DE69024727T2

DE69024727T2 - Kornverfeinerung des Zirkoniums mittels Silizium

Info

Publication number: DE69024727T2
Application number: DE69024727T
Authority: DE
Inventors: Ronald A Graham
Original assignee: Teledyne Industries Inc
Current assignee: TDY Industries LLC
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2010-09-07
Also published as: JPH03163396A; EP0419096A1; US5076488A; EP0419096B1; DE69024727D1; CA2024604A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Kontrolle bzw. Steuerung der Kornstruktur in unlegiertem Zirkonium und, genauer gesagt, die Kontrolle bzw. Steuerung der Kornstruktur in Zirkonlum-Metallen, welche weniger als 300 ppm (parts per million) Fe enthalten.

Hintergrund der Erfindung

Zirkoniumrohre mit einer äußeren Schicht aus einer Zirkoniumlegierung und einer inneren Schicht aus unlegiertem Zirkonium werden in umfangreichem Maße in Kernkraftwerken und insbesondere in Siedewasserreaktoren verwendet.
Die Rohre werden verwendet, um eine Umhüllung zu bilden, welche Pellets aus nuklearen Brennstoffen, üblicherweise aus Urandioxid, enthält und trägt. Der Zweck der Einlage bzw. Auskleidung aus reinem oder unlegiertem Zirkonium besteht darin, lokale chemische oder mechanische Wechselwirkungen bzw. gegenseitige Beeinflussungen, oder beides, zwischen den Brennstoffpellets und der empfindlicheren und reaktiveren äußeren Umkleidung bzw. Ummantelung aus einer Zirkoniumlegierung während des Betriebs des Reaktors zu reduzieren oder zu vermeiden. Solche Wechselwirkungen bzw. gegenseitige Beeinflussungen zwischen den Brennstoffpellets und dem Hüllmaterial bzw. Hüllwerkstoff werden für einen Vorgang verantwortlich gemacht, welcher als "Jodunterstützte Rißbildung durch Spannungskorrosion" der äußeren Ummantelung aus einer Zirkonium-(Zirkaloy-) Legierung bezeichnet wird. Die resultierende Rißbildung der Ummantelung ist für die Sicherheit des Reaktorbetriebs und die Lebensdauer des Brennstoffes schädlich, da es hierdurch radioaktiven gasförmigen Produkten der Spaltungsreaktionen ermöglicht wird, sowohl durch die Ummantelung durchzudiffundieren und in den Reaktorbehälter zu entweichen, als auch einen direkten Kontakt von Wasser oder Dampf mit den Brennelementen bzw. Brennstoffelementen herzustellen.
Die derzeitige anerkannte Lösung des Problems der jodunterstützten Rißbildung durch Spannungskorrosion von Zirkoniumlegierungen ist der Notbehelf bzw. das Hilfsmittel des Versehens der Struktur der Zirkoniumlegierung mit einer inneren Auskleidung aus unlegiertem Zirkonium. Die GB-A-2,172,737 offenbart die Verwendung von nahezu reinem Zirkonium mit weniger als 5000 ppm Gesamtverunreinigungen mit einem Eisengehalt zwischen 250 bis 1000 ppm. Eine weitere Verbesserung dieser relativ inerten unreaktiven Auskleidung, welche eine Verformbarkeit bzw. Duktilität vorsieht, die benötigt wird, um zu verhindern, daß die Wechselwirkungen zwischen dem Brennstoff und der Umhüllung wie oben beschrieben auftreten, wird durch die Verwendung von im wesentlichen reinem Zirkonium erreicht.
