SE526648C2 - Zirconium Niobium Tin Alloy for Use in Nuclear Reactors and Method of Preparation - Google Patents
Zirconium Niobium Tin Alloy for Use in Nuclear Reactors and Method of PreparationInfo
- Publication number
- SE526648C2 SE526648C2 SE0202478A SE0202478A SE526648C2 SE 526648 C2 SE526648 C2 SE 526648C2 SE 0202478 A SE0202478 A SE 0202478A SE 0202478 A SE0202478 A SE 0202478A SE 526648 C2 SE526648 C2 SE 526648C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- weight
- content
- corrosion
- alloy
- alloys
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 6
- SGVKQBODMYCIKA-UHFFFAOYSA-N [Nb].[Sn].[Zr] Chemical compound [Nb].[Sn].[Zr] SGVKQBODMYCIKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 51
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 51
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 15
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017091 Fe-Sn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017142 Fe—Sn Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNFDWBSCUUZWCI-UHFFFAOYSA-N [Zr].[Sn] Chemical compound [Zr].[Sn] XNFDWBSCUUZWCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020900 Sn-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019314 Sn—Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- QMQBBUPJKANITL-MYXGOWFTSA-N dextropropoxyphene hydrochloride Chemical compound [H+].[Cl-].C([C@](OC(=O)CC)([C@H](C)CN(C)C)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 QMQBBUPJKANITL-MYXGOWFTSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- RETIMRUQNCDCQB-UHFFFAOYSA-N mepivacaine hydrochloride Chemical compound Cl.CN1CCCCC1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1C RETIMRUQNCDCQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C16/00—Alloys based on zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing 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
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/186—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of zirconium or alloys based thereon
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/07—Casings; Jackets characterised by their material, e.g. alloys
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/16—Details of the construction within the casing
- G21C3/20—Details of the construction within the casing with coating on fuel or on inside of casing; with non-active interlayer between casing and active material with multiple casings or multiple active layers
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
526 648 Korrosion av zirkoniumlegeringar i vattenlösning är en komplex, flerstegsprocess. 526 648 Corrosion of zirconium alloys in aqueous solution is a complex, eg step process.
Korrosion hos legeringarna i reaktorer kompliceras ytterligare av närvaron av intensiva strålningsfält som kan påverka varje steg i korrosionsprocessen. I de första stadierna av oxidationen, utvecklas en tunn kompakt svart oxidfilm som är skyddande och hindrar ytterligare oxidation. Detta tjocka lager av zirkoniumoxid är rik på den tetragonala fasen, som normalt är stabil vid högt tryck och hög temperatur. Allt eftersom oxidationen fortskrider, kan tryckspänningarna i oxidlagret inte motbalanseras av dragspänningarna i metallsubstratet och oxiden genomgår en övergång. När övergången väl har skett, förblir endast en del av oxidlagret skyddande. Det täta oxidlagret förnyas sedan under den transformerade oxiden. Ett nytt 'tätt oxidskikt växer ' under den porösa oxiden. Korrosion av zirkoniumlegeringar karaktäriseras av denna' repeterade process av tillväxt och övergång. Slutligen resulterar processeni ett relativt tjockt yttre lager av icke-skyddande, porös oxid. En stor mångfald av studier har utförts av korrosionsprocesseri zirkoniumlegeringar. Dessa studier sträcker sig från fältmätningar av oxidtjocklek pååbestrålade bränslestavar till detaljerad I mikrokaraktärisering av oxider som bildats i välkontrollerade laboratoriemiljöer.Corrosion of the alloys in reactors is further complicated by the presence of intense radiation fields that can affect every step of the corrosion process. In the early stages of oxidation, a thin compact black oxide film develops which is protective and prevents further oxidation. This thick layer of zirconia is rich in the tetragonal phase, which is normally stable at high pressure and high temperature. As the oxidation proceeds, the compressive stresses in the oxide layer cannot be counterbalanced by the tensile stresses in the metal substrate and the oxide undergoes a transition. Once the transition has taken place, only part of the oxide layer remains protective. The dense oxide layer is then renewed under the transformed oxide. A new 'dense oxide layer grows' under the porous oxide. Corrosion of zirconium alloys is characterized by this' repeated process of growth and transition. Finally, the process results in a relatively thick outer layer of non-protective, porous oxide. A large variety of studies have been performed on corrosion processing of zirconium alloys. These studies range from field measurements of oxide thickness on irradiated fuel rods to detailed microcharacterization of oxides formed in well-controlled laboratory environments.
Emellertid är korrosion av zirkoniumlegeringar inuti en reaktor en extremt komplicerad flerparameterprocess. Inte en enda teori har ännu kunnat definiera den.However, corrosion of zirconium alloys inside a reactor is an extremely complicated am parameter process. Not a single theory has yet been able to thwart it.
Korrosion accelereras av närvaron av litiumhydroxid. Efizersom kylmedel i tryckvattenreaktorer innehåller litium (tillsatt för pH kontroll och/eller närvarande på grund av nedbrytningen av kemiskt styrorgan Bm via (n, cÛ-reaktionen), måste extrem acceleration av korrosion på grund av koncentration av litium undvikas.Corrosion is accelerated by the presence of lithium hydroxide. Since refrigerants in pressurized water reactors contain lithium (added for pH control and / or present due to the degradation of chemical control means Bm via (n, the cÛ reaction), extreme acceleration of corrosion due to lithium concentration must be avoided.
