JP2992015B1 - 核燃料棒端栓溶接装置 - Google Patents
核燃料棒端栓溶接装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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Abstract
【要約】
【課題】 溶接部の熱膨張、凝固収縮並びにコイルスプ
リングのばね荷重の影響を少なくして、端栓の被覆管へ
の溶接不良をなくすこと。 【解決手段】 端栓ホルダーに保持された端栓を被覆管
の開放端に圧入し、その溶接を行うようにした核燃料棒
端栓溶接装置において、端栓の押圧時には可動軸に大き
な押圧力が与えられるように押圧装置を作動させ、溶接
開始前に上記押圧装置による可動軸の押圧力を弱めると
ともに、上記可動軸を固定保持するブレーキ装置にブレ
ーキ作動を行わせるシーケンス制御装置を設けた。
リングのばね荷重の影響を少なくして、端栓の被覆管へ
の溶接不良をなくすこと。 【解決手段】 端栓ホルダーに保持された端栓を被覆管
の開放端に圧入し、その溶接を行うようにした核燃料棒
端栓溶接装置において、端栓の押圧時には可動軸に大き
な押圧力が与えられるように押圧装置を作動させ、溶接
開始前に上記押圧装置による可動軸の押圧力を弱めると
ともに、上記可動軸を固定保持するブレーキ装置にブレ
ーキ作動を行わせるシーケンス制御装置を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、核燃料物質を装填
した被覆管に加圧雰囲気下において端栓を密封溶接する
核燃料棒端栓溶接装置に関する。
した被覆管に加圧雰囲気下において端栓を密封溶接する
核燃料棒端栓溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は一般的な核燃料棒の構成を示す断
面図であって、被覆管１の両端にはそれぞれ端栓２及び
３が溶接されており、その被覆管１内には所定数のペレ
ット４が装填され、上記ペレット４と一方の端栓３との
間にはコイルスプリング５が介装され、さらに、被覆管
１内には不活性ガスが充填されている。
面図であって、被覆管１の両端にはそれぞれ端栓２及び
３が溶接されており、その被覆管１内には所定数のペレ
ット４が装填され、上記ペレット４と一方の端栓３との
間にはコイルスプリング５が介装され、さらに、被覆管
１内には不活性ガスが充填されている。
【０００３】すなわち、上記核燃料棒は、被覆管１の一
端に端栓２を溶接により装着した後、被覆管１内に開口
端側から所定数のペレット４を装填し、ペレット４と被
覆管１の開口端との間に形成される空間６にコイルスプ
リング５を装入し、さらに被覆管内を不活性ガスの雰囲
気下にした状態で開口端に端栓３を嵌合させ、この端栓
３をコイルスプリング５の力に抗した加圧条件の下で密
封溶接されている。
端に端栓２を溶接により装着した後、被覆管１内に開口
端側から所定数のペレット４を装填し、ペレット４と被
覆管１の開口端との間に形成される空間６にコイルスプ
リング５を装入し、さらに被覆管内を不活性ガスの雰囲
気下にした状態で開口端に端栓３を嵌合させ、この端栓
３をコイルスプリング５の力に抗した加圧条件の下で密
封溶接されている。
【０００４】図４は、上記核燃料棒の端栓溶接装置の概
略構成を示す図であって、溶接チャンバー７の−側には
核燃料棒保持装置８が設けられ、他側には端栓押圧装置
９が配設されている。上記核燃料棒保持装置８は、被覆
管１を水平状態に保持するとともに回転装置１０によっ
て上記被覆管１をその軸線回りに回転するようにしてあ
り、核燃料棒保持装置８によって保持されている被覆管
１の開口端部が溶接チャンバ７内に挿入されるようにし
てある。
略構成を示す図であって、溶接チャンバー７の−側には
核燃料棒保持装置８が設けられ、他側には端栓押圧装置
９が配設されている。上記核燃料棒保持装置８は、被覆
管１を水平状態に保持するとともに回転装置１０によっ
て上記被覆管１をその軸線回りに回転するようにしてあ
り、核燃料棒保持装置８によって保持されている被覆管
１の開口端部が溶接チャンバ７内に挿入されるようにし
