JPS6042692A - 原子炉燃料集合体用支持格子の溶接治具 - 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、溶接治具に関し、特に格子ストラップを一緒
に溶接して核燃料棒のスペーサ格子にする間、該格子ス
トラップを卵詰め枠状の列に位置決めしておく治具に関
するものである。

核燃料集合体は多数の核燃料棒を含んでおり、該燃料棒
は行及び列に配設されると共に、複数の燃料棒支持格子
によって所望の配列に保持されている。これ等の格子を
製作している°ストラップ″は線状に延びるほぼ矩形の
部材であって、その高さの約半分′まで片方の縁から延
びる切欠きを有することに特徴がある。この格子ストラ
ップは、一枚のストラップが他のストラップに組み合う
ように組み立てられる。従って、一枚のストラップの切
欠きが他のストラップに係合する部分は、他のストラッ
プの切欠きに整列するので、格子はそれを形成する各ス
トラップと同じ高さになる。その結果出来る格子は、互
いに実質的に平行に離隔した第１ストラップ組と、互い
に実質的に平行に離隔した＠２ストラップ組とを有し、
一方の組のストラップは他方の組のストラップに対し垂
直である。上述したストラップは全て゛内側格子ストラ
ップ″と呼ばれるものであり、前述した行と列の結合関
係に置かれて正方形の開口からなる正方形の格子を形成
する。又、この格子の四辺に置かれる外側格子ストラッ
プも設けられている。

組み合わされた格子ストラップは溶接治具に保持され、
互いに一緒に溶接される。溶接治具が確保しなければな
らないことは、各格子ストラップ組の格子ストラップを
平行に且つ等しく離隔すること、一方の組の格子ストラ
ップを他方の組の格子ストラップに対して垂直に保つこ
と、及び格子ストラップの縁を真っ直ぐにすることであ
る。更に、溶接ビーム技術を使用すると、格子ストラッ
プを上述したように保持しなければならないだけでなく
、レーザビームを溶接すべき各場所、特に格子ストラッ
プの交点に接近させなければならない。

出願人によって１年以上前から使用されている、レーザ
ビーム溶接と共に用いる既存の格子溶接治具（特開昭５
９−６５２９４号公報参照）は、上側溶接プレートを下
側溶接プレーＦに着脱自在に固定するのにクランプボル
トを使用している。剛性が要求されるために溶接プレー
トは肉厚である。各溶接プレートは、格子ストラップの
縁に対する整列溝を造るため、及び格子ストラップをそ
の交点でレーザ溶接できるように接近孔を造るため、費
用のがかる機械加工が行なわれる。従って、軽昨で安価
な格子溶接治具が要求されている。

本発明の主な目的は、核燃料集合体の支持格子の格子ス
トラップを確実に保持及び位置決めすると共に、格子ス
トラップ間に形成されるべき溶接継手部に対する十分な
接近スペースを与える溶接治具を提供することである。

この目的から本発明は、格子ストラップを一緒に溶接し
て原子炉燃料集合体用支持格子にする間、該格子ストラ
ップを卵詰め枠状の列に位置決めする原子炉燃料集合体
用支持格子の溶接治具において、相互に差し込まれて、
第１の卵詰め枠構造に固定的に配列される第１の複数の
下側治具ストラップを有し、該下側治具ストラップの上
縁にある下切欠きは、前記格子ストラップを一緒に溶接
して支持格子にするため該格子ストラップが整列してい
るときに、該格子ストラップの下縁に係合するようにな
っている剛な下側部材と、相互に差し込まれて、第２の
卵詰め枠構造に固定的に配列される第２の複数の上側治
具ストラップを有し、該上側治具ストラップの下縁にあ
る下切欠きは、前記格子ストラップを一緒に溶接して支
持格子にするため該格子ストラップが整列しているとき
に、該格子ストラップの上縁に係合するべく配置されて
いる剛な上側部材と、前記格子ストラップが該上下切欠
きに係合するときに、該下側部材及び上側部材を互いに
剛に着脱自在に固定する装置と、を備えることを特徴と
するものである。