US-patentspeclfikationerna med nr. 5,112,573 och 5,230,758 (båda Foster m.fl.) visar på en förbättrad ZIRLO-sammansättning som tillverkades mer ekonomiskt och tillhandahöll en mer lättkontrollerad sammansättning medan korrosionsbeständigheten behölls liknande den för tidigare ZIRLO-sammansättningar. Den innehöll 0,5-2,0 vikt-% Nb; 0,7-1,5 vikt-% Sn; 0,07-0,14 vikt-% Fe och 0,03-0,14 vikt-% av åtminstone en av Ni och Cr, med resten Zr. Denna legering hade en viktökning vid en hög temperatur av 520 °C under 15 dagar av inte mer än 633 mg/dmz.U.S. Patent Specifications with no. Nos. 5,112,573 and 5,230,758 (both Foster et al.) Show an improved ZIRLO composition which was manufactured more economically and provided a more easily controlled composition while maintaining corrosion resistance similar to that of previous ZIRLO compositions. It contained 0.5-2.0% by weight of Nb; 0.7-1.5% by weight Sn; 0.07-0.14% by weight of Fe and 0.03-0.14% by weight of at least one of Ni and Cr, with the residue Zr. This alloy had a weight gain at a high temperature of 520 ° C for 15 days of not more than 633 mg / dmz.
I "In-Reactor Corrosion Performance of ZIRLO and Zircaloy-4" Zircgnium ig the Ngglgar Industry: Tenth International Symposium, A.M. Garde och E.R. Bradley ed., American Society for Testing and Materials, Philadelphia 1994, sid. 724-744, demonstrerar Sabol m.fl. att ZIRLO-material, förutom förbättrade korrosionsprestanda, även har bättre dimensionsstabilitet än ZIRLO-4. 526 648 Mer nyligen visade US-patentspecifikationen med nr. 5,560,790 (Nikulina m.f|.) på zirkonium-baserade material med hög tennhalt där mikrostrukturen innehöll Zr-Fe-Nb- partiklar. Sammansättningen innehöll: 0,5-1,5 vikt-% Nb; 0,9-1,5 vikt-% Sn; 0,3-0,6 vikt-Wo Fe, med mindre mängder av Cr, C, O och Si, med resten Zr. US- patentspecifikationen med nr. 5,940,464 (Mardon m.fl.) visade på rör av zirkoniumlegering för att bilda den hela eller yttre delen av en pennhylsa för kärnbränsle eller styrstavsaggregat med en låg tennkomposition: 0,8-1,8 vikt-% Nb; 0,2-0,6 vikt-% Sn; 0,02-0,4 vikt-% Fe, med en kolhalt på 30-180 ppm, en kiselhalt på -120 ppm och en syrehalt på 600-1800 ppm, med resten Zr. Mardon m.fl. visade ett brett intervall av Sn-mot-Fe-halter, det vill säga, vid 0,02 vlkt-% Sn, är Fe är 0,2 vikt- % till 0,4 vikt-%, och-vid 0,6 vikt-% Sn, är Fe 0,02 vikt-% till 0,4 vikt-Qin; med ett g föredraget intervall för Sn utav 0,25 vikt-% till 0,35 vikt-% och utav Fe 0,2 vikt-% till 0,3 vikt-%.I "In-Reactor Corrosion Performance of ZIRLO and Zircaloy-4" Zircgnium ig the Ngglgar Industry: Tenth International Symposium, A.M. Garde and E.R. Bradley ed., American Society for Testing and Materials, Philadelphia 1994, p. 724-744, demonstrates Sabol m. Fl. that ZIRLO materials, in addition to improved corrosion performance, also have better dimensional stability than ZIRLO-4. 526 648 More recently, the U.S. patent specification with no. 5,560,790 (Nikulina et al.) On high tin zirconium based materials where the microstructure contained Zr-Fe-Nb particles. The composition contained: 0.5-1.5% by weight of Nb; 0.9-1.5% by weight Sn; 0.3-0.6 wt.-Wo Fe, with minor amounts of Cr, C, O and Si, with the residue Zr. The U.S. patent specification with no. No. 5,940,464 (Mardon et al.) Showed zirconium alloy tubes forming the entire or outer portion of a nuclear fuel gauge or control rod assembly having a low tin composition: 0.8-1.8% by weight Nb; 0.2-0.6% by weight Sn; 0.02-0.4% by weight of Fe, with a carbon content of 30-180 ppm, a silicon content of -120 ppm and an oxygen content of 600-1800 ppm, with the residue Zr. Mardon m. Fl. showed a wide range of Sn-to-Fe contents, that is, at 0.02 wt% Sn, Fe is 0.2 wt% to 0.4 wt%, and at 0.6 wt% -% Sn, Fe is 0.02% by weight to 0.4% by weight of Qin; with a g preferred range for Sn of 0.25% to 0.35% by weight and of Fe 0.2% to 0.3% by weight.
Medan dessa modifierade zirkoniumbaserade sammansättningar gör anspråk på att tillhandahålla en förbättrad kdrrdsldnsbeständlghet såväl som förbättrade fabrikationssegenskaper, har ekonomin drivit driften av kärnkraftverk till högre kylmedelsternperaturer, högre utbrânning, högre koncentrationer av litium i kylmedlet, längre cykler, och längre uppehållstider i härden, vilket har resulterat i ökade korrosionkrav på kapslingen. Fortsättning på denna trend allt eftersom utbränningen närmar sig och överstiger 70,000 MWd/MTU kommer att erford ra ytterligare förbättring av korrosionsegenskaperna hos zirkoniumbaserade legeringar. Legeringarna för denna uppfinning tillhandahåller sådan korrosionsbeständighet, till och med i litiumhaltigt vatten vid 360 °C.While these modified zirconium-based compositions claim to provide improved nuclear resistance as well as improved fabrication properties, the economy has driven nuclear power plants to higher coolant temperatures, higher combustion, higher concentrations of lithium in the coolant, longer cycles, longer cycles, and longer durations. in increased corrosion requirements on the enclosure. Continuation of this trend as burnout approaches and exceeds 70,000 MWd / MTU will require further improvement in the corrosion properties of zirconium-based alloys. The alloys for this invention provide such corrosion resistance, even in lithium-containing water at 360 ° C.
SAMMANFATl' AV PPFINNI EN Det är därför ett huvudsakligt föremål med denna uppfinning att tillhandahålla ännu mer korrosionsbeständiga zirkoniumbaserade legeringar för användning till byggnadsmaterial för strålningsmiljö, såsom bränslekapslar, galler, styrstavar och liknande.SUMMARY OF PPFINNI EN It is therefore a principal object of this invention to provide even more corrosion resistant zirconium based alloys for use in building materials for the radiant environment, such as fuel capsules, grids, guide rods and the like.
