SE534730C2 - Flerlagrig bränslekanal samt metod för att tillverka densamma - Google Patents

Description

40 534 730 olika funktioner. Till exempel kan kärnlagret vara signifikant mer resistent mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning än det åtminstone enda plâteringslagret, och det åtminstone enda pläteringslagret kan ha ett ökat motstånd mot väteabsorption och/eller korrosion relativt kårnlagret.

En bränslekanal enligt exempliñerade utíöringsformer för en kärnreaktor kan ha en längsgående och ihålig kropp med en flerlagrig struktur. Den flerlagriga strukturen kan inkludera ett kârnlager och åtminstone ett pläteringslager metallurgiskt bundet till kärnlagret. Kärnlagret och det åtminstone enda plâteringslagret kan vara legeringar med olika sammansättning som tillhandahåller olika funktioner.

Till exempel kan kärnlagret vara signifikant mer resistent mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning än det åtminstone enda pläteringslagret, och det åtminstone enda pläteringslagret kan ha en ökad hållfasthet mot väteabsorptíon och/eller korrosion relativt kårnlagret.

En metod enligt exempliñerade uttöringsfonner fór att tillverka bränslekanalerna för en kämreaktor kan inkludera fogning av kärnmaterial med plåteringsmaterial. Kärnmaterialet och pläteringsniaterialet kan vara legeringar med olika sammansättning som tillhandahåller olika funktioner. Till exempel kan kärnmaterialet vara signifikant mer resistent mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning än pläteringsmaterialet, och plâteringsmaterialet kan ha en ökad hållfasthet mot vätæbsorption och/eller korrosion relativt kärnmaterialet. Den fogade kärnan och pläteringsmaterialet kan valsas, och den valsade kärnan och pläteringsmaterialet kan defonneras för att forma bränslekanalen.

Kort beskrivning av ritningarna Sârdrag och fördelar från exempliñerade utfóringsfonner kan bli mer uppenbara vid granskning av den detaljerade beskrivningen tillsammans med de medföljande ritningar-na. De medßljande ritningar-na är avsedda att skildra exemplifielade utföringsfonner och skall inte tolkas för att begränsa det avsedda skyddsomfånget hos kraven. De medföljande ritningarna är inte att bli betraktade såsom ritade i skala om inte så särskilt noteras. För tydlighets skull, kan varierande dimensioner i ritningama ha överdrivits.

FIG. 1 är ett tvärsnitt av ett flerlagrigt material enligt exempliñerade utfóringsformer av föreliggande uppfmning.

FIG. 2 är ett tvärsnitt av ett armat flerlagrigt material enligt exemplifierade utföringsformer av föreliggande uppfirming.

FIG. 3 är en perspektiv vy över en bränslekanal enligt exemplifierade utíöringsformer av föreliggande uppfmning.

FIG. 4 är en perspektiv vy över en annan bränslekanal enligt exemplifierade utfiiringsformer av föreliggande uppfinning.

FIG. 5 är en perspektiv vy över konturerna av en bränslekanal enligt exempliñerade utßringsformer av föreliggande uppfmning. 40 534 730 FIG. 6 är en perspektiv vy över en annan kontur av en bränslekanal enligt exemplifierade utföringsforrner av föreliggande uppfinning.

FIG. 7 är ett flödesscherna över en metod för tillverkning av en kanalremsa för en bränslekanal enligt exemplifierade utföringsforrner av föreliggande uppfirming.

FIG. 8 är ett flödesschema över en annan metod fór tillverkning av en kanalremsa för en bränslekanal enligt exemplifierade utföringsfonner av föreliggande uppfinning.

FIG. 9 är ett flödesschema över en annan metod för att tillverka en kanalremsa för en bränslekanal enligt exemplifierade utföringsformer av föreliggande uppfmning.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Det skall förstås att när ett element eller lager refereras till såsom varande ”på”, ”ansluten till”, ”kopplad till”, eller ”täckande” annat element eller lager, kan det vara direkt på, anslutet till, kopplat till, eller täckande det andra elementet eller lagret, eller ingripande element eller lager kan förekomma.

Däremot, när ett element refereras till såsom varande ”direkt på”, ”direkt ansluten till”, eller ”direkt kopplad till” ett annat element eller lager, finns där inga ingripande element eller lager förekommande.

