JP2931667B2 - 溶接によって燃料棒を密封する方法 - Google Patents
溶接によって燃料棒を密封する方法Info
- Publication number
- JP2931667B2 JP2931667B2 JP2507646A JP50764690A JP2931667B2 JP 2931667 B2 JP2931667 B2 JP 2931667B2 JP 2507646 A JP2507646 A JP 2507646A JP 50764690 A JP50764690 A JP 50764690A JP 2931667 B2 JP2931667 B2 JP 2931667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- plug
- filling hole
- rod
- helium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/10—End closures ; Means for tight mounting therefor
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、燃料棒がヘリウムによって加圧された後に
溶接によって燃料棒を密封する方法の分野に関する。
溶接によって燃料棒を密封する方法の分野に関する。
背景の技術 輕水原子炉の核燃料の製造の際、通常ジルカロイ−２
またはジルカロイ−４の様なジルコニウム合金のチュー
ブは、端部キャップを備え、次に、該チューブは、所望
の長さまで燃料ペレットを充填される。その後、該棒
は、完全に密封される以前にヘリウムによって加圧され
る。ヘリウムによって燃料棒を充満することにより、ペ
レットから冷却剤への熱伝達は、改善される。
またはジルカロイ−４の様なジルコニウム合金のチュー
ブは、端部キャップを備え、次に、該チューブは、所望
の長さまで燃料ペレットを充填される。その後、該棒
は、完全に密封される以前にヘリウムによって加圧され
る。ヘリウムによって燃料棒を充満することにより、ペ
レットから冷却剤への熱伝達は、改善される。
燃料棒の密封の際、該棒は、通常、ジルコニウム合金
のプラグを備え、該プラグは、該プラグの一部が該棒の
チューブ端部に接触可能であって、チューブとプラグと
の間の継手のまわりを溶接することによって該棒が密封
される様に構成される。TIG溶接、EB溶接または抵抗溶
接の様な幾つかの異なる溶接法は、この関係において使
用される。真空を必要としない溶接法、例えばTIG溶接
および抵抗溶接を使用するとき、ヘリウムによる棒の加
圧は、溶着されるプラグに関連して実施されてもよい。
真空を必要とする溶接法、例えばEB溶接のために、棒の
加圧は、別個に実施されねばならない。これは、ヘリウ
ムを棒に供給可能であってヘリウム供給後にTIG溶接に
よって密封される充填孔をプラグに設けることによって
実施される。
のプラグを備え、該プラグは、該プラグの一部が該棒の
チューブ端部に接触可能であって、チューブとプラグと
の間の継手のまわりを溶接することによって該棒が密封
される様に構成される。TIG溶接、EB溶接または抵抗溶
接の様な幾つかの異なる溶接法は、この関係において使
用される。真空を必要としない溶接法、例えばTIG溶接
および抵抗溶接を使用するとき、ヘリウムによる棒の加
圧は、溶着されるプラグに関連して実施されてもよい。
真空を必要とする溶接法、例えばEB溶接のために、棒の
加圧は、別個に実施されねばならない。これは、ヘリウ
ムを棒に供給可能であってヘリウム供給後にTIG溶接に
よって密封される充填孔をプラグに設けることによって
実施される。
加圧後に燃料棒を密封する従来技術の方法の欠点は、
TIG溶接がヘリウム環境において悪く作用することであ
る。高電圧は、溶接アークを点火するために必要であ
り、溶接電極は、非常に早く消費されて交換されねばな
らない。この種の製造方法は通常、連続的なラインで行
われるため、溶接電極の頻繁な交換は、著しい欠点を必
然的に伴う。
TIG溶接がヘリウム環境において悪く作用することであ
る。高電圧は、溶接アークを点火するために必要であ
り、溶接電極は、非常に早く消費されて交換されねばな
らない。この種の製造方法は通常、連続的なラインで行
われるため、溶接電極の頻繁な交換は、著しい欠点を必
然的に伴う。
従来周知の様に、プラグと棒のチューブ端部との間の
継手の抵抗溶接は、例えば酸化物の筋の様な抵抗溶接後
に溶接部継手に生じ得る型式の欠陥が或る形態の非破壊
検査によって制御不能であることの問題を必然的に伴
う。核燃料棒が高圧において作用し、棒の外部への拡散
の望ましくない物質を含有するため、密封用溶接部が溶
接部における連続的な割れに導き得る欠陥を含まないこ
とは、最高度に重要である。
継手の抵抗溶接は、例えば酸化物の筋の様な抵抗溶接後
に溶接部継手に生じ得る型式の欠陥が或る形態の非破壊
検査によって制御不能であることの問題を必然的に伴
う。核燃料棒が高圧において作用し、棒の外部への拡散
の望ましくない物質を含有するため、密封用溶接部が溶
接部における連続的な割れに導き得る欠陥を含まないこ
とは、最高度に重要である。
発明の要約 本発明によると、上述の問題を解決するためにプラグ