Ett annat föremål med uppfiningen är att tillhandahålla zirkoniumbaserade legeringar speciellt beständiga mot accelererad korrosion i litiumhaltigt vatten. 526 648 Dessa och andra krav tillgodoses genom att tillhandahålla en zirkoniumlegering med låg tennhalt vilken huvudsakligen består av, i viktprocent: 0,60-2,0 Nb; och med förhållandet mellan Sn- och Fe-halten sådant att, när Sn är 0,25, då är Fe 0,50; när Sn är 0,40, då är Fe 0,35 till 0.50; när sn är 0,50, då är Fe 0,25 un 0,50; när sn är 0,70, då är Fe 0,05 till 0,50; när Sn är 1,0, är Fe 0,05 till 0,50, där dessa Sn-mot-Fe-intervall definierar arean inom de heldragna linjerna för arean 10 i fig. A; där viktprocenten för Fe plus Sn är större än 0,75, med inte mer än 0,50 av ytterligare andra komponentämnen och med resten Zr. Detta sammansättningsintervall förbättrar korrosionsbeständigheten för Zr-Nb-Sn-Fe-legeringarna, både med avseende på likformig korroslonsbeständlghet i vatten och ånga, och specielltfi litiumhaltig vattenmiljö. Sådana legeringar är viktiga för både kapsling av bränslestavar och strukturkomponenter för bränslemontering (det vill säga, galler och styrstavar) för r utformningar med höga korrosionskrav, häri kallat ”byggnadsmaterial för strålningsmiljö". Jämfört med dagens nominella ZIRLO-sammansättning (1 vikt-% Nb, 1 vikt-% Sn, 0,1 vikt~%_ Fe, resten Zr), tillåter den föreslagnasammansättningen en minskning av tenn för att reducera den llkformiga korrosionshastigheten samt att sammansättningen har en minimal järn- plus tennhalt för att bibehålla korrosionsbeständigheten i litiumhaltiga vattenmiljöer.Another object of the invention is to provide zirconium-based alloys especially resistant to accelerated corrosion in lithium-containing water. 526 648 These and other requirements are met by providing a low tin zirconium alloy which consists essentially of, in weight percent: 0.60-2.0 Nb; and with the ratio of the Sn to Fe content such that, when Sn is 0.25, then Fe is 0.50; when Sn is 0.40, then Fe is 0.35 to 0.50; when sn is 0.50, then Fe is 0.25 and 0.50; when sn is 0.70, then Fe is 0.05 to 0.50; when Sn is 1.0, Fe is 0.05 to 0.50, where these Sn-to-Fe ranges define the area within the solid lines of the area 10 in fi g. A; where the weight percentage of Fe plus Sn is greater than 0.75, with not more than 0.50 of additional component components and with the remainder Zr. This composition range improves the corrosion resistance of the Zr-Nb-Sn-Fe alloys, both with respect to uniform corrosion resistance in water and steam, and especially lithium-containing aqueous environment. Such alloys are important for both encapsulation of fuel rods and structural components for fuel assembly (i.e., gratings and guide rods) for designs with high corrosion requirements, herein referred to as "radiant environment building materials". , 1% by weight Sn, 0.1% by weight Fe, the remainder Zr), the proposed composition allows a reduction of tin to reduce the uniform corrosion rate and the composition has a minimum iron plus tin content to maintain the corrosion resistance in lithium-containing aquatic environments. .
Utvecklingen av avancerade bränsleaggregat, gjorda av legeringar sådana som visas i denna uppfinning, kommer att tillhandahålla ökade driftsmarginaler och kommer att förbättra bränsletillförlitligheten vid höga utbränningar. Prestanda för bränsleaggregatet är oftast begränsat av nedbrytningen av bränslekapsllngen och strukturelementen. Den intensiva strålningsmiljön inuti härden orsakar nedbrytning av dessa komponenter genom att accelerera hastigheten för korrosion och hydrering.The development of advanced fuel assemblies, made of alloys such as those shown in this invention, will provide increased operating margins and will improve fuel reliability at high burnouts. The performance of the fuel assembly is usually limited by the decomposition of the fuel housing and the structural elements. The intense radiation environment inside the core causes degradation of these components by accelerating the rate of corrosion and hydrogenation.
Utsträckningen av kärnbränslecyklerna till högre utbränning kommer att ge minskningar i bränslecykelkostnader.The extension of the nuclear fuel cycles to higher burnout will result in reductions in fuel cycle costs.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA För en bättre förståelse av uppfinningen, hänvisas till exempliflerande utföringsformer som visas i de medföljande ritningarna, i vilka: Fig. A är ett diagram över relativa korrosionshastigheter för prover utsatta för 360 °C vatten och 427 °C ånga mot Sn-koncentratlon; ' 526 648 Fig. 2 är ett diagram över relativa korrosionshastigheter för prover utsatta 360 °C vatten innehållande 70 ppm litium mot Fe- plus Sn-koncentrationen; och Fig. 3 är ett blockdiagram som visar stegen hos denna uppfinning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For a better understanding of the invention, reference is made to exemplary embodiments shown in the accompanying drawings, in which: Fig. A is a graph of relative corrosion rates for samples exposed to 360 ° C water and 427 ° C steam against Sn. concentration; '526 648 Fig. 2 is a graph of relative corrosion rates for samples exposed to 360 ° C water containing 70 ppm lithium against the Fe- plus Sn concentration; and Fig. 3 is a block diagram showing the steps of this invention.
