JPH06273580A - 燃料棒端栓溶接方法 - Google Patents
燃料棒端栓溶接方法Info
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- JPH06273580A JPH06273580A JP5083898A JP8389893A JPH06273580A JP H06273580 A JPH06273580 A JP H06273580A JP 5083898 A JP5083898 A JP 5083898A JP 8389893 A JP8389893 A JP 8389893A JP H06273580 A JPH06273580 A JP H06273580A
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- fuel rod
- welding
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- zirconium
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料棒を形成するジルコニウム合金管の内面
に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆管の端部と、
ジルコニウム合金で形成された端栓とを抵抗溶接法によ
り溶接する場合おいて、燃料棒の表面に純ジルコニウム
層が露出することなく抵抗溶接することのできる燃料棒
端栓溶接方法を提供する。 【構成】 ジルコニウム合金管の内面に純ジルコニウム
を一体被覆した燃料被覆管の端部にジルコニウム合金で
形成された端栓を抵抗溶接法により溶接する燃料棒端栓
溶接方法であって、前記被覆管の端部内面を前記純ジル
コニウム被覆層が被覆管内方向に後退するようにテーパ
付けした後、該被覆管の端部に前記端栓を抵抗溶接す
る。
に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆管の端部と、
ジルコニウム合金で形成された端栓とを抵抗溶接法によ
り溶接する場合おいて、燃料棒の表面に純ジルコニウム
層が露出することなく抵抗溶接することのできる燃料棒
端栓溶接方法を提供する。 【構成】 ジルコニウム合金管の内面に純ジルコニウム
を一体被覆した燃料被覆管の端部にジルコニウム合金で
形成された端栓を抵抗溶接法により溶接する燃料棒端栓
溶接方法であって、前記被覆管の端部内面を前記純ジル
コニウム被覆層が被覆管内方向に後退するようにテーパ
付けした後、該被覆管の端部に前記端栓を抵抗溶接す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば軽水炉で用いら
れる燃料棒の端栓の溶接方法に関するものである。
れる燃料棒の端栓の溶接方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、軽水炉で用いられる燃料棒端栓の
溶接方法としては、一般的に不活性ガスの雰囲気の中
で、電極と被溶接物の間にアークを発生させてその熱を
利用して溶接するＴＩＧ溶接による溶接方法がある。
溶接方法としては、一般的に不活性ガスの雰囲気の中
で、電極と被溶接物の間にアークを発生させてその熱を
利用して溶接するＴＩＧ溶接による溶接方法がある。
【０００３】あるいは、真空中で発生させた高速の電子
ビームを被溶接物に当て、そのときに発生する衝撃発熱
を利用する電子ビーム溶接による溶接方法などが一般的
に用いられている。
ビームを被溶接物に当て、そのときに発生する衝撃発熱
を利用する電子ビーム溶接による溶接方法などが一般的
に用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
燃料の高燃焼度化に伴い、ペレットと被覆管の熱伝達率
を向上させるために燃料棒内に封入するヘリウムガス圧
を７〜１５Kg／cm2 と、従来の２〜３倍に高くしたこと
によりＴＩＧ溶接による溶接方法では、電極の消耗が激
しくなる等の問題があった。
燃料の高燃焼度化に伴い、ペレットと被覆管の熱伝達率
を向上させるために燃料棒内に封入するヘリウムガス圧
を７〜１５Kg／cm2 と、従来の２〜３倍に高くしたこと
によりＴＩＧ溶接による溶接方法では、電極の消耗が激
しくなる等の問題があった。
【０００５】また、電子ビーム溶接では真空中の溶接方
法であるため、気孔のような細かい孔が発生したり、合
金成分が減少するなどという問題があった。
法であるため、気孔のような細かい孔が発生したり、合
金成分が減少するなどという問題があった。
【０００６】そこで、抵抗溶接による溶接方法を試みた
が、この抵抗溶接はＴＩＧ溶接のように完全な溶融状態
にまで至らないまま接着する両者を圧着しながら溶接す
るため、例えば燃料ペレットと被覆管との機械的干渉に
よる影響を軽減するために被覆管内面に純ジルコニウム
のライニングを施した燃料被覆管の場合は、図３
（ａ），（ｂ）に示すように、被覆管３２と端栓３３と
の両者を軸方向に強く押しつけながら抵抗溶接すると、
ジルコニウム合金管３５の内面の純ジルコニウム層３４
が介在層状態を保ったまま外側方向に膨出してしまい、
溶接後に機械加工により膨出した部分３６を削り落とす
と燃料棒３１の表面に純ジルコニウム層３４が露出して
しまう結果となる。この場合、純ジルコニウム層３４は
ジルコニウム合金管３５に比べて炉内の使用環境におけ
る強度および耐食性が劣るため、燃料棒３４の破損等の
原因となる危険性があった。
