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JPH0812259B2 - Nuclear fuel element - Google Patents
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JPH0812259B2 - Nuclear fuel element - Google Patents

Nuclear fuel element

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JPH0812259B2
JPH0812259B2 JP61033347A JP3334786A JPH0812259B2 JP H0812259 B2 JPH0812259 B2 JP H0812259B2 JP 61033347 A JP61033347 A JP 61033347A JP 3334786 A JP3334786 A JP 3334786A JP H0812259 B2 JPH0812259 B2 JP H0812259B2
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zirconium
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nuclear fuel
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、原子炉の炉心内において使用される核燃料
要素の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to improvements in nuclear fuel elements used in the core of a nuclear reactor.

(従来の技術) 現在、核燃料要素を構成する燃料被覆管としては一般
にジルカロイ−2又はジルカロイ−4、ジルコニウム−
ニオブ合金が使用されている。これらの材料からなる燃
料被覆管は平常条件の運転時に極めて優れた性能を有す
る。これは、ジルコニウムが小さい中性子吸収断面積を
有し、原子炉冷却材及び減速材として普通使用される脱
塩水や水蒸気中で強い延性を持ち、極めて安定でかつ非
反応性であるからである。
(Prior Art) Currently, zircaloy-2 or zircaloy-4, zirconium-is commonly used as a fuel cladding tube constituting a nuclear fuel element.
Niobium alloy is used. The fuel cladding tube made of these materials has extremely excellent performance when operated under normal conditions. This is because zirconium has a small neutron absorption cross section, has strong ductility in demineralized water or steam commonly used as reactor coolant and moderator, and is extremely stable and non-reactive.

しかしながら、原子炉発電の全発電量に占める割合が
高くなるに伴って原子炉発電もベースロードとしてでは
なく、自由な負荷追従運転が要望されている。このよう
なことから、負荷追従に耐える燃料として開発されたの
が被覆管と核燃料ペレットとの機械的相互作用(PCI)
を純ジルコニウム層で緩和したジルコニウムライナ被覆
管を用いた高性能燃料である。かかるジルコニウムライ
ナ被覆管は、ジルカロイ−2やジルカロイ−4のジルコ
ニウ合金管の純ジルコニウム層をライニングした構造を
なし、特許1264727の登録を初めとして多数の特許が公
開されている。これらジルコニウムライナ被覆管による
高性能燃料は、実炉内でも良好な耐PCI性を示し、順調
に使用されている。
However, as the ratio of the reactor power generation to the total power generation increases, the reactor power generation is not required as a base load, but a free load following operation is demanded. Therefore, the mechanical interaction between the cladding and the nuclear fuel pellets (PCI) was developed as a fuel that can withstand load following.
Is a high-performance fuel that uses a zirconium liner cladding tube that is relaxed with a pure zirconium layer. Such a zirconium liner cladding tube has a structure in which a pure zirconium layer of a zirconloy-2 or zirconloy-4 zirconium alloy tube is lined, and many patents have been published including the registration of Japanese Patent No. 1264727. These high-performance fuels using zirconium liner cladding tubes show good PCI resistance even in actual furnaces and are being used successfully.

ところで、前述したPCIは被覆管の内面に関する問題
であったが、燃料の長期間使用に対しては外面の腐蝕も
解決する必要がある。現用のジルカロイ−2、ジルカロ
イ−4の被覆管は燃料使用末期にその外表面に白色斑点
状のノジュラーコロージョンが発生することがある。ノ
ジュラーコロージョンを解決する方法としては、β急冷
することにより顕微鏡組織をマルテンサイトにする方法
が提案されている。しかし、前述したジルコニウムライ
ナ管では内面に純ジルコニウム層がライニングされてい
るため、β急冷により酸化が激しくなるという問題があ
る。こうしたことから、特開昭58−207349号には内部水
冷で外面のみ焼入れする方法が開示されている。かかる
方法は現在最も多く採用されているが、実用的ではない
等の問題がある。
By the way, although the above-mentioned PCI is a problem related to the inner surface of the cladding tube, it is necessary to solve the corrosion of the outer surface when the fuel is used for a long time. The current Zircaloy-2 and Zircaloy-4 cladding tubes may have white spotted nodular corrosion on their outer surfaces at the end of fuel use. As a method of solving nodular corrosion, a method of making a microstructure into martensite by quenching β has been proposed. However, in the above-mentioned zirconium liner pipe, since the pure zirconium layer is lined on the inner surface, there is a problem that the β quenching causes severe oxidation. For this reason, JP-A-58-207349 discloses a method of quenching only the outer surface with internal water cooling. Although such a method is most often adopted at present, it has a problem that it is not practical.