In der US-A-4,390,497 ist die Verwendung einer Umhüllung aus derartigem, im wesentlichen reinem Zirkonium beschrieben, welches derart definiert ist, daß es weniger als 5000 ppm an Verunreinigungen enthält, mit einem Eisengehalt von 1500 ppm oder weniger und einem Siliciumgehalt von 120 ppm oder weniger.
In der JP-A-62 298 791 ist die Verwendung einer Auskleidung aus reinem Zirkonium offenbart, wobei der Gesamtbetrag bzw. Gesamtanteil von Aluminium und Silicium auf 70 ppm oder weniger eingestellt bzw. gesteuert ist, um den Widerstand gegen Rißbildung durch Spannungskorrosion zu verbessern.
Der Erfolg derartiger Auskleidungen hat die meisten Hersteller dazu veranlaßt, Auskleidungen aus reinem oder im wesentlichen reinem Zirkonium als umhüllende innere Auskleidung für die Rohre zu verwenden. Daher werden geringere Mengen an Sauerstoff- und Eisenverunreinigungen toleriert bzw. zugelassen. Dies führte zu einem zweiten Hauptproblem.
Wenn die Reinheit von Zirkonium ansteigt, so neigt die metallurgische Korngröße des Zirkoniums in der Auskleidung dazu, größer zu werden. Normalerweise neigen Verunreinigungen wie Eisen bei einem Vorhandensein in Mengen über deren Löslichkeitsgrenze in Zirkonium dazu, die Kornränder bzw. Korngrenzen während der Wärmebehandlung, die zur Herstellung der Auskleidung notwendig ist, festzuhalten bzw. zu fixieren, falls das Eisen als fein dispergierte zweite intermetallische Phase vorliegt. Außerdem tritt beim Anwachsen der Korngröße auch ein sekundäres Kornwachstum auf, welches zur Bildung einer uneinheitlichen, bi-modalen Korngrößenverteilung beiträgt, wobei viele kleinere Körner neben vielen großen Körnern vorliegen bzw. existieren. Diese bi-modale oder Duplex-Verteilung führt zu Problemen während des nachfolgenden bzw. sich anschließenden Herstellungsprozesses bzw. Herstellungsverfahrens zum Herstellen von eine Sperrwirkung aufweisenden Rohrwandungen zu fertigen Rohren.
Normalerweise werden Rohre aus Zirkoniumlegierungen, die zu unlegierten bzw. reinen Zirkoniumrohren weiterverarbeitet werden, in einer Pilgermühle durchmesserreduziert, wodurch sich die Größe des Rohres auf die vorgesehene Größe der Kombination bzw. Legierung für deren Umhüllungsfunktion verringert. Wenn die Reinheit der Zirkoniumauskleidung die Festhaltefunktion einiger Verunreinigungen verringert und eine bi-modale Kornverteilung erzeugt hat, so treten lokale Mikrorisse an den Korngrenzen zwischen den Anhäufungen von großen und kleinen Körnern auf. Es wird vermutet, daß die lokalen Verformungsinhomogenitäten, die zwischen Anhäufungen oder Gruppen von großen Körnern und Anhäufungen oder Gruppen von kleinen Körnern auftreten, dazu führen, daß das Zirkonium unterschiedlich auf durch Verformung hervorgerufene Spannungen reagiert. Es zeigt sich, daß die Spannungen bzw. Belastungen, die während des Vorganges der Durchmesserreduzierung auftreten, die Kohäsions- bzw. Bindefestigkeit der Korngrenzen überschreiten können. Die hieraus resultierenden Mikrorisse werden, falls sie in genügender Anzahl oder ausreichender Tiefe auftreten, die Fähigkeit bzw. Eigenschaft der Auskleidung zum Verhindern der lokalen Wechselwirkungen zwischen dem Brennstoff und der Auskleidung, die vorhergehend beschrieben wurden, wesentlich bzw. beträchtlich reduzieren.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Auftreten von Mikrorissen an den Korngrenzen in relativ reinem Zirkonium zu verhindern, welches als Brennstoff umhüllender Werkstoff für eine Auskleidung verwendet wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gleichförmig große bzw. gleichförmige, relativ kleine Korngrößen in Zirkonium, welches als Werkstoff für Umhüllungsauskleidungen verwendet wird, herzustellen, das weniger als 300 ppm (parts per million) Eisenverunreinigungen enthält.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verhindern der Bildung von bi- modalen Korngrößenverteilungen in unlegiertem Zirkonium, das als Werkstoff für Auskleidungen zum Umhüllen von Brennstoffen verwendet wird, vorzusehen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer gemeinsam stranggepreßten bzw. koextrudierten Umhüllung für nukleare Brennstoffe vorzusehen, welche eine äußere Röhre aus einer Zirkoniumlegierung aufweist, die mit einer inneren Auskleidung aus relativ reinem und unlegiertem Zikonium verbunden ist, welche durch konventionelles Mahlen hergestellt werden kann und eine hervorragende bzw. überlegene Widerstandsfähigkeit hinsichtlich schädlichen bzw. gesundheitsschädlichen Wechselwirkungen zwischen den Brennstoffpellets und der Umhüllung aufweist.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Gleichförmige Korngrößen mit geringem Durchmesser in im wesentlichen reinem Zirkonium, welches im allgemeinen weniger als 300 parts per million Eisen enthält, werden durch das Zugeben von geringen Mengen von Silicium zu den Zirkoniumanteilen während der Elektrodenbildung für das nachfolgende Vakuum-Lichtbogenschmelzen zum Herstellen von Zirkoniumblöcken bzw. -barren bzw. -brammen erreicht. Silicium wird in Mengen von 40 parts per million bis 120 parts per million und vorzugsweise in Mengen von 60 bis 90 parts per million zugegeben, um die erwähnten Aufgaben zu lösen und die angesprochenen Vorteile zu erreichen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines aus zwei Komponenten bestehenden Hüllelementes unter Verwendung des erfindungsgemäßen, im wesentlichen reinen, Zirkoniums ist in den Ansprüchen 3 bis 7 beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein Schaubild, bei dem der durchschnittliche Korndurchmesser über der Glühtemperatur zu einer konstanten Zeit für einen Bereich von Eisen und Silicium in unlegiertem Zirkonium abgetragen ist,
Fig. 2 zeigt ein Schaubild, in dem der durchschnittliche Korndurchmesser für unterschiedliche Konzentrationen bzw. Anteile von Silicium in Zirkonium fur nicht-abgeschreckte Walzblöcke und beta-abgeschreckte Walzblöcke abgetragen ist.

