjälp av skruvfjädrar 9. Ett flertal spridare 7 år anordnade för att hålla bränslestavarna 3 på » avstånd från varandra. Bränslepatronen är långsträckt och har således en längdriktning som här indikeras med en central axel 10. Bränslepatronen kan ofta innefatta en vattenkanal som van- ligen sträcker sig över väsentligen hela bränslepatronens längd och som möjliggör ett flöde av icke kokande vatten upp genom bränslepatronen.
Fig 2 visar schematiskt ett tvärsnitt av en bränslepatron för en BWR. Detta tvärsnitt visar att bränslepatronen innefattar en central vattenkanal 12 med kvadratiskt tvärsnitt och fyra mindre vattenkanaler 14.
Fig 3 visar schematiskt ett tvärsnitt av en annan konstruktion på en bränslepatron för en BWR. Detta tvärsnitt visar att bränsle- patronen i detta fall endast innefattar en vattenkanal 16 som har ett kvadratiskt tvärsnitt.
Både det ovan nämnda höljeröret 2 och vattenkanalerna 12, 14 och 16 tillverkas ofta av plåtmaterial som formas och samman- svetsas på lämpligt sätt såsom är väl känt för en person med kunskap inom området. Beträffande höljeröret 2 kan detta till- verkas genom att två plåtar produceras. Varje plåt bockas så att en U-formad profil uppnås. Dessa U-formade profiler kan sedan sammansvetsas så att ett höljerör 2 med ett kvadratiskt tvärsnitt erhålles. Fig 4 indikerar schematiskt ett tvärsnitt av två sådana U-formade profiler innan de har sammanfogats och svetsats 10 15 20 25 30 35 526 051 samman. Fig 5 visar höljeröret 2 när de två U-formade profilerna har svetsats samman. Svetsfogarna är här indikerade med 18.
Höljerör och vattenkanaler för bränslepatroner tillverkas vanli- gen i olika Zr-baserade legeringar som är väl kända för en per- son med kunskap inom området. Exempelvis kan de välkända legeringarna Zircaloy-2 och Zircaloy-4 användas.
I den mycket speciella miljö som en nukleär reaktor utgör ställs många krav på de ingående komponenterna. En mycket stor mängd förslag till materialval och framställningsförfaranden av komponenter för bränslepatroner för nukleära reaktorer har därför framtagits. Även små förändringar i legeringssamman- sättningar eller tillverkningsparametrar kan ha stor betydelse för komponentens egenskaper.
Ovan nämnda WO-A1-97/40659 beskriver ett förfarande för att tillverka plåtmaterial av en Zr-baserad legering för att tillverka höljerör för bränslepatroner för en BWR. Enligt det beskrivna förfarandet framställs en plåt av den Zr-baserade Iegeringen ge- nom smidning, varmvalsning och kallvalsning i ett antal steg.
Mellan valsningsstegen kan en värmebehandling utföras. När plåten har framställts till slutlig eller nästan slutlig dimension så genomgår den en ß-släckning. Genom ß-släckningen förbättras plåtens egenskaper. Bland annat förbättras därvid korrosions- egenskaperna. Dessutom erhålls genom ß-släckningen en mer randomiserad textur hos kristallkornen vilket motverkar plåtens tendens att deformeras i speciellt valda riktningar. Med en ran- domiserad textur menas att kristallkornen är riktade slumpvis i olika riktningar. Med en icke randomiserad textur menas således att kristallkornen tenderar att i högre grad vara riktade i någon eller några speciella riktningar. En plåt med en icke randomise- rad textur tenderar därför att deformeras i speciellt valda rikt- ningar.
I cong- 10 15 20 25 30 35 526 051 a n on con l detta sammanhang kan noteras att de använda Zr-legeringarna föreligger i en or-fas vid lägre temperaturer (exempelvis vid rumstemperatur). l a-fasen är materialets kristallstruktur hcp.
Vid högre temperaturer (för exempelvis Zircaloy-4 över cirka 980°C) föreligger Iegeringen i ß-fas. l denna fas är kristallsturk- turen bcc. Vid en temperatur som exempelvis för Zircaloy-4 är mellan 810°C och 980°C föreligger Iegeringen i en blandning av a-fas och ß-fas, en så kallad a + ß-fas.
Enligt ovan nämnda WO-A1-97/40659 kan plåten genomgå en värmebehandling i oi-fastemperaturområdet efter nämnda ß- släckning. Därvid förbättras plåtens korrosionsegenskaper ytter- ligare.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Även om metoden beskriven i ovannämnda WO-A1-97/40659 har visat sig fungera bra så finns det utrymme för ytterligare för- bättring av framställningsmetoden.
