ES2584420T3 - Método, uso y dispositivo en relación con reactores nucleares de agua ligera - Google Patents

Método, uso y dispositivo en relación con reactores nucleares de agua ligera Download PDF

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ES2584420T3 ES04700544.2T ES04700544T ES2584420T3 ES 2584420 T3 ES2584420 T3 ES 2584420T3 ES 04700544 T ES04700544 T ES 04700544T ES 2584420 T3 ES2584420 T3 ES 2584420T3
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Abstract

Método de producción y tratamiento de una lámina adecuada para usarse como un componente o como una parte de un componente (2, 12, 14, 16) en un elemento combustible para un reactor nuclear de agua ligera, comprendiendo el método comprende las siguientes etapas: a) producir una lámina de una aleación basada en Zr mediante forja, laminación en caliente y laminación en frío en un número de etapas adecuado, en el que dicha aleación contiene al menos un 96 por ciento en peso de Zr y es de un tipo tal que la lámina es adecuada para usarse para dicho componente (2, 12, 14, 16), b) llevar a cabo un enfriamiento α+β o un enfriamiento β de la lámina cuando la lámina se ha producido hasta un grosor que es igual al grosor final, o al menos casi igual al grosor final, de la lámina acabada, c) tratamiento térmico de la lámina en el rango de temperaturas de la fase α de dicha aleación, en el que la etapa c) se lleva a cabo después de que las etapas a) y b) se hayan llevado a cabo, caracterizado porque se lleva a cabo un estiramiento de la lámina durante el tratamiento térmico según la etapa c), en el que dicho estiramiento se lleva a cabo a una temperatura de como máximo la temperatura que constituye la temperatura más alta en el rango de temperaturas de la fase α de la aleación y al menos a la temperatura que es el 70% de dicha temperatura más alta con referencia a ºK, en el que dicho estiramiento se lleva a cabo de manera que la lámina directamente después de haber pasado por el estiramiento tiene un alargamiento restante comparado con el estado de la lámina inmediatamente antes del estiramiento, en el que dicho alargamiento restante está entre el 0,1% y el 7%.

Description

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DESCRIPCION
Metodo, uso y dispositivo en relacion con reactores nucleares de agua ligera Antecedentes de la invencion y tecnica anterior
La presente invencion se refiere a un metodo de produccion y tratamiento de una lamina adecuada para usarse como un componente o como una parte de un componente en un elemento combustible para un reactor nuclear de agua ligera, comprendiendo el metodo las siguientes etapas:
a) producir una lamina de una aleacion basada en Zr mediante forja, laminacion en caliente y laminacion en fno en un numero de etapas adecuado, en el que dicha aleacion contiene al menos un 96 por ciento en peso de Zr y es de un tipo tal que la lamina es adecuada para usarse para dicho componente,
b) llevar a cabo un enfriamiento a+p o un enfriamiento p de la lamina cuando la lamina se ha producido hasta un grosor que es igual al grosor final, o al menos casi igual al grosor final, de la lamina acabada,
c) tratamiento termico de la lamina en el rango de temperaturas de la fase a de dicha aleacion, en el que la etapa c) se lleva a cabo despues de que las etapas a) y b) se hayan llevado a cabo.
La invencion tambien se refiere a un uso y dispositivos que se describiran a continuacion.
El metodo descrito anteriormente puede usarse, por ejemplo, para producir cajas de canales para elementos combustibles para un reactor de agua en ebullicion (BWR). Tal metodo se conoce, por ejemplo, a traves del documento WO-A1-97/40659.
A continuacion se describira, en primer lugar, un ejemplo de un elemento combustible conocido para un BWR con referencia a las figuras 1-3.
