JP2954580B1 - 燃料棒端栓溶接方法 - Google Patents
燃料棒端栓溶接方法Info
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Abstract
つ、溶接部の冷却速度を速めて作業効率を向上させるこ
と。 【解決手段】 溶接部の冷却中に溶接チャンバー内に供
給されるガス流量が流量調整装置を介して溶接中におけ
るガス供給量より十分多くなるように調整する。
Description
集合体の構成要素である燃料棒の端栓を被覆管に密封溶
接するための燃料棒端栓溶接方法に関する。
2に示すように、被覆管1の一端に端栓2を溶接した後
被覆管1内に開口端側から所定数の核燃料ペレット3を
装填し、その核燃料ペレット3と被覆管1の開口端の間
に形成される空間4にコイルスプリング5を装入し、さ
らに被覆管1内に不活性ガス6を充填して開口端に端栓
7を取付け、密封溶接することによって作られている。
ー2またはジルカロイー4と呼ばれるジルコニウム基合
金であり、これらは高温では活性であるため、これらの
溶接は通常不活性ガスの雰囲気で行われる。図3は、上
記端栓の溶接装置の概略構成を示す図であって、気密構
造の溶接チャンバー8にはその一側壁から核燃料棒9の
開口端側に挿入されるようにしてある。この核燃料棒9
は保持機構10によって保持され、回転機構11によっ
て軸線回りに回転されるようにしてある。一方、溶接チ
ャンバー8の他側壁には先端に端栓ホルダ12が設けら
れた可動軸13が貫挿されており、その端栓ホルダ12
に端栓7を保持し、その端栓7を被覆管1の開口端に押
圧して、上記被覆管1と端栓7とを回転させながら端栓
7と被覆管1との整合部をTIG溶接トーチ14によっ
て溶接するように構成されている。
を溶接するには、核燃料棒内を一旦真空排気した後、溶
接トーチ14から溶接チャンバー8に高純度の不活性ガ
スを吹き込みながら、端栓7を被覆管1に取り付け、燃
料棒9を回転させながら溶接トーチ14よりアークを発
生させて円周方向の溶接を行って密封溶接する。
コニウム合金が活性な金属であるため、酸化や窒化によ
る品質低下を防止するため、溶接条件として上述の如く
高純度の不活性ガス雰囲気が要求される。したがって、
通常は溶接シールドガス用の不活性ガスを高純度に保つ
ために一定流量のガスを溶接チャンバー8内に吹き付け
ながら端栓7の溶接を行い、その後上記溶接部を十分冷
却した後、燃料棒を溶接チャンバーから取り出す。
ないと、溶接部の酸化・窒化が生じるため、冷却は比較
的時間をかける必要がある。そこで、冷却に要する時間
を短縮するため、溶接トーチ14以外から冷却中にガス
を追加して吹きかけたり、或は溶接トーチから吹き付け
るガスを2つの系統に分けて、冷却時には多量のガスを
流す系統に切り替えて冷却時間を短縮することも提案さ
れている。
冷却時には溶接中にガスが流通していなかったガス系統
を急に開くため、そのガス系統の流量が過渡的に変更さ
れるため、溶接時の安定したガスに比較してppmオー
ダでの高純度ガス管理に影響を与え、ガス純度の低下を
きたす等の問題がある。そこで、吹き付けるガスを各追
加系統別に監視モニターを設置し、純度を監視すること
も考えられるが、この場合には各ガス系統に純度モニタ
ーシステムが必要となる等の問題がある。
溶接部の溶接健全性を確保しつつ、溶接部の冷却速度を
速めて作業効率を向上し得る燃料棒端栓溶接方法を得る
ことを目的とする。
不活性ガス雰囲気とされた溶接チャンバー内において燃
料棒被覆管に対して端栓の溶接を行う燃料棒端栓溶接方
法において、溶接部の冷却中に溶接チャンバー内に供給
されるガス流量が、流量調整装置を介して溶接中におけ
るガス供給量より十分多くなるように調整することを特
徴とする。
明において、流量調整装置が電気制御できるマスフロー
弁であり、そのマスフロー弁を介して溶接装置のシーケ
ンス制御とリンクさせて、溶接時、冷却時のガス流量並
びにその切替え時の過渡的流量変化がコントロールされ
ることを特徴とする。
施の形態について説明する。図1は本発明の燃料棒端栓
溶接装置の概略構成を示す図であって、気密構造の溶接