一方、本発明者らはマルテンサイト領域を広げてノジ
ュラーコロージョンを防止することを目的に特願昭55−
185098号にジルカロイにニオブ、モリブデン、マンガン
等を添加した単一構造の被覆管を提案した。この被覆管
はジルカロイに0.1%〜17.5%のニオブ等を添加した合
金では二相合金、即ちβ相(b、c、c)とα相(h、
c、p)の混合相となりβ相が耐ノジュラーコロージョ
ン性を向上できる。しかしながら、かかる単一構造の被
覆管では耐PCI性を改善できないという問題があった。
On the other hand, the inventors of the present invention have disclosed a Japanese Patent Application No. 55-
In 185098, we proposed a cladding tube with a single structure in which niobium, molybdenum, manganese, etc. were added to zircaloy. This cladding tube is a two-phase alloy of zircaloy containing 0.1% to 17.5% niobium, that is, β phase (b, c, c) and α phase (h, h,
Being a mixed phase of c and p), the β phase can improve nodular corrosion resistance. However, there is a problem that PCI resistance cannot be improved with such a single-structured cladding tube.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、耐ノジュラ
ーコロージョン性と耐PCI性を兼備え、外管とライナ層
同志の密着強度の優れた複合被覆管を有する核燃料要素
を提供しようとするものである。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a composite coating tube having both nodular corrosion resistance and PCI resistance, and excellent adhesion strength between the outer tube and the liner layer. It is intended to provide a nuclear fuel element having

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、ニオブを0.05〜5.00重量%添加したジルコ
ニウム合金管およびこの合金管内に挿入される金属ジル
コニウム障壁からなる複合被覆管と、この複合被覆管内
に挿入される核燃料物質本体とを具備し、 前記合金管と前記障壁との界面の近傍に位置する前記
障壁部分には、前記合金管からのニオブ拡散によりニオ
ブ拡散層が形成されていることを特徴とする。つまり、
前記ジルコニウム合金管内面に接する前記金属ジルコニ
ウム障壁の外面付近には、前記合金管のニオブの前記障
壁への拡散により濃度勾配を持つニオブ拡散が形成さ
れ、前記合金管と前記障壁とが一体化される。
[Structure of the Invention] (Means for Solving Problems) The present invention relates to a zirconium alloy tube containing 0.05 to 5.00% by weight of niobium, a composite cladding tube including a metal zirconium barrier inserted into the alloy tube, and A nuclear fuel material body inserted into the composite cladding tube, wherein a niobium diffusion layer is formed by niobium diffusion from the alloy tube in the barrier portion located near the interface between the alloy tube and the barrier. It is characterized by being That is,
Near the outer surface of the metal zirconium barrier that contacts the inner surface of the zirconium alloy tube, niobium diffusion having a concentration gradient is formed by diffusion of niobium of the alloy tube into the barrier, and the alloy tube and the barrier are integrated. It

上記ジルコニウム合金としては、例えばニオブ添加の
ジルカロイ−2又はジルカロイ−4等を挙げることがで
きる。
Examples of the zirconium alloy include niobium-added Zircaloy-2 and Zircaloy-4.

上記ジルコニウム合金管へのニオブの添加量を上述し
た範囲に限定したのは、次のような理由によるものであ
る。即ち、ニオブの添加量を0.05重量%未満にすると、
その添加効果(耐ノジュラーコロージョウ性の向上化効
果)を発揮できず、かといってその添加量が5.00重量%
を越えると、中性子吸収能が高くなるからである。好ま
しい添加量は、0.1〜2.5重量%の範囲である。
The reason why the amount of niobium added to the zirconium alloy tube is limited to the above range is as follows. That is, if the amount of niobium added is less than 0.05% by weight,
The addition effect (the effect of improving the nodular corrosion resistance) cannot be exhibited, and the addition amount is 5.00% by weight.
This is because the neutron absorption capacity becomes higher when the value exceeds. The preferred addition amount is in the range of 0.1 to 2.5% by weight.

