压水堆用N36高性能锆合金

摘要

中国核动力研究设计院开发了用作核反应堆燃料元件包壳材料及其它堆芯结构材料的N36锆合金.目前,由低变形工艺(LDP)制成的N36锆合金特征组件已在商业压水堆内辐照考验.此后,开展了大变形工艺的N36锆合金管材加工工艺优化工作,而由这两种工艺管材制成的先导组件目前正在同一个压水堆内辐照考验.本文主要阐述了低变形工艺N36锆合金管材的堆内外性能.结果表明,经过两个循环的辐照考验后,燃耗达到约20-28 GWd/MTU,特征组件显示出了良好的堆内性能.此时低变形工艺N36包壳管材的平均最大氧化膜厚度约为18μm,与ZIRLO合金相当,其辐照生长约为M合金(Zr-Nb合金)的80％.此外,还开展了大量堆外性能研究,如静态高压釜腐蚀、拉伸、低周疲劳能、轴向蠕变及蒸气氧化等.结果表明,N36锆合金具有良好的堆外性能.为了促进N36锆合金的商业应用,仍需开展更多的堆内辐照及相应的辐照后研究工作.