てある。
【０００５】一方、溶接チャンバ７には、核燃料棒保持
装置８によって保持されている被覆管１が挿入されてい
る側壁と対向する側壁に、上記被覆管１と同一軸線上に
配設され、その軸線方向に可動可能な可動軸１１が設け
られている。その可動軸１１の先端部は溶接チャンバ７
内に挿入されており、その先端には前記被覆管１の開口
端に対向して端栓ホルダ１２が装着してあり、また可動
軸１１の後端部は押圧エアシリンダ装置１３に連結され
ている。
装置８によって保持されている被覆管１が挿入されてい
る側壁と対向する側壁に、上記被覆管１と同一軸線上に
配設され、その軸線方向に可動可能な可動軸１１が設け
られている。その可動軸１１の先端部は溶接チャンバ７
内に挿入されており、その先端には前記被覆管１の開口
端に対向して端栓ホルダ１２が装着してあり、また可動
軸１１の後端部は押圧エアシリンダ装置１３に連結され
ている。
【０００６】また、溶接チャンバ７には、被覆管１の開
口端部に圧入された端栓３の溶着部と対応する位置に溶
接トーチ１４が設けられ、さらに頂壁部には排気口１５
が設けられている。
口端部に圧入された端栓３の溶着部と対応する位置に溶
接トーチ１４が設けられ、さらに頂壁部には排気口１５
が設けられている。
【０００７】しかして、核燃料棒の被覆管１に端栓３を
溶接固定する場合には、核燃料棒保持装置８に中間部が
保持された被覆管１の開口端側を溶接チャンバ７内に挿
入し、これと同時に、端栓ホルダ１２に装着された端栓
３を可動軸１１を介して被覆管１の開口端に近接して対
向するように位置させる。ついで、溶接チャンバ７内の
空気を排出し、この溶接チャンバ７内に溶接トーチ１４
から出る不活性ガスを送り込み、溶接チャンバ７内を不
活性ガスで満たす。その後押圧エアシリンダ装置１３を
作動させて、端栓ホルダ１２を図４において左方向に動
かし、端栓３を被覆管１の開口端に圧入する。そして、
被覆管１への端栓３の圧入が終ったら、回転装置１０に
よって被覆管１を軸線回りに回転させると同時に、溶接
トーチ１４によって端栓３と被覆管１とを溶接させる。
溶接固定する場合には、核燃料棒保持装置８に中間部が
保持された被覆管１の開口端側を溶接チャンバ７内に挿
入し、これと同時に、端栓ホルダ１２に装着された端栓
３を可動軸１１を介して被覆管１の開口端に近接して対
向するように位置させる。ついで、溶接チャンバ７内の
空気を排出し、この溶接チャンバ７内に溶接トーチ１４
から出る不活性ガスを送り込み、溶接チャンバ７内を不
活性ガスで満たす。その後押圧エアシリンダ装置１３を
作動させて、端栓ホルダ１２を図４において左方向に動
かし、端栓３を被覆管１の開口端に圧入する。そして、
被覆管１への端栓３の圧入が終ったら、回転装置１０に
よって被覆管１を軸線回りに回転させると同時に、溶接
トーチ１４によって端栓３と被覆管１とを溶接させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
端栓溶接装置では、端栓にコイルスプリングの力が加え
られた条件の下で溶接を行うので、押圧エアシリンダ装
置１３を圧入状態のもとで溶接を行う必要があり、その
ため溶接開始後端栓を圧入状態のまま放置すると溶接部
に外力が加えられ、この外力によって溶接部が潰れてし
まう等の問題がある。
端栓溶接装置では、端栓にコイルスプリングの力が加え
られた条件の下で溶接を行うので、押圧エアシリンダ装
置１３を圧入状態のもとで溶接を行う必要があり、その
ため溶接開始後端栓を圧入状態のまま放置すると溶接部
に外力が加えられ、この外力によって溶接部が潰れてし
まう等の問題がある。
【０００９】そこで、溶接を開始し、被覆管の全周の一
部が溶けて凝固すると同時に、押圧エアシリンダ装置１
３の空気を抜き、可動軸１１を自由状態にし、この条件
下で溶接を行うようにしてある。一方、上記形式の溶接
装置において燃料棒内に大気圧以上のヘリウムガスを充
填密封するケースがあり、この場合溶接チャンバに充填
される不活性ガスを大気圧よりも高め、この加圧条件下
で端栓の密封溶接を行う場合に、溶接時に可動軸を自由
状態にすると、溶接チャンバ内の不活性ガスの圧力によ
