JP3321116B2 - スペーサ・ウオータチューブ組立体の溶接強度検査方法及び装置 - Google Patents
スペーサ・ウオータチューブ組立体の溶接強度検査方法及び装置Info
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Description
タチューブ組立体の溶接強度検査方法及び装置に係り、
より詳しくは、燃料集合体用のスペーサ及びウオータチ
ューブの各溶接部における溶接強度を検査する技術に関
するものである。
さ約4mにわたる長尺状の原子燃料棒を複数本束ね、そ
の長手方向の複数個所を金属製のスペーサで結束するこ
とにより組み立てられたものである。図2は、このよう
な燃料集合体用のスペーサの構成を示す平面図である。
この図において、スペーサ1は略L字形状の4つのバン
ド部材2を有しており、これら4つのバンド部材2は4
カ所の溶接部3においてレーザ溶接により固着されてい
る。これらバンド部材2の内側には複数の管状セル4が
配設されている。管状セル4の内側の2カ所には突起4
aが形成されており、また、隣接する管状セル4同士の
間にバネ部材5が取り付けられている。管状セル4の内
側に挿通される原子燃料棒(図示せず)は、これら突起
4a及びバネ部材5によって管状セル4の内側の中心に
配置される。また、隣接する管状セル4同士は溶接部6
においてレーザ溶接により固着されている。
管状セル4には4つの架橋板7が溶接されており、これ
らの架橋板7により隣接する管状セル4同士が連結され
ている。そして、これらの8個の管状セル4の内側にウ
ォータロッド(図示せず)の配設領域9が形成されてい
る。なお、4つの架橋板7のうちの2つには、ウオータ
ロッドの振動を防止するためのバネ部材8が取り付けら
れている。
にウオータチューブ10が配設された状態を示した一部
拡大平面図である(図面の簡単化のため図2におけるバ
ネ部材8は省略してある。)。なお、ウオータロッド
は、その配管材料に着目してウオータチューブと呼ばれ
ることがあり、本明細書では、以下、ウオータロッドの
ことをウオータチューブと呼ぶことにする。この図に示
すように、ウオータチューブ10の外周面にはウオータ
タブ11が溶着されており、このウオータタブ11が架
橋板7に係止することによりスペーサ1とウオータチュ
ーブ10との組み付けが行われるようになっている。
図において、管状セル4に架橋板7が溶着されており、
燃料体としての組立が完了した状態では原子燃料棒12
がこの管状セル4の内側を挿通するようになっている。
一方、ウオータチューブ10の外周面上であって架橋板
7の上端部及び下端部に接する位置にはウオータタブ1
1が溶着されている。そして、この上下のウオータタブ
11,11間に架橋板7が挟持された状態となるため、
ウオータタブ11の上下方向の変位が拘束されることに
なる。なお、ウオータチューブ10は、図3に示した通
り、その断面は円形形状となっているが、下部タイプレ
ート(図示せず)に装着される下端部の断面は四角形状
となっており、この四角形状の断面を有する下端部によ
って軸方向回りの回転が拘束されるようになっている。
上端部付近の外観形状を示す斜視図である。この図に示
すように、舌片状のウオータタブ11がウオータチュー
ブ10の外周面上に溶着されており、ウオータタブ11
の下端面が、管状セル4同士の間に溶接に架け渡された
架橋板7の上端部と接した状態となっている。
ーブ10との組み付けは、架橋板7とウオータタブ11
との係止によって行われている。したがって、この組み
付け状態を管理するためには、ウオータチューブ10の
外周面上に溶接されているウオータタブ11の溶接強
度、さらに、管状セル4に溶接されている架橋板7の溶
接強度を検査する必要がある。これらの溶接強度の検査
は次のようにして行われていた。
来の検査方法についての説明図である。この図に示すよ
うに、ウオータタブ11は短尺状ウオータチューブ10
Aの外周面上に溶着されている。短尺状ウオータチュー
ブ10Aの長さは、スペーサ1の幅よりもやや長い程度
のものである。実際に用いられるウオータチューブ10
は、原子燃料棒と同程度の長さを有する長尺状部材であ
るが、このような長尺状部材をそのまま用いて溶接強度
の試験を行うことは不可能であるため、図6に示すよう
な短尺状ウオータチューブ10Aを用いて溶接強度の試
験を行うこととしている。
10Aの外径よりもやや大きめの内径を有する収納口1