Ett syfte med föreliggande uppfinning är därför att komma fram till en metod att framställa och behandla plåtar som har ytterli- gare förbättrade egenskaper. Ett syfte är därvid att öka planhe- ten och rakheten hos den framtagna plåten så att efterbearbet- ningar för att uppnå hög planhet eller rakhet hos plåten kan undvikas. Ännu ett syfte är att erbjuda en sådan metod som kan genomföras med relativt enkla medel.
Dessa syften uppnås med en metod av det slag som beskrivits i det första stycket ovan och som kännetecknas av att en sträck- ning av plåten genomförs under värmebehandlingen enligt ovannämnda steg c).
Vid ß-släckningen sker, såsom förklarats ovan, en fasomvand- ling från bcc-struktur till hcp-struktur. Denna fasomvandling sker delvis även vid en a + ß-släckning. Eftersom faserna har olika 10 15 20 25 30 35 526 051 oro n struktur och olika volym så sker en volymsförändring vid denna omvandling. Denna volymsförändring medför att stora spänning- ar byggs in i materialet. Dessa spänningar leder till att planhe- ten hos den framställda plåten kan bli dålig efter en sådan fas- omvandling. Enligt föreliggande uppfinning sträckes plåten un- der den värmebehandling i legeringens or-fastemperaturomràde som genomförs efter släckningen av materialet. Genom att plå- ten sträckes så löses de spänningar ut som uppstått, vid den ovan beskrivna fasomvandlingen från bcc- till hcp-struktur. Där- vid erhålls en plan och rak plåt. Vid värmebehandlingen enligt steg c) erhålls även förbättrade korrosionsegenskaper eftersom denna värmebehandling gör att så kallade sekundärfaspartiklar får tillfälle att tillväxa. Genom att plåten sträckes under värme- behandlingen så sker tillväxten av sekundärfaspartiklar snabba- re eftersom sträckningen ökar diffusionshastigheten. Eftersom värmebehandling under deformation medför en avsevärt snabba- re diffusion är det möjligt att styra graden av tillväxt av sekun- därfaspartiklar med den pålagda deformatlonen. Detta är fördel- aktigt speciellt vid värmebehandling i en kontinuerlig ugnspro- cess. Vid en kontinuerlig ugnsprocess med konventionellt an- vända ugnar kan det annars vara svårt att uppnå tillräckligt lång uppvärmningstid för att erhålla önskad tillväxt av sekundärfas- partiklar. Genom att plåten sträckes under värmebehandlingen uppnås enligt föreliggande uppfinning en tillräcklig tillväxt av sekundärfaspartiklar även i en kontinuerlig ugnsprocess.
Företrädesvis skall värmebehandlingen enligt steg c) ej utföras under alltför stor deformation, eftersom detta kan leda till att hcp-strukturen rekristalliserar till nya och större korn vilket kan göra att den randomiserade korntextur som erhållits genom släckningen försämras markant genom rekristallisering och korntillväxt vilket även leder till en försämrad duktilitet på grund av korntillväxten.
Enlig ett föredraget utförande är värmebehandlingen under sträckningen den sista värmebehandlingen som plåten genom- 0 00000 10 15 20 25 30 35 526 051 går innan den formas och monteras till den komponent som den används till. Det är emellertid tänkbart att en viss värmebehand- ling kan utföras även efter ovannämnda steg c). En sådan vär- mebehandling bör dock vara av sådant slag att den struktur hos materialet som uppnås vid värmebehandlingen under sträck- ningen ej förstörs.
Eventuellt kan plåten sträckas även mellan steg b) och c), dvs även innan värmebehandlingen och sträckningen enligt steg c).
Normalt är dock fen sådan för-sträckning ej nödvändig.
Enligt ett föredraget utförande av metoden är steg b) en ß- släckning. Såsom nämnts ovan kan släckningen antingen vara en oi + ß-släckning eller en ß-släckning. De bästa egenskaperna hos plåten erhålls emellertid genom en ß-släckning. Dessutom är den ovannämnda volymsförändringen som uppstår vid släck- ningen mera markant vid ß-släckning. Således är uppfinningen speciellt fördelaktig när en ß-släckning genomförs i steg b).