La figura 1 muestra, por tanto, de manera esquematica un elemento combustible para un BWR. El elemento combustible comprende una caja de canales 2 (que en este caso unicamente se muestra a la derecha en la figura). En el interior de la caja de canales 2 estan dispuestas varias barras de combustible 3. Las barras de combustible 3 se extienden desde una placa superior 5 hasta una placa inferior 6. Las barras de combustible 3 consisten en tubos de envainado que contienen granulos con material combustible nuclear. En la figura se muestran varios granulos 4 de manera simbolica. En la parte superior, las barras de combustible 3 estan dotadas de tapones de extremo 8. Las barras de combustible hacen tope contra el lado inferior de la placa superior 5 con la ayuda de resortes helicoidales 9. Una pluralidad de separadores 7 estan dispuestos para retener las barras de combustible 3 a una distancia entre sf. El elemento combustible es largo y por tanto tiene una direccion longitudinal que en este caso esta indicada con un eje central 10. El elemento combustible puede a menudo comprender un canal de agua que habitualmente se extiende sustancialmente a lo largo de toda la longitud del elemento combustible y que activa un flujo de agua que no esta en ebullicion hacia arriba a traves del elemento combustible.
La figura 2 muestra de manera esquematica una seccion transversal de un elemento combustible para un BWR. Esta seccion transversal muestra que el elemento combustible comprende un canal de agua central 12 con una seccion transversal cuadrada y cuatro canales de agua 14 mas pequenos.
La figura 3 muestra de manera esquematica una seccion transversal de otra construccion de un elemento combustible para un BWR. Esta seccion transversal muestra que el elemento combustible en este caso unicamente comprende un canal de agua 16 que tiene una seccion transversal cuadrada.
Tanto la caja de canales 2 como los canales de agua 12, 14 y 16 mencionados anteriormente se producen a menudo a partir de materiales de lamina que se forman y se sueldan entre sf de una manera adecuada tal como conoce bien una persona con conocimientos dentro del campo. En referencia a la caja de canales 2, se puede producir mediante la produccion de dos laminas. Cada lamina se dobla de manera que se consigue un perfil con forma de U. Estos perfiles con forma de U pueden entonces soldarse entre sf de manera que se obtiene una caja de canales 2 con una seccion transversal cuadrada. La figura 4 indica de manera esquematica una seccion transversal de dos perfiles con forma de U de este tipo antes de que se hayan unido y soldado entre sf La figura 5 muestra la caja de canales 2 cuando los dos perfiles con forma de U se han soldado entre sf Las juntas de soldadura estan indicadas en este caso mediante 18.
Las cajas de canales y canales de agua para elementos combustibles se producen habitualmente en diferentes aleaciones basadas en Zr que conoce bien una persona con conocimientos dentro del campo. Por ejemplo, pueden usarse las aleaciones bien conocidas Zircaloy-2 y Zircaloy-4.
En el ambiente muy particular que constituye un reactor nuclear, los componentes que forman parte del mismo tienen que cumplir muchos requisitos. Se han producido, por tanto, un numero muy grande de sugerencias para la seleccion de material y los metodos de produccion de componentes para elementos combustibles para reactores nucleares. Incluso pequenas modificaciones en la composicion de las aleaciones o los parametros de produccion
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pueden tener una gran importancia para las propiedades de los componentes.
El documento WO-A1-97/40659 mencionado anteriormente describe un metodo de produccion de material de lamina de una aleacion basada en Zr para producir cajas de canales para elementos combustibles para un BWR. Segun el metodo descrito, se produce una lamina de la aleacion basada en Zr mediante forja, laminacion en caliente y laminacion en fno en varias etapas. Entre las etapas de laminacion puede llevarse a cabo un tratamiento termico. Cuando la lamina se ha producido hasta la dimension final o casi la dimension final pasa por un enfriamiento p. A traves del enfriamiento p, se mejoran las propiedades de una lamina. De ese modo, se mejoran las propiedades ante la corrosion, entre otras cosas. Ademas, a traves del enfriamiento p se consigue una textura mas aleatoria de los granos de cristal, lo que va en contra de la tendencia de una lamina a deformarse en direcciones seleccionadas particulares. Con una textura aleatoria quiere decirse que los granos de cristal se dirigen de manera aleatoria en direcciones diferentes. Con una textura no aleatoria quiere decirse, por tanto, que los granos de cristal tienden a dirigirse, en gran medida, en una o algunas direcciones particulares. Una lamina con una textura no aleatoria tiende, por tanto, a deformarse en direcciones seleccionadas particulares.