Samma nummer refererar till samma element genomgående i beskrivningen. Såsom använd häri, kan termen ”och/eller” inkludera någon och alla kombinationer av en eller flera av de tillhörande listade objekten.

Det skall förstås att, även om termen första, andra, tredje osv. kan andvändas häri för att beskriva varierande element, komponenter, områden, lager och/eller sektioner, skall dessa element, komponenter, områden, lager, och/eller sektioner inte vara begränsade till dessa termer. Dessa termer är enbart använda ß: att särskilja ett element, komponent, område, lager, eller sektion från ett annat område, lager eller sektion. Sålunda kan ett första element, komponent, område, lager, eller sektion diskuterat nedan vara benämnt ett andra element, komponent, område, lager, eller sektion utan att frångå de exemplifierade utföringsformema.

Rumsliga relativa terrner (t.ex. ”nedanför”, ”under”, ”lägre”, ”över”, ”övre”, och liknande) kan användas för att underlätta beskrivningen att beskriva ett element eller särdrags relation till ett annat/andra element eller särdrag såsom visas i figurerna. Det skall förstås att de rumsliga relativa termema är avsedda att omsluta olika orienteringar av anordningen i användning eller under drift som tillägg till den orientering visad i figurerna. Till exempel, om anordningen i figurerna vänds över, kommer element beskrivna som ”under” eller ”nedanför” andra element eller särdrag då att vara orienterade ”över” de andra elementen eller figurema. Sålunda kan tennen ”under” omsluta både en orientering över och under. Anordningen kan vara annorlunda orienterad (roterad 90 grader eller annan orientering) och de rumsliga relativa deskriptorerna använda häri tolkas däreñer.

Terminologin använd häri används enbart med syfte att beskriva varierande utföringsformer och är inte avsedda att vara begränsade till de exemplifierade utföringsformerna. Såsom använd häri, singulärfonnen ”en”, ”ett”, och ”den/det” avser att inkludera även pluralfonner, om inte innehållet klart indikerar annat. Det kommer vidare att förstås att tennema ”innefattar” och/eller ”innefattandefi 534 730 när använda i denna beskrivning, specificerar närvaron av angivna särdrag, heltal, steg, manövrar, element, och/eller komponenter, men inte uteslutande närvaron eller tillägget av ett eller flera särdrag, heltal, steg, manövrar, element, komponenter, och/eller grupper därav.

Exemplifierade utföringsforrner beskrivs häri med referens till tvärsektionella illustrationer vilka är schematiska illustrationer av idealiserade utföringsforrner (och mellanliggande strukturer) av exemplifrerade utföringsformer. Som sådan är variationer från formen av illustrationerna som ett resultat, till exempel, av tillverkningstekniker och/eller toleranser, väntade. Sålunda skall exemplifierade utföringsformer inte konstrueras såsom begränsade till formen av områden illustrerade härí men är inkluderande avvikelser i form såsom ett resultat, till exempel, från tillverkning. Till exempel, ett implanterat område illustrerande en rektangel kommer, typiskt, ha rundade eller kurviga särdrag och/eller en gradient av implanteringskoncentration vid sina kanter hellre än en binär ändring från implanterat till icke-implanterat område. Likaså, ett begravt område och ytan genom vilken implantationen äger rum. Sålunda är områdena illustrerade i figuren schematiska till sin natur och deras form är inte avsedd att illustrera den verkliga formen av ett område eller en anordning och är inte avsedda att begränsa omfånget av exemplifierade utföringsformer.

Om ej annat definieras har alla termer (inkluderade tekniska och veteskapliga termer) använda samma mening som vanligen förstås av en fackrnan inom området till vilket de exemplifrerade utföringsformema tillhör. Det kommer vidare förstås att de termer, inkluderande de definierade i vanligen använda uppslagsverk, skall tolkas såsom havande en mening vilken är i linje med deras mening i sammanhang med relevant teknik och kommer inte tolkas såsom en idealiserad eller alltför formell mening om inte uttryckligen så definierat häri.

En reaktorkomponent enligt exemplifierade utföringsfonner för en kokvattenreaktor (BWR) kan utformas av ett sammansatt material med en flerlagrig struktur. Med referens till FIG. l kan den flerlagriga strukturen av ett sammansatt material 100 inkludera ett pläteringslager 102 anordnat på ett kärnlager 104. Kärnlagret 104 kan vara utformat av en första legering, och pläteringslagret 102 kan vara utformat av en andra legering. Den första och andra legeringen kan ha olika sammansättningar.