本発明の好適な実施例においては、固定装置は、協働す
る下側治具ストラップの端と一体の下端を有し上向きに
延びるリンクを持つ下側部材と、これと同様の、しかし
下向きに延びるリンクを有する上側部材とを備える。ま
た、固定装置は、格子ストラップが切欠きに係合したと
きに、適切に、これ等の自由端を対応する上側又は下側
部材に着脱自在に結合する装置を含む。この結合装置は
、上向き及び下向きリンクにある整列孔を貫通するピン
を含むことが好ましい。

本発明は、添付図面に例示したその好適な実施例に関す
る以下の説明から一層容易に明らかとなろう。尚、図中
同一符号は同−又は対応部分を表すものとする。

原子炉燃料集合体の支持格子１４（第１図及び第７図参
照）は、格子ストラップ１２を互いに溶接することによ
って製作される。格子１４は大体正方形の構造のもので
あって、格子ストラップ１２を卵詰め枠状の列に固定配
置せしめている。４枚の外側格子ストラップ１２ａは格
子１４の周囲を形成しており、組み合う切欠きを有する
内側格子ストラップ１２１）が互いに差し込まれて交点
１５をつくる。外側格子ストラップ１２ａは内側格子ス
トラップ１２ｂよりも高く且つ厚いのが普通である。外
側格子ストラップ１２ａの各端は垂直に配置された他の
外側格子ストラップの端に角部シーム溶接により溶接さ
れる。内側格子ストラップ１２ｂはそれ等の交点１５で
互いに溶接される。内側格子ストラップ１２ｂは各端に
突起を有し、該突起が外側格子ストラップ１２ａにある
スリットと組み合っている。突起及びスリットの溶接部
が外側格子ストラップ１２ａ及び内側格子ストラップ１
２ｂを互いに一緒に結合する。

コンピュータ制御の図示しない精密レーザビーム溶接装
置が溶接ビームと溶接プラットフォームの位置とを制御
する。該溶接プラットフォーム上に装着できる本発明の
格子溶接治具１０は、格子ストラップ１２を互いに一緒
に溶接して格子１４にするための希望の卵詰め枠状の列
に、該格子ストラップ１２を位置決めする。

図示のように、格子溶接治具１０は剛な下側部材１６と
、割な上側部材２６と、該下側部材１６及び」−側部材
２６を互いに堅固に着脱自在に固定する固定装置とを有
する。

下側部材１６は、相互に差し込まれ固定的に配置されて
卵詰め枠構造になる（第１図参照）、多数の下側治具ス
トラップ１８（第３図、第４八図及び第４Ｂ図）を有す
る。平行に隔置された細長い第１組の下側治具ストラッ
プ１８ａは相互に差し込むことのできる上スリット４８
を有する（第４Ｂ図参照）。平行に隔置された細長い第
２組の下側治具ストラップト８ｂは相互に差し込むこと
のできる下スリ７）５０を有する（第０図参照）。第２
　ＡＪＩの治具ストラップ１８ｂは９０°回転してから
下降され、上スリット４８と下スリ７）５０との係合に
よって、第１組の治具ストラップ１８ａに垂直に差し込
まれる。これ等の下側治具ストラップ１８ａ及び１８１
）は溶接によって一緒に固定される。下側治具ストラッ
プ１８の上縁２２は、格子ストラップ１２がそれ等を一
緒に溶接し７− て格子１４にするのに適当な整列状態にあるとき、該格
子ストラップ１２の下縁２４に係合するように配設され
た下切欠き２０を有する。

