JP4549493B2 - 上部ノズルの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原子炉に使用される核燃料集合体に組み込まれる上部ノズルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば加圧水型の原子炉に使用される核燃料集合体は、上部ノズルと下部ノズルの間に複数の支持格子が所定間隔で配設され、計装用管及び複数の制御棒案内管が各支持格子と上部ノズル及び下部ノズルにそれぞれ固定され、更に各支持格子の格子空間に多数の燃料棒が挿入されて保持されている。
上部ノズルは略四角形板状をなすアダプタプレートと、アダプタープレートの四辺を囲う４枚の側壁で構成されたエンクロージャと、トッププレートとを有していて、トッププレートの上部の四つの角部には各一対のパッド部とクランプ部とが形成されている。このような上部ノズルを製造するには、アダプタープレート、エンクロージャ、トッププレート、パッド部及びクランプ部をそれぞれ溶接で接合するようにしていた。
しかしながらこのようにして得られた上部ノズルは溶接箇所が多いために、それぞれ溶接部の健全性を確認する試験が必要であり煩雑であった。また鋳造法等による一体成形では寸法精度の要求に難点があり、また鋳造品欠陥が発生したりする問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して特開平３−２５５３９０号公報では、アダプタプレートを下側部品とし、その他の部品を上側部品として予め成形し、或いはエンクロージャの中央部で水平方向に二分割して上側部品及び下側部品として予め成形して、両者を溶接で接合するようにしたものが提案されている。このように製作すれば溶接が上側部品と下側部品の接合部一箇所で済むために製造が容易で溶接の健全性を確認するための試験も簡単であった。
しかしながら、このような上部ノズルの製造方法においては、上側部品を切削などの機械加工で製造する場合、トッププレートの内面がエンクロージャの内面よりも内側に突出して段差が設けられているために、パッド部やクランプ部を加工する工程と段差を加工する工程とで工作機械に対して上側部品を上下反転してそれぞれセッティングしなければならず煩雑で手間がかかるという欠点があった。また上側部品の上下を加工するためにセッティングをし直すことで加工精度が低下するという欠点もあった。
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みて、機械加工が容易で加工精度の高い上部ノズルの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による上部ノズルの製造方法は、機械加工によってそれぞれ成形された、トッププレート及びパッド部及びクランプ部を有する上部部品とアダプタプレート及びエンクロージャを有する下部部品とをトッププレートとエンクロージャで溶接して一体化してなる上部ノズルの製造方法において、上部部品のトッププレートは下部部品のエンクロージャとの接合部の内面がエンクロージャの内面より突出して段差が設けられており、該段差の部分で分割して２部品とし、素材ブロックを切削加工して下部部品を削り出す切削加工に際して、素材ブロックを１回セッティングした状態で上方からアダプタプレート及びエンクロージャを一体形状として切削加工すると共に、別の素材ブロックを切削加工して上部部品を削り出す切削加工に際して、別の素材ブロックを１回セッティングした状態で上方から略角柱状で断面四角形の枠板でなるトッププレート及び各一対のパッド部及びクランプ部を一体形状として切削加工するようにしたことを特徴とする。
下部部品と上部部品とはトッププレートとエンクロージャとで２分割することで、厚みの大きいトッププレートと厚みの小さいエンクロージャとで分割された状態でそれぞれ成形されることになり、そのために各部品の機械加工に際して、下部部品及び上部部品とも各１回のセッティングで素材ブロックの片側のみを加工して完全に成形でき、１回のセッティング状態で一気に加工できるから各部品及び部分の加工精度が高い。
【０００６】
またトッププレートはエンクロージャとの接合部の内面がエンクロージャの内面より突出して段差が設けられていてもよい。
段差の上下を切削加工すると両側でそれぞれ切削するために２回セッティングする必要があるが、本発明では段差の部分で分割して２部品としたから上部及び下部品に段差は生じないために、それぞれ片側からのみ切削加工すればよく加工のためのセッティングも各１回で済む。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図４により説明する。図１は実施の形態による上部ノズルの平面図、図２は上部ノズルの側面図、図３は上部ノズルの中央縦断面図、図４は上部ノズルの上部部品と下部部品を分離した状態の斜視図である。
本発明の実施の形態による上部ノズル１は下部部品３と上部部品５をそれぞれ切削工具による機械加工によって予め別個に成形して、溶接によって接合して構成されている。
下部部品３は略四角形板状、例えば正方形板状のアダプタプレート７の四辺をなす側部に４枚の側板９…即ちエンクロージャが一体形成されて構成され、各側板９はアダプタプレート７の側部から上方に直角に起立して薄板状に形成されている。またアダプタプレート７は長穴形状のスロット１０と制御棒クラスタ等の非核燃料炉心構成品を挿入するための穴１１等が多数穿孔され、これらのスロット１０や穴１１等を冷却水等の冷却流体がスムーズに通過できるようになっている。
【０００８】
また上部部品５は略四角形枠状、例えば正方形枠状のトッププレート１３とその上面の４つの角部に突出形成された平面視略Ｌ字型の各一対のパッド部１５，１５及びクランプ部１７，１７とが設けられている。パッド部１５はトッププレート１３の一方の対角方向に対向配置され、案内ピン穴１６が穿孔されている。
クランプ部１７はトッププレート１３の他方の対角方向に対向配置され、複数のホール１８が穿孔されている。
また上部部品５と下部部品３とは図２及び図３に示すようにトッププレート１３の下面１３ａと側板９の上端９ａとで接合されて溶接部２０を以て溶接されて一体化されており、溶接状態でトッププレート１３と側板９とは好ましくは外面が同一平面状に形成されている。しかもトッププレート１３の各辺をなす枠板１３Ａは側板９よりも厚みが大きく、そのために内面側ではトッププレート１３と側板９との間に段差１９が形成されている。換言すれば内面では側板９の面から枠板１３Ａが内側に突出しているともいえる。
トッププレート１３の上部には各枠板１３Ａ上に各クランプ部１７からパッド部１５に向けて上方に傾斜する板状のスプリング２１…が装着されている。
【０００９】
本実施の形態による上部ノズル１は上述の構成を備えており、次に上部ノズル１の組立方法について説明する。
まずスチール等からなる正方形板状または直方体形状の図示しない素材ブロックをエンドミルやドリルやＴスロットカッタ等の各種転削工具で切削加工して、アダプタプレート７が四枚の側板９…で囲われた形状を有する下部部品３を一体形状として削り出す。工作機械による切削加工に際して、素材ブロックを１回セッティングした状態で一方（上方）からアダプタプレート７及び側板９…を全て切削加工できる。
同様に別の素材ブロックを切削加工して四角枠形状をなすトッププレート１３の上面角部に各一対のパッド部１５、１５及びクランプ部１７，１７を有する上部部品５を一体形状として削り出す。この場合も、工作機械による切削加工に際して、素材ブロックを１回セッティングした状態で一方（上方）から略角柱状の枠板１３Ａでなるトッププレート１３及び各一対のパッド部１５、１５及びクランプ部１７，１７を切削加工できる。
【００１０】
次に上部ノズル１の組立手順について説明すると、二分割状態で予め製造された下部部品３及び上部部品５を図４に示すように対向させて下部部品３の側板９の上端９ａを上部部品５のトッププレート１３の各枠板１３Ａの下面１３ａに当接させ、各側板９と枠板１３Ａの両外面が同一平面状になるように位置決めして接合部を溶接すればよい。
【００１１】
上述のように本実施の形態によれば、下部部品３と上部部品５とはトッププレート１３と側板９とで分離して各部品を構成することとしたから、各部品の機械加工に際して、下部部品３及び上部部品５とも各１回のセッティングで素材ブロックの片側のみから加工して成形できるため、製造工程が少なくて製造コストが低廉になる。しかも各部品３，５についてセッティングし直すことなくそれぞれ１回のセッティングで一気に加工できるから各部品及び部分の寸法精度及び加工精度が高い。また加工工数が双方の部品に配分され、複数台の工作機械で機械加工する場合、並行して加工できて効率的であり機械稼働率が良く、この点でも製造コストを低廉にすることができる。
これに対して上述の従来技術によれば、アダプタプレートを下側部品として残りを上側部品とした場合や、エンクロ−ジャの中央で分割して上側及び下側部品とした場合でも、上側部品を機械加工する際に、トッププレートの上側のパッド部やクランク部を切削する場合とトッププレートの枠板及び側板の一部の段差を切削する場合とで上面及び下面をそれぞれ加工するから２回セッティングする必要があり、これによって加工精度が低下するという欠点が生じる。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る上部ノズルの製造方法は、機械加工によってそれぞれ成形された、トッププレート及びパッド部及びクランプ部を有する上部部品とアダプタプレート及びエンクロージャを有する下部部品とをトッププレートとエンクロージャで溶接して一体化してなるから、各部品の機械加工に際して、下部部品及び上部部品とも各１回のセッティングで素材ブロックの片側のみから加工して完全に成形でき、セッティングし直すことなく一気に加工できるから製造工程が少なくて製造コストが低廉で加工精度が高い。また加工工数が双方の部品に配分され、複数台の工作機械で機械加工する場合、並行して加工できて効率的であり機械稼働率が良く、この点でも製造コストを低廉にすることができる。
【００１３】
またトッププレートはエンクロージャとの接合部の内面がエンクロージャの内面より突出して段差が設けられているから、段差の上下を切削加工すると両側でそれぞれ切削するために２回セッティングする必要があるが、段差の部分で分割して２部品としたためにそれぞれ片側からのみ切削加工すればよく加工のためのセッティングも各１回で済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による上部ノズルの平面図である。
【図２】 上部ノズルの側面図である。
【図３】 上部ノズルの中央縦断面図である。
【図４】 上部ノズルの上部部品と下部部品の分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 上部ノズル
３ 下部部品
５ 上部部品
７ アダプタプレート
９ 側板（エンクロージャ）
１３ トッププレート
１３Ａ 枠板
１９ 段差
２０ 溶接部
Claims (1)
- 機械加工によってそれぞれ成形された、トッププレート及びパッド部及びクランプ部を有する上部部品とアダプタプレート及びエンクロージャを有する下部部品とを前記トッププレートとエンクロージャで溶接して一体化してなる上部ノズルの製造方法において、
前記上部部品のトッププレートは前記下部部品のエンクロージャとの接合部の内面が前記エンクロージャの内面より突出して段差が設けられており、該段差の部分で分割して２部品とし、
素材ブロックを切削加工して下部部品を削り出す切削加工に際して、素材ブロックを１回セッティングした状態で上方からアダプタプレート及びエンクロージャを一体形状として切削加工すると共に、
別の素材ブロックを切削加工して上部部品を削り出す切削加工に際して、別の素材ブロックを１回セッティングした状態で上方から略角柱状で断面四角形の枠板でなるトッププレート及びパッド部及びクランプ部を一体形状として切削加工するようにした
ことを特徴とする上部ノズルの製造方法。
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