Företrädesvis genomförs nämnda sträckning vid en temperatur på högst den temperatur som utgör den högsta temperaturen i legeringens oi-fastemperaturområde och lägst vid den tempera- tur som är 70%av nämnda högsta temperatur med avseende på °K, helst vid en temperatur som är mellan 80% och 98% av nämnda högsta temperatur med avseende på °K. För en konti- nuerlig ugnsprocess, dvs en process där plåten kontinuerligt förflyttas i en ugn, kan företrädesvis sträckningen genomföras vid en temperatur som är mellan 90% och 96% av nämnda högsta temperatur med avseende på °K. För tydlighets skull kan påpekas att exempelvis Zircaloy-4 föreligger i oi-fas upp till cir- ka 810°C samt i ß-fas över cirka 980°C. Däremellan föreligger legeringen i oi + ß-fas. Nämnda högsta temperatur utgör i detta fall således 810°C, vilket motsvarar 1083°K. Exempelvis en temperatur på 750°C (vilket är 1023°K) utgör således cirka 94% av nämnda högsta temperatur. 10 15 20 25 30 35 Lämpligen utförs nämnda sträckning så att plåten direkt efter genomgången sträckning har en kvarstående töjning jämfört med plåtens tillstånd omedelbart före sträckningen. Den kvar- stående töjningen kan lämpligen vara mellan 0,1 »% och 7%, helst mellan 0,2% och 4%. Företrädesvis utförs sträckningen så att nämnda töjning är lägre än legerings kritiska deformationsgrad.
Det bör noteras att när plåten svalnar så drar den ihop sig något i enlighet med materialets längdutvidgningskoefficient. Därför har den kvarstående töjningen ovan definierats för det tillstånd som plåten har omedelbart före och efter sträckningen, dvs in- nan den svalnat och därmed dragit ihop sig på grund av tempe- raturskillnaden. Såsom framgår av ovan angivna föredragna töj- ningar så behövs endast en liten kvarstående töjning för att lösa ut de spänningar som har uppstått vid släckningen av materialet.
Med materialets kritiska deformationsgrad menas den deforma- tionsgrad där oi-fas kornen rekristalliserar till nya och större korn. Även om deformationen något skulle överstiga den kritiska deformationsgraden erhåller man endast en marginell förändring av materialets textur vilket ej har någon större negativ inverkan på materialegenskaperna. Emellertid kan materialets duktilitet påverkas negativt om för stora korn bildas. Företrädesvis, är därför deformationen lägre än legeringens kritiska deforma- tionsgrad.
Lämpligen definierar komponenten en längdriktning som, när komponenten används som avsett i nämnda bränslepatron, är åtminstone väsentligen parallell med bränslepatronens längd- riktning. Sträckningen av plåten kan då lämpligen utföras i en riktning som motsvarar längdriktningen hos nämnda komponent för vilken plåten är avsedd. Plåten kan lämpligen vara långsmal och därvid kan sträckningen lämpligen utföras i plåtens längd- riktning.
En annan aspekt av uppfinningen avser användning av en plåt framställd och behandlad enligt metoden enligt något av föregå- ende utföranden. Därvid används plåten som nämnda kompo- 10 15 20 25 30 35 526 051 nent eller som delav nämnda komponent i en bränslepatron för en nukleär lättvattenreaktor. Eftersom den framställda plåten har goda egenskaper och är plan och rak så lämpar den sig att an- vändas för en komponent i en nukleär lättvattenreaktor.
Enligt ett fördelaktigt användande är nämnda komponent ett höljerör som definierar ett inre utrymme, innanför höljeröret, i bränslepatronen, varvid ett flertal bränslestavar är anordnade i nämnda inre utrymme och varvid nämnda plåt används för åt- minstone en av höljerörets väggar.
Företrädesvis är ovan nämnda bränslepatron en bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor.
Enligt en annan fördelaktig användning är nämnda komponent en vattenkanal anordnad i bränslepatronen för att möjliggöra ett flöde genom bränslepatronen av icke kokande vatten och varvid nämnda plåt används som åtminstone en vägg hos nämnda vaüenkanaL Eftersom höljerör och vattenkanaler har en utsträckning som vanligen utgör nästan hela bränslepatronens längd så är det viktigt att dessa komponenter har goda egenskaper och bra planhet och rakhet. Med fördel används därför plåten framställd och behandlad med metoden enligt föreliggande uppfinning för dessa komponenter.
Uppfinningen avser även en metod att tillverka ett höljerör för en bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor. vilken metod innefattar: framställande och behandlande av ett flertal plåtar med metoden enligt något av de ovan beskrivna utförandena, samt åstadkommande av en lämplig form på dessa plåtar samt sammanfogning av plåtarna så att nämnda höljerör bildas.
I QI n ICO O .III I IC O v o ooo un.. a..