Tilläggsvis kan pläteringslagret 102 vara metallurgiskt bunden till kärnan 104. Vidare kan kämlagret 104 och pläteringslagret 102 ha olika fysiska egenskaper (t.ex. hållfasthet mot strålningstillväxt, väteabsorption, korrosion, och/eller strålningskrypning).

Sålunda kan kämlagret 104 och pläteringslagret 102 kombineras på ett sätt för att erhålla ett sammansatt material vilket fördelaktigt utnyttjar de fördelaktiga egenskaperna hos både kärnlagret 104 och pläteringslagret 102. Till exempel kan kåmlagret 104 ha en större hållfasthet mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning relativt pläteringslagret 102, och pläteringslagret 102 kan ha en större hållfasthet mot korrosion och/eller väteabsorption relativt kämlagret 104. Det kan vara fördelaktigt för kärrilagret 104 att vara signifikant mer hållfast mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning än pläteringslagret 102. Kärnlagret 104 kan övervägas vara signifikant mer hållfast om det är approximativt femtio procent mer hållfast mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning än pläteringslagret l02. Omvänt kan det vara fördelaktigt för pläteringslagret 102 att vara åtminstone 50 procent mer hållfast mot korrosion och/eller väteabsorptíon än kärnlagret 104. Som ett resultat kan 534 730 kämlagret 104 vara mindre benäget för fluensgradient båge och/eller kryputvidgning, medan pläteringslagret 102 kan var mindre benäget för skuggkorrosionsinducerad båge.

Den första legeringen kan vara en zirkonium (Zr) legering innehållande niob (Nb). Till exempel kan den första legeringen vara en MSF legering. NSF-legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) av omkring 0.6 - l.4% niob (Nb), omkring 0.2-05% järn, och omkring 0.5-1 .0% tenn (Sn), med balansen varande essentiellt zirkonium (Zr). Till exempel kan NSF-legeringen ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring l.0% niob, omkring 035% järn, och omkring l.0% tenn, med balansen varande essentiellt zirkonium.

Den andra legeringen kan vara zirkonium (Zr) legering innehållande tenn (Sn), järn (Fe), och lo-om (Cr). Den andra legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring O.4-2.0% tenn (Sn), omkring 0.1-0.6% järn (Fe), och omkring 0.01-l .2% krom (Cr), med balansen varande essentiellt zirkonium (Zr).

Den andra legeringen kan vara en Zircaloy-4 legering. Zircaloy-4 legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring 1.2-1 .7% tenn (Sn), omkring 0.l2-0.2l% järn (Fe), och omkring 0.05-0.l5% krom (Cr), med balansen varande essentiellt zirkonium (Zr). Till exempel, kan Zircaloy-4 legeringen ha en sammansättning (i viktprocent) på omid-ing l.45% tenn, omkring 0.2l%jårn, och omkring 0. 1% krom, med balansen varande essentiellt zirkonium.

Den andra legeringen kan även vara en VB legering. VB legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring 0.4-0.6% tenn (Sn), omkring 0,4-0.6% Fe, och omkring 0.8-1 .2% krom (Cr), med balansen varande essentiell zirkonium (Zr). Till exempel kan VB legeringen ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring 0.5% term, omkring 0.5% järn, och omkring l.0% krom, med balansen varande essentiellt zirkonium.

Refererande till FIG. 2 kan den flerlagriga strukturen på ett annat sammansatt material 200 inkludera ett kämlager 104 anordnat mellan två pläteringslager 102. Kärnlagret 104 kan vara utformat av en första legering, och pläteringslagren 102 kan vara utformade av en andra legering. Den första och den andra legeringen kan ha olika sammansättning. Tilläggsvis kan pläteringslagren 102 vara metallurgiskt bundna till kärnlagret 104. Vidare kan kärnlagret 104 och pläteringslagret 102 ha olika fysiska egenskaper (t.ex. hållfasthet mot strålningstillväxt, väteabsorption, och/eller strålningskrypning).