同様に、上側部材２６は、下側治具ストラップ１８につ
いて」二連したような態様で相互に差し込まれ固定的に
配置されて卵詰め枠構造になる（第１図及び第３図参照
）、多数の上側治具ストラップ２８（第３図及び第５図
）を有する。上側治具ストラップ２８の下縁３２は、格
子ストラップ１２がそれ等を一緒に溶接して格子１４に
するのに適当な整列状態にあるとき、該格子ストラップ
１２の上縁３４に係合するように配設された下切欠き３
０を有する。上側治具ストラップの組立物は逆さまに回
転された下側治具ストラップの組立物と同様である。

下切欠き２０の好適な配置は、どれか１枚の下側治具ス
トラップ（例えば１８ａ）にある任意の２つの隣接上切
欠き（例えば第４Ｂ図における２０ａ及び２０ｂ１２０
ｂ及び２０ｃ等）を接続する線分が、相互に差し込まれ
る他の対応の下側治具ストラップ（例えば第４八図にお
ける１８ｂ）によってほぼ垂直に２分されるこ８− とである。同様に、下切欠き３０の好適な配置は、どれ
か１枚の上側治具ストラップ２８にある任意の２つの隣
接する下切欠き３０を接続する線分が、相互に差し込ま
れる他の対応の」二側治具ストラップによってほぼ垂直
に２分されることである。このように配置することで、
相互に差し込まれた任意の２枚の格子ストラップの溶接
可能な上側及び下側交点１５が、それを取り囲む治具ス
トラップの上側及び下側正方形開口列の中央に位置決め
されることになり、ビーム溶接のためにかがる交点１５
に容易にアクセス出来るようになる。

格子ストラップ１２の緑の案内を助けるために、各下切
欠き２０は少なくとも一方の側に面取りされた案内部３
６を有するのが望まし仁また、各下切欠き３０は少なく
とも一方の側に面取りされた案内部３８を有するのが望
ましい。小さい内側の格子ストラップ１２１＋に比較し
て大きい外側の格子ストラップ１２ａに適合するように
、各下側治具ストラップ１８にある最外方の下切欠き（
例えば、第４Ｂ図におケル２０ａ及び２０ｅ　）は、該
下側治具ストラップ１８の他の下切欠き（例えば、第４
Ｂ図における２０ｂ、　２０ｃ及び２０ｄ）よりも深く
且つ幅広である。同様に、各」二側治具ストラップ２８
にある最外方の下切欠き３０は、該」二側治具ストラッ
プ２８の他の下切欠き３０よりも深く且つ幅広である。

上述した固定装置は、格子ストラップ１２が下切欠き２
０及び下切欠き３０に係合したときに、下側部材１６及
び上側部材２６を互いに堅固に着脱自在に固定する。こ
の固定装置は、垂直上向きに延びる多数のリンク４０を
有する下側部材１６と、垂直下向きに延びる多数の上側
部材２６と、格子ストラップ１２が下切欠き２０及び下
切欠き３０に係合したときに、上向きに延びる各リンク
の上端を上側部材２６に結合し、下向きに延びる各リン
クの下端を下側部材１６に結合する結合装置とを備える
のが好適である。

上向きに延びる各リンクの下端は、協働する下側治具ス
トラップ１８の一端と一体であり、下向きに延びる各リ
ンクの上端は、協働する上側治具ストラップ２８の一端
と一体である。各下側治具ストラップ１８の端が上向き
に延びる一体のリンク４０を有し、各上側治具ストラッ
プ２８の端が下向きに延びる一体のリンク４２を有する
ことが望ましい。

上向きに延びるリンク４０が下側治具ストラップ１８の
最外方の下切欠き２０の一側を画定しく第４八図及び第
４Ｂ図参照）、同様に下向きに延びろリンク４２が上側
治具ストラップ２８の最外方の下切欠き３０の一側を画
定するのが好適である。

