JPH06194474A - 原子炉の燃料棒 - Google Patents

原子炉の燃料棒

Info

Publication number
JPH06194474A
JPH06194474A JP5250057A JP25005793A JPH06194474A JP H06194474 A JPH06194474 A JP H06194474A JP 5250057 A JP5250057 A JP 5250057A JP 25005793 A JP25005793 A JP 25005793A JP H06194474 A JPH06194474 A JP H06194474A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel rod
cladding
plug
cladding tube
annular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5250057A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerd-Dieter Crede
クレーデ ゲルト‐デイーター
Rainer Schleich
シユライヒ ライナー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPH06194474A publication Critical patent/JPH06194474A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K11/00Resistance welding; Severing by resistance heating
    • B23K11/30Features relating to electrodes
    • B23K11/3009Pressure electrodes
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02Fuel elements
    • G21C3/04Constructional details
    • G21C3/06Casings; Jackets
    • G21C3/10End closures ; Means for tight mounting therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 核燃料物質が詰められた金属製の被覆管4を
有し、この被覆管4の一端に特に被覆管と同じ金属製の
閉塞プラグ8が溶接され、被覆管がその外側面に被覆管
と閉塞プラグとの移行個所に環状膨出部12を有してい
るような原子炉の燃料棒において、被覆管と閉塞プラグ
との溶接後における機械加工の作業工程を無くして、被
覆管の損傷およびそれに伴う燃料棒の不良化を防止す
る。 【構成】 環状膨出部12が被覆管4の長手軸線5に対
してほぼ平行な母線を持つ円筒状外周面13を有し、環
状膨出部12の材料が被覆管4および閉塞プラグ8と同
じ金属から組成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、核燃料物質が詰められ
た金属製の被覆管を有し、この被覆管の一端に金属特に
被覆管と同じ金属製の閉塞プラグが溶接され、それによ
り被覆管の外側面の被覆管と閉塞プラグとの移行個所に
環状膨出部が設けられるような原子炉の燃料棒と、この
燃料棒を製造するための溶接装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の燃料棒は既に一般に使用されて
いる。その環状膨出部はとがった環状稜線を有してお
り、即ち環状膨出部の横断面は鋭角三角形を形成してお
り、その鋭角は環状稜線に存在している。
【0003】この種の燃料棒は、被覆管端部を収容する
ための孔が設けられている電極を備えた溶接装置によっ
て製造される。その孔は、電極に対して相対的に移動で
き且つ閉塞プラグを保持するために設計されている対向
電極に面した端部が、内側に向けて先細になっている裁
頭円錐形中空室を形成するように切削されている。裁頭
円錐形中空室は閉塞プラグを被覆管に固定溶接する際に
溶接溶融物が凝固することにより形成される環状膨出部
の形状を決定する。
【0004】被覆管と閉塞プラグとの溶接結合は、被覆
管に対する電極の裁頭円錐形中空室が実験によって求め
れた所定の範囲まで溶接する際に被覆管と閉塞プラグの
材料で充填されているときに、完全なものと見なされ
る。溶接後に燃料棒の閉塞プラグと被覆管との間の溶接
個所における環状膨出部の稜線の高さを測定することに
よって、この溶接個所の品質を確認することができる。
【0005】原子炉で使用可能な原子炉燃料集合体を組
み立てるには、一般に格子状スペーサの格子目の中に燃
料棒を通さねばならない。この場合各燃料棒の被覆管と
閉塞プラグとの溶接個所における環状膨出部が障害にな
る。従ってこの環状膨出部は溶接個所の測定および品質
の確認後に、それが燃料棒のスペーサへの挿入の妨げに
ならなくなるまで、機械的に除去例えばフライス切削さ
れる。
【0006】この機械加工の際に被覆管を損傷し、これ
によって燃料棒が不良品になるおそれがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、被覆
管と閉塞プラグとの溶接後における機械加工の作業工程
