JP2807963B2 - 燃料棒端栓の封詰方法 - Google Patents
燃料棒端栓の封詰方法Info
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- JP2807963B2 JP2807963B2 JP6082224A JP8222494A JP2807963B2 JP 2807963 B2 JP2807963 B2 JP 2807963B2 JP 6082224 A JP6082224 A JP 6082224A JP 8222494 A JP8222494 A JP 8222494A JP 2807963 B2 JP2807963 B2 JP 2807963B2
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- Japan
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- vent hole
- end plug
- fuel rod
- welding
- sealing
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Laser Beam Processing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子燃料用燃料棒の成
型加工の最終段階で実施するヘリウム加圧状態での燃料
棒の端栓の封詰溶接に関するものである。
型加工の最終段階で実施するヘリウム加圧状態での燃料
棒の端栓の封詰溶接に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃料集合体を構成する燃料棒は、被覆管
の内部に多数の燃料ペレットやプレナムスプリングを装
填し、この被覆管の上下部に上部端栓と下部端栓とを夫
々溶接したものである。そしてこの燃料棒は、冷却材の
圧力によって被覆管がクリープコラプスを起こさないよ
う、また燃料ペレットと被覆管の間のギャップ熱伝達率
を高めるなどの目的で、内部にヘリウムガスが加圧封詰
される。
の内部に多数の燃料ペレットやプレナムスプリングを装
填し、この被覆管の上下部に上部端栓と下部端栓とを夫
々溶接したものである。そしてこの燃料棒は、冷却材の
圧力によって被覆管がクリープコラプスを起こさないよ
う、また燃料ペレットと被覆管の間のギャップ熱伝達率
を高めるなどの目的で、内部にヘリウムガスが加圧封詰
される。
【０００３】上記ヘリウムガスの加圧封詰は、例えば燃
料棒の上部をチャンバー内に挿入し、上部端栓に軸方向
に貫通したベントホールから上記燃料棒内に加圧ガスを
導入した後、ベントホールの中心位置に電極を位置決め
し、ＴＩＧ溶接にてベントホールを溶接することによっ
て行われている。
料棒の上部をチャンバー内に挿入し、上部端栓に軸方向
に貫通したベントホールから上記燃料棒内に加圧ガスを
導入した後、ベントホールの中心位置に電極を位置決め
し、ＴＩＧ溶接にてベントホールを溶接することによっ
て行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の端栓の封詰方法においては、溶接を行うに際しては
燃料棒１本毎に端栓と電極との間のギャップ調整を行わ
ねばならず、また電極の寿命も短いために頻繁に電極交
換を行う必要があり、溶接作業に時間を要するという問
題を有している。
来の端栓の封詰方法においては、溶接を行うに際しては
燃料棒１本毎に端栓と電極との間のギャップ調整を行わ
ねばならず、また電極の寿命も短いために頻繁に電極交
換を行う必要があり、溶接作業に時間を要するという問
題を有している。
【０００５】また、上記封詰溶接をレーザーで行うこと
もあるが、その場合には、レーザー光の有効径よりも大
きなベントホールは封止することができないことからベ
ントホールを小さくする必要があり、このために、燃料
棒内を充分に加圧するのに時間を要するという問題があ
った。なお、この問題点の解消手段としてレーザー光の
有効径を大きくすることが考えられるが、このためには
レーザー発光装置の容量をほぼ有効径の２乗の比で大き
くしなければならず大きくコストがかさむという別の問
題を招来する。
もあるが、その場合には、レーザー光の有効径よりも大
きなベントホールは封止することができないことからベ
ントホールを小さくする必要があり、このために、燃料
棒内を充分に加圧するのに時間を要するという問題があ
った。なお、この問題点の解消手段としてレーザー光の
有効径を大きくすることが考えられるが、このためには
レーザー発光装置の容量をほぼ有効径の２乗の比で大き
くしなければならず大きくコストがかさむという別の問
題を招来する。
【０００６】本発明は叙上の如き実状に対処し、レーザ
ー光を所定の軌跡で照射することにより、燃料棒内を迅
速に加圧するのに充分な大きさのベントホールをこのレ
ーザー光にて溶接せしめ、ヘリウムガスの加圧時間を短
縮すると共に、従来のＴＩＧ溶接で問題となった電極と
端栓のギャップ調整や電極の交換作業を不要にすること
を目的とするものである。
ー光を所定の軌跡で照射することにより、燃料棒内を迅
速に加圧するのに充分な大きさのベントホールをこのレ
ーザー光にて溶接せしめ、ヘリウムガスの加圧時間を短
縮すると共に、従来のＴＩＧ溶接で問題となった電極と
端栓のギャップ調整や電極の交換作業を不要にすること
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、上記目的に適合す