が、この抵抗溶接はＴＩＧ溶接のように完全な溶融状態
にまで至らないまま接着する両者を圧着しながら溶接す
るため、例えば燃料ペレットと被覆管との機械的干渉に
よる影響を軽減するために被覆管内面に純ジルコニウム
のライニングを施した燃料被覆管の場合は、図３
（ａ），（ｂ）に示すように、被覆管３２と端栓３３と
の両者を軸方向に強く押しつけながら抵抗溶接すると、
ジルコニウム合金管３５の内面の純ジルコニウム層３４
が介在層状態を保ったまま外側方向に膨出してしまい、
溶接後に機械加工により膨出した部分３６を削り落とす
と燃料棒３１の表面に純ジルコニウム層３４が露出して
しまう結果となる。この場合、純ジルコニウム層３４は
ジルコニウム合金管３５に比べて炉内の使用環境におけ
る強度および耐食性が劣るため、燃料棒３４の破損等の
原因となる危険性があった。
【０００７】本発明は、燃料棒を形成するジルコニウム
合金管の内面に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆
管の端部と、ジルコニウム合金で形成された端栓とを抵
抗溶接法により溶接する場合おいて、燃料棒の表面に純
ジルコニウム層が露出することなく抵抗溶接することの
できる燃料棒端栓溶接方法を提供することを目的とす
る。
合金管の内面に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆
管の端部と、ジルコニウム合金で形成された端栓とを抵
抗溶接法により溶接する場合おいて、燃料棒の表面に純
ジルコニウム層が露出することなく抵抗溶接することの
できる燃料棒端栓溶接方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る燃料棒端栓
溶接方法は、上記目的を達成するために、ジルコニウム
合金管の内面に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆
管の端部にジルコニウム合金で形成された端栓を抵抗溶
接法により溶接する燃料棒端栓溶接方法であって、前記
被覆管の端部内面を前記純ジルコニウム被覆層が被覆管
内方向に後退するようにテーパ付けした後、該被覆管の
端部に前記端栓を抵抗溶接することを特徴とするもので
ある。
溶接方法は、上記目的を達成するために、ジルコニウム
合金管の内面に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆
管の端部にジルコニウム合金で形成された端栓を抵抗溶
接法により溶接する燃料棒端栓溶接方法であって、前記
被覆管の端部内面を前記純ジルコニウム被覆層が被覆管
内方向に後退するようにテーパ付けした後、該被覆管の
端部に前記端栓を抵抗溶接することを特徴とするもので
ある。
【０００９】
【作用】本発明の燃料棒端栓溶接方法は、ジルコニウム
合金管の内面に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆
管の端部にジルコニウム合金で形成された端栓を抵抗溶
接法により溶接する燃料棒端栓溶接方法であって、被覆
管の端部に前記端栓を抵抗溶接するために、前記被覆管
の端部内面を前記純ジルコニウム被覆層が被覆管内方向
に後退するようにテーパ付けする。
合金管の内面に純ジルコニウムを一体被覆した燃料被覆
管の端部にジルコニウム合金で形成された端栓を抵抗溶
接法により溶接する燃料棒端栓溶接方法であって、被覆
管の端部に前記端栓を抵抗溶接するために、前記被覆管
の端部内面を前記純ジルコニウム被覆層が被覆管内方向
に後退するようにテーパ付けする。
【００１０】つまり、抵抗溶接では完全な溶融状態にま
で至らないまま圧着溶接するため、被覆管の端部と端栓
とを抵抗溶接すると、ジルコニウム合金管の内面の純ジ
ルコニウム層が介在層状態を保ったまま外側方向に膨出
してしまうので、この純ジルコニウム層の外側方向に膨
出する分を予め計算してテーパ付けしておくことによ
り、溶接後に燃料棒の表面に純ジルコニウム層が露出し
ないようにしたものである。
で至らないまま圧着溶接するため、被覆管の端部と端栓
とを抵抗溶接すると、ジルコニウム合金管の内面の純ジ
ルコニウム層が介在層状態を保ったまま外側方向に膨出
してしまうので、この純ジルコニウム層の外側方向に膨
出する分を予め計算してテーパ付けしておくことによ
り、溶接後に燃料棒の表面に純ジルコニウム層が露出し
ないようにしたものである。
【００１１】従って、被覆管の端部に端栓を抵抗溶接し
ても機械加工後に純ジルコニウム層が燃料棒の表面まで
達することがなくなり、該純ジルコニウム層の腐食によ
り燃料棒の破損等の原因を解消することができる。
ても機械加工後に純ジルコニウム層が燃料棒の表面まで
達することがなくなり、該純ジルコニウム層の腐食によ
り燃料棒の破損等の原因を解消することができる。
【００１２】
【実施例】図１は、本願発明の燃料棒端栓溶接方法に基
づいて形成した一実施例に係る軽水炉の燃料棒の概略断
面形状を示す説明図である。図１において、燃料棒１
は、内部にヘリウムガス及び燃料ペレット等（図示せ
ず）を有する中空状の被覆管２と、該被覆管２の軸方向
端部に溶接される端栓３とより主に構成されている。
づいて形成した一実施例に係る軽水炉の燃料棒の概略断
面形状を示す説明図である。図１において、燃料棒１
は、内部にヘリウムガス及び燃料ペレット等（図示せ
ず）を有する中空状の被覆管２と、該被覆管２の軸方向
端部に溶接される端栓３とより主に構成されている。
【００１３】そして、前記被覆管２は、内面に純ジルコ
