JPS5960386A - 格子及びスリ−ブの組体 - 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】 本発明は、その好適な形態においては、スリーブを溶接
せしめた燃料集合体の格子に関連してお９．特定的には
、複数のセルのうちのあるものを形成する格子ストラン
プに切欠きが設けられていて、該切欠きに円筒形のスリ
ーブが着座する形式の組体に関するものである。

従来、複数の行と列になって複数の核燃料棒のマトリッ
クスが配列され、この配列状態に複数の燃料律格子によ
って保持される棒束型の燃料集合体が提供されてきた。

これ管の格子を形成するストラップにはスロットが設け
られていて、各父差部において、１枚のストラングが他
のストラップのスロットに入シ、ストラック同志が組み
合うようになっている。制御棒は核燃料作のマトリック
ス内の選ばれた所定位置に入っていて、格子に溶接され
た案内スリーブの中に受は容れられている。更に、従来
、格子を形成するストランプの縁が共通の平面上にあり
且つ複数の案内スリー１が設りられていてそれぞれが１
つの共通のセルを画定するダ枚のストラツブに着座する
榴造が提供されてきた。円筒形の案内スリーブの外径は
、該案内スリーブの底部が１つのセルを形成するダ枚の
ストラップの緑に乗るような寸法である。案内スリーブ
は互いに陥れたセルにのみあシ、（ｉｌｌｉシ合うセル
にはない。

案内スリーブ全格子に組み何けるために、特定のセルを
形成するダ枚のストラップの上縁に案内スリーブが突合
せ溶接されていた。この組付は手順によれば、案内スリ
ーブを溶接すべきｑ枚のストラップ（これが特定のセル
を形成する）の縁ができるだけ厳密に共通の平面上にあ
るように確保するべく、組付は後に格子を機械仕上げす
ることが必要であったシ、１座ぐシ”として知られる製
作ステップが必要であった。

座ぐシは時間及び費用がかか・りた、即ち適当な機械及
びジグの使用を必要とし、作業員の時間の消費を必要と
していた。“また、スリーブと格子ストランプの上縁と
の間に０．／２りｔｍ（０，００ｊｉｎ）以上の隙間が
残ると、格子ストラップの上縁に係合させたい案内スリ
ーブの底部の下方に溶融金属が完全に拡がらない、即ち
、隙間の存在が溶接の不足若しくは欠如というどちらも
不満足な結果になる点で、形成される溶接部が大きな欠
陥を有するものになるかも知れないので、ストラップの
緑の位置には比較的に高精度が要求される。

スリーブ及び格子の組体にｌする別の第１マ造は米国特
許第、７．？　９　／、ｌＩＡ　４号明縄符に記載され
ている。この米国特許の格子組体は前述したものと同一
の一段的型式のスリーブを含む・もので、該スリーブは
格子を形成するストラップにろう付けされている。

従って本発明の目的は、不経済な座ぐ夛及び同様の、渚
作業を必要どすることなく円ｆＡＩ形茶内スリーブと格
子との間に保合が行なわれる。格子及びそこに取着され
る案内スリーブ用の＋（４造を提供することである。

この目的から本発明は、広義には、第１の対の平行に隔
置された格子ストラップと、該ストラングに対−し実質
的に垂直に延びる第一の対の平行に隔置された格子スト
ラップとを含む格子を備え、６対のストラップは他方の
対のストランプと同じ間隔を有していて少なくともｌっ
のセルを形成すると共に、これ等のストラップの縁が大
体共通の平面上にある格子及びスリーブの組体において
、前記ストラップの各々がその縁忙、この各ストラップ
に対して垂直な対のストラップ間で前記録に沿って中央
に設けられた矩形の切欠きを有し、該切欠きに入る円筒
形スリーブが前記第１、第一の対のダ枚のストラップに
係合し、該切欠きにおいて重ね溶接部で前記円筒形スリ
ーブを前記格子に結合することを特徴とするものである
。