3aが形成されている。この収納口13aに短尺状ウオ
ータチューブ10Aの下方部分が挿入された状態となっ
ており、上面部13b上にはウオータタブ11が係止さ
れた状態となっている。そして、この状態で、図示を省
略してある圧縮試験機により、短尺状ウオータチューブ
10Aの上端面に押圧力を加えると、ウオータタブ11
と短尺状ウオータチューブ10Aとの間の溶接部に剪断
応力が与えられる。圧縮試験機の押圧力を次第に増加さ
せていき、溶接部の剪断応力が或る一定レベル以上にな
ると溶接部が破壊され、短尺状ウオータチューブ10A
は図示の状態からさらに下方へ変位することになるが、
溶接強度の検査はこのときの剪断応力の測定値に基づき
行われる。
おける剪断応力は、ウオータチューブとスペーサとが互
いに組み付けられた状態で発生するものであり、それぞ
れ単独で互いに無関係に発生するわけではないため、で
きることなら短尺状ウオータチューブ10Aとスペーサ
1とを互いに組み付けた状態で溶接強度の試験を行うこ
とが好ましい。しかし、両者を組み付けた状態で各溶接
部に圧縮試験機からの押圧力を加えることは困難である
と考えられていたため、従来から、上記のように短尺状
ウオータチューブ10Aにおける溶接強度の検査とスペ
ーサ1における溶接強度の検査とをそれぞれ別個に行っ
ていた。そのため、検査精度を一定レベル以上向上させ
ることが困難となっていた。
さが充分に高いものではなく、短尺状ウオータチューブ
10Aがある程度下方に変位するとその下端面がすぐに
圧縮試験機の下部プレート(図示せず)に接触してしま
い、それ以上の変位が拘束されることになる。原子炉内
での実際の使用状況を反映させた検査を行うならば、短
尺状ウオータチューブ10Aが収納口13aを完全にく
ぐり抜けるまで大きく変位させることが好ましいが、従
来の検査台13は短尺状ウオータチューブ10A単体の
みの試験を前提としたものであったため、このような大
きな変位を行わせることができないものであった。
であり、実際の使用状況を極力忠実に反映させることが
可能なスペーサ・ウオータチューブ組立体の溶接強度検
査方法及び装置を提供することを目的としている。
の手段として、請求項1記載の発明は、外周面にウオー
タタブが溶接されたウオータチューブと、前記ウオータ
チューブを内側に配置するためのものであり、ウオータ
チューブ外周面付近の所定位置に配設された管状セル同
士をそれぞれに溶接された架橋板により連結し、この架
橋板の端部に前記ウオータタブを係止させることにより
このウオータチューブが内側に組み付けられるスペーサ
と、のそれぞれに対して溶接部の強度を試験する方法に
おいて、前記ウオータチューブの長さを前記スペーサの
幅よりもやや長い程度のものにすると共に、このウオー
タチューブを予め前記スペーサの内側に組み付けてお
き、これら組み付けられたスペーサ及びウオータチュー
ブの組立体を検査台上に載置し、しかる後、ウオータチ
ューブの一方の端面にその軸方向への押圧力を加え、前
記ウオータタブの溶接部及び前記架橋板の溶接部の双方
に剪断応力を与えることにより、これら双方の溶接部の
溶接強度を同時に検査するようにした、ことを特徴とす
る。
タブが溶接されたウオータチューブと、前記ウオータチ
ューブを内側に配置するためのものであり、ウオータチ
ューブ外周面付近の所定位置に配設された管状セル同士
をそれぞれに溶接された架橋板により連結し、この架橋
板の端部に前記ウオータタブを係止させることによりこ
のウオータチューブが内側に組み付けられるスペーサ
と、のそれぞれに対して溶接部の強度を試験する装置に
おいて、前記スペーサの内側に、スペーサの幅よりもや
や長い程度の長さとされた前記ウオータチューブを組み
付けて成るスペーサ・ウオータチューブ組立体を載置可
能な検査台と、前記検査台に載置されたスペーサ・ウオ
ータチューブ組立体のウオータチューブの一方の端面を
プレート部材により押圧してその軸方向への押圧力を加
え、前記ウオータタブの溶接部及び前記架橋板の溶接部
の双方に剪断応力を与える圧縮試験機と、を備え、さら
に、前記検査台は、前記圧縮試験機からの押圧力によっ
て前記ウオータチューブが前記スペーサから離脱して落
下する場合に、この落下を許容し、且つ、前記プレート
部材の押圧方向への移動を許容するのに充分な径を有す
るウオータチューブ収納口が形成されているものであ
る、ことを特徴とする。
づき説明する。図1は、本発明の実施形態に係る溶接強