り、可動軸がシリンダ装置の方向へ後退し端栓の保持が
できなくなり、溶接部が内部のコイルスプリングで引き
伸ばされたり、端栓が被覆管に対して曲がった状態で溶
着される等、溶接不具合の発生を招くことがある等の問
題がある。
部が溶けて凝固すると同時に、押圧エアシリンダ装置１
３の空気を抜き、可動軸１１を自由状態にし、この条件
下で溶接を行うようにしてある。一方、上記形式の溶接
装置において燃料棒内に大気圧以上のヘリウムガスを充
填密封するケースがあり、この場合溶接チャンバに充填
される不活性ガスを大気圧よりも高め、この加圧条件下
で端栓の密封溶接を行う場合に、溶接時に可動軸を自由
状態にすると、溶接チャンバ内の不活性ガスの圧力によ
り、可動軸がシリンダ装置の方向へ後退し端栓の保持が
できなくなり、溶接部が内部のコイルスプリングで引き
伸ばされたり、端栓が被覆管に対して曲がった状態で溶
着される等、溶接不具合の発生を招くことがある等の問
題がある。
【００１０】そこで、図５に示すように、押圧エアシリ
ンダ装置１３に可動軸１１を挟持或は解放する挾着装置
１６およびその作動装置１７を設け、押圧エアシリンダ
装置１３が不作動状態すなわちシリンダ装置から空気が
抜かれ可動軸が自由状態になったときに、上記作動装置
１７が連動して作動し、挾着装置１６によって可動軸１
１が固定保持されるようにしたものも提案されている。
ンダ装置１３に可動軸１１を挟持或は解放する挾着装置
１６およびその作動装置１７を設け、押圧エアシリンダ
装置１３が不作動状態すなわちシリンダ装置から空気が
抜かれ可動軸が自由状態になったときに、上記作動装置
１７が連動して作動し、挾着装置１６によって可動軸１
１が固定保持されるようにしたものも提案されている。
【００１１】すなわち、溶接開始と同時に作動装置１７
を作動させ、これと同時に押圧エアシリンダ装置１３の
空気を抜くことによって、可動軸１１を挾着装置１６で
その位置に固定保持し、これにより可動軸１１の戻りを
なくし、端栓ホルダ１２で端栓３を保持した状態で溶接
が行われる。
を作動させ、これと同時に押圧エアシリンダ装置１３の
空気を抜くことによって、可動軸１１を挾着装置１６で
その位置に固定保持し、これにより可動軸１１の戻りを
なくし、端栓ホルダ１２で端栓３を保持した状態で溶接
が行われる。
【００１２】しかし、このような装置では、従来発生し
ていた溶接部の潰れ作用や逆に内部ばねによる溶接部の
引き伸ばしの作用を押さえることができ、著しく溶接部
を変形してしまう不具合を未然に防ぐことが可能となる
が、可動軸を挾着部材で締め上げその位置に固定保持す
る際に滑りが生じるケースがあり、可動軸が溶接部側に
予圧をかけたまま保持され溶接部の潰れが発生し、或は
逆方向のシリンダ装置側に滑った場合には、端栓ホルダ
と端栓との間に隙間が生じることがある等の問題があ
る。さらに、溶接部は溶融時に軸方向に熱膨張し冷却時
には凝縮収縮するため、これによっても、上述のように
可動軸を固定保持すると、溶融時の熱膨張が阻止されて
溶接中に圧縮応力を受け溶接部が僅かながら潰れるとと
もに、凝固収縮時には端栓ホルダーと端栓との間に隙間
が生じ端栓保持がきかなくなる等の問題がある。
ていた溶接部の潰れ作用や逆に内部ばねによる溶接部の
引き伸ばしの作用を押さえることができ、著しく溶接部
を変形してしまう不具合を未然に防ぐことが可能となる
が、可動軸を挾着部材で締め上げその位置に固定保持す
る際に滑りが生じるケースがあり、可動軸が溶接部側に
予圧をかけたまま保持され溶接部の潰れが発生し、或は
逆方向のシリンダ装置側に滑った場合には、端栓ホルダ
と端栓との間に隙間が生じることがある等の問題があ
る。さらに、溶接部は溶融時に軸方向に熱膨張し冷却時
には凝縮収縮するため、これによっても、上述のように
可動軸を固定保持すると、溶融時の熱膨張が阻止されて
溶接中に圧縮応力を受け溶接部が僅かながら潰れるとと
もに、凝固収縮時には端栓ホルダーと端栓との間に隙間
が生じ端栓保持がきかなくなる等の問題がある。
【００１３】本発明は、このような点に鑑み、溶接部の
熱膨張、凝固収縮並びにコイルスプリングのばね荷重の
影響を少なくして、端栓の被覆管への溶接不良をなくす