En este contexto puede notarse que las aleaciones de Zr usadas existen en una fase a a temperaturas inferiores (por ejemplo a temperatura ambiente). En la fase a, la estructura cristalina del material es hcp. A temperaturas mas altas (por ejemplo para Zircaloy-4 por encima de aproximadamente 980°C) la aleacion existe en una fase p. En esta fase, la estructura cristalina es bcc. A una temperatura que por ejemplo para Zircaloy-4 esta entre 810°C y 980°C la aleacion existe en una mezcla de fase a y fase p, una fase denominada fase a+p.
Segun el documento WOA1- 97/40659 mencionado anteriormente, la lamina puede pasar por un tratamiento termico en el rango de temperaturas de la fase a despues de dicho enfriamiento p. De ese modo, se mejoran adicionalmente las propiedades ante la corrosion de la lamina.
Sumario de la invencion
Incluso si el metodo descrito en el documento WO-A1-97/40659 mencionado anteriormente se muestra que funciona bien, hay margen para una mejora adicional del metodo de produccion.
Una finalidad de la presente invencion es por tanto proporcionar un metodo de produccion y tratamiento de laminas que tienen propiedades adicionalmente mejoradas. Una finalidad es aumentar de ese modo la planeidad y la rectilineidad de la lamina producida, de manera que puedan evitarse tratamientos posteriores con el fin de conseguir una alta planeidad o rectilineidad de la lamina. Una finalidad adicional es proporcionar un metodo de este tipo que puede llevarse a cabo con medios relativamente sencillos.
Estas finalidades se consiguen con un metodo tal como se define en la reivindicacion 1.
Durante el enfriamiento p, como se ha explicado anteriormente, tiene lugar una transformacion de fase desde la estructura bcc hasta la estructura hcp. Esta transformacion de fase tambien tiene lugar de manera parcial en un enfriamiento a+p. Dado que las fases tienen diferente estructura y diferente volumen, un cambio de volumen tiene lugar durante esta transformacion. Este cambio de volumen da lugar a que se introduzcan tensiones grandes en el material. Estas tensiones dan lugar a que la planeidad de la lamina producida puede no ser buena despues de tal transformacion de fase. Segun la presente invencion, la lamina se estira durante el tratamiento termico en el rango de temperaturas de la fase a de la aleacion que se lleva a cabo despues del enfriamiento del material. Dado que la lamina se estira, se liberan las tensiones que se han creado durante la transformacion de fase descrita anteriormente desde la estructura bcc hasta la estructura hcp. De ese modo, se obtiene una lamina plana y recta. Durante el tratamiento termico segun la etapa c) tambien se consiguen propiedades ante la corrosion mejoradas dado que este tratamiento termico hace posible que crezcan las denominadas partfculas de fase secundarias. Dado que la lamina se estira durante el tratamiento termico, el crecimiento de las partfculas de fase secundarias tiene lugar mas rapido dado que el estiramiento aumenta la velocidad de difusion. Dado que el tratamiento termico durante la deformacion da lugar a una difusion considerablemente mas rapida, es posible controlar el grado de crecimiento de las partfculas de fase secundarias a traves de la deformacion aplicada. Esto es ventajoso, en particular, para un tratamiento termico en un proceso de horno continuo. Para un proceso de horno continuo con hornos usados de manera convencional, puede, al contrario, ser diffcil conseguir un tiempo de calentamiento suficientemente largo con el fin de obtener el crecimiento deseado de las partfculas de fase secundarias. Dado que la lamina se estira durante el tratamiento termico, se consigue, segun la presente invencion un crecimiento suficiente de las partfculas de fase secundarias tambien en un proceso de horno continuo.
Preferiblemente, el tratamiento termico segun la etapa c) no debe llevarse a cabo durante una deformacion demasiado grande, dado que esto puede dar lugar a que la estructura hcp se recristalice en granos nuevos y mas grandes, que pueden dar lugar a que la textura de grano aleatoria que se ha obtenido a traves del enfriamiento se deteriore claramente por la recristalizacion y crecimiento de grano que tambien da lugar a una ductilidad disminuida debido al crecimiento de grano.