Fig. A är ett diagram av tenn- mot järnkoncentration med avsikt att visa den allmänna arean där en legering av denna uppfinning tillhandahåller korrosionsbeständighet i vatten och ånga vid hög temperatur och i litiumhaltiga vattenmiljöer; DET AlJERAD BESKRIVNINQ AV DE FQDREDRAGNA Q TFQ RINGSFORMERNA Zirkoniumlegeringen för denna uppfinning är en legering med låg tennhalt vilken huvudsakligen består av, i viktprocent; ~0,60-2,0Nb; med följande mängder av Sn och Fe: när Sn är 0,65, då är Fe 0,10 till 0,50; när Sn är 0,70, då är Fe 0,05 till 0,50; när sn är 0,85, då är Fe 0,05 nu o,so; och när sn är 0,90, då är Fe 0,05 rm o,so; där sn befinner slg i intervallet mellan 0,65 och 0,90 viktprocent, och viktprocenten av Fe plus Sn är högre än 0,75.Fig. A is a diagram of tin versus iron concentration with the intention of showing the general area where an alloy of this invention provides corrosion resistance in water and steam at high temperature and in lithium-containing aquatic environments; THE ALLEGED DESCRIPTION OF THE PREFERRED Q TFQ RING SHAPES The zirconium alloy for this invention is a low tin alloy consisting essentially of, by weight percent; ~ 0.60-2.0Nb; with the following amounts of Sn and Fe: when Sn is 0.65, then Fe is 0.10 to 0.50; when Sn is 0.70, then Fe is 0.05 to 0.50; when sn is 0.85, then Fe is 0.05 now o, so; and when sn is 0.90, then Fe is 0.05 rm o, so; where sn begs slg in the range between 0.65 and 0.90% by weight, and the weight percentage of Fe plus Sn is higher than 0.75.
Denna sammansättning (och de som följer) bör inte ha mer än 0,50 av ytterligare andra komponentämnen, företrädesvis inte mer än 0,30 av ytterligare andra komponentämnen, såsom nickel, krom, kol, kisel, syre och liknande, och med resten Zr. Dessa tillhandahåller legeringar som byggnadsmaterial för strålningsmiljö vilka framgångsrikt fungerar i en omgivning med litiumhaltigt vatten.This composition (and those that follow) should not have more than 0.50 of additional other component substances, preferably not more than 0.30 of additional other component substances, such as nickel, chromium, carbon, silicon, oxygen and the like, and with the remainder Zr . These provide alloys as building materials for the radiant environment which successfully work in an environment with lithium-containing water.
En föredragen sammansättning har viktprocentintervall för legeringen utav 0,60-2,0 viktprocent Nb, vilket inkluderar viktprocent för Fe och Sn: när Sn är 0,70, då är Fe 0,05 till 0,50; och när Sn är 0,85, då är Fe 0,05 tlll 0,50; där Sn sträcker sig mellan 0,70 och 0,85 viktprocent och där viktprocenten för Fe plus Sn är högre än 0,75. På grund av att tenn är fördelaktigt för styrka och kryphållfasthet, kommer material för de applikationer som är styrke- och krypbegränsade inneha de högre tennivåema (det vill säga, högre än 0,6 viktprocent, inom de specificerade intervallen). De mest föredragna sammansättningarna av de beskrivna ovan kommer att innehålla 0,80-1,20 Nb, med inte mer än 0,30 av ytterligare andra komponentämnen, och med resten Zr.A preferred composition has a weight percent range for the alloy of 0.60-2.0 weight percent Nb, which includes weight percent for Fe and Sn: when Sn is 0.70, then Fe is 0.05 to 0.50; and when Sn is 0.85, then Fe is 0.05 to 0.50; where Sn extends between 0.70 and 0.85% by weight and where the weight percentage for Fe plus Sn is higher than 0.75. Because tin is beneficial for strength and creep strength, materials for the strength and creep limited applications will possess the higher tin levels (i.e., greater than 0.6 weight percent, within the specified ranges). The most preferred compositions of those described above will contain 0.80-1.20 Nb, with no more than 0.30 of further other component substances, and with the remainder Zr.
Autoklavkorrosion resulterar i både höga vatten- och ångtemperaturer och i uppvisar, l litiumhaltigt vatten, lägre korrosionsviktökningar (det vill säga, tunnare oxidtjocklek) än ZIRLO-material från tidigare känd teknik. Dessa resultat tyder på bättre prestanda inuti en reaktor än ZIRLO-material från tidigare känd teknik. 526 648 När dessa sammansättningar, betasmids, betavärmebehandlas och snabbt kyls, varmbearbetas i temperaturintervallet för alfafasen, och efterföljande kallbearbetning ett flertal gånger med mellanglödgningar i alfatemperaturintervallet, innehåller de Zr- Nb-Fe och/eller beta-Nb-fällningar. Målet är att framställa en mikrostruktur med en likformlg fördelning av små fällningar i zirkoniummatrisen.Autoclave corrosion results in both high water and vapor temperatures and in lithium-containing water exhibits lower corrosion weight increases (i.e., thinner oxide thickness) than prior art ZIRLO materials. These results indicate better performance inside a reactor than prior art ZIRLO materials. When these compositions, beta-forged, beta-heat treated and rapidly cooled, hot-worked in the temperature range of the alpha phase, and subsequently cold-worked several times with intermediate annealing in the alpha-temperature range, they contain Zr-Nb-Fe and / or beta-Nb precipitates. The goal is to produce a microstructure with a uniform distribution of small precipitates in the zirconium matrix.
En av tillverkningssekvenserna för materialet för denna uppfinning, vilken visas i fig. 3, inkluderar stegen: (1) blandning av de torra ingredienserna, (2) vakuumsmältning av ingredlenserna,'(3) smidning av smältan till en önskad form, (4) betavärmebehandling' följt av snabb kylning, (5) varmbearbetning, (5') en valfri betavärmebehandling följt av snabb kylning, (6) flertalet steg av kallbearbetning och mellanliggande rekristallisationsglödgning i temperaturintervallet för alfafasen vid en temperatur mellan ungefär 500 °C och 650 °C, och (7) en slutgiltig glödgning i form av en avspännin_gsglödgning eller en rekristallisationsglödgning vid en temperatur mellan ungefär 450 °C och 625 °C.One of the manufacturing sequences of the material for this invention, which is shown in fi g. 3, the steps include: (1) mixing the dry ingredients, (2) vacuum melting the ingredients, (3) forging the melt to a desired shape, (4) beta heat treatment 'followed by rapid cooling, (5) hot working, (5 ') an optional beta heat treatment followed by rapid cooling, (6) fl the number of steps of cold working and intermediate recrystallization annealing in the temperature range of the alpha phase at a temperature between about 500 ° C and 650 ° C, and (7) a final annealing in the form of a relaxation annealing or a recrystallization anneal at a temperature between about 450 ° C and 625 ° C.