ようにした核燃料棒端栓溶接装置を得ることを目的とす
る。
熱膨張、凝固収縮並びにコイルスプリングのばね荷重の
影響を少なくして、端栓の被覆管への溶接不良をなくす
ようにした核燃料棒端栓溶接装置を得ることを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、溶接トー
チを有する溶接チャンバーの−側に設けられ、核燃料棒
の被覆管を保持する核燃料棒保持装置と、その核燃料棒
保持装置に保持されている被覆管と同一線上に配設さ
れ、上記溶接チャンバー内に挿入されている先端部に端
栓ホルダーが装着された可動軸と、上記溶接チャンバー
の他側に配設され、上記可動軸を軸線方向に進退させる
押圧装置とを有し、上記端栓ホルダーに保持された端栓
を被覆管の開放端に圧入し、その溶接を行うようにした
核燃料棒端栓溶接装置において、端栓の押圧時には可動
軸に大きな押圧力を与えるように作動し、溶接開始前に
上記可動軸の押圧力を端栓の保持可能な値まで弱める電
動モータ駆動式の押圧装置と、端栓の溶接中に、上記可
動軸を固定保持する電磁ブレーキ装置と、上記電動モー
タ駆動式の押圧装置と電磁ブレーキ装置の上記一連の作
動をシーケンス制御するシーケンス制御装置とを有する
ことを特徴とする。
チを有する溶接チャンバーの−側に設けられ、核燃料棒
の被覆管を保持する核燃料棒保持装置と、その核燃料棒
保持装置に保持されている被覆管と同一線上に配設さ
れ、上記溶接チャンバー内に挿入されている先端部に端
栓ホルダーが装着された可動軸と、上記溶接チャンバー
の他側に配設され、上記可動軸を軸線方向に進退させる
押圧装置とを有し、上記端栓ホルダーに保持された端栓
を被覆管の開放端に圧入し、その溶接を行うようにした
核燃料棒端栓溶接装置において、端栓の押圧時には可動
軸に大きな押圧力を与えるように作動し、溶接開始前に
上記可動軸の押圧力を端栓の保持可能な値まで弱める電
動モータ駆動式の押圧装置と、端栓の溶接中に、上記可
動軸を固定保持する電磁ブレーキ装置と、上記電動モー
タ駆動式の押圧装置と電磁ブレーキ装置の上記一連の作
動をシーケンス制御するシーケンス制御装置とを有する
ことを特徴とする。
【００１５】また、第２の発明は、端栓ホルダー内に、
端栓の端部に接触する弾性ストッパーを設けたことを特
徴とする。
端栓の端部に接触する弾性ストッパーを設けたことを特
徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図１および図２を参照して
本発明の実施の形態について説明する。なお、図中図４
および図５と同一部分には同一符号を付し、その詳細な
説明は省略する。
本発明の実施の形態について説明する。なお、図中図４
および図５と同一部分には同一符号を付し、その詳細な
説明は省略する。
【００１７】図１において、符号２０は電動モータであ
り、この電動モータ２０により可動軸１１の軸線方向へ
の移動制御が行われるようにしてある。上記電動モータ
２０は、モータドライバー２１を介してシーケンス制御
部２２からの制御信号によってその回転トルクが制御さ
れ、端栓ホルダー１２を介して端栓１２を押圧するため
の力が任意に制御される。すなわち、回転トルクと指令
電圧は比例関係にあり、シーケンス制御部２２から電圧
値を指令することにより可動軸１１の推進力を任意に制
御することができる。シーケンス制御部２２はコンピュ
ータによる制御方式であり、溶接作業の各プロセスを管
理・制御するとともに、プロセスフローに従って可動軸
１１の推進力を適切なる値に制御する。
り、この電動モータ２０により可動軸１１の軸線方向へ
の移動制御が行われるようにしてある。上記電動モータ
２０は、モータドライバー２１を介してシーケンス制御
部２２からの制御信号によってその回転トルクが制御さ
れ、端栓ホルダー１２を介して端栓１２を押圧するため
の力が任意に制御される。すなわち、回転トルクと指令
電圧は比例関係にあり、シーケンス制御部２２から電圧
値を指令することにより可動軸１１の推進力を任意に制
御することができる。シーケンス制御部２２はコンピュ
ータによる制御方式であり、溶接作業の各プロセスを管
理・制御するとともに、プロセスフローに従って可動軸