Sålunda kan kämlagret 104 och pläteringslagren 102 vara kombinerade på ett sådant sätt för att erhålla ett kompositmaterial vilket fördelaktigt utnyttjat de fördelaktiga egenskapema hos båda kämlagret 104 och pläteringslagren 102. Till exempel kan kärnlagret 104 ha en större hållfasthet mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning relativt pläteringslagren 102, och pläteringslagren 102 kan ha en högre hållfasthet mot korrosion och väteabsorption relativt kämlagret 104. Det kan vara fördelaktigt för kärnlagret 104 att vara signifikant mer hållfast mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning än pläteringslagren 102. Kärnlagret 104 kan övervägas vara signiñkant mer hållfast om det är approximativt femtio procent mer hàllfast mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning än pläteringslagret 102. Omvänt kan det vara fördelaktigt för pläteringslagren 102 att vara åtminstone femtio procent mer hållfasta mot korrosion och/eller väteabsorption än kårnlagret 104. Som ett resultat 534 730 kan kärnlagret 104 vara mindre benäget för fluensgradíent båge och/eller kryputvidgning, medan pläteringslagren 102 kan vara mindre benägna fór skuggkorrosionsinducerad båge.

Den första legeringen kan vara en zirkonium (Zr) legering innehållande niob (Nb). Till exempel, kan den första legeringen vara en NSF legering. NSF legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring 0.6-1 .4% niob (Nb), omkring 0.2-0.5% järn, och omkring 0.5-l .0% tenn (Sn), med balansen varande essentiellt Zirkonium. Till exempel kan NSF legeringen ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring l.0% niob, omkring 035% järn, och omkring l.0% tenn, med balansen varande essentiellt zirkonium.

Den andra legeringen kan vara en zirkonium (Zr) legering innehållande tenn (Sn), järn (Fe), och krom (Cr). Den andra legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring 0.4-2.0% tenn (Sn), omkring 0.1 -0.6% järn (F e), och omkring 0.01-1 .2% krom (Cr), med balansen varande essentiellt Zirkonium.

Den andra legeringen kan vara en Zirkaloy-4 legering. Zirkaloy-4 legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring 1.2-1 .7% tenn (Sn), omkring 0.l2-0.2l% jäm (Fe), och omkring 0.05-0.1 5% krom (Cr), med balansen varande essentiellt zirkonium (Zr). Till exempel, kan Zirkaloy-4 legeringen ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring l.45% term (sn), omkring 0.2l% järn, och omkring 0. l % krom, med balansen varande essentiellt zirkonium.

Den andra legeringen kan också vara en VB legering. VB legeringen kan ha en sammansättning (i viktprocent) på omkring 0.4-0.6% tenn (Sn), omkring 0.4-0.6% Fe, och omkring 0.8-I .2% krom (Cr), med balansen varande essentiellt zirkonium.

Sålunda kan en eller flera ytor av den forsta legeringen vara pläterade med en andra legering. Till exempel kan den första legeringen pläteras på ena sidan av en eller flera andra legeringslager.

Alternativt kan den andra legeringen vara varvad mellan två eller flera andra legeringslager. Där ett flertal andra legeringslager används kan den andra legeringen ha en identisk eller annorlunda sammansättning. Den första och den andra legeringen kan vara zirkonium (Zr) legering. Användning av zirkonium i kärnreaktorkomponenter kan vara ßrdelaktigt eflersom zirkonium har ett relativt litet tvärsnitt for neutronabsorption och tördelaktig korrosionshållfasthet i en vattenmiljö med relativt högt tryck/temperatur.

Tjockleken på det första legeringslagret kan bestämma en majoritet av tjockleken på det sammansatta materialet. Till exempel kan tjockleken på det forsta legeringslagret vara omkring 50-100 mil (omkring 0.050-0.l00 tum). Å andra sidan kan den andra legeringen vara relativt tunn. Till exempel kan tjockleken på det andra legeringslagret vara omkring 3-4 mil (omkring 0.003-0.004 tum).

Emellertid skall det noteras att andra dimensioner är möjliga beroende på tillämpning. Det första och det andra legeringslagret kan vara metallurgiskt bundna.

