JP2846295B2 - 核燃料棒溶接装置 - Google Patents
核燃料棒溶接装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は核燃料棒溶接装置
に係り、特に、溶接チャンバーの酸素濃度を監視するよ
うにした核燃料棒溶接装置に関する。
に係り、特に、溶接チャンバーの酸素濃度を監視するよ
うにした核燃料棒溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決する課題】一般に核燃料
棒の溶接に際しては溶接時における酸素濃度が常に所定
の濃度以下になるようにし、溶接品質を確保し、原子炉
で照射した後における外観上の不具合の発生等を防止す
ることが行われている。
棒の溶接に際しては溶接時における酸素濃度が常に所定
の濃度以下になるようにし、溶接品質を確保し、原子炉
で照射した後における外観上の不具合の発生等を防止す
ることが行われている。
【０００３】図２は、従来の核燃料棒溶接装置１０の概
要を示す図であって、核燃料棒１１の端栓１２の溶接に
際しては、まず、核燃料棒１１の一開口端１１a を溶接
チャンバー１３内に位置させ、上記端栓１２を保持した
シャフト１４を溶接チャンバー１３内に挿入した後、溶
接チャンバー１３内を真空排気し、溶接チャンバー１３
が所定の真空度に達したら溶接トーチ１５を介して不活
性ガスが溶接チャンバー１３内に導入される。
要を示す図であって、核燃料棒１１の端栓１２の溶接に
際しては、まず、核燃料棒１１の一開口端１１a を溶接
チャンバー１３内に位置させ、上記端栓１２を保持した
シャフト１４を溶接チャンバー１３内に挿入した後、溶
接チャンバー１３内を真空排気し、溶接チャンバー１３
が所定の真空度に達したら溶接トーチ１５を介して不活
性ガスが溶接チャンバー１３内に導入される。
【０００４】そして、不活性ガスによって溶接チャンバ
ー１３内が一定の圧力に保持されるとともに、溶接チャ
ンバー１３内の酸素濃度が所定値以下になれば核燃料棒
１１の一開口端１１a に端栓１２がシャフト１１によっ
て圧入され、核燃料棒１１と端栓１２との突き合わせ面
の周方向の溶接が行われる。
ー１３内が一定の圧力に保持されるとともに、溶接チャ
ンバー１３内の酸素濃度が所定値以下になれば核燃料棒
１１の一開口端１１a に端栓１２がシャフト１１によっ
て圧入され、核燃料棒１１と端栓１２との突き合わせ面
の周方向の溶接が行われる。
【０００５】ところが、上記従来の核燃料棒溶接装置１
０においては、上述のように溶接チャンバー１３内から
排出されるガス中の酸素濃度を酸素濃度計１６により測
定するものであるため、溶接チャンバー１３内に導入さ
れたガスが回転する核燃料棒１１等によって撹拌、均一
混合された後の酸素濃度、すなわち、平均的な酸素濃度
を酸素濃度計１６により計測することになる。
０においては、上述のように溶接チャンバー１３内から
排出されるガス中の酸素濃度を酸素濃度計１６により測
定するものであるため、溶接チャンバー１３内に導入さ
れたガスが回転する核燃料棒１１等によって撹拌、均一
混合された後の酸素濃度、すなわち、平均的な酸素濃度
を酸素濃度計１６により計測することになる。
【０００６】しかも、核燃料棒１１においては酸素、窒
素に活性なジルコニュウム合金が主に使用されているた
め、溶接中には熱影響部近傍にある温度領域で酸素の捕
獲が行われ、排ガス中の酸素濃度を酸素濃度計１６によ
り測定する場合には上記酸素が捕獲された後の酸素濃度
を測定していることになる。
素に活性なジルコニュウム合金が主に使用されているた
め、溶接中には熱影響部近傍にある温度領域で酸素の捕
獲が行われ、排ガス中の酸素濃度を酸素濃度計１６によ
り測定する場合には上記酸素が捕獲された後の酸素濃度
を測定していることになる。
【０００７】図４は溶接チャンバー１３内に不活性ガス
を導入した後の排出側で計測される酸素濃度推移を示す
もので、時間t の経過とともに徐々に希釈され、あるレ
ベルを維持する状態が示されている。
を導入した後の排出側で計測される酸素濃度推移を示す
もので、時間t の経過とともに徐々に希釈され、あるレ
ベルを維持する状態が示されている。
【０００８】したがって、図５に示すように溶接チャン
バー１３内に供給される酸素濃度が急激に変動したとし
ても、排出側ではガスの撹拌、混合等によって平均化さ
れるため、上記酸素濃度の変動が検出できないケースが