度検査方法及び装置についての説明図である。この図に
示すように、外周面にウオータタブ11が溶接された短
尺状ウオータチューブ10Aがスペーサ1の内側に配置
され組み付けられている。短尺状ウオータチューブ10
Aは、図6に示したものと同様のものであり、その長さ
はスペーサ1の幅よりもやや長い程度のものである。こ
の図では、スペーサ1内側における短尺状ウオータチュ
ーブ10Aの組み付け状態の詳細は図示していないが、
図3乃至図5に示したのと同様の状態で組み付けられて
いる。
1と短尺状ウオータチューブ10Aとの組立体が検査台
14の上面14bに載置されている。検査台14の高さ
は、短尺状ウオータチューブ10Aの長さよりも大きな
ものであり、また、上面14bの中央付近には短尺状ウ
オータチューブ10Aの外径よりも充分に大きな径を有
する収納口14aが形成されている。そして、短尺状ウ
オータチューブ10Aの下方部分すなわちスペーサ1の
下端面より下方に突出している部分は収納口14a内に
収納された状態となっている。
省略してある圧縮試験機の下部プレート上に固定されて
おり、検査台14の上方には圧縮試験機の上部プレート
が配設されている。そして、この上部プレートが短尺状
ウオータチューブ10Aの上端面に向かって下降するよ
うになっており、矢印で示すような軸方向の押圧力を短
尺状ウオータチューブ10Aに加えるようになってい
る。上記の収納口14aの直径はこの圧縮試験機の上部
プレートの径よりも大きなものとなっており、この上部
プレートは収納口14a内をその底面まで下降できるよ
うになっている。
査装置を用いて行う溶接強度検査方法について説明す
る。作業員は、まず、短尺状ウオータチューブ10Aを
スペーサ1の内側に配置し組み付けた後、これらの組立
体を、図1に示したように、検査台14の上面14b上
に載置する。次いで、圧縮試験機を起動して上部プレー
トを下降させ、短尺状ウオータチューブ10Aに軸方向
の押圧力を加える。すると、互いに係止状態にあるウオ
ータタブ11と架橋板7とが強く接触した状態となり、
ウオータタブ11及び架橋板7の各溶接部に剪断応力が
発生する。そして、圧縮試験機の押圧力を次第に増加さ
せていき剪断応力を増加させていくと、溶接部が破壊さ
れ(通常は、ウオータタブ11の溶接部より架橋板7の
溶接部の方が早く破壊される。)、短尺状ウオータチュ
ーブ10Aは図示の状態からさらに下方へ変位する。こ
のとき、収納口14aの径は圧縮試験機の上部プレート
の径よりも大きく形成されているので、上部プレートは
そのまま収納口14a内を下降し、一方、スペーサ1に
組み付けられていた短尺状ウオータチューブ10Aは、
スペーサ1から離脱して収納口14aの底部に落下す
る。
尺状ウオータチューブ10Aとスペーサ1とが組み付け
られた状態でウオータタブ11及び架橋板7の各溶接部
の溶接強度を測定することができ、また、短尺状ウオー
タチューブ10Aがスペーサ1から完全に離脱するまで
圧縮試験機の上部プレートが下降することができるの
で、実際の使用状況がかなり忠実に反映された検査方法
となる。また、両者が組み付けられた状態で押圧力を加
えるようにしているので、ウオータタブ11及び架橋板
7の溶接部ばかりでなく、結果的に他の溶接部(図2に
おける溶接部3,6等)についての溶接強度についても
検査することが可能となっている。
と架橋板7の溶接部とを別個に単独で検査していたの
で、その分だけ作業工数も大きなものであったが、本発
明の溶接強度検査方法によればこの作業工数を半減させ
ることができる。
タチューブを予めスペーサの内側に組み付けておき、こ
れら組み付けられたスペーサ及びウオータチューブの組
立体を検査台上に載置し、しかる後、ウオータチューブ
の一方の端面にその軸方向への押圧力を加え、ウオータ
タブの溶接部及び架橋板の溶接部の双方に剪断応力を与
えることにより、これら双方の溶接部の溶接強度を同時
に検査する構成としたので、実際の使用状況を極力忠実
に反映させた検査を実施することができ、また、作業工
数を従来に比べて半減させることができる。
装置についての説明図。
ューブ10が配設された状態を示した一部拡大平面図。
橋板7の上端部付近の外観形状を示す斜視図。
Claims (2)
- 【請求項1】外周面にウオータタブが溶接されたウオー
タチューブと、 前記ウオータチューブを内側に配置するためのものであ
り、ウオータチューブ外周面付近の所定位置に配設され