I Û oc; non 10 15 20 25 30 526 051 Uppfinningen avser även en metod att tillverka en vattenkanal för en bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor, vilken vattenkanal är avsedd att ingå i nämnda bränslepatron för att möjliggöra ett flöde genom bränslepatronen av icke kokande vatten, vilken metod innefattar s framställande och behandlande av ett flertal plåtar med metoden enligt något av de ovan beskrivna utförandena, samt åstadkommande av en lämplig form på dessa plåtar samt sam- manfogning av plåtarna så att nämnda vattenkanal bildas.
Genom dessa metoder att tillverka höljerör respektive en vatten- kanal så uppnås fördelarna som är beskrivna ovan beträffande den använda plåten.
Uppfinningen avser även en bränslepatron för en _nukleär kokar- vattenreaktor innefattande: ett höljerör med en materialstruktur erhållen genom att plåten som bildar åtminstone huvuddelen av höljerörets väggar är framställd och behandlad enligt metoden enligt något av ovan nämnda utföranden, och ett flertal bränslestavar innefattande kärnbränslematerial anordnade inom nämnda höljerör.
Uppfinningen avser även en bränslepatron för en nukleär kokar- vattenreaktor innefattande: åtminstone en vattenkanal med en materialstruktur erhållen genom att plåten som bildar åtminstone huvuddelen av' vattenkanalens väggar är framställd och behandlad enligt meto- den enligt något av ovan nämnda utföranden. Även de ovan beskrivna bränslepatronerna har fördelaktiga egenskaper eftersom den plåt som används för höljerörets re- spektive vattenkanalens väggar är framställd och behandlad med den fördelaktiga metoden enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 526 051 n o to v n c o n n n q o ø o n n. :oo 10 KoRT Bt-:sknlvnlno Av RITNINGARNA Fig 1 visar schematiskt en bränslepatron för en nukleär kokar- vattenreaktor. _ Fig 2 visar schematiskt ett tvärsnitt genom en bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor.
Fig 3 visar schematiskt ett tvärsnitt genom en kokarvattenre- aktor av en- annan konstruktion.
Fig 4 visar schematiskt ett tvärsnitt av två U-formade profiler före sammanfogning.
Fig 5 visar schematiskt de U-formade profilerna enligt figur 4 efter sammanfogning.
Fig 6 visar schematiskt en sidovy av en plåt i en anordning med vilken plåten kan sträckas.
BESKR|VNlNG AV UTFÖRINGSEXEMPEL AV UPPFINNINGEN Ett utföringsexempel av en metod enligt uppfinningen att fram- ställa och behandla en plåt som är anpassad att användas som en komponent eller som en del av en komponent i en bränsle- patron för en nukleär lättvattenreaktor skall nu beskrivas.
Som utgängsmaterial används en Zr-baserad legering som inne- håller minst 96 viktprocent Zr. Legeringen är av sådant slag att den är lämpad att användas till exempel för ett höljerör eller en vattenkanal i en nukleär kokarvattenreaktor. Exempelvis kan de kända legeringarna Zircaloy-2 eller Zircaloy-4 användas. Exem- pel på legeringshalter anges i ovannämnda WO-A1-97/40659. Även andra Zr-baserade legeringar som är lämpade för använd- ningen kan användas. Det är väl känt av fackmannen att de le- geringshalter som ingår i Zircaloy-2 eller Zircaloy-4 kan modifie- ras på olika sätt för att uppnå önskade egenskaper. Även exem- pelvis Zr-baserade legeringar där den största legeringskompo- nenten utgörs av Nb kan användas. Som ett exempel beskrivs nedan användningen av en legering av Zircaloy-4. 10 15 20 25 30 35 526 051 U o O I o o Q I o o u o Q o Q o o 00 can Ett göt framställs av denna legering. Götet smides inom ß- fastemperaturområdet, vid en temperatur på omkring 1150°C.
Konventionell smidning för att reducera materialets tjocklek genomförs inom ot-fastemperaturområdet. Därefter reduceras tjockleken ytterligare genom varmvalsning efter förvärmning till exempelvis 950°C under 15 minuter eller 750°C under 45 minu- ter. Varmvalsningen genomförs till en tjocklek av omkring 20 mm till 30 mm. Därefter följer en andra varmvalsning till en tjocklek på cirka 4 mm vid en maximal temperatur på 650°C.
Mellan dessa varmvalsningar kan eventuellt en värmebehandling vid cirka 1020°C under 5 till 10 minuter genomföras för att ho- mogenisera legeringselementen.