上記金属ジルコニウム障壁は、実質的に純ジルコニウ
ムからなる。
The metal zirconium barrier consists essentially of pure zirconium.

次に、複合被覆管の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the composite cladding tube will be described.

まず、純ジルコニウムの中空ライナビレットは、低酸
素ジルコニウムと真空アーク溶解して得られたインゴッ
トを鍛造、熱処理、孔加工して大形のビレットを作製
し、更に熱間押し出しにより小形ビレットとする。ニオ
ブ添加のジルカロイ2、4等の中空ビレットは、真空ア
ーク溶解、鍛造、熱処理、β急冷、孔加工を行ないビレ
ットとする。
First, a hollow zirconium purenlinet is obtained by forging, heat-treating, and hole-forming an ingot obtained by melting low-oxygen zirconium with a vacuum arc to form a large billet, and further hot extruding the billet into a small billet. Hollow billets such as zircaloys 2 and 4 with niobium added are subjected to vacuum arc melting, forging, heat treatment, β quenching, and hole processing to obtain billets.

被覆管本体ビレット及びライナビレットは、いずれも
中空であり、被覆管本体ビレットの内面及びライナビレ
ットの外面を清浄に洗浄後嵌合する。つづいて、該嵌合
した複合ビレットの両端面の本体ビレットとライナビレ
ットとの境界部をエレクトロンビーム溶接或いはレーザ
ビーム溶接により真空中で溶接する。この溶接にあたっ
ては、真空チャンバ内に設置した回転台上に複合ビレッ
トの端面がエレクトロン或いはレーザの入射ビームに垂
直になるように設置し、複合ビレット端面の本体ビレッ
トとライナビレットとの境界部に入射ビームが正確に入
射するように回転台を真空チャンバの外部より可動させ
て溶接を行なう。即ち、入射ビームの中心を本体ビレッ
トとライナビレットの境界部が通過するように境界全周
を溶接する。
Both the cladding tube body billet and the liner billet are hollow, and the inner surface of the coating tube body billet and the outer surface of the liner billet are cleaned and then fitted. Subsequently, the boundary portions between the main body billet and the line navilet on both end surfaces of the fitted composite billet are welded in vacuum by electron beam welding or laser beam welding. In this welding, the composite billet was installed on the turntable installed in the vacuum chamber so that the end surface of the composite billet was perpendicular to the incident beam of the electron or laser, and it was incident on the boundary part between the main billet and the linenavilet on the end surface of the composite billet. Welding is performed by moving the rotary table from the outside of the vacuum chamber so that the beam is accurately incident. That is, the entire circumference of the boundary is welded so that the boundary between the main body billet and the linenavit passes through the center of the incident beam.

次いで、約600〜700℃程度の温度に予備加熱した前記
複合ビレットを熱間押し出しを行ない、中間製品とす
る。この熱間押し出し加工工程において、本体ビレット
とライナビレットとは複合ビレット長さ方向の全境界面
に亙りニオブ(Nb)の拡散により完全に一体化される。
この後、前記中間製品である複合体は通常の複合被覆管
の製造方法と同一の工程、つまりピルガーミルによる圧
延、焼鈍を繰返し約80〜100μmの厚さの純ジルコニウ
ムを内面にライニングしたニオブ添加のジルカロイより
なる複合被覆管が得られる。
Then, the composite billet preheated to a temperature of about 600 to 700 ° C. is hot extruded to obtain an intermediate product. In this hot extrusion process, the main billet and the linen billet are completely integrated by diffusion of niobium (Nb) over the entire boundary surface in the length direction of the composite billet.
After that, the intermediate product, the composite, was subjected to the same steps as those for producing a conventional composite cladding tube, that is, rolling by a Pilger mill and annealing were repeated, and pure zirconium having a thickness of about 80 to 100 μm was lined on the inner surface thereof to obtain niobium added. A composite cladding tube made of Zircaloy is obtained.