と棒との間の円形溶接部は、非破壊検査による点検を許
容する。例えば、EB溶接またはTIG溶接の様な方法で実
施されてもよく、その後、ヘリウムによる加圧は、その
目的のために設けられる充填孔を通してプラグを経て実
施されてもよい。充填孔を密封するため、プラグが成っ
ているのと好適に同一の種類のジルコニウム合金の体部
は、充填孔の上に置かれ、体部が充填孔の上部の体積よ
りも大きい体積を有する様に形成され、該体部は、接触
面が出来るだけ小さくなる様に境界に沿って充填孔の端
縁に接触する。これは、先細りの直径、例えば円錐形ま
たは球形を体部の少なくとも一部に与えることによって
も達成されてもよい。棒が密封されるべきとき、これ
は、抵抗プロジェクション溶接によって実施されてもよ
い。これにより、棒は、２本の電極の間に置かれ、該電
極の１本は、体部の上に置かれる。力は、１本の電極に
加えられ、電流は、体部およびプラグに流通される。体
部とプラグとの間の接触面が小さいため、高い電流集中
が得られ、相互に接触する工作物の部品の加熱は、良好
である。体部が充填孔に向って押圧されるとき、充填孔
の端縁からの材料は、体部からの材料と一緒に溶接さ
れ、体部は、充填孔に押込まれる。また、体部の上側面
は、変形されて、体部の上側面がプラグの表面のレベル
に近づく様に押圧されていてもよい。この様にして充填
孔を密封することにより充填孔の開口部よりも大きい直
径を有する体部が充填孔に押込まれるためと、体部が充
填孔上に当てられるときに非常に小さい接触面を有する
様に形成されるためとで非常に緊密なシールが得られ
る。
と棒との間の円形溶接部は、非破壊検査による点検を許
容する。例えば、EB溶接またはTIG溶接の様な方法で実
施されてもよく、その後、ヘリウムによる加圧は、その
目的のために設けられる充填孔を通してプラグを経て実
施されてもよい。充填孔を密封するため、プラグが成っ
ているのと好適に同一の種類のジルコニウム合金の体部
は、充填孔の上に置かれ、体部が充填孔の上部の体積よ
りも大きい体積を有する様に形成され、該体部は、接触
面が出来るだけ小さくなる様に境界に沿って充填孔の端
縁に接触する。これは、先細りの直径、例えば円錐形ま
たは球形を体部の少なくとも一部に与えることによって
も達成されてもよい。棒が密封されるべきとき、これ
は、抵抗プロジェクション溶接によって実施されてもよ
い。これにより、棒は、２本の電極の間に置かれ、該電
極の１本は、体部の上に置かれる。力は、１本の電極に
加えられ、電流は、体部およびプラグに流通される。体
部とプラグとの間の接触面が小さいため、高い電流集中
が得られ、相互に接触する工作物の部品の加熱は、良好
である。体部が充填孔に向って押圧されるとき、充填孔
の端縁からの材料は、体部からの材料と一緒に溶接さ
れ、体部は、充填孔に押込まれる。また、体部の上側面
は、変形されて、体部の上側面がプラグの表面のレベル
に近づく様に押圧されていてもよい。この様にして充填
孔を密封することにより充填孔の開口部よりも大きい直
径を有する体部が充填孔に押込まれるためと、体部が充
填孔上に当てられるときに非常に小さい接触面を有する
様に形成されるためとで非常に緊密なシールが得られ
る。
上述の態様において、明らかなに非破壊検査によって
点検可能な溶接部が得られるが、溶接法が頻繁な電極交
換を必要とすることによって著しい不便さを生じさせる
TIG溶接に関連する以前の問題を解決することが可能で
ある。また、以前に存在した抵抗溶接の点検に関する問
題は、棒の非負荷部分に抵抗溶接を実施することによ
り、また上述の様に混ぜ合わせ材料の体部を形成するこ
とにより、本発明によって著しく低減され、充填孔の密
封は、満足すべき態様に確保される。
点検可能な溶接部が得られるが、溶接法が頻繁な電極交
換を必要とすることによって著しい不便さを生じさせる
TIG溶接に関連する以前の問題を解決することが可能で
ある。また、以前に存在した抵抗溶接の点検に関する問
題は、棒の非負荷部分に抵抗溶接を実施することによ
り、また上述の様に混ぜ合わせ材料の体部を形成するこ
とにより、本発明によって著しく低減され、充填孔の密
封は、満足すべき態様に確保される。
図面の簡単な説明 第１図は、プラグ２を有する燃料棒１の一部を示す。
該プラグは、充填孔３を備えている。燃料棒１は、ジル
コニウム合金、例えばジルカロイ−２あるいはジルカロ
イ−４、またはジルコニウム・ニオブ合金のチューブか
ら成り。通常二酸化ウランの燃料ペレットは、該チュー
ブ内に設置される。該チューブは、溶着プラグによって
両端において密封される。該プラグは、ジルコニウム合
金で作られ、種々なデザインのものでもよい。棒のプラ
グの１つは、棒内にヘリュームを充填するたの充填孔を
備えている。
該プラグは、充填孔３を備えている。燃料棒１は、ジル
コニウム合金、例えばジルカロイ−２あるいはジルカロ
イ−４、またはジルコニウム・ニオブ合金のチューブか
ら成り。通常二酸化ウランの燃料ペレットは、該チュー
ブ内に設置される。該チューブは、溶着プラグによって
両端において密封される。該プラグは、ジルコニウム合
金で作られ、種々なデザインのものでもよい。棒のプラ
グの１つは、棒内にヘリュームを充填するたの充填孔を
備えている。