Segun una manera preferida de llevar a cabo el metodo, el tratamiento termico durante el estiramiento es el ultimo tratamiento termico por el cual pasa la lamina antes de conformarse y ensamblarse al componente para que el que
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se usa. Sin embargo, puede concebirse que un determinado tratamiento termico tambien pueda llevarse a cabo despues de la etapa c) mencionada anteriormente. Sin embargo, un tratamiento termico de este tipo debe ser de un tipo tal que la estructura del material que se consigue durante el tratamiento termico durante el estiramiento no se destruye.
Posiblemente, la lamina puede estirarse tambien entre las etapas b) y c), es decir tambien antes del tratamiento termico y el estirado segun la etapa c). Sin embargo, normalmente no es necesario tal estiramiento previo.
Segun una manera preferida de llevar a cabo el metodo, la etapa b) es un enfriamiento p. Tal como se ha mencionado anteriormente, el enfriamiento puede ser o bien un enfriamiento a+p o un enfriamiento p. Sin embargo, las mejores propiedades de la lamina se obtienen mediante un enfriamiento p. Ademas, el cambio de volumen mencionado anteriormente que aparece durante el estiramiento es mas prominente en un enfriamiento p. La invencion es por tanto particularmente ventajosa cuando se lleva a cabo un enfriamiento p en la etapa b).
Segun la invencion, dicho estiramiento se lleva a cabo a una temperatura de como maximo la temperatura que constituye la temperatura mas alta en el rango de temperaturas de la fase a de la aleacion y al menos a la temperatura que es el 70% de dicha temperatura mas alta con referencia a °K, preferiblemente a una temperatura que esta entre el 80% y el 98% de dicha temperatura mas alta con referencia a °K. Para un proceso de horno continuo, es decir un proceso en el que la lamina se mueve de manera continua en un horno, se lleva a cabo el estiramiento preferiblemente a una temperatura que esta entre el 90% y el 96% de dicha temperatura mas alta con referencia a °K. Por motivos de claridad, puede notarse que por ejemplo Zircaloy-4 existe en una fase a hasta aproximadamente 810°C y en una fase p por encima de aproximadamente 980°C. Entre ellas, la aleacion existe en una fase a+p. Dicha temperatura mas alta constituye por tanto en este caso 810°C, que corresponde a 1083°K. Por ejemplo, una temperatura de 750°C (que es 1023°K) constituye por tanto aproximadamente el 94% de dicha temperatura mas alta.
El estiramiento se lleva a cabo de manera que la lamina directamente despues de haber pasado por el estiramiento tiene un alargamiento restante comparado con el estado de la lamina inmediatamente antes del estiramiento.
El alargamiento restante esta entre el 0,1% y el 7%, preferiblemente entre el 0,2% y el 4%. Preferiblemente, el estiramiento se lleva a cabo de manera que dicha elongacion es inferior al grado de deformacion cntica de la aleacion. Debe notarse que cuando la lamina se enfna, se contrae de alguna forma segun el coeficiente de expansion termica del material. Por este motivo, el alargamiento restante se ha definido anteriormente para el estado en el que una lamina esta inmediatamente antes y despues del estiramiento, es decir antes de haberse enfriado y contrafdo de ese modo debido a la diferencia de temperatura. Como es evidente a partir de los alargamientos preferidos mencionados anteriormente, unicamente es necesario un alargamiento restante pequeno para liberar las tensiones que se han creado durante el enfriamiento del material. Por el grado de deformacion cntica se entiende el grado de deformacion en el que los granos de la fase a se recristalizan en granos nuevos y mas grandes. Incluso si la deformacion supera de alguna forma el grado de deformacion cntica, se obtiene unicamente un cambio marginal de la textura del material que no tiene ningun efecto negativo mayor en las propiedades del material. Sin embargo, la ductilidad del material puede verse afectada negativamente si se forman granos demasiado grandes. Preferiblemente, el grado de deformacion es por tanto inferior al grado de deformacion cntica de la aleacion.