En reaktorkomponent enligt exemplifierade utfóringsforrner kan inkludera en bränslekanal för en kokvattenreaktor. Bränslekanalen enligt exemplifierade uttöringsfonner kan reducera eller förhindra kanalstörning orsakad av olika strålningstillväxt, olika väteabsorption, och/eller strålningskrypning. 40 534 730 Bränslekanalen kan tillverkas med en första legering vilken är relativt hållfast mot olika strålningstillväxt och/eller strålningsluypning. Som ett resultat kan den första legeringen reducera eller förhindra uppkomsten av fluensgradient båge och/eller kryputvidgning. Den första legeringen kan pläteras med en andra legering vilken är relativt hållfast mot väteabsorption och/eller korrosion. Som ett resultat, kan den andra legeringen reducera eller förhindra uppkomsten av skuggkorrosionsinducerad båge.

Refererande till FIG. 3 visas en hränslekanal 300 kan utformas av materialet 100 iFIG. 1. Sålunda kan bränslekanalen 300 inkludera ett pläteringslager 102 på den yttre ytan av kärnlagret 104. Alternativt kan den yttre ytan av kärnlagret 104 pläteras med ett flertal pläteringslager (ej visat).

Refererande till FIG.4, kan en bränslekanal 400 utformas av materialet 200 i FIG. 2. Sålunda kan bränslekanalen 400 inkludera såväl ett pläteringslager 102 på inre ytan av kärnlagret 104 såsom ett pläteringslager 102 på den yttre ytan av kåmlagret 104. Altemativt kan inner- och/eller ytterytorna på kämlagret 104 pläteras med ett flertal pläteringslager (ej visat).

Refererande till FIG. 5 visas en kontur (tjock/tunn) av en bränslekanal 500 som kan utformas av materialet 100 enligt FIG. 1. Sålunda kan brânslekanalen 500 inkludera ett pläteringslager 102 på den yttre ytan av kämlagret 104. Alternativt kan den yttre ytan av kärnlagret 104 pläteras med ett flertal pläteringslager (ej visade).

Refererande till FIG. 6 visas en kontur (tjock/tunn) av en bränslekanal 600 som kan utformas av materialet 200 i FIG. 2. Sålunda kan bränslekanalen 600 inkludera såväl ett pläteringslager 102 på inre ytan av kärnlagret 104 som ett pläteringslager 102 på den yttre ytan av kärnlaget 104. Alternativt kan inre och/eller yttre ytoma på kämlagret 104 pläteras med ett flertal pläteringslager (ej visade).

Härnäst kommer exemplifierade utföringsformer på en metod för tillverkning av en bränslekanal att beskrivas. Fig. 7 är ett flödesscherna över en metod för tillverkning av en kanalremsa för en bränslekanal enligt exemplifierade utfóringsfonner. Såsom visas i steg S70 fogas ett kârnmaterial av en första legering till ett pläteringsmaterial utformat av en andra legering. Till exempel kan en platta utformad av en första legering och en beklädnad utformad av en andra legering tillhandahållas, varvid den första och den andra legeringen kan ha olika sammansättningar. Plattan kan vara en legering vilken år relativt hållfast mot strålningstillväxt och/eller strålningslcypning, emedan beklädriaden kan var en legering vilken är relativt hållfast mot korrosion och/eller väteabsorption. Till exempel kan legeringama beskrivas såsom ovan med referens till FIG. 1-2. Plattan kan insättas i beklädnaden, och ett vakuum kan dras för att försluta plattan i beklädnaden. Alternativt kan det noteras att den andra legeringen också kan vara i form av en platta vilken fogas till plattan utformad av den första legeringen. Till exempel kan den första legeringsplattan vara elektronsstrålesvetsad till den andra legeringsplattan under vakuum.

De fogade legeringsmaterialen kan vara föremål för en första varmvalsningsprocess för att erhålla en första tjocklek (t.ex. omkring l tum) i steg 72. Den första varmvalsningsprocessen kan vara vilken välkänd varmvalsningsprocess som helst. Refererande till steg S74, kan de varmvalsade legeringsmaterialen betahärdas för att höja hållfastheten mot korrosion. Betahärdrtingen kan erhållas 40 534 730 genom vilken välkänd betahärdningsprocess som helst. Till exempel kan de varrnvalsade legeringsmaterialen vara betahärdade vid en temperatur högre än omkring 900 grader Celsius ßljt av en betahärdning.