第２図は、充填孔を有するプラグの横断面を示す。充
填孔の上には、体部４が置かれ、該体部体積は、充填孔
の上部よりも大きく、該体部の表面は、部分的に円錐形
である。該プラグは、充填孔のまわりに同心状にスロッ
ト（図示せず）を備えている。抵抗プロジェクション溶
接は、チャンバ内で実施され、棒１は、銅または或る銅
合金の電極ブロックのＶ形ノッチに置かれる。他の電極
は、体部４上に置かれる。体部における好ましい電圧状
態を得るため、体部は、体部の表面が塑性になる様に溶
接に必要なものよりも低い電流の強さによる抵抗加熱に
よって予熱される。次に、体部における電流の強さと、
押圧力とは、溶接を行うために増大される。溶接に先立
って体部に充分な加熱を与えるために交流を使用するこ
とは、有利である。
填孔の上には、体部４が置かれ、該体部体積は、充填孔
の上部よりも大きく、該体部の表面は、部分的に円錐形
である。該プラグは、充填孔のまわりに同心状にスロッ
ト（図示せず）を備えている。抵抗プロジェクション溶
接は、チャンバ内で実施され、棒１は、銅または或る銅
合金の電極ブロックのＶ形ノッチに置かれる。他の電極
は、体部４上に置かれる。体部における好ましい電圧状
態を得るため、体部は、体部の表面が塑性になる様に溶
接に必要なものよりも低い電流の強さによる抵抗加熱に
よって予熱される。次に、体部における電流の強さと、
押圧力とは、溶接を行うために増大される。溶接に先立
って体部に充分な加熱を与えるために交流を使用するこ
とは、有利である。
該方法は、BWRおよびPWRの原子炉の双方に対するヘリ
ウムで加圧される燃料棒の総ての型式に対して、また加
圧される燃料によって運転するその他の原子炉設計に対
して有用である。
ウムで加圧される燃料棒の総ての型式に対して、また加
圧される燃料によって運転するその他の原子炉設計に対
して有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−58488（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−133547（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−33935（ＪＰ，Ａ) 米国特許3836431（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 21/02
Claims (4)
- 【請求項１】燃料棒がヘリウムによって加圧された後に
該棒を密封する方法において，ヘリウムが、プラグ
（２）に設けられる充填孔（３）を経て前記棒に導入さ
れ，ジルコニルウム合金の体部が、該充填孔の上に置か
れ，該体部の体積が、該充填の上部よりも大きく，該体
部が、該充填孔に端部に沿って接触する様に形成され，
該充填孔が、抵抗プロジェクション溶接によって密封さ
れることを特徴とする方法。 - 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の方法において，
前記体部の表面の少なくとも一部が、円錐形または球形
であることを特徴とする方法。 - 【請求項３】請求の範囲第１項または第２項に記載の方
法において，前記体部が、抵抗プロジェクション溶接に
先立って、溶接に必要なものよりも低い電流強さにおい
て予熱されることを特徴とする方法。 - 【請求項４】請求の範囲第１項から第３項のいずれか１
つの項に記載の方法において，前記抵抗プロジェクショ
ン溶接が、交流を使用して実施されることを特徴とする
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8901635-6 | 1989-05-09 | ||
| SE8901635A SE465900B (sv) | 1989-05-09 | 1989-05-09 | Metod att foersluta en braenslestav |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04505054A JPH04505054A (ja) | 1992-09-03 |
| JP2931667B2 true JP2931667B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=20375886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2507646A Expired - Lifetime JP2931667B2 (ja) | 1989-05-09 | 1990-05-08 | 溶接によって燃料棒を密封する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5251247A (ja) |
| EP (1) | EP0471770B1 (ja) |
| JP (1) | JP2931667B2 (ja) |
| AT (1) | ATE110877T1 (ja) |
| DE (1) | DE69012114T2 (ja) |
| SE (1) | SE465900B (ja) |