を不要にすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は冒頭に述べた形式の燃料棒において、環状膨出部が被
覆管の長手軸線に対してほぼ平行な母線を持つ円筒状外
周面を有し、環状膨出部の材料が被覆管および閉塞プラ
グの金属から組成されることによって解決される。
【0009】環状膨出部の円筒状外周面の外径は、スペ
ーサの格子目への燃料棒の挿入が環状膨出部を機械的に
追加加工することなしに可能であるように、はじめから
選択されている。他方では燃料棒の被覆管と閉塞プラグ
との溶接結合の品質は、これらの部品を溶接する際の被
覆管付き電極と閉塞プラグ付き対向電極の相対移動に基
づいて確認される。
【0010】請求項6記載の溶接装置を使用すれば、本
発明に基づく燃料棒は簡単且つ安価に製造できる。
【0011】
【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。
【0012】図1は本発明に基づく燃料棒を溶接するた
めの装置を示す。この溶接装置は同形に形成された2つ
の電極半部から構成されている銅電極2を有しており、
この銅電極2は貫通孔3を備え、この貫通孔3の中に核
燃料物質が詰められている燃料棒のジルコニウム合金製
被覆管4が挿入される。銅電極2の同形に形成された両
半部は貫通孔3の中にある被覆管4を包囲し、この被覆
管4の外側表面に大きな面積で接触する。
【0013】更に被覆管4の長手軸線5の方向に銅電極
2に対して相対的に移動できる対向電極用の支持体6が
設けられている。対向電極は被覆管4および銅電極2に
おける貫通孔3に対して同心的に配置されている銅ブッ
シュ7から構成されている。この銅ブッシュ7の中には
同様に燃料棒用のジルコニウム合金から成る閉塞プラグ
8が緩くはめ込まれている。
【0014】貫通孔3はその銅ブッシュ7側の端部に貫
通孔3の直径よりも大きな直径の円筒状段部9を備えて
いる。円筒状中空室を形成しているこの段部9の中に
は、一方では被覆管4の端部が、他方では閉塞プラグ8
の端部が入り込んでいる。
【0015】図2には被覆管4および閉塞プラグ8の本
来の形状が一点鎖線で示されている。閉塞プラグ8の端
面はその本来の形状では、被覆管の長手軸線5従ってこ
の長手軸線5と一致する閉塞プラグ8の長手軸線に向か
って先細になっている外側円錐10を形成している。被
覆管4の端部はその一つの内側縁で円錐10に接触して
いる。
【0016】被覆管4を閉塞プラグ8に溶接するため
に、図1の銅電極2および銅ブッシュ7に電源が接続さ
れる。同時に支持体6によって閉塞プラグ8が被覆管4
に押し付けられ、閉塞プラグ8と被覆管4の接触個所に
おける材料が送り距離11(突き押し距離)だけ突き出
される。
【0017】図1において被覆管4の一点鎖線の長手軸
線5の上側に溶接過程の始めにおける被覆管4および閉
塞プラグ8の出発状態が示され、その長手軸線5の下側
には溶接過程が終了し銅電極2および銅ブッシュ7が電
源から切り離された後の最終状態が示されている。
【0018】図2に示されているように、この最終状態
において閉塞プラグ8は被覆管4の中に入り込み、被覆
管4と閉塞プラグ8との移行個所には被覆管4の外側表
面に円筒状外周面13を備えた環状膨出部12が形成さ
れている(図1も参照)。被覆管4の内部には環状の材
料押出し部14が形成されている。環状膨出部12並び
に材料押出し部14は被覆管および閉塞プラグの本来の
材料、この実施例の場合はジルコニウム合金で組成され
ている。
【0019】銅電極2の両半部間に存在する接合部のた
めに、環状膨出部12の外周面13に、外周面13の母
線に沿って延びる2つの隆起部17が存在している。
【0020】環状膨出部12だけでなく材料押出し部1
4も溶接溶融物から凝固したものであり、図3に示され
ている組織構造を有している。溶接による材料の流れは
矢印16で示されている。
【0021】図3から分かるように、環状膨出部12の
円筒状外周面13に被覆管4の長手軸線5を取り囲んで
いる鋳塊15が生じている。この鋳塊15は、被覆管4
におけるものと同じ組成のジルコニウム合金の材料を含
んでいる。
【0022】被覆管4の内側には高純度のジルコニウム
から成る内側層18が認められる。この腐食し易い層1
8は材料押出し部14の表面に続くものであり、溶接溶
融物から凝固された材料、従って外側の材料に進出する
ものではない。
【0023】環状膨出部12の円筒状外周面13は機械
的に未加工のままにできる。これによって製造費用が節
約されるだけでなく、環状膨出部12における被覆管4
の損傷も避けられる。しかもジルコニウム合金の加工の
際に極めて容易に自然発火するおそれのある切屑の発生
も避けられる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、被覆管と閉塞プラグと
の溶接後における機械加工が不要となるので、機械工程
によって被覆管を損傷して燃料棒を不良にするおそれは
全くなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく燃料棒の被覆管と閉塞プラグと
を溶接するための本発明に基づく溶接装置の縦断面図。
【図2】本発明に基づく燃料棒の被覆管に溶接された閉
塞プラグの縦断面図。
【図3】図2における縦断面の金属組織の顕微鏡図。
【符号の説明】
2 銅電極 3 貫通孔 4 被覆管 5 長手軸線 6 支持体 7 銅ブッシュ 12 環状膨出部 13 外周面 14 材料押出し部 15 鋳塊