起こる。
バー１３内に供給される酸素濃度が急激に変動したとし
ても、排出側ではガスの撹拌、混合等によって平均化さ
れるため、上記酸素濃度の変動が検出できないケースが
起こる。
【０００９】しかも、図４の状態で溶接を実施した際に
は、溶接パターンＰの進行直後から酸素の捕獲が行わ
れ、図６に示すように酸素濃度が低下し、溶接完了まで
その状態を維持する。
は、溶接パターンＰの進行直後から酸素の捕獲が行わ
れ、図６に示すように酸素濃度が低下し、溶接完了まで
その状態を維持する。
【００１０】したがって、この場合も供給側ガスの酸素
濃度が急激に変動したとしてもこれを検出することがで
きない場合がある。しかして、このような状況下で溶接
された核溶接棒１１は溶接金属内のガス分析を実施した
としても正常な溶接雰囲気で溶接されたものと同等で、
不具合品としての識別ができず、原子炉内で照射された
後に、外観上の不具合を呈する等の溶接品質が問題にな
ることがある。
濃度が急激に変動したとしてもこれを検出することがで
きない場合がある。しかして、このような状況下で溶接
された核溶接棒１１は溶接金属内のガス分析を実施した
としても正常な溶接雰囲気で溶接されたものと同等で、
不具合品としての識別ができず、原子炉内で照射された
後に、外観上の不具合を呈する等の溶接品質が問題にな
ることがある。
【００１１】そこで本発明は上記問題を解決するために
ガス供給側に酸素濃度計を設け溶接チャンバーに供給さ
れる酸素濃度を正確に監視するとともに不具合な核燃料
棒の溶接を行わないようにした核燃料棒溶接装置を提供
することを目的とするものである。
ガス供給側に酸素濃度計を設け溶接チャンバーに供給さ
れる酸素濃度を正確に監視するとともに不具合な核燃料
棒の溶接を行わないようにした核燃料棒溶接装置を提供
することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は核燃料棒を溶接
する溶接チャンバーと、この溶接チャンバーに設けられ
少なくともガス供給側の酸素濃度を監視する酸素濃度計
と、ガス排出側の酸素濃度を監視する酸素濃度計とを備
えたことを特徴とする。
する溶接チャンバーと、この溶接チャンバーに設けられ
少なくともガス供給側の酸素濃度を監視する酸素濃度計
と、ガス排出側の酸素濃度を監視する酸素濃度計とを備
えたことを特徴とする。
【００１３】また、本発明のガス供給側およびガス排出
側の酸素濃度を監視する酸素濃度計には警報器を設けた
ことを特徴とする。
側の酸素濃度を監視する酸素濃度計には警報器を設けた
ことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の核燃料棒溶接装置
の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】図１は、本発明の核燃料棒溶接装置２０の
概要を示す図であり、基礎２１の支持台２２を介して溶
接チャンバー２３が据え付けられている。
概要を示す図であり、基礎２１の支持台２２を介して溶
接チャンバー２３が据え付けられている。
【００１６】この溶接チャンバー２３の左側の基礎２１
の上部には核燃料棒２４を移送するとともにこれを回転
させる図示しない駆動装置を備えた核燃料棒支持装置２
５が据え付けられ、その核燃料棒支持装置２５に支持さ
れた核燃料棒２４を溶接チャンバー２３内に挿入し、そ
の核燃料棒２４の一開口端２４a を溶接トーチ２６の直
下方向に位置させる。
の上部には核燃料棒２４を移送するとともにこれを回転
させる図示しない駆動装置を備えた核燃料棒支持装置２
５が据え付けられ、その核燃料棒支持装置２５に支持さ
れた核燃料棒２４を溶接チャンバー２３内に挿入し、そ
の核燃料棒２４の一開口端２４a を溶接トーチ２６の直
下方向に位置させる。
【００１７】また、この溶接チャンバー２３の右側の基
礎２１の上部には先端に端栓２７を取り付けたシャフト
２８を移送するとともにこれを回転する図示しない駆動
装置を備えたシャフト支持装置２９が据え付けられ、そ
のシャフト支持装置２９に支持され、溶接チャンバー２
３内に挿入されたシャフト２８の先端に取り付けられた
端栓２７を核燃料棒２４の一開口端２４a の前面に対向
させるとともに溶接トーチ２６に下方に位置させる。
礎２１の上部には先端に端栓２７を取り付けたシャフト
２８を移送するとともにこれを回転する図示しない駆動
装置を備えたシャフト支持装置２９が据え付けられ、そ