チャンバー8にはその一側壁から核燃料棒9の開口端側
が挿入されるようにしてあり、その核燃料棒9は保持機
構10によって保持され、回転機構11によって軸線回
りに回転されるようにしてある。一方、溶接チャンバー
8の他側壁には先端に端栓ホルダ12が設けられた可動
軸13が貫挿されており、その端栓ホルダ12に端栓7
を保持し、その端栓7を被覆管1の開口端に押圧するよ
うにしてある。また、溶接チャンバー8の頂壁部には、
上記被覆管1と端栓7との当接部と対応する位置にTI
G溶接トーチ14が設けられている。
を溶接するには、核燃料棒内を一旦真空排気した後、溶
接トーチ14から溶接チャンバー8に高純度の不活性ガ
スを付き込みながら、端栓7及び被覆管1を回転させな
がら溶接トーチ14よりアークを発生させて円周方向の
溶接を行う。
同一であるが、本発明においては、溶接チャンバー8内
に不活性ガスを供給するため前記溶接トーチ14に設け
られたガス供給路(図示せず)に接続されたガス配管1
5の途中に、流量調整を電気的に制御可能なマスフロー
メータの如き流量調整装置16が設けられている。上記
流量調整装置16は、コンピュータ17の如き制御装置
によって作動制御され、ガス配管15内を流れる流量を
任意に可変制御できるようにしてある。
接装置のシーケンス制御のタイムスケジュール等が記憶
せしめられており、その溶接装置のシーケンス制御に対
応して流量調整装置16が制御されるようにしてあり、
端栓の溶接中には、不活性ガス流量が10〜30NL/
分になるように制御され、溶接が終了し冷却プロセスに
移行する時点で、コンピュータ17により流量指令信号
が変更され、冷却ガスが30〜100NL/分の範囲で
適正な流量となるように流量調整装置16が制御され
る。ここで、溶接直後の冷却に移行するとき、急激なガ
ス流量変更に伴うガス配管系統中での余分な空気巻き込
みを未然に防ぐため、上記冷却移行時における流量変更
速度をゆっくりとさせ、10L/秒以下の加速度とする
ことが好ましい。
量の流量の不活性ガスを吹き付けることによって溶接部
の冷却を急速に行うことができ、しかもガス配管系統を
切り替えることなく、ガス流量を任意に制御して、燃料
棒端栓の溶接並びに冷却を行うことができる。したがっ
て、複数のガス配管系統を設ける必要もなく、各系統に
各別の監視モニタを設置する必要もない。
不活性ガス配管系統内に、溶接チャンバー内に供給する
ガス流量を溶接中或は冷却中に任意に調整するようにし
たので、溶接雰囲気ガスの純度を低下させることなく、
溶接部を効率よく冷却でき、冷却速度を速めることなで
きる。したがって、溶接部の品質を確保しつつ溶接作業
性を一層向上させることができる。
を示す図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】不活性ガス雰囲気とされた溶接チャンバー
内において燃料棒被覆管に対して端栓の溶接を行う燃料
棒端栓溶接方法において、溶接部の冷却中に溶接チャン
バー内に供給されるガス流量が、流量調整装置を介して
溶接中におけるガス供給量より十分多くなるように調整
することを特徴とする、燃料棒端栓溶接方法。 - 【請求項2】流量調整装置が電気制御できるマスフロー
弁であり、そのマスフロー弁を介して溶接装置のシーケ
ンス制御とリンクさせて、溶接時、冷却時のガス流量並
びにその切替え時の過渡的流量変化が抑制されるようコ
ントロールすることを特徴とする、請求項1記載の燃料
棒端栓溶接方法。
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CN109273103A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-25 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 核电站稳压器及其水封装置 |
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1998
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