Uppfinningen kommer nu att illustreras av de följande icke-begränsande exemplen: EXEMPEL Tabell 1 sammanfattar de experimentella legeringarna som framställdes av zirkoniumsvamp plus tillsatts av de tillskrivna legeringstillsatserna i 150-pundsblock som senare blev till band. ISO-pundsblocken var tillräckligt stora för att tillåta att materialet varmbearbetades och kallbearbetades på i stort sett samma sätt som kommersiellt framställt material. Blocken beta-smeds, beta-värmebehandlades och kyldes snabbt, varmvalsades i temperaturintervallet för alfafasen, och sedan kallvalsades ett flertal gånger med mellanliggande alfaglödgningar till slutgiltig storlek.The invention will now be illustrated by the following non-limiting examples: EXAMPLE Table 1 summarizes the experimental alloys made from zirconium sponges plus added by the added alloy additives in 150-pound blocks which later became strips. The ISO pound blocks were large enough to allow the material to be hot worked and cold worked in much the same manner as commercially produced material. The blocks are beta-forged, beta-heat treated and cooled rapidly, hot-rolled in the temperature range of the alpha phase, and then cold-rolled several times with intermediate alpha-solderings to final size.
Denna bearbetning var kompatibel med produktionsmöjligheterna och var även lämplig för utfällning av små partiklar genom bearbetning i temperaturintervallet för alfa.This processing was compatible with the production possibilities and was also suitable for precipitation of small particles by processing in the temperature range for alpha.
Syftet med bearbetningen var att framställa en mikrostruktur innehållande en likformlg fördelning av små utfällningar av beta-Nb och/eller Zr-Nb-Fe-partiklar i zirkoniummatrisen. >l< *Ik Alla tolv legeringarna innehåller niobium överstigande löslighetsgränsen av ungefär 0,60 viktprocent. Alla legeringarna testades i rent vatten vid 360°C (680°F), ren ånga vid 427 °C (800°F), och 360°C (680°F) vatten innehållande 70 ppm Li i form av LiOH.The purpose of the processing was to produce a microstructure containing a uniform distribution of small precipitates of beta-Nb and / or Zr-Nb-Fe particles in the zirconium matrix. > l <* Ik All twelve alloys contain niobium exceeding the solubility limit of approximately 0,60% by weight. All alloys were tested in pure water at 360 ° C (680 ° F), pure steam at 427 ° C (800 ° F), and 360 ° C (680 ° F) water containing 70 ppm Li in the form of LiOH.
Korrosionshastigheterna (mg/dmz, dag) för vardera legering i de olika miljöerna är tabellerade iTabelI 2. Relativa korrosionshastigheter är i tillägg tillhandahållna iTabelI 2 för att göra det lättare att jämföra relativa prestanda för legeringarna. Målet var att identifiera sammansättningar som hade låga termiska korrosionshastigheter (det vill säga, låga hastigheter i rent vatten och ren ånga), såväl som beständighet mot accelererad korrosion i litiumhaltigt vatten. Båda dessa tros vara viktiga för goda 526 648 Tabell 1 Legerings- Nb Fe Sn Fe + Sn benämning (vikt-%) (vikt-%) (vikt-%) (vikt-%) 1 0,91 0,11 0,94 1,05 2 0,92 0,09 0,84 0,93 3 1,09 0,37 0,73 1,10 4 1,00 0,10 0,75 0,85 0,94 0,40 0,40 0,80 6 1,42 0,30 0,48 0,78 7* 1,33 0,42 1,32 1,74 8* 0,95 0,11 1,27 1,38 9* 1,98 0,21 0,27 0,48 * 0,93 0,11 0,43 0,54 11** 1,00 0,03 0,00 0,03 12** 2,60 0,05 0,00 0,05 Marginella Zr-Nb-Fe-Sn-sammansättningar Jämförande exempel korrosionsprestanda i kämreaktormiljöer. 526 648 8 Tabell 2 Legerings- 360 °C Vatten 427 °C Ånga 360 °C Vatten benämning innehållande 70 ppm Li Hastighet Relativ Hastighet Relativ Hastighet Relativ (mg/dm2/d) hastighet (mg/dmz/d) hastighet (mg/dmz/d) hastighet 1 0,38 1,00 2,75 1,00 0,59 1,00 2 0,36 0,96 2,51 0,91 0,56 0,95 3 0,37 0,97 2,33 0,85 0,48 0,81 4 0,30 0,79 1,96 0,71 0,47 0,79 0,31 0,81 ' , 1,86 0,68 0,38 0,64 6 0,31 0,83 2,13 0,78 0,43 0,73 7* 0,47 1,24 3,43 1,25 0,58 0,98 s* 0,43 1,14 3,37 1,22 0,65 1,11 9* 0,25 0,65 1,48 0,54 16,1 27,4 * 0,35 0,93 2,12 0,77 34,5 58,4 11** 0,20 0,53 1,06 0,39 83,0 141 12** 0,21 0,56 1,30 0,47 71,0 120 * Marginella Zr-Nb-Fe-Sn-sammansättningar Ik* Jämförande exempel I ett diagram över tenn (FIG. A) (i viktprocent) mot järn (i viktprocent), beskrivs allmänt en, av de heldragna linjerna innesluten, area 10 där enastående korrosionsprestanda visas; detta är den allmänna arean. Arean med reducerad tennhalt , är visad som arean innesluten av de streckade linjerna inom de heldragna linjerna i flg. A. Area 20 definierar en area där, i allmänhet, korrosionsbeständigheten i rent vatten och ånga minskar med ökande tennhalt i legeringen. Area 30 definierar en area där legeringen uppvisar dålig korrosionsbeständighet i litiumhaltigt vatten. Det