El componente define de manera adecuada una direccion longitudinal que, cuando el componente se usa tal como esta previsto en dicho elemento combustible, es al menos sustancialmente paralelo a la direccion longitudinal del elemento combustible. El estiramiento de la lamina puede entonces llevarse a cabo de manera adecuada en una direccion que corresponde a la direccion longitudinal de dicho componente para el que esta prevista la lamina. La lamina puede ser larga de manera adecuada y de ese modo el estiramiento puede llevarse a cabo de manera adecuada en la direccion longitudinal de la lamina.
Otro aspecto de la invencion se refiere al uso de una lamina producida y tratada segun un metodo de la invencion. La lamina se usa de ese modo como dicho componente o como parte de dicho componente en un elemento combustible para un reactor nuclear de agua ligera. Dado que la lamina producida tiene buenas propiedades y es plana y recta, puede usarse de manera adecuada como componente en un reactor nuclear de agua ligera.
Segun un uso preferido, dicho componente es una caja de canales que define un espacio interno, en el interior de la caja de canales, en el elemento combustible, en el que una pluralidad de barras de combustible estan dispuestas en dicho espacio interno y en el que dicha lamina se usa para al menos una de las paredes de la caja de canales.
Preferiblemente, el elemento combustible mencionado anteriormente es un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion.
Segun otro uso ventajoso, dicho componente es un canal de agua dispuesto en el elemento combustible con el fin de posibilitar un flujo a traves del elemento combustible de agua que no esta en ebullicion, y en el que dicha lamina se usa como al menos una pared de dicho canal de agua.
Dado que las cajas de canales y canales de agua tienen una extension que constituye normalmente casi la totalidad
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del elemento combustible, es importante que estos componentes tengan buenas propiedades y buena planeidad y rectilineidad. Por tanto, de manera ventajosa, la lamina producida y tratada segun el metodo de la presente invencion se usa para estos componentes.
La invencion tambien se refiere a un metodo de produccion de una caja de canales para un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion, comprendiendo el metodo:
producir y tratar una pluralidad de laminas con un metodo segun la invencion, y
lograr una forma adecuada de estas laminas y unir las laminas de manera que se forma dicha caja de canales.
La invencion tambien se refiere a un metodo de produccion de un canal de agua para un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion, cuyo canal de agua se preve que forme parte de dicho elemento combustible para posibilitar un flujo a traves del elemento combustible de agua que no esta en ebullicion, comprendiendo el metodo
producir y tratar una pluralidad de laminas con un metodo segun la invencion, y lograr una forma adecuada de estas laminas y unir las laminas de manera que se forma dicho canal de agua.
A traves de estos metodos de produccion de cajas de canales y un canal de agua, respectivamente, se obtienen las ventajas que se han descrito anteriormente en referencia a la lamina usada.
La invencion tambien se refiere a un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion, que comprende:
una caja de canales con una estructura del material obtenida mediante el hecho de que la lamina que forma al menos la parte principal de las paredes de la caja de canales esta producida y tratada segun un metodo de la invencion, y
una pluralidad de barras de combustible que comprenden material combustible nuclear dispuestas dentro de dicha caja de canales.
La invencion tambien se refiere a un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion que comprende:
al menos un canal de agua con una estructura del material obtenida mediante el hecho de que la lamina que forma al menos la parte principal de las paredes del canal de agua esta producida y tratada segun un metodo de la invencion.
Tambien tienen propiedades ventajosas los elementos combustibles descritos anteriormente dado que la lamina que se usa para las paredes de la caja de canales y el canal de agua, respectivamente, esta producida y tratada con el metodo ventajoso segun la invencion.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 muestra de manera esquematica un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion.
La figura 2 muestra de manera esquematica una seccion transversal a traves de un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion.
La figura 3 muestra de manera esquematica una seccion transversal a traves de un reactor de agua en ebullicion de otra construccion.
La figura 4 muestra de manera esquematica una seccion transversal de dos perfiles con forma de U antes de unirse.
La figura 5 muestra de manera esquematica los perfiles con forma de U segun la figura 4 despues de haberse unido.
La figura 6 muestra de manera esquematica una vista lateral de una lamina en un dispositivo con el que puede estirarse la lamina.
Descripcion de realizaciones de la invencion
Se describira a continuacion un ejemplo de un metodo segun la invencion para producir y tratar una lamina que es adecuada para usarse como un componente o como una parte de un componente en un elemento combustible para un reactor nuclear de agua ligera.