(作用) 原子炉内での燃料被覆管の外表面において、高温水及
び水蒸気によるノジュラーコロージョンは顕微鏡組織で
細かい析出物が主として粒界に点列している時には起り
難く、比較的大きな析出物が粒内、粒界をとわず一様に
分散している時には起り易い。また、高温から急冷した
焼入れ組織でも析出物は細かくなるので、耐ノジュラー
コロージョン性が良好となる。
(Function) Nodular corrosion due to high-temperature water and steam on the outer surface of the fuel clad tube in the nuclear reactor is difficult to occur when fine precipitates are mainly present in the grain boundaries in the microstructure, and relatively large precipitates Is likely to occur when the particles are uniformly dispersed within the particles and without passing through the grain boundaries. In addition, since the precipitates become finer even in a quenched structure that is rapidly cooled from a high temperature, the nodular corrosion resistance becomes good.

ジルカロイ−2、ジルカロイ−4は、室温でα相
(h、c、p)をなし、従来の製造技術で被覆管を製造
すると、α相に比較的大きな析出物が一様に分散してい
る。こうしたジルカロイ−2、ジルカロイ−4にβ相
(b、c、c)安定元素であるニオブを添加すると、室
温でα相とβ相の二相となり、β相の混入により耐ノジ
ュラーコロージョン性が向上される。本発明では、かか
るニオブを所定量添加したジルカロイ−2、ジルカロイ
−4で複合被覆管の外管を構成することにより、前記耐
ノジュラーコロジョン性を向上したものである。
Zircaloy-2 and Zircaloy-4 form an α phase (h, c, p) at room temperature, and when a cladding tube is manufactured by a conventional manufacturing technique, relatively large precipitates are uniformly dispersed in the α phase. . When niobium, which is a β-phase (b, c, c) stable element, is added to such Zircaloy-2 and Zircaloy-4, it becomes two phases of α phase and β phase at room temperature, and the inclusion of β phase results in nodular corrosion resistance. Be improved. In the present invention, the nodular corosion resistance is improved by forming the outer tube of the composite clad tube with Zircaloy-2 and Zircaloy-4 containing a predetermined amount of niobium.

また、前記外管に障壁となる純ジルコニウムからなる
ライナ層を設けることにより、被覆管の外管がニオブ添
加のジルカロイで形成されても、耐PCI性を向上でき
る。
Further, by providing the outer tube with a liner layer made of pure zirconium as a barrier, the PCI resistance can be improved even if the outer tube of the cladding tube is formed of zircaloy containing niobium.

以上、外管をニオブ添加ジルカロイ、ライナ層を純ジ
ルコニウムで構成することによって、耐ノジュラーコロ
ージョン性と耐PCI性を兼備えた複合被覆管を有し、こ
れに核燃料物質を挿入することにより高信頼性の核燃料
要素を得ることができる。
As described above, by forming the outer tube with niobium-added zircaloy and forming the liner layer with pure zirconium, it has a composite cladding tube that has both nodular corrosion resistance and PCI resistance. A reliable nuclear fuel element can be obtained.

更に、本発明の核燃料要素を構成する複合被覆管にお
いて、その外管をニオブ添加ジルカロイ、ライナ層を純
ジルコニウムとすることによって、複合被覆管の製造時
に該外管中のニオブがライナ層の純ジルコニウム中に拡
散し、約5μm程度でニオブの濃度勾配をもつ拡散層が
生成され、外管とライナ層との密着強度を飛躍的に向上
できる。但し、原子炉内での使用温度が低いために、使
用中には外管のジルカロイ中のニオブがライナ層の純ジ
ルコニウム中に拡散せず、ライナ層により深い拡散層が
生成されることはない。従って、本発明は単に外管をニ
オブ添加ジルカロイ、ライナ層を純ジルコニウムとして
それら材料から予想し得る耐ノジュラーコロージョン
性、耐PCI性を向上するのに止まらず、それらニオブ添
加ジルカロイの外管と純ジルコニウムのライナ層とを組
合わせることによって、既述した外管、ライナ層間の密
着強度が向上した複合被覆管が得られるという従来技術
では予想し難い効果を発揮できる。
Further, in the composite cladding tube constituting the nuclear fuel element of the present invention, the outer tube is made of niobium-added Zircaloy and the liner layer is made of pure zirconium, so that the niobium in the outer tube becomes a pure liner layer during the production of the composite cladding tube. It diffuses into zirconium, and a diffusion layer having a niobium concentration gradient is generated at about 5 μm, and the adhesion strength between the outer tube and the liner layer can be dramatically improved. However, since the operating temperature in the reactor is low, the niobium in the outer tube zircaloy does not diffuse into the pure zirconium in the liner layer during use, and the liner layer does not form a deep diffusion layer. . Therefore, the present invention is not only to improve the outer tube of niobium-added zircaloy, the nodular corrosion resistance that can be expected from those materials with a pure zirconium liner layer, to improve the PCI resistance, the outer tube of those niobium-added zircaloy and By combining with the liner layer of pure zirconium, it is possible to obtain an effect which is difficult to predict in the conventional technique that the composite cladding tube with improved adhesion strength between the outer tube and the liner layer is obtained.