のシャフト支持装置２９に支持され、溶接チャンバー２
３内に挿入されたシャフト２８の先端に取り付けられた
端栓２７を核燃料棒２４の一開口端２４a の前面に対向
させるとともに溶接トーチ２６に下方に位置させる。
【００１８】さらに、この溶接チャンバー２３の上部の
溶接トーチ２６には図示しないが不活性ガスの供給源に
取り付けたガス供給ライン３１が接続され、溶接チャン
バー２３内に不活性ガスを充填するようになっている。
溶接トーチ２６には図示しないが不活性ガスの供給源に
取り付けたガス供給ライン３１が接続され、溶接チャン
バー２３内に不活性ガスを充填するようになっている。
【００１９】ガス供給ライン３１には分岐ライン３３が
分岐導出され、これに電磁弁３４を介してガス供給側の
酸素濃度計３５が取り付けられている。この酸素濃度計
３５には警報器３６が取り付けられ、ガス供給側の酸素
濃度の異状を知らせ溶接を停止するようになっている。
分岐導出され、これに電磁弁３４を介してガス供給側の
酸素濃度計３５が取り付けられている。この酸素濃度計
３５には警報器３６が取り付けられ、ガス供給側の酸素
濃度の異状を知らせ溶接を停止するようになっている。
【００２０】さらにまた、この溶接チャンバー２３には
図示しないガス排出装置に取り付けられるガス排出ライ
ン３７が接続され、溶接チャンバー２３内の内部にある
不活性ガスを排出するようになっている。このガス排出
ライン３７には圧力計３８と圧力調整弁３９が備えら
れ、溶接チャンバー２３の圧力が一定になるように制御
されている。このガス排出ライン３７に分岐ライン４０
が分岐導出され、電磁弁４１を介してガス排出側の酸素
濃度計４２が取り付けられている。この酸素濃度計４２
には警報器４３が取り付けられ、溶接チャンバー系統か
らの空気汚染等によるガス排出側の酸素濃度の異状を知
らせ溶接を停止するようになっている。
図示しないガス排出装置に取り付けられるガス排出ライ
ン３７が接続され、溶接チャンバー２３内の内部にある
不活性ガスを排出するようになっている。このガス排出
ライン３７には圧力計３８と圧力調整弁３９が備えら
れ、溶接チャンバー２３の圧力が一定になるように制御
されている。このガス排出ライン３７に分岐ライン４０
が分岐導出され、電磁弁４１を介してガス排出側の酸素
濃度計４２が取り付けられている。この酸素濃度計４２
には警報器４３が取り付けられ、溶接チャンバー系統か
らの空気汚染等によるガス排出側の酸素濃度の異状を知
らせ溶接を停止するようになっている。
【００２１】さらに、この溶接チャンバー２３には電磁
弁４４を介し真空ポンプ４５が取り付けられ、溶接チャ
ンバー２３の内部を真空にするようになっている。
弁４４を介し真空ポンプ４５が取り付けられ、溶接チャ
ンバー２３の内部を真空にするようになっている。
【００２２】このように構成した核燃料棒溶接装置２０
により核燃料棒２４と端栓２７とを溶接する場合につい
て説明する。
により核燃料棒２４と端栓２７とを溶接する場合につい
て説明する。
【００２３】まず、核燃料棒支持装置２５に核燃料棒２
４を取付け、その一開口端部２４aを駆動装置により溶
接チャンバー２３の内部に送り出し核燃料棒２４を溶接
トーチ２６の下方に位置させる。
４を取付け、その一開口端部２４aを駆動装置により溶
接チャンバー２３の内部に送り出し核燃料棒２４を溶接
トーチ２６の下方に位置させる。
【００２４】つぎに、シャフト支持装置２９のシャフト
２８に端栓２７を取付け、シャフト２８を駆動装置によ
り溶接チャンバー２３の内部に送り出し端栓２７を溶接
トーチ２６の下方に位置させるとともに核燃料棒２４の
一開口端２４a に対向させる。このような操作が完了し
たら電磁弁４４を開き真空ポンプ４５を運転し溶接チャ
ンバー２３の内部を真空に排気する。溶接チャンバー２
３の内部の真空度が所定値に達したら不活性ガス供給源
から図３に示すように正常な酸素濃度の不活性ガスをガ
ス供給ライン３１、溶接トーチ２６を介して溶接チャン
バー２３の内部に供給し充填する。
２８に端栓２７を取付け、シャフト２８を駆動装置によ
り溶接チャンバー２３の内部に送り出し端栓２７を溶接
トーチ２６の下方に位置させるとともに核燃料棒２４の
一開口端２４a に対向させる。このような操作が完了し
たら電磁弁４４を開き真空ポンプ４５を運転し溶接チャ
ンバー２３の内部を真空に排気する。溶接チャンバー２
３の内部の真空度が所定値に達したら不活性ガス供給源