Refererande till steg S76, kan de härdade legeringsmaterialen även vara föremål för en andra varmvalsningsprocess för att erhålla en andra tjocklek (t.ex. mindre än 1 tum). Den andra varmvalsningsprocessen kan vara vilken välkänd varmvalsningsprocess som helst. Den andra varmvalsningsprocessen kan följas av vilken välkänd glödgningsprocess (t.ex. rekristallationsglödgning) som helst. Refererande till steg S78, kan det varmvalsade materialet tilläggsvis vara föremål för vilken välkänd kallvalsningsprooess som helst för att erhålla en tredje tjocklek (t.ex. omkring 0.050-0.110 tum). Kallvalsningsprocessen kan följas av vilken välkänd glödgningsprocess som helst. Det kan vara fördelaktigt för den processen följande betahärdningen att utföras vid en temperatur lägre än ca 900 grader Celsius (t.ex. omkring 500-800 grader Celsius).

Det slutgiltiga flerlagriga materialet kan ha en relativt homogen tjocklek. Det slutgiltiga flerlagriga materialet kan deformeras och svetsas för att utforma en bränslekanal. Till exempel kan två lager av det slutgiltiga materialet böjas längs med en längsgående riktning till approximativt 90 graders vinkel.

De böjda plattoma kan sen svetsas tillsammans för att utforma en längsgående bränslekanal med ett fyrkantigt format tvärsnitt.

FIG. 8 är ett flödesschema över en annan metod för tillverkning av en kanalremsa för en bränslekanal enligt exemplifierade utföringsforrner. Såsom visas i steg S80 fogas ett kärnmaterial utformat av en ßrsta legering till ett pläteringsmaterial utformad av en andra legering. Till exempel kan en platta utformad av en första legering och en valsbeklädnad utformad av en andra legering tillhandahållas, varvid den första och den andra legeringen kan ha olika sammansättningar. Plattan kan vara en legering vilken är relativt hållfast mot strålningstillväxt och/eller strålningskrypning, emedan beklädnaden kan vara en legering vilken är relativt hällfast mot korrosion och väteabsorption. Till exempel, kan legeringarna vara såsom har beskrivit ovan med avseende FIG. 1-2. Plattan kan i beklädnaden, och ett vakuum kan dras för att försluta plattan i beklädnaden. Alternativt kan det noteras att den andra legeringen också kan vara i form av en platta vilken fogas till plattan utformad av den första legeringen. Till exempel kan den första legeringen vara elektronstrålesvetsad till den andra legeringsplattan under vakuum.

De fogade legeringsmaterialen kan vara föremål för en första varmvalsningsprocess för att erhålla en första tjocklek (t.ex. omkring l tum) i steg S82. Den första varmvalsningsprocessen kan vara vilken välkänd varmvalsningsprocess som helst. Refererande till steg S84, kan de varmvalsade materialen betahärdas för att höja hållfastliet mot korrosion. Betahärdningen kan erhållas genom vilken välkänd betahärdningsprocess som helst. Till exempel kan de varmvalsade materialen beta värmebehandlas vid en temperatur högre än 900 grader Celsius följt av en betahärdning.

Refererande till steg S86, kan de härdade legeringsmaterialen även vara föremål för en andra varmvalsningsprocess för att erhålla en andra tjocklek (t.ex. mindre än l tum). Den andra varmvalsningsprocessen kan vara vilken välkänd varmvalsningsprocess som helst. Den andra varmvalsningsprocessen kan följas av vilken välkänd rekristallisations (RX) glödgningsprocess som 45 534 730 helst. Refererande till steg S88, kan de varmvalsade materialen tilläggsvis vara föremål ßr vilken välkänd kallvalsningsprocess som helst för att erhålla en tredje tjocklek (t.ex. omkring 0.060-O.120 tum). Kallvalsningsprocessen kan följas av vilken välkänd process ßr rekristallisationsglödning som helst. Det kan vara fördelaktigt för processen efterföljande betahärdningen att utföras vid en temperatur lägre än omkring 900 grader Celsius (t.ex. omkring 500-800 grader Celsius).

Refererande till steg S89, kan de kallvalsade materialen pressas för att erhålla en tjock/tunn dimension.

Det pressade legeringsmaterialet kan vara föremål för vilken välkänd återställande (t.ex. stressbefiielse) glödgningsprocess som helst. Altemativt kan tjock och tunna bitar tillverkas separat (t.ex. valsa det legerade materialet för att utforma en tjock del och en tunn del) och svetsas ihop ñr att erhålla ett svetsat materiel med en tjock/tunn dimension. En tjock/tunn dimension kan vara fördelaktig i syfte att reducera eller minimera den mängd material utgörande en reaktorkomponent, eftersom överblivet material kan bidra till absorption av neutroner. Pressning av den kallvalsade beklädnaden och plattan för att erhålla en tjock/tunn dimension kan tillhandahålla ett bättre resultat jämfört med bearbetning för att erhålla en tjock/tunn dimension, vilken kan avlägsna pläteringen utformad av den andra legeringen.