Därefter genomförs kallvalsning i ett antal steg för att reducera tjockleken till sluttjockleken eller åtminstone nästan till slut- - tjockleken. Exempelvis kan en till tre kallvalsningar genomföras för att få rätt tolerans på plåttjockleken och ytfinhet. Mellan varje kallvalsning värmebehandlas lämpligen materialet vid cirka 730°C i en kontinuerlig ugnsprocess.
Sedan ß-släcks materialet genom att det uppvärms till omkring 1050°C under cirka 10 sekunder varefter en snabbkylning genomförs. Kylningshastigheten kan exempelvis vara cirka 25°C per sekund.
Efter ß-släckningen så värmebehandlas plåten vid cirka 750°C i en kontinuerlig ugnsprocess. Värmebehandlingen kan exempel- vis ske under 2-10 minuter, företrädesvis under cirka 8 minuter.
Under denna värmebehandling sträckes plåten så att en kvar- stående töjning på cirka 0,5% uppnås. Med kvarstående töjning menas här att plåten har töjts så mycket direkt efter sträcknigen jämfört med omedelbart före sträckningen. Sedan kan eventuellt 10 15 20 25 30 35 526 051 o o o oo ola 12 plåten dra ihop sig något när den svalnar i enlighet med materi- alets längdutvidgningskoefficient.
Fig 6 visar schematiskt hur sträckningen av plåten kan gå till i en kontinuerlig process. Plåten matas fram i den riktning som utvisas med en pil med hjälp av ett främre valspar 20 och ett bakre valspar 22. Om frammatningshastigheten med det främre vaisparet 20 är något lite högre än frammatningshastigheten med det bakre vaisparet 22 så genomgår plåten en sträckning vid frammatningen. Det bör noteras att företrädesvis sker denna frammatning i en ugn så att plåten uppvärms samtidigt som den sträckes. Det bör även noteras att sträckningen ej nödvändigtvis måste ske i en kontinuerlig process med hjälp av valsar såsom visas i Fig 6. Det är även möjligtatt plåten anordnas i någon annan lämplig sträckningsanordning för att genomföra sträck- ningen.
Företrädesvis är plåten långsmal och sträckningen genomförs i plåtens längdriktning. Denna längdriktning motsvarar därvid lämpligen längdriktningen hos den komponent till vilken plåten skall användas.
Den framställda plåten används företrädesvis som en kompo- nent eller som en del av en komponent i en bränslepatron för en nukleär lättvattenreaktor, företrädesvis en nukleär kokarvatten- reaktor. Plåten kan till exempel användas för höljeröret 2 som omsluter en sådan bränslepatron. En annan användning är för vattenkanalen eller vattenkanalerna 12, 14, 16 som kan ingå i en sådan bränslepatron.
Ett höljerör 2 för en bränslepatron för BWR kan framställas ge- nom att två plåtar av lämplig dimension framställes. Dessa plå- tar bockas sedan till U-formade profiler såsom visas i Fig 4.
Eventuellt kan plåtarna värmas något, exempelvis till cirka 200°C, innan de böjes. De U-formade profilerna svetsas därefter samman på ett sätt som är väl känt av en person med kunskap 10 15 20 25 30 ' =":E":E E.":"I* :": 'i I 0 I 0 Q U 0 o u I 0 J Q u o O o o o n n n n | o 0 Q o u o nu inom området. Eventuellt kan höljeröret 2 formas genom att det placeras på ett don av rostfritt stål varefter uppvärmning sker för att överföra donets form på höljeröret 2.
En vattenkanal 12, 14, 16 för icke kokande vatten för en bräns- lepatron för en BWR kan framställas på liknande sätt. En plåt framställes med metoden enligt uppfinningen. Plåtar av lämpliga dimensioner framtas. Dessa delar formas och sammansvetsas så att en vattenkanal 12, 14, 16 av lämplig form erhålles. Denna form kan exempelvis utgöras av en korsformad vattenkanal som består av olika delkanaler 12, 14 såsom visas i Fig 2 eller som en kvadratisk vattenkanal 16 av det slag som visas i Fig 3.
Uppfinningen avser även en bränslepatron för en nukleär BWR.
En sådan bränslepatron har ett höljerör 2 med en material- struktur, planhet och rakhet som är erhållen genom att plåten som bildar höljerörets 2 väggar är framställd och behandlad en- ligt metoden som beskrivs ovan. Bränslepatronen kan exempel- vis vara av det slag som visas schematiskti Fig 1.
Uppfinningen avser även en bränslepatron för en BWR där åt- minstone en vattenkanal 12, 14, 16 ingår. Denna vattenkanal 12, 14, 16 har en materialstruktur, planhet och rakhet som är erhål- len genom att plåten är framställd och behandlad enligt metoden som beskrivs ovan. Givetvis kan bränslepatronen både ha hölje- rör 2 och vattenkanal 12, 14, 16 som är tillverkade av plåtar som är framställda och behandlade med metoden enligt uppfinning- en.