| WO (1) | WO1990013898A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0524332A1 (de) * | 1991-07-23 | 1993-01-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennstab für einen Kernreaktor und Verfahren zum Herstellen eines Schweissbereichs |
| JP3183732B2 (ja) * | 1992-11-20 | 2001-07-09 | 三菱原子燃料株式会社 | 燃料棒の加圧溶接方法 |
| US10731222B2 (en) | 2013-10-04 | 2020-08-04 | Rna Diagnostics Inc. | RNA disruption assay for predicting survival |
| US10410754B2 (en) | 2016-10-11 | 2019-09-10 | Bwxt Mpower, Inc. | Resistance pressure weld for nuclear reactor fuel rod tube end plug |
| RU2759000C1 (ru) * | 2017-10-19 | 2021-11-08 | Дженерал Атомикс | Соединительные и герметизирующие запрессованные керамические детали |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3836431A (en) | 1971-05-04 | 1974-09-17 | Belgonucleaire Sa | Nuclear fuel rods having end plugs with bores therethrough sealed by frangible membranes |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3842238A (en) * | 1970-12-08 | 1974-10-15 | Westinghouse Electric Corp | Method of sealing nuclear fuel elements by electric welding |
| BE781451A (fr) * | 1972-03-30 | 1972-07-17 | Belgonucleaire Sa | Procede de fermeture de barreaux combustibles |
| JPS5310935B2 (ja) * | 1973-07-14 | 1978-04-18 | ||
| US3902038A (en) * | 1973-09-07 | 1975-08-26 | Us Energy | Displaced electrode process for welding |
| IT1021136B (it) * | 1973-09-20 | 1978-01-30 | Westinghouse Electric Corp | Apparecchio per chiudere a tenuta barre di combustibile di un reattore nucleare |
| DE3381586D1 (de) * | 1982-06-18 | 1990-06-28 | Scm Corp | Verfahren zur herstellung von dispersionsverfestigten metallkoerpern sowie diese koerper. |
| US4865804A (en) * | 1984-05-02 | 1989-09-12 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel rod end plug |
-
1989
- 1989-05-09 SE SE8901635A patent/SE465900B/sv not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-05-08 JP JP2507646A patent/JP2931667B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-08 AT AT90908135T patent/ATE110877T1/de active