är väsentligt för denna uppfinning att befinna sig utanför area 30.The corrosion rates (mg / dmz, day) for each alloy in the different environments are tabulated in Table 2. Relative corrosion rates are additionally provided in Table 2 to make it easier to compare the relative performance of the alloys. The aim was to identify compositions that had low thermal corrosion rates (that is, low velocities in clean water and pure steam), as well as resistance to accelerated corrosion in lithium-containing water. Both of these are believed to be important for good 526 648 Table 1 Alloy- Nb Fe Sn Fe + Sn designation (wt%) (wt%) (wt%) (wt%) 1 0.91 0.11 0.94 1.05 2 0.92 0.09 0.84 0.93 3 1.09 0.37 0.73 1.10 4 1.00 0.10 0.75 0.85 0.94 0.40 0, 40 0.80 6 1.42 0.30 0.48 0.78 7 * 1.33 0.42 1.32 1.74 8 * 0.95 0.11 1.27 1.38 9 * 1.98 0.21 0.27 0.48 * 0.93 0.11 0.43 0.54 11 ** 1.00 0.03 0.00 0.03 12 ** 2.60 0.05 0.00 0 , 05 Marginal Zr-Nb-Fe-Sn compositions Comparative example corrosion performance in nuclear reactor environments. 526 648 8 Table 2 Alloy 360 ° C Water 427 ° C Steam 360 ° C Water denomination containing 70 ppm Li Speed Relative Speed Relative Speed Relative (mg / dm2 / d) Speed (mg / dmz / d) Speed (mg / dmz / d) speed 1 0.38 1.00 2.75 1.00 0.59 1.00 2 0.36 0.96 2.51 0.91 0.56 0.95 3 0.37 0.97 2 .33 0.85 0.48 0.81 4 0.30 0.79 1.96 0.71 0.47 0.79 0.31 0.81 ', 1.86 0.68 0.68 0.64 6 0.31 0.83 2.13 0.78 0.43 0.73 7 * 0.47 1.24 3.43 1.25 0.58 0.98 s * 0.43 1.14 3.37 1.22 0.65 1.11 9 * 0.25 0.65 1.48 0.54 16.1 27.4 * 0.35 0.93 2.12 0.77 34.5 58.4 11 * * 0.20 0.53 1.06 0.39 83.0 141 12 ** 0.21 0.56 1.30 0.47 71.0 120 * Marginal Zr-Nb-Fe-Sn compositions Ik * Comparative Example In a diagram of tin (FIG. A) (in weight percent) versus iron (in weight percent), one area, enclosed by the solid lines, is generally described where outstanding corrosion performance is shown; this is the general area. The area with reduced tin content, is shown as the area enclosed by the dashed lines within the solid lines in fl g. A. Area 20 defines an area where, in general, the corrosion resistance of pure water and steam decreases with increasing tin content of the alloy. Area 30 defines an area where the alloy exhibits poor corrosion resistance in lithium-containing water. It is essential for this invention to be outside area 30.
Fig. 1 är en kurva som visar effekten av Sn på den relativa korrosionshastigheten för legeringarna i både 360°C (680°F) vatten (visade som trianglar) och 427°C (800°F) ånga (visade som punkter). En minskande korrosionshastighet med minskande Sn-halt är uppenbar. Gynnsam termisk korrosionsbeständighet i 360°C vatten och 427°C ånga observeras för alla legeringar förutom legeringarna 7 och 8, visade som gruppen av \ 526 648 punkter 40. Legeringar 7 och 8 är det enda legeringarna med en Sn-halt högre än 1,0 viktprocent.Fig. 1 is a graph showing the effect of Sn on the relative corrosion rate of the alloys in both 360 ° C (680 ° F) water (shown as triangles) and 427 ° C (800 ° F) steam (shown as points). A decreasing corrosion rate with decreasing Sn content is obvious. Favorable thermal corrosion resistance in 360 ° C water and 427 ° C steam is observed for all alloys except alloys 7 and 8, shown as the group of \ 526 648 points 40. Alloys 7 and 8 are the only alloys with a Sn content higher than 1, 0% by weight.
En klar separation mellan god och dålig korrosionsbeständighet i litiumhaltigt vatten visas i fig. 2, som är ett diagram över relativ korrosionshastighet mot Fe plus Sn- halten., Eftersom ändringen i korrosionsuppförande är abrupt, identifierades en gräns för Fe och Sn av ungefär 0,75 viktprocent; det vill säga, Fe plus Sn måste vara högre än 0,75 viktprocent för att uppnå beständighet mot accelererad korrosion på grund av litium. Legeringar 9 till 12, visade som punkter 50, var de enda legeringarna som uppvisadeaccelererad korrosion i litiumhaltigt vatten. I tillägg var legeringar 9 till 12 de enda legeringarna med Fe plus Sn värden lägre än 0,75 viktprocent som tabellerat i Tabell 1_.A clear separation between good and poor corrosion resistance in lithium-containing water is shown in Fig. 2, which is a graph of relative corrosion rate against Fe plus Sn content. Since the change in corrosion behavior is abrupt, a limit for Fe and Sn of about 0 was identified. 75% by weight; that is, Fe plus Sn must be higher than 0.75% by weight to achieve accelerated corrosion resistance due to lithium. Alloys 9 to 12, shown as points 50, were the only alloys that exhibited accelerated corrosion in lithium-containing water. In addition, alloys 9 to 12 were the only alloys with Fe plus Sn values lower than 0.75% by weight as tabulated in Table 1_.