ニウム４のライニング（被覆層）を施したジルコニウム
合金５で形成されており、該被覆管２の端部内面は、本
願発明の要部である、前記純ジルコニウム被覆層４が該
被覆管２の内方向に後退するようにテーパ付けされてい
る。また、前記端栓３は、ジルコニウム合金５のみから
形成されている。
ニウム４のライニング（被覆層）を施したジルコニウム
合金５で形成されており、該被覆管２の端部内面は、本
願発明の要部である、前記純ジルコニウム被覆層４が該
被覆管２の内方向に後退するようにテーパ付けされてい
る。また、前記端栓３は、ジルコニウム合金５のみから
形成されている。
【００１４】次に、本願発明の要部である被覆管２の端
部について説明する。前記純ジルコニウム被覆層４の肉
厚Ａは被覆管２の肉厚Ｋに対して５〜２０％の範囲内で
被覆されている。そして、この範囲内に前記純ジルコニ
ウム被覆層４を有する被覆管２において付される前記テ
ーパの大きさは、被覆管２の端部の肉厚Ｘが被覆管２の
肉厚Ｋに対して３０〜８０％の範囲内にある。但し、被
覆管２の端部の肉厚Ｘには純ジルコニウム被覆層４は介
在していない。また、傾斜の度合いＦ（以下テーパ角Ｆ
と称す）は１５〜６０度の範囲内にしなければならな
い。
部について説明する。前記純ジルコニウム被覆層４の肉
厚Ａは被覆管２の肉厚Ｋに対して５〜２０％の範囲内で
被覆されている。そして、この範囲内に前記純ジルコニ
ウム被覆層４を有する被覆管２において付される前記テ
ーパの大きさは、被覆管２の端部の肉厚Ｘが被覆管２の
肉厚Ｋに対して３０〜８０％の範囲内にある。但し、被
覆管２の端部の肉厚Ｘには純ジルコニウム被覆層４は介
在していない。また、傾斜の度合いＦ（以下テーパ角Ｆ
と称す）は１５〜６０度の範囲内にしなければならな
い。
【００１５】つまり、純ジルコニウム被覆層４の肉厚
Ａ、被覆管２の端部の肉厚Ｘ、及びテーパ角Ｆが前記条
件を満たしていなければ、前記端栓３と抵抗溶接したと
きに、従来例で示したように、純ジルコニウム被覆層４
が介在層状態を保ったまま外側方向に膨出してしまい、
溶接後に機械加工により膨出した部分６を削り落とすと
燃料棒の表面に純ジルコニウム被覆層４が露出してしま
う結果となることが、発明者によって確認されている。
Ａ、被覆管２の端部の肉厚Ｘ、及びテーパ角Ｆが前記条
件を満たしていなければ、前記端栓３と抵抗溶接したと
きに、従来例で示したように、純ジルコニウム被覆層４
が介在層状態を保ったまま外側方向に膨出してしまい、
溶接後に機械加工により膨出した部分６を削り落とすと
燃料棒の表面に純ジルコニウム被覆層４が露出してしま
う結果となることが、発明者によって確認されている。
【００１６】従って、純ジルコニウム被覆層４の肉厚
Ａ、被覆管２の端部の肉厚Ｋ、及びテーパ角Ｆが前記条
件を満たした後、前記端栓３と抵抗溶接した場合におい
ては、図２に示すように、外側に膨出した部分６に前記
純ジルコニウム被覆層が介在しないため、溶接後の機械
加工により膨出した部分６を削り落としても燃料棒１の
表面に純ジルコニウム被覆層４が露出しない。
Ａ、被覆管２の端部の肉厚Ｋ、及びテーパ角Ｆが前記条
件を満たした後、前記端栓３と抵抗溶接した場合におい
ては、図２に示すように、外側に膨出した部分６に前記
純ジルコニウム被覆層が介在しないため、溶接後の機械
加工により膨出した部分６を削り落としても燃料棒１の
表面に純ジルコニウム被覆層４が露出しない。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、軽水炉の
被覆管の端部と端栓とを抵抗溶接により溶接する場合に
おいて、前記被覆管の端部内面の前記純ジルコニウム被
覆層を被覆管内方向に後退するようにテーパ付けした後
に抵抗溶接するので、溶接後の機械加工によって純ジル
コニウム被覆層が燃料棒の表面まで達することがなくな
り、該純ジルコニウム被覆層の腐食により燃料棒の破損
等の原因を解消することができるという効果がある。
被覆管の端部と端栓とを抵抗溶接により溶接する場合に
おいて、前記被覆管の端部内面の前記純ジルコニウム被
覆層を被覆管内方向に後退するようにテーパ付けした後
に抵抗溶接するので、溶接後の機械加工によって純ジル
コニウム被覆層が燃料棒の表面まで達することがなくな
り、該純ジルコニウム被覆層の腐食により燃料棒の破損
等の原因を解消することができるという効果がある。
【図１】本発明の方法に基づいて形成した一実施例に係
る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説明図である。
る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説明図である。
【図２】本発明の方法に基づいて抵抗溶接した後の一実
施例に係る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説明図
である。
施例に係る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説明図
である。
【図３】（ａ）は従来の方法に基づいて形成した一実施
例に係る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説明図で
あり、（ｂ）は従来の方法に基づいて抵抗溶接した後の
一実施例に係る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説
明図である。