Como material de partida, se usa una aleacion basada en Zr que contiene al menos un 96 por ciento en peso de Zr. La aleacion es de un tipo tal que es adecuado para usarse para por ejemplo una caja de canales o un canal de agua en un reactor nuclear de agua en ebullicion. Por ejemplo, pueden usarse las aleaciones conocidas Zircaloy-2 o Zircaloy-4. Ejemplos de contenidos de aleacion se dan en el documento WO-A1-97/40659 mencionado
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anteriormente. Tambien pueden usarse otras aleaciones basadas en Zr que son adecuadas para el uso. Un experto en la tecnica conoce bien que los contenidos de aleacion que es el caso en Zircaloy-2 o Zircaloy-4 pueden modificarse de diferentes maneras con el fin de conseguir propiedades deseadas. Tambien pueden usarse por ejemplo aleaciones basadas en Zr en las que el mayor constituyente de la aleacion es Nb. A modo de ejemplo, se describira a continuacion el uso de una aleacion de Zircaloy-4.
Se produce un lingote de esta aleacion. El lingote se forja dentro del rango de temperaturas de la fase p, a una temperature de aproximadamente 1150°C.
Se lleva a cabo una forja convencional para reducir el grosor del material dentro del rango de temperaturas de la fase a. Tras ello, el grosor se reduce adicionalmente mediante laminacion en caliente despues de un precalentamiento a por ejemplo 950°C durante 15 minutos o 750°C durante 45 minutos. La laminacion en caliente se lleva a cabo hasta un grosor de aproximadamente 20 mm a 30 mm. Tras ello, sigue una segunda laminacion en caliente hasta un grosor de aproximadamente 4 mm a una temperatura maxima de 650°C.
Entre estas laminaciones en caliente puede llevarse a cabo posiblemente un tratamiento termico a aproximadamente 1020°C durante de 5 a 10 minutos con el fin de homogeneizar los elementos de aleacion.
Tras ello, se lleva a cabo una laminacion en fno en varias etapas con el fin de reducir el grosor hasta el grosor final o al menos casi hasta el grosor final. Por ejemplo, pueden llevarse a cabo de una a tres laminaciones en fno con el fin de conseguir la variacion permisible correcta del grosor de lamina y el acabado superficial. Entre cada laminacion en fno, el material se trata termicamente de manera adecuada a aproximadamente 730°C en un proceso de horno continuo.
Tras ello, el material se enfna en p en cuanto a que se calienta a aproximadamente 1050°C durante aproximadamente 10 segundos a partir de lo cual se lleva a cabo un enfriamiento. La velocidad de enfriamiento puede ser de por ejemplo aproximadamente 25°C por segundo.
Despues del enfriamiento p, la lamina se trata termicamente a aproximadamente 750°C en un proceso de horno continuo. El tratamiento termico puede tener lugar por ejemplo durante 2-10 minutos, preferiblemente durante aproximadamente 8 minutos. Durante este tratamiento termico, la lamina se estira de manera que se consigue un alargamiento restante de aproximadamente 0,5%. Con alargamiento restante quiere decirse en este caso que la lamina se ha alargado esta cantidad directamente despues del estiramiento comparado con inmediatamente antes del estiramiento. Tras ello, la lamina puede posiblemente contraerse de alguna forma cuando se enfna segun el coeficiente de expansion termica del material.
La figura 6 muestra de manera esquematica como puede llevarse a cabo el estiramiento de la lamina en un proceso continuo. La lamina se alimenta hacia delante en el sentido que esta marcado con una flecha con la ayuda de un par de rodillos frontales 20 y un par de rodillos traseros 22. Si la velocidad de alimentacion con el par de rodillos frontales 20 es un poco mayor que la velocidad de alimentacion con el par de rodillos traseros 22, la lamina pasa por un estiramiento durante la alimentacion. Debe notarse que preferiblemente esta alimentacion tiene lugar en un horno de manera que la lamina se calienta al mismo tiempo que se estira. Debe notarse que el estiramiento no tiene que tener lugar necesariamente en un proceso continuo con la ayuda de rodillos, tal como se muestra en la figura 6. Tambien es posible que la lamina se disponga en algun otro tipo de dispositivo de estiramiento con el fin de llevar a cabo el estiramiento.