Baserat på experimentella resultat, är de följande sammansättningarna identifierade för att uppnå god termisk korrosionsbeständighet, såväl som beständighet mot accelererad korrosion l litiumhaltigt vatten: Fe plus Sn högre än 0,75 viktprocent (säkerställer beständighet mot accelererad korrosion i litiumhaltigt vatten); Sn lägre är eller lika med 1,0 vikt-% (ger god termisk korrosionsbeständighet med erkännandet att lägre tenn är bättre); Fe mellan 0,05 vikt-% och 0,50 vikt-% (denna begränsning baseras på intervallet för Fe inkluderat i gruppen av legeringar; även, zirkoniumsvamp innehåller typiskt ett hundratal ppm av Fe som en förorening; den lägre gränsen identifierar järn som närvarande i nivåer högre än de för en förorening); Nb mellan 0,6 vikt-% och 2,0 vikt-% (niobium måste överstiga löslighetsgränsen; den lägsta Nb i gruppen av legeringar var 0,9 vikt-%, varför, en föredragen lägsta gräns för Nb är 0,80 vikt-%; maximal Nb kan fastställas med neutrontvärsnitt, och en föredragen övre gräns är 1,2 Vikt-Wo).Based on experimental results, the following compositions are identified to achieve good thermal corrosion resistance, as well as resistance to accelerated corrosion in lithium water: Fe plus Sn higher than 0.75% by weight (ensures resistance to accelerated corrosion in lithium water); Sn lower is or equal to 1.0% by weight (gives good thermal corrosion resistance with the recognition that lower tin is better); Fe between 0.05 wt% and 0.50 wt% (this limitation is based on the range of Fe included in the group of alloys; also, zirconium sponges typically contain hundreds of ppm of Fe as an impurity; the lower limit identifies iron as present at levels higher than those of a pollutant); Nb between 0.6% by weight and 2.0% by weight (niobium must exceed the solubility limit; the lowest Nb in the group of alloys was 0.9% by weight, therefore, a preferred minimum limit for Nb is 0.80% by weight. %; maximum Nb can be determined by neutron cross section, and a preferred upper limit is 1.2 Weight-Wo).
Det ska förstås att den föreliggande uppfinningen kan kan anta andra former utan att frångå andemenlngen hos väsentliga attribut därav, och följaktligen ska det refereras till både de bifogade kraven och till den föregående speclfikationen vad gäller att indikera uppflnningens skyddsomfång.It is to be understood that the present invention may take other forms without departing from the spirit of essential attributes thereof, and consequently reference should be made to both the appended claims and the foregoing specification for indicating the scope of the invention.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US50691300A | 2000-02-18 | 2000-02-18 | |
| PCT/US2001/001845 WO2001061062A1 (en) | 2000-02-18 | 2001-01-19 | Zirconium niobium-tin alloy for use in nuclear reactors and method of its manufacture |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0202478L SE0202478L (en) | 2002-08-19 |
| SE0202478D0 SE0202478D0 (en) | 2002-08-19 |
| SE526648C2 true SE526648C2 (en) | 2005-10-18 |
Family
ID=24016448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0202478A SE526648C2 (en) | 2000-02-18 | 2002-08-19 | Zirconium Niobium Tin Alloy for Use in Nuclear Reactors and Method of Preparation |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1259653A1 (en) |
| JP (1) | JP2001262260A (en) |
| CN (1) | CN1152146C (en) |
| AU (1) | AU2001234492A1 (en) |
| RU (1) | RU2002124765A (en) |
| SE (1) | SE526648C2 (en) |
| WO (1) | WO2001061062A1 (en) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100461017B1 (en) | 2001-11-02 | 2004-12-09 | 한국수력원자력 주식회사 | Method for preparing niobium-containing zirconium alloys for nuclear fuel cladding tubes having the excellent corrosion resistance |
| SE525808C2 (en) * | 2002-10-30 | 2005-05-03 | Westinghouse Atom Ab | Process, use and device for nuclear fuel casing and a fuel cartridge for a nuclear pressurized water reactor |
| FR2860803B1 (en) * | 2003-10-08 | 2006-01-06 | Cezus Co Europ Zirconium | PROCESS FOR PRODUCING A ZIRCONIUM ALLOY FLAT PRODUCT, FLAT PRODUCT THUS OBTAINED, AND NUCLEAR POWER PLANT REACTOR GRADE REALIZED FROM THE FLAT PRODUCT |
| US10221475B2 (en) | 2004-03-23 | 2019-03-05 | Westinghouse Electric Company Llc | Zirconium alloys with improved corrosion/creep resistance |
| US9284629B2 (en) | 2004-03-23 | 2016-03-15 | Westinghouse Electric Company Llc | Zirconium alloys with improved corrosion/creep resistance due to final heat treatments |
| EP1771591B1 (en) * | 2004-07-06 | 2016-12-07 | Westinghouse Electric Sweden AB | Fuel box in a boiling water nuclear reactor |
| FR2874119B1 (en) | 2004-08-04 | 2006-11-03 | Framatome Anp Sas | METHOD FOR MANUFACTURING A FUEL SINK TUBE FOR A NUCLEAR REACTOR, AND A TUBE THUS OBTAINED |
| JP4982654B2 (en) * | 2005-03-23 | 2012-07-25 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | Zirconium alloy with improved corrosion resistance and method for producing zirconium alloy with improved corrosion resistance |
| US7625453B2 (en) | 2005-09-07 | 2009-12-01 | Ati Properties, Inc. | Zirconium strip material and process for making same |
| US8116422B2 (en) * | 2005-12-29 | 2012-02-14 | General Electric Company | LWR flow channel with reduced susceptibility to deformation and control blade interference under exposure to neutron radiation and corrosion fields |
| SE530673C2 (en) | 2006-08-24 | 2008-08-05 | Westinghouse Electric Sweden | Water reactor fuel cladding tube used in pressurized water reactor and boiled water reactor, comprises outer layer of zirconium based alloy which is metallurgically bonded to inner layer of another zirconium based alloy |
| KR100835830B1 (en) | 2007-01-11 | 2008-06-05 | 한국원자력연구원 | Method for producing a zirconium alloy fuel cladding tube having excellent corrosion resistance by controlling the distribution of β-niobium precipitates |