から図３に示すように正常な酸素濃度の不活性ガスをガ
ス供給ライン３１、溶接トーチ２６を介して溶接チャン
バー２３の内部に供給し充填する。
【００２５】この充填により溶接チャンバー２３の内部
の圧力が上昇する。この上昇圧力を圧力計３８で計測し
圧力制御弁２６により制御し常に所定圧力に維持され
る。
の圧力が上昇する。この上昇圧力を圧力計３８で計測し
圧力制御弁２６により制御し常に所定圧力に維持され
る。
【００２６】溶接チャンバー２３の内部の圧力が所定値
になったら電磁弁３４を解放することにより溶接チャン
バー２３の内部に供給される酸素濃度がガス供給側の酸
素濃度計３５により監視されるとともに電磁弁４１を解
放することにより溶接チャンバー２３の内部から排気す
るガス排出側の酸素濃度が酸素濃度計４２により監視さ
れる。
になったら電磁弁３４を解放することにより溶接チャン
バー２３の内部に供給される酸素濃度がガス供給側の酸
素濃度計３５により監視されるとともに電磁弁４１を解
放することにより溶接チャンバー２３の内部から排気す
るガス排出側の酸素濃度が酸素濃度計４２により監視さ
れる。
【００２７】このような状態においてシャフト２８を左
側に送り出し端栓２７を核燃料棒２４の一開口端２４a
に圧入する。圧入後、核燃料棒支持装置２５の駆動装置
およびシャフト支持装置２９の駆動装置を同期回転する
とともに溶接トーチ２６を作動させ核燃料棒２４の一開
口端２４a と端栓２７との突き合わせ面の円周方向の溶
接Ｐを行う。
側に送り出し端栓２７を核燃料棒２４の一開口端２４a
に圧入する。圧入後、核燃料棒支持装置２５の駆動装置
およびシャフト支持装置２９の駆動装置を同期回転する
とともに溶接トーチ２６を作動させ核燃料棒２４の一開
口端２４a と端栓２７との突き合わせ面の円周方向の溶
接Ｐを行う。
【００２８】このような溶接中に何らかの原因でガス供
給ライン３１に空気汚染が発生し酸素濃度Ｌが図５に示
すように設定値Ｌ0 を越える高い酸素濃度の不活性ガス
が供給されてくることがある。
給ライン３１に空気汚染が発生し酸素濃度Ｌが図５に示
すように設定値Ｌ0 を越える高い酸素濃度の不活性ガス
が供給されてくることがある。
【００２９】この酸素濃度Ｌの高いガスは酸素濃度計３
５により直ちに監視される。この監視信号は警報器３６
に送られオペレータに知らせるとともに核燃料棒溶接装
置２０が即座に停止され溶接を止める。
５により直ちに監視される。この監視信号は警報器３６
に送られオペレータに知らせるとともに核燃料棒溶接装
置２０が即座に停止され溶接を止める。
【００３０】そのため、溶接チャンバーには高い酸素濃
度のガスが吹き込まれることがない。それゆえ、この核
燃料棒溶接装置により核燃料棒は常に設定値以下の酸素
濃度のもとに溶接される。
度のガスが吹き込まれることがない。それゆえ、この核
燃料棒溶接装置により核燃料棒は常に設定値以下の酸素
濃度のもとに溶接される。
【００３１】したがって、このような核燃料棒を原子炉
で使用した場合には不具合になることがない。
で使用した場合には不具合になることがない。
【００３２】
【発明の効果】本発明は核燃料棒を溶接する溶接チャン
バーと、この溶接チャンバーに設けられ少なくともガス
供給側の酸素濃度を監視する酸素濃度計と、ガス排出側
の酸素濃度を監視する酸素濃度計とを備えたから、空気
汚染等により溶接チャンバーに急に高い酸素濃度の不活
性ガスが供給された場合にはガス供給側の酸素濃度計に
より正確に監視することができる。
バーと、この溶接チャンバーに設けられ少なくともガス
供給側の酸素濃度を監視する酸素濃度計と、ガス排出側
の酸素濃度を監視する酸素濃度計とを備えたから、空気
汚染等により溶接チャンバーに急に高い酸素濃度の不活
性ガスが供給された場合にはガス供給側の酸素濃度計に
より正確に監視することができる。
【００３３】また、本発明のガス供給側およびガス排出
側の酸素濃度を監視する酸素濃度計には警報器を設けた
から空気汚染等により溶接チャンバーの酸素濃度が設定
値を越えるようなことがあった場合には確実に警報を発
生し高い酸素濃度の下で核燃料棒の溶接をすることがな
い。
側の酸素濃度を監視する酸素濃度計には警報器を設けた
から空気汚染等により溶接チャンバーの酸素濃度が設定
値を越えるようなことがあった場合には確実に警報を発
生し高い酸素濃度の下で核燃料棒の溶接をすることがな
い。
【図１】本発明の核燃料棒溶接装置の概要を示すブロッ