る本発明の端栓の封詰方法は、前述の如く燃料棒の一端
をチャンバーの加圧室内に挿入し、端栓のベントホール
から燃料棒内に加圧ガスを導入後、このベントホールを
溶接により閉塞する燃料棒端栓の封詰方法において、上
記ベントホールの溶接をレーザー溶接によって行うと共
に、レーザー光を上記ベントホールの周縁部に沿い照射
せしめ、上記レーザー光の有効径よりも大なる径のベン
トホール周縁部を溶融し該ベントホールを閉塞すること
を特徴とする。
る本発明の端栓の封詰方法は、前述の如く燃料棒の一端
をチャンバーの加圧室内に挿入し、端栓のベントホール
から燃料棒内に加圧ガスを導入後、このベントホールを
溶接により閉塞する燃料棒端栓の封詰方法において、上
記ベントホールの溶接をレーザー溶接によって行うと共
に、レーザー光を上記ベントホールの周縁部に沿い照射
せしめ、上記レーザー光の有効径よりも大なる径のベン
トホール周縁部を溶融し該ベントホールを閉塞すること
を特徴とする。
【０００８】
【作用】上記本発明の封詰方法においては、ベントホー
ルの周縁部に沿ってレーザー光を照射することから、レ
ーザー光の有効径より大きな径のベントホールでも封詰
溶接が可能となり、これにより燃料棒へのガス加圧時間
を短縮すると共に、ＴＩＧ溶接で生じていた電極と端栓
のギャップ調整や電極の交換作業を不要とすることが可
能となる。
ルの周縁部に沿ってレーザー光を照射することから、レ
ーザー光の有効径より大きな径のベントホールでも封詰
溶接が可能となり、これにより燃料棒へのガス加圧時間
を短縮すると共に、ＴＩＧ溶接で生じていた電極と端栓
のギャップ調整や電極の交換作業を不要とすることが可
能となる。
【０００９】
【実施例】以下さらに添付図面を参照し、本発明の実施
例を説明する。
例を説明する。
【００１０】図１は本発明実施例において上部端栓の封
詰方法の要部を示す斜視図、図２は同方法を示す断面
図、図３は同方法に使用して好適な上部端栓の一例を示
す一部断面図、図４は燃料棒の概要図である。
詰方法の要部を示す斜視図、図２は同方法を示す断面
図、図３は同方法に使用して好適な上部端栓の一例を示
す一部断面図、図４は燃料棒の概要図である。
【００１１】図４に示すように、燃料棒１は、被覆管２
の内部に多数の核燃料ペレット３とプレナムスプリング
４とを装填すると共に、被覆管２の上部に上部端栓５、
下部に下部端栓６を夫々溶着した構成を有している。
の内部に多数の核燃料ペレット３とプレナムスプリング
４とを装填すると共に、被覆管２の上部に上部端栓５、
下部に下部端栓６を夫々溶着した構成を有している。
【００１２】そして、本発明実施例で使用する上部端栓
５は、図１に示す如く、この端栓の軸方向に加圧ガス封
入のためのベントホール７が形成されている。また、図
３に示す例においては、この上部端栓５の上面５ａの上
記ベントホール７の周囲に溶接用突起８がリング状に形
成されている。この溶接用突起８は、レーザー光によっ
て溶融したときに、毛管現象によってベントホール７に
吸い込まれ、このベントホール端部を閉塞し封詰する作
用を有している。この溶接用突起８の寸法は、高さＨ、
厚みＤ、共に約0.4 〜1.0mm が適当である。
５は、図１に示す如く、この端栓の軸方向に加圧ガス封
入のためのベントホール７が形成されている。また、図
３に示す例においては、この上部端栓５の上面５ａの上
記ベントホール７の周囲に溶接用突起８がリング状に形
成されている。この溶接用突起８は、レーザー光によっ
て溶融したときに、毛管現象によってベントホール７に
吸い込まれ、このベントホール端部を閉塞し封詰する作
用を有している。この溶接用突起８の寸法は、高さＨ、
厚みＤ、共に約0.4 〜1.0mm が適当である。
【００１３】一方、本発明実施例の上部端栓の封詰方法
では、先ず図２に示すように、燃料棒１をチャンバー９
内に挿入し、チャック機構１１で把持することにより位
置決めした後、シール機構１２によりチャンバー９を密
閉する。そしてこの密閉後、チャンバー９内を真空引き
し、Ｈｅ加圧孔１０よりヘリウムガスを供給してチャン
バー９を所定の圧力まで加圧する。これにより、ベント
ホール７を通じて燃料棒１内も所定の圧力まで加圧され
る。この状態で、レーザーヘッド１４よりレーザ透過ガ
ラス１３を通してレーザー光Ｌをチャンバー９内に照射
する。レーザー光Ｌは図１に示すように、レーザーヘッ
ド１４に組み込まれた回転機構（図示せず）によりベン
トホール７の周縁部に沿って照射され、溶融したこの周
縁部の母材によりベントホール７が密閉される。この場
合図３に示したように、ベントホール７の周囲に溶接用
突起８を設けておくと溶融体積がより多く確保できるた
め好ましい。
では、先ず図２に示すように、燃料棒１をチャンバー９
内に挿入し、チャック機構１１で把持することにより位
置決めした後、シール機構１２によりチャンバー９を密
閉する。そしてこの密閉後、チャンバー９内を真空引き
し、Ｈｅ加圧孔１０よりヘリウムガスを供給してチャン
バー９を所定の圧力まで加圧する。これにより、ベント
ホール７を通じて燃料棒１内も所定の圧力まで加圧され
る。この状態で、レーザーヘッド１４よりレーザ透過ガ
ラス１３を通してレーザー光Ｌをチャンバー９内に照射
する。レーザー光Ｌは図１に示すように、レーザーヘッ
ド１４に組み込まれた回転機構（図示せず）によりベン
トホール７の周縁部に沿って照射され、溶融したこの周
縁部の母材によりベントホール７が密閉される。この場
合図３に示したように、ベントホール７の周囲に溶接用
突起８を設けておくと溶融体積がより多く確保できるた
め好ましい。