Preferiblemente, la lamina es larga y el estiramiento se lleva a cabo en la direccion longitudinal de la lamina. Esta direccion longitudinal corresponde de ese modo de manera adecuada a la direccion longitudinal del componente para el que va a usarse la lamina.
La lamina producida se usa preferiblemente como un componente o como una parte de un componente en un elemento combustible para un reactor nuclear de agua ligera, preferiblemente un reactor nuclear de agua en ebullicion. La lamina puede usarse por ejemplo para la caja de canales 2 que rodea tal elemento combustible. Otro uso es para el canal de agua o los canales de agua 12, 14, 16 que pueden formar parte de tal elemento combustible.
Puede producirse una caja de canales 2 para un elemento combustible para un BWR en cuanto a que se producen dos laminas de una dimension adecuada. Estas laminas se doblan, tras ello, hasta perfiles con forma de U, tal como se muestra en la figura 4. Posiblemente, las laminas pueden calentarse de alguna forma, por ejemplo hasta aproximadamente 200°C, antes de doblarse. Los perfiles con forma de U se sueldan, tras ello, entre sf, de una manera que conoce bien una persona con conocimientos dentro del campo. Posiblemente, la caja de canales 2 puede conformarse en cuanto a que se coloca en un accesorio de acero inoxidable, a partir de lo cual tiene lugar el calentamiento con el fin de transferir la forma del accesorio a la caja de canales 2.
Puede producirse de manera similar un canal de agua 12, 14, 16 para agua que no esta en ebullicion para un elemento combustible para un BWR. Se produce una lamina con el metodo segun la invencion. Se producen laminas de dimensiones adecuadas. Estas partes se conforman y se sueldan entre sf de manera que se obtiene un canal de agua 12, 14, 16 de una forma adecuada. Esta forma puede por ejemplo constituir un canal de agua cruciforme que consiste en diferentes partes de canal 12, 14, tal como se muestra en la figura 2, o como un canal de agua 16
cuadrado del tipo que se muestra en la figura 3.
La invencion tambien se refiere a un elemento combustible para un BWR nuclear. Un elemento combustible de este tipo tiene una caja de canales 2 con una estructura del material, planeidad y rectilineidad obtenidos en cuanto a que la lamina que forma las paredes de la caja de canales 2 esta producida y tratada segun el metodo que se ha descrito 5 anteriormente. El elemento combustible puede ser por ejemplo del tipo que se muestra de manera esquematica en la figura 1.
La invencion tambien se refiere a un elemento combustible para un BWR del que al menos un canal de agua 12, 14, 16 forma parte. Este canal de agua 12, 14, 16 tiene una estructura del material, planeidad y rectilineidad obtenidas en cuanto a que la lamina esta producida y tratada segun el metodo que se describio anteriormente. Evidentemente, 10 el elemento combustible puede tener tanto una caja de canales 2 como un canal de agua 12, 14, 16 que se fabrican a partir de laminas que estan producidas y tratadas con el metodo segun la invencion.
La invencion no esta limitada a los ejemplos descritos anteriormente sino que puede variarse dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

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  7. 10.
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    50 12.
    REIVINDICACIONES
    Metodo de produccion y tratamiento de una lamina adecuada para usarse como un componente o como una parte de un componente (2, 12, 14, 16) en un elemento combustible para un reactor nuclear de agua ligera, comprendiendo el metodo comprende las siguientes etapas:
    a) producir una lamina de una aleacion basada en Zr mediante forja, laminacion en caliente y laminacion en fno en un numero de etapas adecuado, en el que dicha aleacion contiene al menos un 96 por ciento en peso de Zr y es de un tipo tal que la lamina es adecuada para usarse para dicho componente (2, 12, 14, 16),
    b) llevar a cabo un enfriamiento a+p o un enfriamiento p de la lamina cuando la lamina se ha producido hasta un grosor que es igual al grosor final, o al menos casi igual al grosor final, de la lamina acabada,
    c) tratamiento termico de la lamina en el rango de temperaturas de la fase a de dicha aleacion,
    en el que la etapa c) se lleva a cabo despues de que las etapas a) y b) se hayan llevado a cabo, caracterizado porque se lleva a cabo un estiramiento de la lamina durante el tratamiento termico segun la etapa c), en el que dicho estiramiento se lleva a cabo a una temperatura de como maximo la temperatura que constituye la temperatura mas alta en el rango de temperaturas de la fase a de la aleacion y al menos a la temperatura que es el 70% de dicha temperatura mas alta con referencia a °K, en el que dicho estiramiento se lleva a cabo de manera que la lamina directamente despues de haber pasado por el estiramiento tiene un alargamiento restante comparado con el estado de la lamina inmediatamente antes del estiramiento, en el que dicho alargamiento restante esta entre el 0,1% y el 7%.