Det slutgiltiga flerlagriga materialet kan deformeras och svetsas för att utforma en bränslekanal. Till exempel kan två skivor av det slutgiltiga materialet böjas i den längsgående riktningen till approximativt 90 graders vinkel. De böjda skivorna kan sen svetsas ihop fór att forma en längsgående brânslekanal med fyrkantigt tvärsnitt. På grund av den tjocka/tunna dimensionen på materialet kan centraldelen av kanalens sidoväggar vara relativt tunn, medan de delar av sidoväggen som finns vid hömen kan vara relativt tjocka.

FIG. 9 är ett flödesschema över en amian metod för att tillverka en kanalremsa för en bränslekanal enligt exemplifierade utföringsformer. Såsom visas i steg S90 fogas ett kärnmaterial av en första legering till ett pläteririgsmaterial utformad av en andra legering. Till exempel kan en platta utformad av den första legeringen och en beklädnad utformad av den andra legeringen tillhandahållas, varvid den första och den andra legeringen kan ha olika sammansättningar. Plattan kan vara en legering vilken är relativt hållfast mot strålningstillväxt och/eller strälningslcypning, emedan beklädnaden kan vara en legering vilken är relativt hållfast mot väteabsorption och/eller korrosion. Till exempel legeringama såsom ovan beskrivna med referens till FIG. 1-2. Plattan kan insättas i beklädrraden, och ett valruum kan dras för att fórsluta plattan i beklâdnaden. Alternativt kan det noteras att den andra legeringen också kan vara i forn av en platta vilken fogas till plattan utformad av den första legeringen. Till exempel kan den första legeringsplattan vara elektronstrålesvetsad till en andra legeringsplatta under vakuurn.

De fogade materialen kan vara föremål för en första varmvalsningsprocess för att erhålla en första tjocklek (t.ex. omkring 1 tum) i sten S92. Den första varmvalsningsprocessen kan vara vilken välkänd varmvalsningsprocess som helst. Refererande till steg 94 kan de varmvalsade legeringsmaterialen bli betahärdade för att höja hållfastheten mot korrosion och strålningstillväxt. Betahärdníngen kan erhållas med vilken välkänd betahärdningsprocess som helst. Till exempel kan de varmvalsade legeringsmaterialen beta värme behandlas vid en temperatur högre än omkring 900 grader Celsius följt av en betahärdning. 534 730 Refererande till steg S96 kan de härdade legeringsmaterialen också vara föremål för en andra varmvalsningsproeess för att erhålla en andra tjocklek (t.ex. mindre än en tum). Den andra varmvalsningsprocessen kan vara vilken välkänd varmvalsningsprocess som helst. Den andra varmvalsningsprocessen kan följas av vilken välkänd rekristallisations (RX) glödgningsprocess som helst. Refererande till steg S98 kan de varmvalsade materialen vara föremål för en kallvalsningsproeess för att erhålla en tredje tjocklek med en tjock/tunn dimension. Till exempel kan kallvalsningsprocessen utföras med en spårförsedd vals för att påtrycka den tjocka/tunna dimensionen in i materialet. Kallvalsningsprocessen kan följas av vilken välkänd relcristallisationsprocess som helst.

Alternativt kan tjocka och tunna delar tillverkas separat (t.ex. valsa legeringsmateiialen för att erhålla en tjock och en tunn del) och svetsas ihop för att erhålla ett svetsat material med e tjock/tunn dimension. Det kan vara fördelaktigt för processen efterföljande betahärdningen att utföras vid en temperatur lägre än omkring 900 grader Celsius (t.ex. omkring 500-800 grader Celsius).

Det slutgiltiga flerlagriga materialet kan deformeras och svetsas för att utfomia en bränslekanal. Till exempel kan två plattor av det slutgiltiga materialet böjas längs den longitudinella riktningen till approximativt 90 graders vinkel. De böjda plattorna konuner sen att svetsas ihop för att utforma en längsgående bränslekanal med fyrkantigt tvärsnitt. På grund av de tjocka/tunna dimensionerna på materialet kan centraldelen av kanalens sidovåggar vara relativt tumi, emedan de delar av sídoväggarna som finns vid hörnen kan vara relativt tjocka.