Uppfinningen är ej begränsad till ovan angivna exempel utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (15)

10 15 20 25 30 35 526 051 14 ref.: 55683 SE(A) Patentkrav
1. En metod att framställa och behandla en plåt anpassad att användas som en komponent eller som en del av en komponent (2, 12, 14, 16) i en bränslepatron för en nukleär lättvattenreak- tor, vilken metod innefattar följande steg: a) framställning av en plåt av en Zr-baserad legering genom smidning, varmvalsning och kallvalsning i lämpligt antal steg, varvid nämnda legering innehåller minst 96 viktpro- - cent Zr och är av sådant slag att plåten är lämplig att an- _ vändas för nämnda komponent (2, 12, 14, 16), b) genomförande av en ofiß-släckning eller en ß-släckning av plåten när plåten har framställts till en tjocklek som är lika med sluttjockleken, eller åtminstone nästan lika med slut- tjockleken, hos den färdiga plåten, c) värmebehandling av plåten i nämnda legerings a-fastem- _ peraturområde, varvid steg c) utförs efter det att steg a) och b) har utförts kgg netecknad av att en sträckning av plåten genomförs under vär- mebehandlingen enligt steg c), varvid nämnda sträckning genomförs vid en temperatur på högst den temperatur som utgör den högsta temperaturen i legerlngens or-fastemperaturområde och lägst vid den temperatur som är 70% av nämnda högsta temperatur med avseende på °K och varvid nämnda sträckning utförs så att plåten direkt efter genomgången sträckning har en kvarstående töjning jämfört med plàtens tillstånd omedelbart före sträckningen.
2. En metod enligt krav 1, kännetecknad av att steg b) är en ß-släckning.
3. En metod enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att nämn- da sträckningen genomförs vid en temperatur som är mellan 5 10 15 v20 25 30 35 526 051 15 80% och 98% av nämnda högsta temperatur med avseende på °K.
4. En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad av att nämnda sträckning utförs så att nämnda töjning är lägre än legerings kritiska deformationsgrad.
5. En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad _a_'¿ att nämnda kvarstående töjning är mellan 0,1% och 7%.
6. En metod enligt krav 5, kännetecknad av att nämnda kvar- stående töjning är mellan 0,2% och 4%.
7.* En metod enligt något av föregående krav, kännetecknad g att nämnda komponent (2, 12, 14, 16) definierar en längdrikt- ning som, när komponenten används som avsett i nämnda bränslepatron, är åtminstone väsentligen parallell med bränsle- patronens längdriktning (10) och varvid nämnda sträckning av plåten utförs i en riktning som motsvarar längdriktningen hos nämnda komponent (2, 12, 14, 16) för vilken plåten är avsedd.
8. Användning av en plåt framställd och behandlad enligt metoden enligt något av föregående krav som nämnda kompo- nent eller som del av nämnda komponent (2, 12, 14, 16) i en bränslepatron för en nukleär lättvattenreaktor.
9. Användning enligt kraven 8, varvid nämnda komponent är ett höljerör (2) som definierar ett inre utrymme, innanför höljerö- ret (2), i bränslepatronen, varvid ett flertal bränslestavar (3) är anordnade i nämnda inre utrymme och varvid nämnda plåt an- vänds för åtminstone en av höljerörets (2) väggar.
10. Användning enligt krav 8 eller 9, varvid bränslepatronen är en bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor. 10 15 20 25 30 35 526 051 16
11. Användning enligt krav 10, varvid nämnda komponent är en vattenkanal (12, 14, 16) anordnad ibränslepatronen för att möjliggöra ett flöde genom bränslepatronen av icke kokande vatten och varvid nämnda plåt används som åtminstone en vägg hos nämnda vattenkanal (12, 14, 16).
12. En metod att tillverka ett höljerör (2) för en bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor, vilken metod är kännetecknad a_v att den innefattar: framställande och behandlande av ett flertal plåtar med metoden enligt något av kraven 1-7, åstadkommande av en lämplig form på dessa plåtar samt sammanfogning av plåtarna så att nämnda höljerör (2) bildas.