    Metodo segun la reivindicacion 1, en el que la etapa b) es un enfriamiento p.
    Metodo segun la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho estiramiento se lleva a cabo a una temperatura que esta entre el 80% y el 98% de dicha temperatura mas alta con referencia a °K.
    Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho estiramiento se lleva a cabo de manera que dicho alargamiento es inferior al grado de deformacion cntica de la aleacion.
    Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho alargamiento restante esta entre el 0,2% y el 4%.
    Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho componente (2, 12, 14, 16) define una direccion longitudinal que, cuando el componente se usa tal como esta previsto en dicho elemento combustible, es al menos sustancialmente paralelo a la direccion longitudinal (10) del elemento combustible y en el que dicho estiramiento de la lamina se lleva a cabo en una direccion que corresponde a la direccion longitudinal de dicho componente (2, 12, 14, 16) para el que esta prevista la lamina.
    Uso de una lamina producida y tratada segun el metodo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores como dicho componente o como una parte de dicho componente (2, 12, 14, 16) en un elemento combustible para un reactor nuclear de agua ligera.
    Uso segun la reivindicacion 7, en el que dicho componente es una caja de canales (2) que define un espacio interno, en el interior de la caja de canales (2), en el elemento combustible, en el que una pluralidad de barras de combustible (3) estan dispuestas en dicho espacio interno y en el que dicha lamina se usa para al menos una de las paredes de la caja de canales (2).
    Uso segun la reivindicacion 7 u 8, en el que el elemento combustible es un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion.
    Uso segun la reivindicacion 9 cuando depende de la reivindicacion 7, en el que dicho componente es un canal de agua (12, 14, 16) dispuesto en el elemento combustible con el fin de posibilitar un flujo a traves del elemento combustible de agua que no esta en ebullicion y en el que dicha lamina se usa como al menos una pared de dicho canal de agua (12, 14, 16).
    Metodo de produccion de una caja de canales (2) para un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion, comprendiendo el metodo:
    producir y tratar una pluralidad de laminas con el metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-6,
    lograr una forma adecuada de estas laminas y unir las laminas de manera que se forma dicha caja de canales (2).
    Metodo de produccion de un canal de agua (12, 14, 16) para un elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion, canal de agua (12, 14, 16) que esta previsto para formar parte de dicho
    5
  8. 13.
    10
  9. 14.
    15
    elemento combustible para posibilitar un flujo a traves del elemento combustible de agua que no esta en ebullicion, comprendiendo el metodo
    producir y tratar una pluralidad de laminas con el metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1-6,
    lograr una forma adecuada de estas laminas y unir las laminas de manera que se forma dicho canal de agua (12, 14, 16).
    Elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion que comprende:
    una caja de canales (2) con una estructura del material obtenida mediante el hecho de que la lamina que forma al menos la parte principal de las paredes de la caja de canales (2) esta producida y tratada segun el metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1-6,
    una pluralidad de barras de combustible (3) que comprenden material combustible nuclear dispuestas dentro de dicha caja de canales (2).
    Elemento combustible para un reactor nuclear de agua en ebullicion que comprende:
    al menos un canal de agua (12, 14, 16) con una estructura del material obtenida mediante el hecho de que la lamina que forma al menos la parte principal de las paredes del canal de agua (12, 14, 16) esta producida y tratada segun el metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1-6.
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