本発明の上記及びその他の目的に従って、連続する帯板
材料から打ち抜いたスロット付きのストラップを組み合
わせて形成した燃料集合体の格子が開示されている。ス
ロット付きのストランプを組み合わせて形成した格子は
多数のセルを有しておシ、各セルが亭枚のストラップで
画定されで一゛いる。ストラップは、２組あシ、各組の
ストラップは、一様な間隔で°配置され且つ平行であシ
、一方の組のストラップは他方の組のストランプに対し
垂直である。また、２組のストランプの間隔は同一であ
るから、セルは正方形である。セルのあるものは、該セ
ルを画定し形成するダ枚のストラップの上縁に矩形の切
欠きを有し、該切欠きの１つの緑はストラップの縁に平
行でアシ、そして前記１つの緑に垂直にｌ対の縁を有す
る。各ストラップの切欠ｌ！は、その切欠きに最も近い
コ枚の垂直なストランプ間にあるストランプ部分に沿っ
て中央に設けられている。円筒形スリーブはセルを画定
するダ枚のストランプに形成されたダつの切欠きに着座
し、該円筒形スリーブの外径はセルを画定するｑ枚のス
トランプの外表面間の距離と実質的に同一である。即し
、円筒形スリーブの底部は、ストラップの緑に平行な各
切欠きの緑に係合し、そして各切欠きの前記縁に垂直な
一つの縁に実質的に係合する。従って１円筒形スリー１
は亭つの切欠きによって形成される座面に締シばめする
。溶接は、／りの切欠きについて対の縁と円筒形スリー
ブとを溶接し、前記１つの切欠きに関し直径方向に対峙
する切欠きについで対の緑と円筒形スリーブとを溶接す
ることによって行なう。

実際上は、円筒形スリーブと、対峙して配設されたスト
ラップ切欠きの緑とを例えばレーザ溶接によって最初に
Ｓ接した後、この溶接に欠陥があると決定したら、最初
に溶接した２枚のストランプに垂直な一枚のストランプ
におる切欠きの縁に円筒形スリーブを溶接することによ
って、簡易な方法で且つ格子の大規模な再加工をするこ
となく適当な溶接を行なうことができる。

本発明の好適な実施例について特に図面を参照して下記
に詳細に説明する。

本発明の装置は、図面のｇ／図に示したよりな棒束型燃
料集合体１０の一部として特に設計されている。図示の
ように、燃料集合体ｉｏは、上部ノズ／Ｉ／Ｉｉｉ体／
Ｊと、下部ノズル組体／４Ｉと、両ノズルの間に配置さ
れ、複数の燃料俸格子ｌ乙により複数の行及び列から成
る配列形態に保持された燃料棒ＩＩ！：のマトリックス
とから成シ、７つのまとまったユニットである。第１図
には示してないが、燃料棒ｉｇのマトリックス中の選定
された個所には、制御棒が配設され−Ｃいる。ノズル組
体／ｌ、／４を及び燃料棒格子１６は、燃料棒ｉｔ及び
制御棒を支持するための骨格４１３を造を形成している
。燃料集合体１０は原子炉内部の所定位置に装荷される
ため、燃料棒／ｇの相互に対する配向は＆２密に割切１
される。

本発明は１代表的な実施例によれば、第λへ図に示した
燃料棒格子ｌ＆の製造に関連している。燃料棒格子１６
は大体正方形の形状であり、その外周は、ｙ枚の外側格
子ストラップＪＪａ。

２コｂ、ココＣ及びコ、２（１によシ形成されている。

外側格子ストラップ、２Ｊ（代表的に説明する場合はサ
フィックスを付けない）の両端は、隅溶接部３０Ｃシー
ム溶接部）によって、別の垂直に配設した外側格子スト
ラップココの先端に溶接されている。平行に隔置された
複数の内側格子ストラツブユＯは、複数の行及び列の一
組になって相互に直角に配設され、制御棒及び燃料棒ｉ
ｔｒを収容するための多数のセル″がその間に形成され
る。列及び行として配設された内側格子ストラップλθ
は、交点、２４ｔをつくる嵌合スロットを備えている。