13. En metod att tillverka en vattenkanal (12, 14, 16) för en bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor, vilken vatten- kanal (12, 14, 16) är avsedd att ingå i nämnda bränslepatron för att möjliggöra ett flöde genom bränslepatronen av icke kokande vatten, vilken metod är kännetecknad av att den innefattar framställande och behandlande av ett flertal plåtar med metoden enligt något av kraven 1-7, åstadkommande av en lämplig form på dessa plåtar samt sammanfogning av plåtarna så att nämnda vattenkanal (12, 14, 16) bildas. -
14. Bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor känne- tecknad av att den innefattar: ett höljerör (2) med en materialstruktur erhállen genom att plåten som bildar åtminstone huvuddelen av höljerörets (2) väg- gar är framställd och behandlad enligt metoden enligt något av patentkraven 1-7, ett flertal bränslestavar (3) innefattande kärnbränslemate- rial anordnade inom nämnda höljerör (2).
15. Bränslepatron för en nukleär kokarvattenreaktor känne- tecknad av att den innefattar: 526 051 17 åtminstone en vattenkanal (12, 14, 16) med en mate- rialstruktur erhàllen genom att plåten som bildar åtminstone hu- vuddelen av vattenkanalens (12, 14, 16) väggar är framställd och behandlad enligt metoden enligt något av patentkraven 1-7.
SE0300015A 2003-01-08 2003-01-08 Metod, att behandla plåt av en Zr-legering, användning och anordningar av plåten i lättvattenreaktorer SE526051C2 (sv)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0300015A SE526051C2 (sv) 2003-01-08 2003-01-08 Metod, att behandla plåt av en Zr-legering, användning och anordningar av plåten i lättvattenreaktorer
US10/538,973 US8257518B2 (en) 2003-01-08 2004-01-07 Method, use and device relating to nuclear light water reactors
EP04700544.2A EP1581665B1 (en) 2003-01-08 2004-01-07 Method, use and device relating to nuclear light water reactors
PCT/SE2004/000003 WO2004063413A1 (en) 2003-01-08 2004-01-07 Method, use and device relating to nuclear light water reactors
JP2006500740A JP4776529B2 (ja) 2003-01-08 2004-01-07 軽水炉に関する方法、及び使用法
ES04700544.2T ES2584420T3 (es) 2003-01-08 2004-01-07 Método, uso y dispositivo en relación con reactores nucleares de agua ligera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0300015A SE526051C2 (sv) 2003-01-08 2003-01-08 Metod, att behandla plåt av en Zr-legering, användning och anordningar av plåten i lättvattenreaktorer

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0300015D0 SE0300015D0 (sv) 2003-01-08
SE0300015L SE0300015L (sv) 2004-07-09
SE526051C2 true SE526051C2 (sv) 2005-06-21

Family

ID=20290066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0300015A SE526051C2 (sv) 2003-01-08 2003-01-08 Metod, att behandla plåt av en Zr-legering, användning och anordningar av plåten i lättvattenreaktorer

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8257518B2 (sv)
EP (1) EP1581665B1 (sv)
JP (1) JP4776529B2 (sv)
ES (1) ES2584420T3 (sv)
SE (1) SE526051C2 (sv)
WO (1) WO2004063413A1 (sv)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8529713B2 (en) 2008-09-18 2013-09-10 The Invention Science Fund I, Llc System and method for annealing nuclear fission reactor materials
US8784726B2 (en) * 2008-09-18 2014-07-22 Terrapower, Llc System and method for annealing nuclear fission reactor materials
US8721810B2 (en) * 2008-09-18 2014-05-13 The Invention Science Fund I, Llc System and method for annealing nuclear fission reactor materials
US9287012B2 (en) * 2010-07-25 2016-03-15 Global Nuclear Fuel—Americas, LLC Optimized fuel assembly channels and methods of creating the same
SE536894C2 (sv) 2013-04-18 2014-10-21 Westinghouse Electric Sweden Bränslekanal för en kärnkraftkokarvattenreaktor
JP6637063B2 (ja) 2015-03-13 2020-01-29 ウェスティングハウス エレクトリック スウェーデン アーベー 沸騰水型原子炉の燃料チャネル