１１の推進力を適切なる値に制御する。
【００１８】また、上記電動モータ２０の近傍部には、
可動軸１１を任意の位置にロックし得るようにした電磁
ブレーキ２３が設けられている。この電磁ブレーキ２３
もシーケンス制御部２２によって制御され、溶接中に電
磁ブレーキ２３を作動することにより可動軸１１をロッ
ク状態にすることができる。
可動軸１１を任意の位置にロックし得るようにした電磁
ブレーキ２３が設けられている。この電磁ブレーキ２３
もシーケンス制御部２２によって制御され、溶接中に電
磁ブレーキ２３を作動することにより可動軸１１をロッ
ク状態にすることができる。
【００１９】一方、端栓ホルダー１２は図２に示すよう
にベアリング２４を介して可動軸１１に装着されてい
る。このベアリング２４は核燃料棒の被覆管１並びに端
栓３の回転にあわせ、かつ可動軸１１の押圧力が加わっ
た状態においても円滑に端栓ホルダー１２が回転できる
ようにしたもので、スラスト・ニードルベアリング等が
使われている。
にベアリング２４を介して可動軸１１に装着されてい
る。このベアリング２４は核燃料棒の被覆管１並びに端
栓３の回転にあわせ、かつ可動軸１１の押圧力が加わっ
た状態においても円滑に端栓ホルダー１２が回転できる
ようにしたもので、スラスト・ニードルベアリング等が
使われている。
【００２０】また、端栓ホルダー１２の端栓保持孔１２
ａの内端部には、樹脂製の如き弾性ストッパー２５が配
設されており、軸方向の押圧力に対して弾性変形できる
構造としてある。核燃料棒の構造として、被覆管１内に
は前述のようにコイルスプリング５が内蔵されており、
ペレットが軸方向に約１０ｋｇ・ｆ相当の力によって押
さえられている。そして、端栓３と被覆管１との嵌合部
はそれぞれの径をしばりばめ公差とされ、可動軸１１の
押圧力により端栓が圧入される。しかして、端栓３を被
覆管１内に圧入する場合には、溶接前の嵌合状態を適正
にするには、可動軸１１からの押圧力を５０ｋｇ・ｆ以
上にして端栓３と被覆管１との突き合わせ面に隙間が生
じないようにすることが望ましい。
ａの内端部には、樹脂製の如き弾性ストッパー２５が配
設されており、軸方向の押圧力に対して弾性変形できる
構造としてある。核燃料棒の構造として、被覆管１内に
は前述のようにコイルスプリング５が内蔵されており、
ペレットが軸方向に約１０ｋｇ・ｆ相当の力によって押
さえられている。そして、端栓３と被覆管１との嵌合部
はそれぞれの径をしばりばめ公差とされ、可動軸１１の
押圧力により端栓が圧入される。しかして、端栓３を被
覆管１内に圧入する場合には、溶接前の嵌合状態を適正
にするには、可動軸１１からの押圧力を５０ｋｇ・ｆ以
上にして端栓３と被覆管１との突き合わせ面に隙間が生
じないようにすることが望ましい。
【００２１】そこで、適正な圧入を行うと、内部のコイ
ルスプリング５の伸張力が作用していても嵌合状態が保
たれているので、たとえ可動軸１１からの押圧力がキャ
ンセルされても、内部のコイルスプリング力により端栓
が抜け出ることはない。しかしながら、溶接時に端栓と
被覆管との嵌合部を溶融させると、内部のコイルスプリ
ングの伸張力によって溶融部に溶融部を引き伸ばそうと
する力が加わる。
ルスプリング５の伸張力が作用していても嵌合状態が保
たれているので、たとえ可動軸１１からの押圧力がキャ
ンセルされても、内部のコイルスプリング力により端栓
が抜け出ることはない。しかしながら、溶接時に端栓と
被覆管との嵌合部を溶融させると、内部のコイルスプリ
ングの伸張力によって溶融部に溶融部を引き伸ばそうと
する力が加わる。
【００２２】したがって、この力に抗した押さえが必要
であり、通常では端栓ホルダー１２によって上記力が支
持されている。そこで、本発明においては、前述のよう
に端栓ホルダー１２内に非金属製のストッパー２５が装
着されているが、その適正材料としては、軸方向荷重５
０ｋｇ・ｆの外力に対して０．２ｍｍから０．３ｍｍ程
度弾性変形する材料を選ぶことが望ましい。
であり、通常では端栓ホルダー１２によって上記力が支
持されている。そこで、本発明においては、前述のよう
に端栓ホルダー１２内に非金属製のストッパー２５が装