(発明の実施例) 以下、本発明の実施例を第1図及び第2図を参照して
説明する。
Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

まず、ジルカロイ−2(1.5%Sn−0.12%Fe−0.05%N
i−0.1%Cr−残部Zr)に0.2%のニオブを添加して溶解
し、β焼き入れ、鍛造及び機械切削を行なうことにより
ニオブ添加ジルカロイ−2の中空ビレットを作成した。
First, Zircaloy-2 (1.5% Sn-0.12% Fe-0.05% N
A hollow billet of niobium-added Zircaloy-2 was prepared by adding 0.2% niobium to (i-0.1% Cr-remainder Zr) and dissolving it, and performing β-quenching, forging, and machine cutting.

次いで、前記中空ビレット(外管)2と予め製作した
純ジルコニウムスリーブ(ライナ層)3の表面を清浄化
した後、これらを挿着して組合わせた。つづいて、前記
外管2及びライナ層3の境界線をエレクトロンビーム溶
接により真空中で溶接した。
Next, after cleaning the surfaces of the hollow billet (outer tube) 2 and the pure zirconium sleeve (liner layer) 3 previously manufactured, these were inserted and combined. Subsequently, the boundary line between the outer tube 2 and the liner layer 3 was welded in a vacuum by electron beam welding.

次いで、前記複合管を熱間押出し加工した後、ビルガ
ー管絞り機により冷間加工を繰返し、複数回のパスを経
て、仕上り形状とした。この冷間加工の合間には、580
℃で2時間の熱処理を行なって焼なましを行なった。つ
づいて、冷間加工を終了した複合管を600℃で2時間、
真空熱処理を行なって、複合被覆管1を製造した。得ら
れた複合被覆管は、全体の肉厚が約860μmで、かつ前
記ライナ層の厚さが約80〜90μmであった。この後、該
複合被覆管1の下端開孔部に下部端栓5bを挿着し、該被
覆管1内に核燃料ペレット4を収納し、更に被覆管1の
上部開孔部にスプリング6を介し上部端栓5aを挿着した
第1図及び第2図に示す核燃料要素を製造した。
Next, after hot-extruding the composite pipe, cold working was repeated with a Bilger pipe squeezing machine to obtain a finished shape through a plurality of passes. In between the cold work, 580
Annealing was performed by heat treatment at 2 ° C. for 2 hours. Next, the cold-worked composite pipe was heated at 600 ° C for 2 hours,
A vacuum heat treatment was performed to manufacture the composite cladding tube 1. The resulting composite cladding tube had an overall wall thickness of about 860 μm and a liner layer thickness of about 80-90 μm. After this, a lower end plug 5b is inserted into the lower end opening of the composite cladding tube 1, the nuclear fuel pellet 4 is housed in the cladding tube 1, and a spring 6 is inserted in the upper opening of the cladding tube 1. The nuclear fuel element shown in FIGS. 1 and 2 with the upper end plug 5a inserted was manufactured.

しかして、前記複合被覆管についてX線マイクロアナ
ライザによる断面の線分析を行なったところ、第3図の
元素分析を示す説明図を得た。なお、第3図において中
心線はジルカロイ−2の外管と純ジルコニウムのライナ
層との界面を示し、該中心線より左側の横軸はジルカロ
イ−2からなる外管(Zry−2)、右側の横軸はジルコ
ニウムからなるライナ層(Zr)の部分であり、縦軸は濃
度に比例した量である。
Then, line analysis of the cross section of the composite cladding tube was performed by an X-ray microanalyzer, and an explanatory diagram showing the elemental analysis of FIG. 3 was obtained. In FIG. 3, the center line indicates the interface between the outer tube of Zircaloy-2 and the liner layer of pure zirconium, and the horizontal axis on the left side of the center line is the outer tube made of Zircaloy-2 (Zry-2), the right side. The abscissa represents the liner layer (Zr) part made of zirconium, and the ordinate represents the amount proportional to the concentration.