【００１４】以上、本発明の実施例を説明したが、ベン
トホールを下部端栓に設ける場合には、燃料棒の下部端
栓側をチャンバー９内に挿入して同様に封詰を行うこと
が可能である。
トホールを下部端栓に設ける場合には、燃料棒の下部端
栓側をチャンバー９内に挿入して同様に封詰を行うこと
が可能である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の端栓の封
詰方法は、加圧ガスを端栓のベントホールから燃料棒に
導入し、後このベントホールをレーザー光により溶接封
詰するに際し、レーザー光を上記ベントホールの周縁部
に沿い照射することにより、上記レーザー光の有効径よ
りも大なる径のベントホールを溶融し閉塞するものであ
り、これにより大径のベントホールを採用せしめて、燃
料棒へのガス加圧時間を短縮すると共に、従来ＴＩＧ溶
接で生じていた電極と端栓のギャップ調整や電極の交換
作業を不要として、封詰作業を極めて簡便に行わしめる
との顕著な効果を奏するものである。
詰方法は、加圧ガスを端栓のベントホールから燃料棒に
導入し、後このベントホールをレーザー光により溶接封
詰するに際し、レーザー光を上記ベントホールの周縁部
に沿い照射することにより、上記レーザー光の有効径よ
りも大なる径のベントホールを溶融し閉塞するものであ
り、これにより大径のベントホールを採用せしめて、燃
料棒へのガス加圧時間を短縮すると共に、従来ＴＩＧ溶
接で生じていた電極と端栓のギャップ調整や電極の交換
作業を不要として、封詰作業を極めて簡便に行わしめる
との顕著な効果を奏するものである。
【図１】本発明実施例において上部端栓の封詰方法の要
部を示す斜視図である。
部を示す斜視図である。
【図２】同方法を示す断面図である。
【図３】同方法に使用して好適な上部端栓の一例を示す
一部断面図である。
一部断面図である。
【図４】燃料棒の概要図である。
１ 燃料棒 ２ 被覆管 ３ 燃料ペレット ４ プレナムスプリング ５ 上部端栓 ５ａ 端栓上面 ６ 下部端栓 ７ ベントホール ８ 溶接用突起 ９ チャンバー １０ Ｈｅ加圧孔 １１ チャック機構、 １２ シール機構 １３ レーザー光透過部 １４ レーザーヘッド Ｌ レーザー光
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料棒の一端をチャンバーの加圧室内に
挿入し、端栓のベントホールから燃料棒内に加圧ガスを
導入後、このベントホールを溶接により閉塞する燃料棒
端栓の封詰方法において、上記ベントホールの溶接をレ
ーザー溶接によって行うと共に、レーザー光を上記ベン
トホールの周縁部に沿い照射せしめ、上記レーザー光の
有効径よりも大なる径のベントホール周縁部を溶融し該
ベントホールを閉塞することを特徴とする燃料棒端栓の
封詰方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6082224A JP2807963B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 燃料棒端栓の封詰方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6082224A JP2807963B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 燃料棒端栓の封詰方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270588A JPH07270588A (ja) | 1995-10-20 |
| JP2807963B2 true JP2807963B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=13768444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6082224A Expired - Fee Related JP2807963B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 燃料棒端栓の封詰方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807963B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106735754B (zh) * | 2016-12-13 | 2019-09-17 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种环形燃料元件的焊接方法 |
| CN113385812B (zh) * | 2021-05-31 | 2022-11-18 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种小管径薄壁金属导管无芯棒激光端面自熔焊封方法 |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP6082224A patent/JP2807963B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07270588A (ja) | 1995-10-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980602 |
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