CN109182938B (zh) * 2018-11-15 2020-06-19 西安交通大学 一种厘米级大晶粒纯锆的制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3826124A (en) 1972-10-25 1974-07-30 Zirconium Technology Corp Manufacture of tubes with improved metallic yield strength and elongation properties
FR2575762B1 (fr) * 1985-01-10 1989-03-03 Fragema Framatome & Cogema Procede de fabrication de plaquettes en alliage de zirconium
JPH0499255A (ja) 1990-08-10 1992-03-31 Mitsubishi Materials Corp 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法
JPH0499256A (ja) 1990-08-10 1992-03-31 Mitsubishi Materials Corp 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法
JPH04154944A (ja) 1990-10-16 1992-05-27 Mitsubishi Materials Corp 耐応力腐食割れ性に優れたジルコニウム合金被覆管の製造法
JPH04154943A (ja) 1990-10-16 1992-05-27 Mitsubishi Materials Corp 耐応力腐食割れ性に優れたZr合金被覆管の製造法
JPH04160138A (ja) 1990-10-22 1992-06-03 Sumitomo Metal Ind Ltd 高耐食性ジルコニウム合金の製造方法
DE69125249T2 (de) 1990-11-28 1997-06-26 Hitachi Ltd Teil aus Zirkonlegierung mit niedrigem Bestrahlungswachstum, dessen Herstellungsverfahren, Brennelementkanalkasten und Aufbau sowie deren Verwendung
JPH059688A (ja) 1991-07-06 1993-01-19 Kobe Steel Ltd 加工性に優れたZr合金圧延材の製造方法
JP2560571B2 (ja) 1991-07-15 1996-12-04 株式会社日立製作所 燃料チャンネルボックスの製造方法及び燃料チャンネルボックス
JPH0890074A (ja) 1994-09-20 1996-04-09 Nippon Steel Corp チタンおよびチタン合金線材の矯直方法
SE9601594D0 (sv) 1996-04-26 1996-04-26 Asea Atom Ab Fuel boxes and a method for manufacturing fuel boxes
US6167104A (en) * 1996-09-04 2000-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Pressurized water reactor fuel assembly with a guide tube and method for producing the guide tube

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006517258A (ja) 2006-07-20
US20060144484A1 (en) 2006-07-06
SE0300015D0 (sv) 2003-01-08
JP4776529B2 (ja) 2011-09-21
ES2584420T3 (es) 2016-09-27
EP1581665B1 (en) 2016-04-27
EP1581665A1 (en) 2005-10-05
WO2004063413A1 (en) 2004-07-29
US8257518B2 (en) 2012-09-04
SE0300015L (sv) 2004-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1131329C (zh) 制造高燃耗核燃料所用含铌锆合金管和薄片的方法
US6811746B2 (en) Zirconium alloy having excellent corrosion resistance and mechanical properties for nuclear fuel cladding tube
US4238251A (en) Zirconium alloy heat treatment process and product
JP2003149365A (ja) 優秀な耐蝕性を持ったニオブ含有ジルコニウム合金核燃料被覆管の製造方法
CN106834986A (zh) 一种航空用铝合金均匀化热处理工艺
JP2017137561A (ja) チタン板、熱交換器用プレートおよび燃料電池用セパレータ
EP2193214B1 (en) A method for manufacturing a wrought metal plate product having a gradient in engineering properties
SE526051C2 (sv) Metod, att behandla plåt av en Zr-legering, användning och anordningar av plåten i lättvattenreaktorer
JP5973975B2 (ja) チタン板
JP3510211B2 (ja) 加圧水炉の燃料棒用の被覆管およびその被覆管の製造方法
JP6535752B2 (ja) 多段熱間圧延を適用した核燃料用ジルコニウム部品の製造方法
JPS6044387B2 (ja) ジルコニウム基合金物体の熱処理法
JPS6234095A (ja) 核燃料被覆管
KR101779128B1 (ko) 경수로 사고저항성이 우수한 듀플렉스 조직을 갖는 스테인리스강 핵연료 피복관 및 이의 제조방법
SE513488C2 (sv) Sätt att tillverka rör av zirkoniumbaslegering för kärnreaktorer och användning av sättet vid tillverkning av sådana rör
JPH0692630B2 (ja) 純チタンまたはチタン合金製継目無管の製造方法
SE426891B (sv) Sett att tillverka kapselror av zirkoniumbaserad legering forbrenslestavar till kernreaktorer
SE528120C2 (sv) Förfarande för framställning av plåt för användning i en kokarvattenkärnreaktor, plåt samt förfarande för framställning av bränslebox, samt bränslebox
SE502866C2 (sv) Bränsleelement för tryckvattenreaktor vars ledrör är slutvärmebehandlade i två steg
CN114888219A (zh) 一种Ti6Al4V钛合金大规格棒材制备方法
CN114523065A (zh) 一种堆内构件中环的制造方法
US6149738A (en) Fuel boxes and a method for manufacturing fuel boxes
JP3483804B2 (ja) 耐食性ジルコニウム基合金管の製造方法
JP3400815B2 (ja) ジルカロイ−2製bwr原子炉燃料用材料の製造方法
JP6139224B2 (ja) 高強度薄肉伝熱管ならびにその製造方法および伝熱管製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed