JP2001349974A - 上部ノズル - Google Patents

上部ノズル

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Kazuyuki Oizumi
和之 大泉
Takehisa Kimura
武久 木村
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Mitsubishi Nuclear Fuel Co Ltd
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】機械加工による加工精度が高くて加工が容易で
ある。 【解決手段】 燃料集合体の上部ノズル１を下部部品３
と上部部品５に２分割して機械加工で製作する。上部部
品５はトッププレート１３とパッド部１５とクランプ部
１７を有する。下部部品３はアダプタプレート７と側板
９…を有する。両部品を厚みの異なる枠板１３Ａと側板
９とで溶接して内側に段差１９ができる上部ノズル１を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉に使用され
る核燃料集合体に組み込まれる上部ノズルに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば加圧水型の原子炉に使用さ
れる核燃料集合体は、上部ノズルと下部ノズルの間に複
数の支持格子が所定間隔で配設され、計装用管及び複数
の制御棒案内管が各支持格子と上部ノズル及び下部ノズ
ルにそれぞれ固定され、更に各支持格子の格子空間に多
数の燃料棒が挿入されて保持されている。上部ノズルは
略四角形板状をなすアダプタプレートと、アダプタープ
レートの四辺を囲う４枚の側壁で構成されたエンクロー
ジャと、トッププレートとを有していて、トッププレー
トの上部の四つの角部には各一対のパッド部とクランプ
部とが形成されている。このような上部ノズルを製造す
るには、アダプタープレート、エンクロージャ、トップ
プレート、パッド部及びクランプ部をそれぞれ溶接で接
合するようにしていた。しかしながらこのようにして得
られた上部ノズルは溶接箇所が多いために、それぞれ溶
接部の健全性を確認する試験が必要であり煩雑であっ
た。また鋳造法等による一体成形では寸法精度の要求に
難点があり、また鋳造品欠陥が発生したりする問題があ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これに対して特開平３
−２５５３９０号公報では、アダプタプレートを下側部
品とし、その他の部品を上側部品として予め成形し、或
いはエンクロージャの中央部で水平方向に二分割して上
側部品及び下側部品として予め成形して、両者を溶接で
接合するようにしたものが提案されている。このように
製作すれば溶接が上側部品と下側部品の接合部一箇所で
済むために製造が容易で溶接の健全性を確認するための
試験も簡単であった。しかしながら、このような上部ノ
ズルの製造方法においては、上側部品を切削などの機械
加工で製造する場合、トッププレートの内面がエンクロ
ージャの内面よりも内側に突出して段差が設けられてい
るために、パッド部やクランプ部を加工する工程と段差
を加工する工程とで工作機械に対して上側部品を上下反
転してそれぞれセッティングしなければならず煩雑で手
間がかかるという欠点があった。また上側部品の上下を
加工するためにセッティングをし直すことで加工精度が
低下するという欠点もあった。
【０００４】本発明は、このような実情に鑑みて、機械
加工が容易で加工精度の高い上部ノズルを提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による上部ノズル
は、機械加工によってそれぞれ成形された、トッププレ
ート及びパッド部及びクランプ部を有する上部部品とア
ダプタプレート及びエンクロージャを有する下部部品と
をトッププレートとエンクロージャで溶接して一体化し
てなることを特徴とする。下部部品と上部部品とはトッ
ププレートとエンクロージャとで２分割することで、厚
みの大きいトッププレートと厚みの小さいエンクロージ
ャとで分割された状態でそれぞれ成形されることにな
り、そのために各部品の機械加工に際して、下部部品及
び上部部品とも各１回のセッティングで素材ブロックの
片側のみを加工して完全に成形でき、１回のセッティン
グ状態で一気に加工できるから各部品及び部分の加工精
度が高い。
【０００６】またトッププレートはエンクロージャとの
接合部の内面がエンクロージャの内面より突出して段差
が設けられていてもよい。段差の上下を切削加工すると
両側でそれぞれ切削するために２回セッティングする必
要があるが、本発明では段差の部分で分割して２部品と
したから上部及び下部品に段差は生じないために、それ
ぞれ片側からのみ切削加工すればよく加工のためのセッ
ティングも各１回で済む。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図４により説明する。図１は実施の形態による上部
ノズルの平面図、図２は上部ノズルの側面図、図３は上
部ノズルの中央縦断面図、図４は上部ノズルの上部部品
と下部部品を分離した状態の斜視図である。本発明の実
施の形態による上部ノズル１は下部部品３と上部部品５
をそれぞれ切削工具による機械加工によって予め別個に
成形して、溶接によって接合して構成されている。下部
部品３は略四角形板状、例えば正方形板状のアダプタプ
レート７の四辺をなす側部に４枚の側板９…即ちエンク
ロージャが一体形成されて構成され、各側板９はアダプ
タプレート７の側部から上方に直角に起立して薄板状に
形成されている。またアダプタプレート７は長穴形状の
スロット１０と制御棒クラスタ等の非核燃料炉心構成品
を挿入するための穴１１等が多数穿孔され、これらのス
ロット１０や穴１１等を冷却水等の冷却流体がスムーズ
に通過できるようになっている。
【０００８】また上部部品５は略四角形枠状、例えば正
方形枠状のトッププレート１３とその上面の４つの角部
に突出形成された平面視略Ｌ字型の各一対のパッド部１
５，１５及びクランプ部１７，１７とが設けられてい
る。パッド部１５はトッププレート１３の一方の対角方
向に対向配置され、案内ピン穴１６が穿孔されている。
クランプ部１７はトッププレート１３の他方の対角方向
に対向配置され、複数のホール１８が穿孔されている。
また上部部品５と下部部品３とは図２及び図３に示すよ
うにトッププレート１３の下面１３ａと側板９の上端９
ａとで接合されて溶接部２０を以て溶接されて一体化さ
れており、溶接状態でトッププレート１３と側板９とは
好ましくは外面が同一平面状に形成されている。しかも
トッププレート１３の各辺をなす枠板１３Ａは側板９よ
りも厚みが大きく、そのために内面側ではトッププレー
ト１３と側板９との間に段差１９が形成されている。換
言すれば内面では側板９の面から枠板１３Ａが内側に突
出しているともいえる。トッププレート１３の上部には
各枠板１３Ａ上に各クランプ部１７からパッド部１５に
向けて上方に傾斜する板状のスプリング２１…が装着さ
れている。
【０００９】本実施の形態による上部ノズル１は上述の
構成を備えており、次に上部ノズル１の組立方法につい
て説明する。まずスチール等からなる正方形板状または
直方体形状の図示しない素材ブロックをエンドミルやド
リルやＴスロットカッタ等の各種転削工具で切削加工し
て、アダプタプレート７が四枚の側板９…で囲われた形
状を有する下部部品３を一体形状として削り出す。工作
機械による切削加工に際して、素材ブロックを１回セッ
ティングした状態で一方（上方）からアダプタプレート
７及び側板９…を全て切削加工できる。同様に別の素材
ブロックを切削加工して四角枠形状をなすトッププレー
ト１３の上面角部に各一対のパッド部１５、１５及びク
ランプ部１７，１７を有する上部部品５を一体形状とし
て削り出す。この場合も、工作機械による切削加工に際
して、素材ブロックを１回セッティングした状態で一方
（上方）から略角柱状の枠板１３Ａでなるトッププレー
ト１３及び各一対のパッド部１５、１５及びクランプ部
１７，１７を切削加工できる。
【００１０】次に上部ノズル１の組立手順について説明
すると、二分割状態で予め製造された下部部品３及び上
部部品５を図４に示すように対向させて下部部品３の側
板９の上端９ａを上部部品５のトッププレート１３の各
枠板１３Ａの下面１３ａに当接させ、各側板９と枠板１
３Ａの両外面が同一平面状になるように位置決めして接