各々の交点：１４ｔに交点溶接部３コを形成することに
よって剛な格子構造が形成される。棟た各内側格子スト
ラップコ０は、第一五図に示すように、外側格子ストラ
クグココに形成された上部及び下部列のスロットコＳに
きつく収容される大きさ及び形状のｌ対ノ突片ないしタ
ブＪＡを両端に備えている。外側格子ストラップ切欠の
スロットコｆＫよシ形成された上部列と下部列に沿って
、スロン）　−タブ溶接部３ダが形成される。また複数
の案内スリーブ３６は、燃料棒格子ｌ乙の最上面に、そ
の内部に配置される制御棒を収納し案内するように取付
けられている。複数の切欠き溶接部３ｇ（シーム溶接）
によって、内側格子ストラップ−〇に形成した対応の切
火きダＯに案内スリーブ３６を堅固に取付ける。精密レ
ーザ溶接装置は、各々の溶・接部ａＯ，３２，３ケ、３
１１を形成するための一連の制御された溶接作栗を実行
するのに特に適したものである。米国特許願連番第り／
　ｌＩ、コグ１号及び第グ／名λ６３号に記載されンモ
精密レーザ溶接装置は、各レーザパルスの幅と高さ及び
各溶接部に供給するパルス鶴に関連してレーザ発生のい
ろいろのバジメーターを制御するだけでなく、レーザ光
線に対する燃料棒格子１６の逐次位置決めも制御する。

燃料棒格子１６が各溶接部の形成後に再位置決めされ、
また所望の特定形式の溶接部を得るためにレーザ光線の
焦点が変更されることは言うまでもない。

第２９図は格子／Ａの一部を開示しておシ、コ本の案内
スリーブ３６が内側格子ストラップコθのあるものに結
合されることを示している。

Ｑｌ　、２０　図はグ枚の交差するストラップで形成さ
れたセルの中に弾性指４Ｉｅがあることを示している。

弾性指は、連続する金属帯利からストランプを形成する
作業中に、該ストラップの材料から打ち出される。また
、第−Ｃ図に示すように格子１６の底部には羽根クコが
設けられている。該羽根はね々のストラップ、２０　、
．２．２から延びておシ、ぞして該羽根が延びるストラ
ップを含む平面に対して傾斜して設けられている。

また１弾性を有する間隔保持指ｑ６も設りられている。

４２９図には、本発明に従りた特別の格子及ヒスリーブ
組体が詳細に示されている。スリーブ３６は直円筒であ
シ、外表面ＪＡａと、同心の内表面ｊｏｂと、環状端面
３Ａａ及び３６ｄとを有する。内側格子ストラップ、２
ｏａの一部が立面で図示されておシ、そして該ストラッ
プに垂直に且つ互いに平行に隔置された対の内側格子ス
トランプａｏｂが断面で図示されている。

第２３図に示すように、−保に隔置された各組のストラ
ップは、一方の組のストランプが他方の組のストラップ
に対して垂直であって、複数のセルを形成する。ストラ
ップ間の間隔は一様であるから、セルは正方形である。

更に　ａ’、：ｆ、、！　０図に示すように、全てのス
トラップの上縁は実質的に共通の平面上にある。

１本のスリーブ３４と結合されるべき１つのセルを形成
する各ストランプ、２０ａ、、２０ｂは矩形の切欠きグ
０を備えている。４２９図に示すように、２枚のストラ
ンプ−Ｏｂ間にある切欠きはストラップコθａの緑に沿
って中央に設けられている。切欠きｔｉｏは、ストラン
プ、２０ａの緑、２０Ｃから平行に隔置された緑りθａ
と、縁りθａ及びコθＣに対して垂直であって切欠きの
ｔ１＋′ｉ方向の限界を定める対の縁グＯｂとを有し、
各員りＯｂはストラップ、２０ｂから′、γ距離にある
。

実質的に同じ切欠きａＯがセルを形成するＶ枚のストラ
ップの合縁に設けられておシ、その上方にｇ、２Ｄ図に
示すスリーブＪｔがある。従って、円筒形スリーブ３１
はｑ枚のストランプにあるダつの矩形の切欠きｑｏに入
っておシ、そしてダ枚のストラップと実質的に係合する
。

即ち、スリーブ３６の外径は、４２９図に示すように２
枚のストラップコＯｂの外表面である対峙した表面間の
距離と実質的に同じであ）、その結果、スリーブ３ｔは
ストラップコｏａ及びＪｏｂとそこにある切欠き４ＬＯ
で締シばめする。円筒形スリーブＪ６は各切欠きの縁１
１０ａ及び４ｔＯｂと係合するので、その底の端面３Ａ
ｃは１枚のストランプのｙつの緑ＱＯａに着座する。