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 核燃料物質が詰められた金属製の被覆管
    (4)を有し、この被覆管(4)の一端に金属特に被覆
    管(4)と同じ金属製の閉塞プラグ(8)が溶接され、
    被覆管(4)の外側面の被覆管(4)と閉塞プラグ
    (8)との移行個所に環状膨出部(12)を有している
    原子炉の燃料棒において、環状膨出部(12)が被覆管
    (4)の長手軸線(5)に対してほぼ平行な母線を持つ
    円筒状外周面(13)を有し、環状膨出部(12)の材
    料が被覆管(4)および閉塞プラグ(8)の金属から組
    成されていることを特徴とする原子炉の燃料棒。
  2. 【請求項2】 環状膨出部(12)が円筒状外周面(1
    3)に、それぞれ外周面の母線に沿って延びる少なくと
    も2つの隆起部(17)を有していることを特徴とする
    請求項1記載の燃料棒。
  3. 【請求項3】 環状膨出部(12)が溶接溶融物から凝
    固されていることを特徴とする請求項1又は2記載の燃
    料棒。
  4. 【請求項4】 環状膨出部(12)の円筒状外周面(1
    3)が機械加工されていないことを特徴とする請求項1
    ないし3のいずれか1つに記載の燃料棒。
  5. 【請求項5】 環状膨出部(12)の円筒状外周面(1
    3)に、被覆管(4)と同じ組成の被覆管(4)の材料
    を含んでいる環状の鋳塊(15)が設けられていること
    を特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の
    燃料棒。
  6. 【請求項6】 被覆管(4)の一端を収容するための貫
    通孔(3)を有している電極(2)によって請求項1な
    いし5のいずれか1つに記載の燃料棒を製造するための
    溶接装置であって、その貫通孔(3)が、電極(2)に
    対して相対的に移動でき且つ閉塞プラグ(8)を保持す
    るための対向電極(7)に面している端部に、この貫通
    孔(3)の直径よりも大きな直径をした円筒状段部
    (9)を有していることを特徴とする溶接装置。
JP5250057A 1992-09-14 1993-09-10 原子炉の燃料棒 Pending JPH06194474A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT92115717.8 1992-09-14
EP92115717A EP0587926B1 (de) 1992-09-14 1992-09-14 Brennstab für einen Kernreaktor und Schweissvorrichtung zu dessen Herstellen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06194474A true JPH06194474A (ja) 1994-07-15

Family

ID=8210003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5250057A Pending JPH06194474A (ja) 1992-09-14 1993-09-10 原子炉の燃料棒