Emedan exemplifierade utföringsformer har visats häri, skall det förstås att andra variationer är möjliga. Sådana variationer är inte att bli betraktade såsom en avvikelse från käman i exemplifierade utföringsformer hos den föreliggande uppfinningen, och alla sådana modifikationer som skulle vara uppenbara ßr fackmannen inom området är avsedda att inkluderas inom skyddsomfånget av de följande kraven.

Claims (6)

10 l5 20 25 30 35 40 534 730 ll Patentkrav

1. l. Flerlagrigt material (200) för en reaktorkomponent, innefattande: ett kämlager (l04); och åtminstone ett pläteringslager (102) metallurgisk bundet till kämlagret (104), varvid kämlagret (104) och det åtrninstone enda pläteringslagret (102) har olika sammansättning, vilket kärnlager (104) är signifikant mer hållfast mot strålningstillväxt än det åtminstone enda pläteringslagret (l02)och det åtminstone enda pläteringslagret (102) har en ökad hållfasthet mot väteabsorption relativt kämlagret (104), varvid kärnlagret (104) är utformat av en första zirkoniumlegering innehållande niob och det åtminstone enda pläteringslagret (102) är utformat av en andra zirkoniumlegering innehållande tenn, järn, och omkring 0.8% - 1.2% Inom.

2. Material enligt krav l, varvid det åtminstone enda pläteringslagret (102) inkluderar två pläteringslager (102), varvid kämlagret (104) är varvat mellan de två pläteringslagren ( 102).

3. Bränslekanal (400) för en kärnreaktor, innefattande: en längsgående och ihålig kropp med en flerlagrig struktur, den flerlagriga strukturen inkluderande, ett kåmlager (l04); och åtminstone ett pläteringslager (102) metallurgiskt bundet till kärnlagret (104), varvid kärnlagret (104) och det åtminstone enda pläteringslagret ( 102) har olika sammansättning, vilket kämlager (104) är signifikant mer hållfast mot strålningstillväxt än det åtminstone enda pläteringslagret ( 102), och det åtminstone enda pläteringslagret (102) har en ökad hållfasthet mot väteabsorption relativt kärnlagret (104), varvid kärnlagret (104) är utformat av en första zirkoniumlegering innehållande niob och det åtminstone enda pläteringslagret (102) är utforrnat av en andra zirkoniumlegering irmehållande tenn, järn, och omkring 0.8% - 1.2% krom.

4. Metod ßr tillverkning av en bränslekanal för en kärnreaktor, innefattande: foga ett kärnmaterial med ett pläteringsmaterial (S70), kärnmaterialet och pläteringsmaterialet har olika sammansättning , varvid kärnrrraterialet är utformat av en första zirkoniumlegering innehållande niob och pläteringsmaterialet är utformat av en andra zirkoniumlegering innehållande term, järn, och omkring 0.8% - 1.2% krom, kärnmaterialet är signifikant mer hållfast mot strålningstillväxt än pläteringsmaterialet, och pläteringsmaterialet har en ökad hàllfasthet mot väteabsorption relativt kärnmaterialet; valsa de fogade kärn- och pläteringsmaterialen; och deformera de valsade kärn- och pläteringsmaterialen för att utforrna en bränslekanal.

5. Metod enligt krav 4, varvid valsningen av de fogade kärn- och pläteringsmaterialet innefattar. utföra en första varmvalsningsprocess på kåm- och pläteringsmaterialen (S72); utföra en betahärdningsprocess (S74); utföra en andra varmvalsningsprocess följd av glödgning (S76); utföra en kallvalsningsprocess följd av glödgning (S78).

6. Metod enligt krav 5, vidare innefattande: pressning av de kallvalsade käm- och plåteringsmaterialen för att erhålla ett pressat material med en 534 'P30 ll. första del med en forsta dirnension och en andra del med en andra dimension, den första dimensionen är relativt tjock jämfört med den andra dimensionen, och den andra dimensionen är relativt tunn jämfört med den första dimensionen; och utföra en återställande glödgningsprocess för att frigöra intem stress i det pressade materialet (S89).