Genaue Beschreibung der Erfindung

Es ist bekannt, daß Silicium ein starker bzw. guter Homogenisierer für eine Vielzahl von Metallen wie Eisen, Titan und Aluminium sowie Zirkonium ist. Es wird vermutet, daß die atomistischen Eigenschaften der Kornhomogenisierung in Zirkonium von der Verbindung von Silicium mit Zirkonium und der Bildung einer tetragonalen Kristallstruktur, Zr&sub3;Si, herrühren. Es tritt eine Fällung bzw. Abtrennung von extrem feinen (kleiner als 10&supmin;&sup6; m) Zirkoniumsilicid-(Zr&sub3;Si)-Partikeln während des Abkühlens aus der beta- oder kubisch raumzentrierten Phase des Zirkoniums auf. Diese feinen Zr&sub3;Si-Abtennungen dienen zum Verlangsamen bzw. Verzögern der Bewegung der Korngrenzen. Hierdurch wird das Kornwachstum verzögert bzw. verlangsamt und eine sekundäre Rekristallisation wird verhindert. Die Körner folgen der klassischen log-normal Größe/Frequenzverteilung, wenn ihre Grenzen von den Zr&sub3;Si-Abtrennungen festgesteckt oder festgehalten werden. Da Anhäufungen von großen und kleinen Körnern nicht benachbart zueinanderliegen, treten keine großen Spannungen an den Korngrenzen während einer Kaltumformung auf. Da diese lokalen Spannungen nicht vorhanden sind, wird sich die Zirkonium-Auskleidung gleichmäßig und ohne Rißbildung an den Korngrenzen verformen.
Bei der Herstellung einer mit einer Sperrwirkung versehenen Rohrwandung als Umhüllung für nukleare Kernbrennstoffe sind eine äußere Schicht aus einer Zirkoniumlegierung und eine innere Schicht oder Sperrschicht aus unlegiertem Zirkonium vorgesehen. Gemäß der üblichen Vorgehensweise bzw. wie aus der Praxis bekannt wird ein Block bzw. ein Barren bzw. eine Bramme aus einer Zirkoniumlegierung (üblicherweise Zirkaloy 2) gesenkgeschmiedet, walzgeschmiedet, in Walzblöcke umgeformt und in Wasser, ausgehend von einer Temperatur von ungefähr 1050 bis 1150 ºC, beta-abgeschreckt. Ein Block bzw. ein Barren bzw. eine Bramme aus unlegiertem Zirkonium wird durch mehrfaches Vakuum-Lichtbogenschmelzen hergestellt und in Blöcke gesenkgeschmiedet und walzgeschmiedet. Die Blöcke werden zu Walzblöcken mit einer inneren Öffnung, die entlang der zentralen Achse bzw. Mittelachse gebohrt wird und deren Länge der Länge des Walzblockes entspricht, geformt bzw. umgearbeitet. Die Zirkoniumwalzblöcke werden im Bereich der alpha-Temperatur zu Rohren extrudiert. Das extrudierte Zirkoniumrohr wird auf Länge geschnitten und bearbeitet, um in eine zentrale Bohrung, die in dem Zirkaloywalzblock vorgesehen ist, zu passen. Das Auskleidungsrohr und der Zirkaloywalzblock werden gereinigt, montiert bzw. zusammengebaut und miteinander verschweißt. Die Anordnung aus Walzblock und Auskleidungsrohr wird bis in den alpha-Bereich (600 ºC bis 700 ºC) erwärmt und in eine eine Sperrwirkung aufweisende Rohrwandung koextrudiert. Während der Koextrusion erfolgt eine gründliche bzw. intensive Bindung zwischen der Sperrschicht und dem Zirkaloysubstrat bzw. Zirkaloyträger. Die koextrudierten Rohrwandungen werden anschließend im alpha-Bereich geglüht und können dann einer Reihe von Kaltumformungen und alpha-Glühbehandlungsschritten unterzogen werden, wozu üblicherweise eine Pilgermühle verwendet wird. Hierdurch wird eine Brennstoffumhüllung mit den endgültigen Maßen erzeugt.
Das Zugeben geringer Mengen von Silicium im Bereich von 40 bis 120 ppm (und vorzugsweise zwischen ungefähr 60 bis ungefähr 90 ppm) kann auf einfache Weise bzw. leicht während des Herstellens der Elektroden für den Block bzw. den Barren bzw. die Bramme erfolgen. Die Homogenität des Siliciums innerhalb des fertigen Blocks bzw. Barrens bzw. Bramme wird durch mehrfaches Vakuum-Lichtbogenschmelzen sichergestellt.