着されているが、その適正材料としては、軸方向荷重５
０ｋｇ・ｆの外力に対して０．２ｍｍから０．３ｍｍ程
度弾性変形する材料を選ぶことが望ましい。
【００２３】核燃料棒の被覆管に対する端栓の溶接に際
しては、被覆管１の開放端側を溶接チャンバー７内に挿
入し、核燃料棒保持装置８により軸方向に固定される。
一方、端栓３は端栓ホルダー１２にセットされており、
その端栓３と被覆管１との間は適度な距離に保たれてい
る。そこで、排気孔１５の外部に設置されている真空排
気装置により溶接チャンバー７内を真空排気することに
より被覆管１内が真空状態とされる。その後、溶接トー
チ１４から不活性ガスを導入し溶接チャンバー７内を大
気圧よりも高いガス圧力状態に置換する。そして、溶接
チャンバー７内が所定の不活性ガス圧力に維持されてい
ることが確認されると、端栓３が被覆管１の管端部に圧
入される。
しては、被覆管１の開放端側を溶接チャンバー７内に挿
入し、核燃料棒保持装置８により軸方向に固定される。
一方、端栓３は端栓ホルダー１２にセットされており、
その端栓３と被覆管１との間は適度な距離に保たれてい
る。そこで、排気孔１５の外部に設置されている真空排
気装置により溶接チャンバー７内を真空排気することに
より被覆管１内が真空状態とされる。その後、溶接トー
チ１４から不活性ガスを導入し溶接チャンバー７内を大
気圧よりも高いガス圧力状態に置換する。そして、溶接
チャンバー７内が所定の不活性ガス圧力に維持されてい
ることが確認されると、端栓３が被覆管１の管端部に圧
入される。
【００２４】具体的には、シーケンス制御部２２よりモ
ータードライバー２１に電気指令が与えられ、電動モー
ター２０に指令された推進力の回転トルクが発生され、
可動軸１１が溶接チャンバー７側に推進され、端栓３の
圧入が行われる。可動軸１１に与えられる推進力は、チ
ャンバー内圧によって押し戻そうとする力（ＰＯ）より
も高くし、トータルＰＯ＋５０ｋｇ・ｆ以上の推進力と
される。ここで、ＰＯの力は溶接チャンバーの圧力と可
動軸径により一義的に決定できるので、端栓圧入に適切
な力は予めシーケンス制御部２２にプログラム入力して
おくことができる。
ータードライバー２１に電気指令が与えられ、電動モー
ター２０に指令された推進力の回転トルクが発生され、
可動軸１１が溶接チャンバー７側に推進され、端栓３の
圧入が行われる。可動軸１１に与えられる推進力は、チ
ャンバー内圧によって押し戻そうとする力（ＰＯ）より
も高くし、トータルＰＯ＋５０ｋｇ・ｆ以上の推進力と
される。ここで、ＰＯの力は溶接チャンバーの圧力と可
動軸径により一義的に決定できるので、端栓圧入に適切
な力は予めシーケンス制御部２２にプログラム入力して
おくことができる。
【００２５】そこで、端栓３が被覆管１に嵌合し圧入が
十分であることが確認されると、シーケンス制御部から
の押圧力指令が替えられ、推進力が弱められる。この可
動軸１１の推進力の適正な条件はＰＯ＋１ｋｇ・ｆから
ＰＯ＋１０ｋｇ・ｆの範囲が望ましい。そこで、この適
正な推進力に相当する電気指令をシーケンス制御部に予
めプログラム入力し、端栓圧入後に実行してモータード
ライブを介して可動軸１１を制御し、端栓３を弱い力で
押圧支持する。その後、上記押圧状態を維持したままシ
ーケンス制御部から電磁ブレーキ２３に電気指令を送
り、可動軸１１をロック状態にさせる。
十分であることが確認されると、シーケンス制御部から
の押圧力指令が替えられ、推進力が弱められる。この可
動軸１１の推進力の適正な条件はＰＯ＋１ｋｇ・ｆから
ＰＯ＋１０ｋｇ・ｆの範囲が望ましい。そこで、この適
正な推進力に相当する電気指令をシーケンス制御部に予
めプログラム入力し、端栓圧入後に実行してモータード
ライブを介して可動軸１１を制御し、端栓３を弱い力で
押圧支持する。その後、上記押圧状態を維持したままシ
ーケンス制御部から電磁ブレーキ２３に電気指令を送
り、可動軸１１をロック状態にさせる。
【００２６】以上の操作により被溶接材の軸方向圧縮力
は微力にして溶接を開始することができる。
は微力にして溶接を開始することができる。
【００２７】溶接は、回転装置１０により被覆管１を回
転させて行われるが、コイルスプリングの伸張力と被溶