合部を溶接すればよい。
【００１１】上述のように本実施の形態によれば、下部
部品３と上部部品５とはトッププレート１３と側板９と
で分離して各部品を構成することとしたから、各部品の
機械加工に際して、下部部品３及び上部部品５とも各１
回のセッティングで素材ブロックの片側のみから加工し
て成形できるため、製造工程が少なくて製造コストが低
廉になる。しかも各部品３，５についてセッティングし
直すことなくそれぞれ１回のセッティングで一気に加工
できるから各部品及び部分の寸法精度及び加工精度が高
い。また加工工数が双方の部品に配分され、複数台の工
作機械で機械加工する場合、並行して加工できて効率的
であり機械稼働率が良く、この点でも製造コストを低廉
にすることができる。これに対して上述の従来技術によ
れば、アダプタプレートを下側部品として残りを上側部
品とした場合や、エンクロ−ジャの中央で分割して上側
及び下側部品とした場合でも、上側部品を機械加工する
際に、トッププレートの上側のパッド部やクランク部を
切削する場合とトッププレートの枠板及び側板の一部の
段差を切削する場合とで上面及び下面をそれぞれ加工す
るから２回セッティングする必要があり、これによって
加工精度が低下するという欠点が生じる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る上部
ノズルは、機械加工によってそれぞれ成形された、トッ
ププレート及びパッド部及びクランプ部を有する上部部
品とアダプタプレート及びエンクロージャを有する下部
部品とをトッププレートとエンクロージャで溶接して一
体化してなるから、各部品の機械加工に際して、下部部
品及び上部部品とも各１回のセッティングで素材ブロッ
クの片側のみから加工して完全に成形でき、セッティン
グし直すことなく一気に加工できるから製造工程が少な
くて製造コストが低廉で加工精度が高い。また加工工数
が双方の部品に配分され、複数台の工作機械で機械加工
する場合、並行して加工できて効率的であり機械稼働率
が良く、この点でも製造コストを低廉にすることができ
る。
【００１３】またトッププレートはエンクロージャとの
接合部の内面がエンクロージャの内面より突出して段差
が設けられているから、段差の上下を切削加工すると両
側でそれぞれ切削するために２回セッティングする必要
があるが、段差の部分で分割して２部品としたためにそ
れぞれ片側からのみ切削加工すればよく加工のためのセ
ッティングも各１回で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による上部ノズルの平面
図である。
【図２】 上部ノズルの側面図である。
【図３】 上部ノズルの中央縦断面図である。
【図４】 上部ノズルの上部部品と下部部品の分解斜視
図である。
【符号の説明】
１ 上部ノズル ３ 下部部品 ５ 上部部品 ７ アダプタプレート ９ 側板（エンクロージャ） １３ トッププレート １３Ａ 枠板 １９ 段差 ２０ 溶接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 弘平 茨城県那珂郡東海村大字舟石川622番地１ 三菱原子燃料株式会社内 (72)発明者 菅井 憲治 茨城県那珂郡東海村大字舟石川622番地１ 三菱原子燃料株式会社内 (72)発明者 大泉 和之 新潟県新潟市小金町三丁目１番１号 三菱 マテリアル株式会社新潟製作所内 (72)発明者 木村 武久 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機械加工によってそれぞれ成形された、
    トッププレート及びパッド部及びクランプ部を有する上
    部部品とアダプタプレート及びエンクロージャを有する
    下部部品とを前記トッププレートとエンクロージャで溶
    接して一体化してなることを特徴とする上部ノズル。
  2. 【請求項２】 前記トッププレートはエンクロージャと
    の接合部の内面が前記エンクロージャの内面より突出し
    て段差が設けられていることを特徴とする請求項１記載
    の上部ノズル。
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