Eine gleichförmig geringe Korngröße wird durch mehrmaliges Kaltumformen, dem sich Rekristallisationsglühvorgänge anschließen, erreicht. Das Glühen ist auf eine Temperatur von weniger als 700 ºC für zwei Stunden Dauer begrenzt und vorzugsweise im Bereich von 620 ºC bis 675 ºC und weniger als 650 ºC für eine Stunde. Die Korngröße der koextrudierten Zirkonium-Auskleidung, die man hierdurch erhält, weist eine ASTM-Korngröße von 9,5 bis 11 auf.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung beinhalten das Erreichen einer gleichförmig feinen bzw. geringen Korngröße bei gleichzeitiger Steuerung bzw. Kontrolle des Gesamtniveaus an Verunreinigungen (insbesondere Eisen) auf ein geringeres Niveau als das vorher verwendete oder wie sie durch einige vorgeschlagene Anwendungen, die in der deutschen Patentanmeldung DE 36 09 074 A1, angemeldet am 18. März 1986 von Daniel Charquet und Marc Perez, offenbart sind, notwendig waren. Zusätzlich sind keine weiteren speziellen Wärmebehandlungen oder Abschreckvorgänge notwendig, um die Wirkung der Siliciumzugabe sicherzustellen. Da keine zusätzlichen Prozess- bzw. Verfahrensschritte notwendig sind, erhöhen sich die Herstellungskosten gegenüber bekannten bzw. konventionellen Verfahren nicht.
Es wurde eine Anzahl von Experimenten durchgeführt, um die Wirksamkeit von Silicium für die beschriebene Anwendung beurteilen zu können. Die erste Reihe von Experimenten bestand im Lichtbogenschmelzen von 250 g von Knöpfen bzw. Kapseln aus reinem Zirkonium mit absichtlichen Zusätzen von Eisen und Silicium, um die Wirksamkeit von Silicium gegenüber Eisen zu vergleichen. Die Eisenniveaus bzw. Eisenzugaben variierten zwischen 215 ppm und 1240 ppm. Silicium wurde in einem Bereich von 90 ppm einer niedrig mit Eisen (245 ppm Fe) angereicherten Kapsel hinzugefügt. Die Kapseln wurden in kleine rechteckförmige Blöcke bzw. Barren bzw. Brammen eingeschmolzen, welche anschließend in schmale rechteckförmige Blöcke bzw. Barren bzw. Brammen mit einer durchschnittlichen Dicke von 5,08 mm (0,2") warmgewalzt wurden. Das hierdurch hergestellte Warmwalzband wurde bei 625 ºC zwei Stunden lang vakuumgeglüht. Das geglühte Warmwalzband wurde auf 2,54 mm (0,1") Dicke kaltgewalzt und erneut bei 625 ºC zwei Stunden lang vakuumgeglüht. Der Streifen bzw. das Band wurde nachfolgend auf eine Dicke von 1,016 mm (0,040") kaltgewalzt. Abschließende Vakuum- oder Luft-Glühvorgänge wurden in Bereichen von 500 ºC bis 700 ºC zwischen 1,0 und 10 Stunden lang durchgeführt. Alle Proben wurden metallographisch vorbereitet und Schliffbilder hergestellt. Bei den Schliffbildern wurde eine die Linienschnittpunkte zählende Technik bzw. ein die Linienschnittpunkte zählendes Verfahren zur Bestimmung des durchschnittlichen Korndurchmessers in Mikrometern verwendet. Fig. 1 zeigt ein Schaubild, bei dem der durchschnittliche Korndurchmesser über der Glühtemperatur (Glühzeit 2 Stunden) für die oben genannten Bereiche der Zugaben von Eisen und Silicium abgetragen ist. Es ist ersichtlich, daß im nicht-abgeschreckten Zustand die Probe, die 92 ppm Si und 245 ppm Fe enthält, eine kleinere Korngröße aufweist als die Probe mit dem höchsten Eisengehalt von 1240 ppm.
Es wurde ein zweites Experiment durchgeführt, um die Wirksamkeit bzw. Auswirkungen variierender Bereiche bzw. Anteile von Silicium auf die Korngröße zu untersuchen. Es wurde eine Anzahl von Kapseln eingeschmolzen, um einen Bereich bzw. Gehalt von Silicium von 12 ppm bis 94 ppm zu erhalten. Die Kapseln wurden in rechteckförmige Blöcke bzw. Barren bzw. Brammen gegossen (drop cast), warmgewalzt, geglüht, kaltgewalzt und schließlich bei 625 ºC für 0,1 bis 10 Stunden geglüht, wie in dem ersten Experiment. Man erhielt den durchschnittlichen Korndurchmesser für eine 625 ºC - 10 Stunden Abschlußglühung, welcher in Fig. 2 über dem Siliciumanteil abgetragen ist. Zusätzlich wurde das Warmwalzband bei einer Dicke von 5,08 mm (0,2") in zwei gleiche Hälften zerteilt und eine Hälfte wurde beta-abgeschreckt, während dies mit der anderen Hälfte nicht erfolgte. Bezugnehmend auf Fig. 2 ist der optimale Anteil von Silicium größer als 40 ppm und kleiner als 100 ppm, wobei die größte bzw. beste Kornhomogenisierung bei ungefähr 60 ppm auftritt. Man hat herausgefunden, daß das beta-Abschrecken von Zirkonium, welches weniger als 300 ppm Eisen enthält, keine Auswirkungen auf die Wirksamkeit der Kornhomogenisierungsfähigkeit von Silicium hat.
Es wurde ein drittes Experiment durchgeführt, wobei die Laborexperimente auf das Niveau bzw. die Größe von Produktionsstätten gebracht wurden. Es wurde ein Block bzw. ein Barren bzw. eine Bramme aus reinem Zr mit einem Durchmesser von 355,6 mm (14") und der in der Tabelle 1 dargestellten chemischen Zusammensetzung hergestellt. Es ist anzumerken, daß der Zusatz an Silicium bei 60 ppm liegt und der Eisenanteil absichtlich bei ungefähr 300 ppm oder darunter liegt. Das Eisen- Silicium wurde vorzugsweise als Ferrosilicium zugegeben. Der Block bzw. der Barren bzw. die Bramme wurde auf einen Durchmesser von 190,5 mm (7 1/2") geschmiedet und auf die Länge von Extrusionswalzblöcken zersägt. Ein Walzblock wurde in einer beta-Lösung behandelt (900 bis 950 ºC über einen Zeitraum von 3 bis 4 Minuten) und mit Wasser abgeschreckt. Ein zweiter Walzblock wurde dieser Behandlung nicht unterzogen. Beide Walzblöcke wurden in der alpha-Phase bei einer maximalen Ofentemperatur von 700 ºC extrudiert. Es wurden Zirkaloy-2-Walzblöcke durch Schmieden und Bearbeiten vorbereitet, induktiv beta-abgeschreckt und anschließend endbearbeitet, um die fertigen Auskleidungen gemäß dem Stand der Technik aufzunehmen.
Die zwei koextrudierten Walzblöcke wurden zusammengebaut, geschweißt und auf ein Maß von 63,5 mm (2,5") Außendurchmesser x 11,176 mm (0,44") Wandstärke koextrudiert. Die Rohre wurden bei 620 ºC 60 Minuten lang vakuumgeglüht. Es wurden Proben der Auskleidung aus dem Kopfende und dem Fußende des koextrudierten Rohres entnommen. Die Korngröße wurde gemessen und ist in der Tabelle II dargestellt. Somit enthalten eine Sperrwirkung aufweisende Rohre, die nach Standardherstellungsverfahren produziert werden und 60 ppm Silicium enthalten, eine feine, gleichförmige Korngröße von 8,2 Mikrometern oder weniger. Messungen an Auskleidungen aus Produktionswerkstoffen ohne Siliciumzugaben zeigen eine durchschnittliche Korngröße von 16 Mikrometern. Außerdem zeigt die Silicium enthaltende bzw. tragende Mikrostruktur der Auskleidung keine Spuren einer sekundären Rekristallisation, was durch eine Duplex- Korngrößenverteilung bewiesen wurde. Tabelle 1 Wärme 355838 Zusammensetzung der Bramme Bramme mit Zr-Einlage 348 mm (13,7") L x 553,7 mm (21,8") B x 1606 mm H (730 lbs ) Tabelle II Kopfende Fußende beta-abgeschreckt nicht abgeschreckt
Der Kern der vorliegenden Erfindung bzw. die Eigenschaft der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß sie an andere Produktformen von Zirkonium oder Zirkoniumlegierungen anpaßbar ist. Speziell kommerziell verwendetes reines Zirkonium, das als UNS Grade R60702 bekannt ist, wurde von den kornhomogenisierenden Wirkungen von Silicium in den oberen Bereichen (100 bis 120 ppm) der vorliegenden Erfindung profitieren. Das feinkörnigere, eine größere Homogenität aufweisende Produkt, das hiermit bzw. hierdurch produziert werden könnte, weist eine bessere Verformbarkeit, speziell von Blechteilen, auf.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Erfindung sollte daher nur auf den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche beschränkt sein, die hinsichtlich des wichtigsten bzw. relevanten Standes der Technik interpretiert werden können.