接材の熱膨張により軸方向に荷重と伸びが発生する。し
かし、このとき端栓ホルダー１２に設けられているスト
ッパー２５が弾性変形し、上記荷重と伸びを吸収するの
で、溶接部を潰すことなく、或は引き伸ばすこともな
い。また、凝固、収縮時にはストッパー２５がスプリン
グとして作用し、端栓３の軸方向の移動に追従してスト
ッパーの役割を果すことができる。
転させて行われるが、コイルスプリングの伸張力と被溶
接材の熱膨張により軸方向に荷重と伸びが発生する。し
かし、このとき端栓ホルダー１２に設けられているスト
ッパー２５が弾性変形し、上記荷重と伸びを吸収するの
で、溶接部を潰すことなく、或は引き伸ばすこともな
い。また、凝固、収縮時にはストッパー２５がスプリン
グとして作用し、端栓３の軸方向の移動に追従してスト
ッパーの役割を果すことができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、端栓の
押圧時には可動軸に大きな押圧力が与えられるように押
圧装置を作動させ、溶接開始前に上記押圧装置による可
動軸の押圧力を弱めるとともに、上記可動軸を固定保持
するブレーキ作動を行わせるようにしたから、コイルス
プリングの伸張力で溶接部を異常に引き伸ばした状態で
溶接固定されたり、可動軸の押圧力によって溶接部の潰
れ作用が生ずるようなことがなく、端栓溶接部に不必要
な応力を生じさせることなく溶接を行うことができる。
さらに、端栓ホルダー内に端栓の端部に接触する弾性ス
トッパーを設けた場合には、溶接部に生じる溶融時の軸
方向への熱膨張或は冷却時の凝固収縮が、上記弾性スト
ッパーによって適宜吸収され、溶接部の潰れ、或は端栓
保持がきかなるようなことを確実に防止でき、不必要な
圧縮や引張り応力を発生させずに溶接を行うことができ
る等の効果を奏する。
押圧時には可動軸に大きな押圧力が与えられるように押
圧装置を作動させ、溶接開始前に上記押圧装置による可
動軸の押圧力を弱めるとともに、上記可動軸を固定保持
するブレーキ作動を行わせるようにしたから、コイルス
プリングの伸張力で溶接部を異常に引き伸ばした状態で
溶接固定されたり、可動軸の押圧力によって溶接部の潰
れ作用が生ずるようなことがなく、端栓溶接部に不必要
な応力を生じさせることなく溶接を行うことができる。
さらに、端栓ホルダー内に端栓の端部に接触する弾性ス
トッパーを設けた場合には、溶接部に生じる溶融時の軸
方向への熱膨張或は冷却時の凝固収縮が、上記弾性スト
ッパーによって適宜吸収され、溶接部の潰れ、或は端栓
保持がきかなるようなことを確実に防止でき、不必要な
圧縮や引張り応力を発生させずに溶接を行うことができ
る等の効果を奏する。
【図１】本発明の端栓溶接装置の概略構成を示す図。
【図２】本発明における端栓ホルダー部の構成を示す部
分断面図。
分断面図。
【図３】一般的な核燃料棒の断面側面図。
【図４】従来の端栓溶接装置の概略構成を示す図。
【図５】従来の端栓溶接装置の他の例を示す図。
１ 被覆管 ２，３ 端栓 ４ ペレット ５ コイルスプリング ７ 溶接チャンバー ８ 核燃料棒保持装置 ９ 端栓押圧装置 １１ 可動軸 １４ 溶接トーチ ２０ 電動モータ ２１ モータードライバー ２２ シーケンス制御部 ２３ 電磁ブレーキ ２４ ベアリング ２５ 弾性ストッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G21C 21/02 B23K 9/00 501 B23K 37/053
Claims (2)
- 【請求項１】溶接トーチを有する溶接チャンバーの−側
に設けられ、核燃料棒の被覆管を保持する核燃料棒保持
装置と、その核燃料棒保持装置に保持されている被覆管
と同一線上に配設され、上記溶接チャンバー内に挿入さ
れている先端部に端栓ホルダーが装着された可動軸と、
上記溶接チャンバーの他側に配設され、上記可動軸を軸
線方向に進退させる押圧装置とを有し、上記端栓ホルダ
ーに保持された端栓を被覆管の開放端に圧入し、その溶
接を行うようにした核燃料棒端栓溶接装置において、端
栓の押圧時には可動軸に大きな押圧力を与えるように作
動し、溶接開始前に上記可動軸の押圧力を端栓の保持可