スリーブ３６を４２９図に示すように一装置いたら、第
、２Ｂ図に示すようにスリーブを間に入れて対峙する対
のストラップコＯａの縁グ。ｂに溶接部３ｇを形成して
、該スリーブＪ４を溶接する。

通常、一枚の対峙するストランプのグっの緑ａｏｂを溶
接することによって、強度のある適当な溶接部を十分に
与えられ、この溶接はレーザ溶接技術を使って行なわれ
る。しかし、検査の際に、溶接済みのＲ４’　ｏ　ｂの
１つでも実際に完全ではないと分かったら、゛本発明が
提供する組体は、同組体の廃禁を回避するため最小の経
費で補正作業を施すことができる。かかる補正作業とは
、対峙する未溶接のストラップの対の切欠きのＶつのに
積グｏｂを溶接する仁とであり、４２９図の場合、この
切欠きはストラップ、２０ｂの切欠きである。

ここに開示した構造は強固な組体を提供しておシ、そし
て該組体は、最初の溶接作業が不完全な溶接組織を生じ
る結果になったら、前述したように容易に補正作業を施
すことを可能にするものである。切欠きは、例えば通常
の押抜き作業によって連続金属帯材からストラップを最
初に製作する間に、ストラップに容易に設けられる。こ
のような構造であるため、切欠き及びスリーブは、格子
のその他の状況即ち種々の部分が仕様に従っていない場
合でも、格子の構造に関係なく適切な嵌合関係を有する
。本発明の構造においては、何ら溶接準備を必要としな
い点で、即ちスリーブは特定のセルを形成するり枚のス
トラップにある切欠きに対して相互に嵌合関係にちるの
で自身で位置決めを行なう点で、更に利点が得られる。

また、対峙する４枚のストラップにある切欠きの緑のみ
を溶接すればよいので、先行技術の構造よシも溶接時間
の短縮が達成される。上述したように、先行技術の構造
は通常の突合せ継手溶接を含んでおシ、これはセルのダ
枚のストラップ全てに溶接を必要としていた。また、本
発明の構造は従来の突合せ継手構造よシもレーザの整列
がもつと大きな公差でよく、そして溶接作業中にスリー
ブ及び格子を組付は関係に保持しておくのに必要な溶接
ジグも先行技術で必要とされていたものよシも簡単であ
る。

本発明については、ここに開示した内容は説明に過ぎず
、本発明の範囲は特許請求の範囲によって決定されるべ
きである。

【図面の簡単な説明】

第１図は棒束型燃料集合体の斜視図、第コＡ図は上にス
リーブを有する格子の斜視図、第２Ｂ図は格子の一部及
び截本のスリ°−プを拡大して示す平面図、第、２Ｃ図
は第２Ｂ図のｉｏ−Ｍｏｉｌ断面図、第２９図は第２９
図のＩＤ−ＩＤ綜断面図である。 図中、１６は格子１．２０ａは対のストラップ１．２０
ｂは対のストラップ、−〇〇はストランプの縁、３６は
円筒形スリーブ、３ｇは重ね溶接部、４ｔｏは切欠きで
ある。 特許出願人　　　ウェステングツ−ウス９エレクトリッ
ク拳コーポレーション

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の対の平行に隔置された格子ストラップと、該スト
   ラップに対し実質的に垂直に延びる第一の対の平行に隔
   置された格子ストランプとを含む格子を備え、６対のス
   トラップは他方の対のストラップと同じ間隔を有してい
   て少なくとも７つのセルを形成すると共に、これ等のス
   トランプの緑が大体共通の平面上にある格子及びスリー
   ブの組体において、前記ストラップの各々がその縁に、
   この各ストラップに対して垂直な対のストランプ間で前
   記録に沿って中央に設けられた矩形の切欠きを有し、該
   切欠きに入る円筒形スリーブが前記第１．第一の対のり
   枚のストラップに係合し、該切欠きにおいて重ね溶接部
   で前記円筒形スリー１を前記格子に結合することを９徴
   とする格子及びスリーブの組体。