| SE530783C2 (en) * | 2007-01-16 | 2008-09-09 | Westinghouse Electric Sweden | Scatter grid for positioning fuel rods |
| KR100945021B1 (en) | 2008-05-09 | 2010-03-05 | 한국원자력연구원 | Zirconium alloy composition for nuclear fuel cladding forming protective oxide film, zirconium alloy fuel cladding manufactured using the same and method for manufacturing same |
| JP5629446B2 (en) * | 2009-09-28 | 2014-11-19 | 株式会社東芝 | REACTOR CONTROL RODS COMPOSITE, PROCESS FOR PRODUCING THE COMPOSITE AND REACTOR CONTROL RODS USING THE COMPOSITE |
| EP2721188A4 (en) * | 2011-06-16 | 2015-04-29 | Westinghouse Electric Corp | ZIRCONIUM ALLOYS HAVING IMPROVED CORROSION / FLUID RESISTANCE THROUGH FINAL THERMAL TREATMENTS |
| WO2014108720A1 (en) * | 2013-01-11 | 2014-07-17 | Areva Np | Treatment process for a zirconium alloy, zirconium alloy resulting from this process and parts of nuclear reactors made of this alloy |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4649023A (en) * | 1985-01-22 | 1987-03-10 | Westinghouse Electric Corp. | Process for fabricating a zirconium-niobium alloy and articles resulting therefrom |
| US5112573A (en) * | 1989-08-28 | 1992-05-12 | Westinghouse Electric Corp. | Zirlo material for light water reactor applications |
| US5266131A (en) * | 1992-03-06 | 1993-11-30 | Westinghouse Electric Corp. | Zirlo alloy for reactor component used in high temperature aqueous environment |
| AU7670394A (en) * | 1993-03-04 | 1994-10-24 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Neorga Nicheskikh Materialov Imeni Akademika A.A. Bochvara | Zirconium-based material, article made of the said material for use in the active zones of atomic reactors, and a process for obtaining such articles |
| JP3564887B2 (en) * | 1996-08-09 | 2004-09-15 | 三菱マテリアル株式会社 | Fuel rod for light water reactor and manufacturing method thereof |
| US5854818A (en) * | 1997-08-28 | 1998-12-29 | Siemens Power Corporation | Zirconium tin iron alloys for nuclear fuel rods and structural parts for high burnup |
-
2001
- 2001-01-19 EP EP01906602A patent/EP1259653A1/en not_active Withdrawn
- 2001-01-19 CN CNB018052371A patent/CN1152146C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-19 RU RU2002124765/02A patent/RU2002124765A/en unknown
- 2001-01-19 AU AU2001234492A patent/AU2001234492A1/en not_active Abandoned
- 2001-01-19 WO PCT/US2001/001845 patent/WO2001061062A1/en not_active Ceased
- 2001-02-15 JP JP2001038964A patent/JP2001262260A/en active Pending
-
2002
- 2002-08-19 SE SE0202478A patent/SE526648C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002124765A (en) | 2004-03-20 |
| CN1404532A (en) | 2003-03-19 |
| SE0202478L (en) | 2002-08-19 |
| JP2001262260A (en) | 2001-09-26 |
| WO2001061062A1 (en) | 2001-08-23 |
| EP1259653A1 (en) | 2002-11-27 |
| SE0202478D0 (en) | 2002-08-19 |
| AU2001234492A1 (en) | 2001-08-27 |
| CN1152146C (en) | 2004-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE526648C2 (en) | Zirconium Niobium Tin Alloy for Use in Nuclear Reactors and Method of Preparation | |
| EP1308966B1 (en) | Method for manufacturing zirconium-based alloys containing niobium for use in nuclear fuel rod cladding | |
| KR100480529B1 (en) | Zirconium-based alloys resistant to creep resistance and corrosion by water and steam, methods for their preparation and members for nuclear reactors produced therefrom | |
| US20100128834A1 (en) | Zirconium alloys with improved corrosion resistance and method for fabricating zirconium alloys with improved corrosion resistance | |
| KR930009987B1 (en) | Method of manufacturing tubes of zirconium alloys with improved corrosion resistance for thermal nuclear reactors | |
| US20100108204A1 (en) | Zirconium alloy composition for nuclear fuel cladding tube forming protective oxide film, zirconium alloy nuclear fuel cladding tube manufactured using the composition, and method of manufacturing the zirconium alloy nuclear fuel cladding tube | |
| KR101779128B1 (en) | Alumina-forming duplex stainless steels as accident resistant fuel cladding materials for light water reactors | |
| KR20020060187A (en) | Zirconium based alloy and method for making a component for nuclear fuel assembly with same | |
| CN103898362A (en) | Zirconium-based alloy for water-cooled nuclear reactor | |
| CN105441717B (en) | A kind of nuclear power core structural material zirconium-base alloy | |
| EP2943597B1 (en) | Treatment process for a zirconium alloy | |
| CN101270425B (en) | Zirconium based alloy for light-water reactor | |
| KR101929608B1 (en) | Zirconium based alloy article with improved corrosion/creep resistance due to final heat treatments and making method thwewof | |
| US9725791B2 (en) | Zirconium alloys with improved corrosion/creep resistance due to final heat treatments | |
| US10221475B2 (en) | Zirconium alloys with improved corrosion/creep resistance | |
| JP4982654B2 (en) | Zirconium alloy with improved corrosion resistance and method for producing zirconium alloy with improved corrosion resistance | |
| RU2141539C1 (en) | Zirconium-base alloy | |
| US5991352A (en) | Method for determining corrosion susceptibility of nuclear fuel cladding to nodular corrosion | |
| Mythili et al. | Influence of microstructure on corrosion behavior of Ti–5% Ta–1.8% Nb alloy | |
| EP0745258B1 (en) | A nuclear fuel element for a pressurized water reactor and a method for manufacturing the same | |
| JPH09257988A (en) | Method of manufacturing zirconium alloy-based reactor core structural material with excellent corrosion resistance, particularly uniform corrosion resistance and hydrogen absorption resistance | |
| JPS61174347A (en) | Nodular corrosion resisting zirconium-base alloy | |
| Jackson | Uranium--titanium alloys: annotated bibliography | |
| Harada et al. | Effect of Alloying Elements on Uniform | |
| JPH02118044A (en) | Corrosion-resistant zirconium alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |