JPH04505054A - 溶接によって燃料棒を密封する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 溶接によって燃料棒を密封する方法 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。

背景の技術 軽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。

燃料棒の密封の際、該捧は、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捧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、ヘリウムによる欅の加圧は、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。ＷＪ！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、プラグと欅のチューブ＃ｉｉ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成る形態 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存す 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欅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、ヘリウムによる圧力低減は、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、接触面か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く とも一部に与えることによって達成されてもよい。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育する様に形 成されるためとて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。

図面の簡単な説明 第１図は、プラグ２を有する燃料棒ｌ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 ーブから成る。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の１つは、棒内にヘリュームを充填するだ の充填孔を備えている。

第２図は、充填孔を育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、該体部の体積は、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、捧１は、鋼 または成る銅合金の電極ブロックのＶ形ノツチに置かれる。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慇を得るため、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、育利である。

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 炉設計に対して育用である。

ＦＩ６．７ 国際調査報告 ＩＭＩ＠ｒＮＩ１１い、ｌＡ、、１．。３．いお、　ＰＣＴ／ＳＥ　９０１００ ３０５国際調査報告 ＰＣＴ／ＳＥ　９０１００３０５

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 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、該充填孔の 上部よりも大きく，該体部が、該充填孔に端縁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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。