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6104773A (ja)
EP (1) EP0587926B1 (ja)
JP (1) JPH06194474A (ja)
DE (1) DE59206825D1 (ja)
ES (1) ES2090440T3 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9922731B2 (en) * 2012-04-17 2018-03-20 Bwxt Mpower, Inc. Resistance welding of an end cap for nuclear fuel rods
KR101406076B1 (ko) * 2013-01-08 2014-06-13 한전원자력연료 주식회사 핵연료봉의 봉단마개 자동 용접장치
RU2615961C1 (ru) * 2015-11-26 2017-04-11 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Узел сварного соединения оболочки тепловыделяющего элемента с заглушкой, выполненных из высокохромистой стали (варианты)
US10410754B2 (en) 2016-10-11 2019-09-10 Bwxt Mpower, Inc. Resistance pressure weld for nuclear reactor fuel rod tube end plug
CN106735807A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 中核北方核燃料元件有限公司 一种新锆合金燃料棒顶锻成型焊方法
KR101923394B1 (ko) 2017-01-12 2018-11-29 한전원자력연료 주식회사 핵연료봉 제조용 용접장치

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3183066A (en) * 1962-03-08 1965-05-11 Westinghouse Electric Corp Article produced by metals joining and method for producing such articles
US3460237A (en) * 1966-12-20 1969-08-12 Westinghouse Electric Corp Method of making a nuclear fuel element
BE781451A (fr) * 1972-03-30 1972-07-17 Belgonucleaire Sa Procede de fermeture de barreaux combustibles
US3959058A (en) * 1974-11-08 1976-05-25 Plastronics, Inc. Method and apparatus for butt-welding tubular plastic members to each other
DE2550079A1 (de) * 1975-11-07 1977-05-12 Kraftwerk Union Ag Verfahren zur verbindung von brennstabendkappen und brennstabhuellrohren
US4865804A (en) * 1984-05-02 1989-09-12 Westinghouse Electric Corp. Fuel rod end plug
US4609805A (en) * 1985-07-12 1986-09-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Weld nut welding apparatus
JPH01165988A (ja) * 1987-12-22 1989-06-29 Nippon Nuclear Fuel Dev Co Ltd 原子炉用燃料棒
US4857691A (en) * 1988-06-02 1989-08-15 Westinghouse Electric Corp. Burnable absorber rod end plug welding apparatus and method
JPH02176598A (ja) * 1988-12-28 1990-07-09 Nuclear Fuel Ind Ltd 原子炉用燃料棒

Also Published As

Publication number Publication date
US5513230A (en) 1996-04-30
EP0587926A1 (de) 1994-03-23
EP0587926B1 (de) 1996-07-24
DE59206825D1 (de) 1996-08-29
US6104773A (en) 2000-08-15
ES2090440T3 (es) 1996-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3725635A (en) Method of and apparatus for welding an end plug onto a nuclear fuel element
JPH06194474A (ja) 原子炉の燃料棒
KR101007848B1 (ko) 환형마개가 형성된 이중냉각 핵연료봉과 이를 제작하는 핵연료봉 제조방법
EP0154229B1 (en) improved fuel rod assembly for a nuclear reactor
KR880014584A (ko) 열교환기 튜브에서 플러그를 제거하기 위한 장치와 방법
CA1070773A (en) Inert gas purge unit having flexible, expandable member
US3392438A (en) Method of closing ends of protective tubes for nuclear reactor fuel elements
JP2692762B2 (ja) 核燃料棒
JP2593233B2 (ja) 液体用タンクの製造方法
JP3132875B2 (ja) 燃料棒の製造方法及びそれに用いる端栓
JPH08122472A (ja) 管の端栓及びその溶接方法
JPH06273580A (ja) 燃料棒端栓溶接方法
GB1419838A (en) Method for closing a nuclear fuel rod
RU2310930C2 (ru) Тепловыделяющий элемент ядерного реактора
JPH05196761A (ja) 原子炉の燃料棒およびその溶接範囲の形成方法
JPS5931366B2 (ja) フィルタ−・エレメント
WO1990013898A1 (en) Method of sealing a fuel rod by welding
RU2393560C2 (ru) Заглушка тепловыделяющего элемента ядерного реактора
JP3088679B2 (ja) 燃料集合体用スペーサ
RU2268811C2 (ru) Способ контактно-стыковой сварки трубы с заглушкой
CN117428307A (zh) 一种用于核燃料棒电阻焊接的端塞以及燃料棒
JPS63252679A (ja) 二重構造管の溶接方法
WO2004068503A2 (en) Flat weld end plug
JPH02257090A (ja) 核燃料棒
KR920000495B1 (ko) 냉각수 변위봉

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011220