Claims

1. Im wesentlichen reines Zirkconium zur Verwendung als Hüllmaterial für Kernbrennstoffelemente, das zwischen 40 ppm bis 120 ppm Silicium und weniger als 300 ppm Fe enthält.

2. Zirkonium nach Anspruch 1, bei dem die mittlere endgültige ASTM-Korngröße weniger als etwa 11 beträgt.

3. Verfahren zur Herstellung eines Zweikomponenten-Hüllelements für die Aufnahme von Kernbrennstoff, bei dem eine Außenschale des genannten Elements im wesentlichen aus einer Zirkoniumlegierung besteht und die Innenschale des genannten Elements aus einem nicht legierten Zirkoniumrohr besteht, das zusammen mit der genannten äußeren Legierungsschale unter Bildung eines einheitlichen Gegenstandes koextrudiert wurde, das die Schritte umfaßt

Bildung eines äußeren Rohr-Walzblocks mit vorgegebenen Abmessungen aus einer Zirkoniumlegierung; Erhitzen der genannten Legierung auf eine Temperatur in der β-Phase und Abschrecken der genannten Legierung,

Formen eines Rohrs aus im wesentlichen reinem Zirkonium, wie es in Anspruch 1 und Anspruch 2 beansprucht wird, mit vorgegebenen Abmessungen, das erhalten wurde durch Extrusion bei einer Temperatur in der α-Phase, wobei die genannten vorgegebenen Abmessungen so sind, daß das genannte nicht legierte Zirkoniumrohr genau in das genannte Rohr aus der Zirkoniumlegierung eingepaßt ist, sodaß dazwischen eine Grenzfläche ausgebildet wird,

Koextrudieren des genannten Rohrs und des genannten Walzblocks unter Bildung eines einheitlichen Hüllrohres.

4. Verfahren nach Anspruch 3 bei dem das koextrudierte Hüllrohr unter Vakuum bei einer Temperatur von 600ºC bis 700ºC geglüht wird, um das genannte Zirkonium und die Zirkoniumlegierung für weitere Kaltumform-Bedingungen zu rekristallisieren, wobei die Auskleidung aus nicht legiertem Zirkonium des koextrudierten einheitlichen Hüllrohrs dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwischen 40 ppm und 120 ppm Silicium und weniger als 300 ppm Fe enthält und eine feine gleichförmige Korngröße von weniger als 7 µm aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das koextrudierte Hüllrohr bei einer Temperatur von etwa 620ºC für etwa 20 Minuten im Vakuum geglüht wird.

6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das genannte innere Rohr aus im wesentlichen reinem Zirkonium vor der Koextrusion zusammen mit dem genannten äußeren Rohr aus einer Zirkoniumlegierung in der α-Phase bei einer Temperatur von etwa 700ºC extrudiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das genannte innere Rohr aus im wesentlichen reinem Zirkonium in der β-Phase bei einer Temperatur von 900ºC bis 950ºC einer Lösungsbehandlung unterzogen wird und mit Wasser abgeschreckt wird, bevor die Extrusion in der α-Phase erfolgt.