- 1990-05-08 EP EP90908135A patent/EP0471770B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-05-08 DE DE69012114T patent/DE69012114T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-08 US US07/768,740 patent/US5251247A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-05-08 WO PCT/SE1990/000305 patent/WO1990013898A1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3836431A (en) | 1971-05-04 | 1974-09-17 | Belgonucleaire Sa | Nuclear fuel rods having end plugs with bores therethrough sealed by frangible membranes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE8901635D0 (sv) | 1989-05-09 |
| ATE110877T1 (de) | 1994-09-15 |
| US5251247A (en) | 1993-10-05 |
| DE69012114T2 (de) | 1995-03-30 |
| EP0471770B1 (en) | 1994-08-31 |
| EP0471770A1 (en) | 1992-02-26 |
| DE69012114D1 (de) | 1994-10-06 |
| JPH04505054A (ja) | 1992-09-03 |
| SE8901635L (sv) | 1990-11-10 |
| WO1990013898A1 (en) | 1990-11-15 |
| SE465900B (sv) | 1991-11-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5158740A (en) | Fuel rod end plug welding method | |
| US3725635A (en) | Method of and apparatus for welding an end plug onto a nuclear fuel element | |
| US4003788A (en) | Nuclear fuel elements sealed by electric welding | |
| JP2931667B2 (ja) | 溶接によって燃料棒を密封する方法 | |
| US3842238A (en) | Method of sealing nuclear fuel elements by electric welding | |
| EP0154229B1 (en) | improved fuel rod assembly for a nuclear reactor | |
| US20170206984A1 (en) | End cap for nuclear fuel rod having an angled recess and welding thereof | |
| US4938918A (en) | Element immersed in coolant of nuclear reactor | |
| US6104773A (en) | Fuel rod for a nuclear reactor | |
| KR101076390B1 (ko) | 건식재가공 산화물 전환체 핵연료 집합체의 용접 구조 | |
| JPS6151002B2 (ja) | ||
| JPH0618699A (ja) | 燃料棒の製造方法及びそれに用いる端栓 | |
| US4606109A (en) | Element immersed in coolant of nuclear reactor | |
| JPH08122472A (ja) | 管の端栓及びその溶接方法 | |
| JPH0110633Y2 (ja) | ||
| Lee et al. | End Plug Welding of SFR Fuel Rodlet for Irradiation Test in HANARO | |
| JPH0365876B2 (ja) | ||
| CN115295178A (zh) | 一种mox燃料棒组装方法 | |
| JPH063469A (ja) | 核燃料要素 | |
| Kim et al. | Development of a Dual Rod Fabrication for an Instrumented Fuel Irradiation Test | |
| RU2513036C1 (ru) | Способ изготовления газонаполненного тепловыделяющег элемента | |
| Kim et al. | Development of the pin-hole welding technology for a fuel irradiation test | |
| JPH0244293A (ja) | 核燃料要素の製造方法 | |
| Zielinski et al. | Study of the unusual failure of milliwatt generator strength members | |
| Sastry et al. | Development of special purpose machines at NFC for the manufacture of PHWR fuel |