能な値まで弱める電動モータ駆動式の押圧装置と、端栓
の溶接中に、上記可動軸を固定保持する電磁ブレーキ装
置と、上記電動モータ駆動式の押圧装置と電磁ブレーキ
装置の上記一連の作動をシーケンス制御するシーケンス
制御装置とを有することを特徴とする、核燃料棒端栓溶
接装置。 - 【請求項２】端栓ホルダー内には、端栓の端部に接触す
る弾性ストッパーが設けられていることを特徴とする、
請求項１記載の核燃料棒端栓溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10205263A JP2992015B1 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 核燃料棒端栓溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10205263A JP2992015B1 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 核燃料棒端栓溶接装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2992015B1 true JP2992015B1 (ja) | 1999-12-20 |
| JP2000039495A JP2000039495A (ja) | 2000-02-08 |
Family
ID=16504095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10205263A Expired - Fee Related JP2992015B1 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 核燃料棒端栓溶接装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992015B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9586287B2 (en) | 2011-04-28 | 2017-03-07 | Westinghouse Electric Sweden Ab | Method of laser welding a nuclear fuel rod |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2966760B1 (fr) * | 2010-10-29 | 2012-12-21 | Areva Nc | Dispositif de maintien axial et de mise en rotation autour de son axe d'un element de forme allongee |
| CN107214405A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-09-29 | 彭州市长庆全成技术开发有限公司 | 一种端塞夹头 |
| CN109741846A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-10 | 中核北方核燃料元件有限公司 | 一种压水堆环形燃料组件缓冲管压塞装置及方法 |
-
1998
- 1998-07-21 JP JP10205263A patent/JP2992015B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9586287B2 (en) | 2011-04-28 | 2017-03-07 | Westinghouse Electric Sweden Ab | Method of laser welding a nuclear fuel rod |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000039495A (ja) | 2000-02-08 |
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