ク線図。
ク線図。
【図２】従来の核燃料棒溶接装置の概要を示すブロック
線図。
線図。
【図３】正常な状態のガス供給ラインの酸素濃度を示す
説明図。
説明図。
【図４】正常な状態のガス排出ラインの酸素濃度を示す
説明図。
説明図。
【図５】異状な状態のガス供給ラインの酸素濃度を示す
説明図。
説明図。
【図６】異状な状態で核燃料棒の溶接を行った酸素濃度
を示す説明図。
を示す説明図。
１０ 核燃料棒溶接装置 １１ 核燃料棒 １２ 端栓 １３ 溶接チャンバー １４ シャフト １５ 溶接トーチ １６ 酸素濃度計 ２０ 核燃料棒溶接装置 ２３ 溶接チャンバー ２４ 核燃料棒 ２５ 核燃料棒支持装置 ２６ 溶接トーチ ２７ 端栓 ２８ シャフト ２９ シャフト支持装置 ３３ 分岐ライン ３５ 酸素濃度計 ３６ 警報器 ３９ 圧力調整弁 ４０ 分岐ライン ４２ 酸素濃度計 ４３ 警報器 ４５ 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久 米 智 明 神奈川県横須賀市内川二丁目３番１号 日本ニユクリア・フユエル株式会社内 (72)発明者 加 納 利 之 神奈川県横須賀市内川二丁目３番１号 日本ニユクリア・フユエル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−99583（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−228675（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−140461（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 21/02 B23K 9/00 501 B23K 9/16
Claims (2)
- 【請求項１】核燃料棒を溶接する溶接チャンバーと、 この溶接チャンバーに設けられ少なくともガス供給側の
酸素濃度を監視する酸素濃度計と、 ガス排出側の酸素濃度を監視する酸素濃度計と、 を備えたことを特徴とする核燃料棒溶接装置。 - 【請求項２】ガス供給側およびガス排出側の酸素濃度を
監視する酸素濃度計には警報器を設けたことを特徴とす
る請求項１に記載の核燃料棒溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8305051A JP2846295B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 核燃料棒溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8305051A JP2846295B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 核燃料棒溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10142391A JPH10142391A (ja) | 1998-05-29 |
| JP2846295B2 true JP2846295B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=17940531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8305051A Expired - Fee Related JP2846295B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 核燃料棒溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846295B2 (ja) |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP8305051A patent/JP2846295B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10142391A (ja) | 1998-05-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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