本実施例で作製された複合被覆管では、第3図に示す
ように外管を形成するジルカロイ−2中のNbは純Zrから
なるライナ層に拡散が進行していることがわかる。Sn、
Fe、Cr、Niでは、拡散が観測されず、夫々Zrと金属間化
合物を界面に形成し、純Zrからなるライナ層とは拡散し
ないと思われる。Nbの拡散により、本実施例の複合被覆
管は外管2とライナ層3との密着性が格段に向上し、通
常の折曲げ試験では純Zrのライナ層3の剥離は起こらな
かった。
In the composite cladding tube produced in this example, as shown in FIG. 3, it can be seen that Nb in Zircaloy-2 forming the outer tube has diffused into the liner layer made of pure Zr. Sn,
In Fe, Cr, and Ni, no diffusion was observed, and it seems that Zr and intermetallic compound were formed at the interface, respectively, and did not diffuse into the liner layer made of pure Zr. Due to the diffusion of Nb, the adhesion between the outer tube 2 and the liner layer 3 was markedly improved in the composite cladding tube of this example, and the pure Zr liner layer 3 was not peeled off in the usual bending test.

また、本実施例の複合被覆管は耐ノジュラーコロージ
ョン性と耐PCI性を兼備えているものであった。
Moreover, the composite cladding tube of this example had both nodular corrosion resistance and PCI resistance.

[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば外管をニオブ添加
ジルカロイ、ライナ層を純ジルコニウムで構成すること
によって、耐ノジュラーコロージョン性と耐PCI性とを
兼備え、しかも外管とライナ層との密着強度が飛躍的に
向上された複合被覆管を有する高信頼性の核燃料要素を
提供できる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, the outer tube is made of niobium-added zircaloy and the liner layer is made of pure zirconium, so that it has both nodular corrosion resistance and PCI resistance. It is possible to provide a highly reliable nuclear fuel element having a composite cladding tube in which the adhesion strength between the tube and the liner layer is dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は複合被覆管内に核燃料ペレットを挿着した核燃
料要素を示す縦断面図、第2図は第1図の拡大横断面
図、第3図は外管とライナ層との界面におけるX線マイ
クロアナライザによる元素分析の説明図である。 1……複合被覆管、2……外管、3……ライナ層、4…
…核燃料ペレット、5a、5b……端栓、6……スプリン
グ。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a nuclear fuel element in which a nuclear fuel pellet is inserted in a composite cladding tube, FIG. 2 is an enlarged transverse sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is an X-ray at an interface between an outer tube and a liner layer. It is explanatory drawing of the elemental analysis by a microanalyzer. 1 ... Composite cladding tube, 2 ... Outer tube, 3 ... Liner layer, 4 ...
… Nuclear fuel pellets, 5a, 5b …… End plugs, 6 …… Springs.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ニオブを0.05〜5.00重量%添加したジルコ
ニウム合金管およびこの合金管内に挿入される金属ジル
コニウム障壁からなる複合被覆管と、この複合被覆管内
に挿入される核燃料物質本体とを具備し、 前記合金管と前記障壁との界面の近傍に位置する前記障
壁部分には、前記合金管からのニオブ拡散によりニオブ
拡散層が形成されていることを特徴とする核燃料要素。
1. A composite cladding tube comprising a zirconium alloy tube containing 0.05 to 5.00% by weight of niobium and a metal zirconium barrier inserted into the alloy tube, and a nuclear fuel material body inserted into the composite cladding tube. A nuclear fuel element, wherein a niobium diffusion layer is formed by niobium diffusion from the alloy tube in the barrier portion located near an interface between the alloy tube and the barrier.
【請求項2】前記障壁は、実質的に純粋のジルコニウム
からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
核燃料要素。
2. A nuclear fuel element according to claim 1, wherein the barrier is composed of substantially pure zirconium.
【請求項3】前記ジルコニウム合金は、ニオブ添加のジ
ルカロイ−2またはジルカロイ−4であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の核燃料要素。
3. The nuclear fuel element according to claim 1, wherein the zirconium alloy is zircaloy-2 or zircaloy-4 containing niobium.
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