た管状セル同士をそれぞれに溶接された架橋板により連
結し、この架橋板の端部に前記ウオータタブを係止させ
ることによりこのウオータチューブが内側に組み付けら
れるスペーサと、 のそれぞれに対して溶接部の強度を試験する方法におい
て、 前記ウオータチューブの長さを前記スペーサの幅よりも
やや長い程度のものにすると共に、このウオータチュー
ブを予め前記スペーサの内側に組み付けておき、 これら組み付けられたスペーサ及びウオータチューブの
組立体を検査台上に載置し、しかる後、ウオータチュー
ブの一方の端面にその軸方向への押圧力を加え、前記ウ
オータタブの溶接部及び前記架橋板の溶接部の双方に剪
断応力を与えることにより、これら双方の溶接部の溶接
強度を同時に検査するようにした、 ことを特徴とするスペーサ・ウオータチューブ組立体の
溶接強度検査方法。 - 【請求項2】外周面にウオータタブが溶接されたウオー
タチューブと、 前記ウオータチューブを内側に配置するためのものであ
り、ウオータチューブ外周面付近の所定位置に配設され
た管状セル同士をそれぞれに溶接された架橋板により連
結し、この架橋板の端部に前記ウオータタブを係止させ
ることによりこのウオータチューブが内側に組み付けら
れるスペーサと、 のそれぞれに対して溶接部の強度を試験する装置におい
て、 前記スペーサの内側に、スペーサの幅よりもやや長い程
度の長さとされた前記ウオータチューブを組み付けて成
るスペーサ・ウオータチューブ組立体を載置可能な検査
台と、 前記検査台に載置されたスペーサ・ウオータチューブ組
立体のウオータチューブの一方の端面をプレート部材に
より押圧してその軸方向への押圧力を加え、前記ウオー
タタブの溶接部及び前記架橋板の溶接部の双方に剪断応
力を与える圧縮試験機と、 を備え、さらに、前記検査台は、前記圧縮試験機からの
押圧力によって前記ウオータチューブが前記スペーサか
ら離脱して落下する場合に、この落下を許容し、且つ、
前記プレート部材の押圧方向への移動を許容するのに充
分な径を有するウオータチューブ収納口が形成されてい
るものである、 ことを特徴とするスペーサ・ウオータチューブ組立体の
溶接強度検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP16378499A JP3321116B2 (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | スペーサ・ウオータチューブ組立体の溶接強度検査方法及び装置 |
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Publications (2)
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JP2000352550A JP2000352550A (ja) | 2000-12-19 |
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ID=15780654
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CN102798574A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-11-28 | 深圳中建院建筑科技有限公司 | 提升位移式原位单剪法检测混凝土抗压强度的装置 |
CN102854070A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-02 | 深圳中建院建筑科技有限公司 | 混凝土芯样单剪装置 |
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CN109520862B (zh) * | 2018-12-06 | 2020-12-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种管材纯剪切加载装置及方法 |
CN109975133B (zh) * | 2019-04-15 | 2024-01-09 | 华侨大学 | 一种真空钎焊剪切强度检测方法及装置 |
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1999
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