例に係る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説明図で
あり、（ｂ）は従来の方法に基づいて抵抗溶接した後の
一実施例に係る軽水炉の燃料棒の概略断面形状を示す説
明図である。
１：燃料棒 ２：被覆管 ３：端栓 ４：純ジルコニウム被覆層 ５：ジルコニウム合金管 Ａ：純ジルコニウム被覆層の肉厚 Ｆ：テーパ角 Ｋ：被覆管の肉厚 Ｘ：被覆管端部の肉厚
Claims (1)
- 【請求項１】 ジルコニウム合金管の内面に純ジルコニ
ウムを一体被覆した燃料被覆管の端部にジルコニウム合
金で形成された端栓を抵抗溶接法により溶接する燃料棒
端栓溶接方法であって、 前記被覆管の端部内面を前記純ジルコニウム被覆層が被
覆管内方向に後退するようにテーパ付けした後、該被覆
管の端部に前記端栓を抵抗溶接することを特徴とする燃
料棒端栓溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5083898A JPH06273580A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 燃料棒端栓溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5083898A JPH06273580A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 燃料棒端栓溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273580A true JPH06273580A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13815457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5083898A Withdrawn JPH06273580A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 燃料棒端栓溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06273580A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012127830A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 燃料集合体用管端栓 |
| WO2013087869A1 (fr) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de soudage par résistance d'un bouchon sur une gaine d'un crayon de combustible |
| US8891724B2 (en) | 2009-04-15 | 2014-11-18 | Korea Atomic Energy Research Institute | Dual-cooled nuclear fuel rod having annular plugs and method of manufacturing the same |
| CN114944234A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-26 | 中国原子能科学研究院 | 一种端塞包壳一体化环形燃料棒及燃料组件 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5083898A patent/JPH06273580A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8891724B2 (en) | 2009-04-15 | 2014-11-18 | Korea Atomic Energy Research Institute | Dual-cooled nuclear fuel rod having annular plugs and method of manufacturing the same |
| JP2012127830A (ja) * | 2010-12-16 | 2012-07-05 | Nuclear Fuel Ind Ltd | 燃料集合体用管端栓 |
| WO2013087869A1 (fr) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procédé de soudage par résistance d'un bouchon sur une gaine d'un crayon de combustible |
| FR2984582A1 (fr) * | 2011-12-14 | 2013-06-21 | Commissariat Energie Atomique | Procede de soudage par resistance d'un bouchon sur une gaine d'un crayon de combustible |
| CN114944234A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-26 | 中国原子能科学研究院 | 一种端塞包壳一体化环形燃料棒及燃料组件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000530 |