結合装置は、格子ストラップ１２が切欠き２０及び３０
に係合するときに、この格子ストラップ１２を取り囲む
鳥かご状の正方形列の各側を画成するようにリンク４０
及び４２を位置決めするのが良い。正方形列の各側に関
連したリンク４０及び４２は少なくとも１組（２組が好
ましい）の、整列した孔４４を有する。正方形列の各側
において、ビン４６が各組の整列孔４４に滑動可能に係
合している。その他の結合装置には、上向き及び下向き
に延びる数組の隣接リンク等にある、ボルト、クランプ
、フック及びラッチ機構のような当業者既知の標準の機
械的取着技術がある。

その他の固定装置には、上側及び下側治具スト＝１１− ラップの周辺フランジにある゛Ｃ″′形クランプ（リン
ク無し）、上側及び下側治具ストラ・ンプの装着板に対
して固定されるボルト、当業者周知の着脱自在な普通の
機械的固定装置等がある。

治具ストラップ１８及び２８（一体のリンク４０及び４
２を有する　）は、機械加工、即ち打抜き等によりスト
ラップ材料から希望のように製作される。治具ストラッ
プ材料には、工具鋼、ステンンレス鋼等がある。これ等
の治具ストラップは交点で溶接又はろう付けされて、格
子溶接治具１０の下側部材１６及び上側部材２６を形成
する。当業者にとって自明であるように、鳥かご状正方
形列の一側にある全リンク４０及び４２の整列孔４４に
係合する長いビン４６を有する代わりに、短いビン又は
ボタンを上向きに延びるリンク４０及び下向きに延びる
リンク４２の最外方の各対にある整列孔に係合させ、そ
の他の中間リンクから孔を排除してもよい。また、格子
溶接治具１０は、４×４格子（核燃料棒が４列４行）、
１６Ｘ　１６格子等のような任意の格子構造に適合する
大きさに作ることができる。図面から分が１２− るように、リンク４０（及び４２）はそれ等の治具スト
ラップ１８（及び２８）から心が外れているので、治具
の上側部材２６を下側部材１６に固定するときに、」二
向き及び下向きに延びる対向リンク４０及び４２が接触
又は非常に接近する。

治具使用に際しては、数枚の格子ストラップ１２の下縁
２４が下側部材１６の下側治具ストラップ１８の下切欠
き２０に整列可能に係合して、第１の平行な格子ストラ
ップ組を形成する。次に、この第１の平行な格子ストラ
ップ組に対してもっと多くの格子ストラップ１２を垂直
に差し込み、それ等の下縁２４が下側治具ストラップ１
８の残りの下切欠き２０に整列可能に係合するように案
内する。その後、上側部材２６を下げ、格子ストラップ
の上縁３４を案内し上側治具ストラップ２８の下切欠き
３０に入れる。

リンク４０及び４２の正方形列の各側について、別個の
ビン４６を各組の整列孔４４に滑動可能に係合させる。

この様にして、格子ストラップ１２が溶接されて格子１
４に形成されるべく格子溶接治具１０に保持される。溶
接後、格子溶接治具１０は分解され、ビン４６を除去し
、下側部材１６及び上側部材２６を分離することによっ
て、溶接された格子１４を取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、分離したばかりの本発明の溶接治具の下側部
材及び上側部材を鎖線の支持格子と共に示す斜視図、第
２図は、溶接のため格子ストラップを囲って所定位置に
保持する組立て後の溶接治具（上側部材及び下側部材を
着脱自在に一緒に固定するビンを含む）を一部切除して
示す平面図、第３図は、溶接治具及び第２図の被溶接格
子ストラップを一部断面で示す正面図、第４八図及び第
４Ｂ図は、固定的に相互に差し込まれて剛な下側部材を
形成する２種の別個の下側治具ストラップ（−７一体の
端から上向きに延びるリンクを有する　）を示す拡大正
面図、第５図は、明瞭にするため格子ストラップを省略
して示す組立て後の溶接治具の平面図、第６図は、第５
図の溶接治具の正面図、第７図は、溶接された格子を一
部切除して示す斜視図である。 １０・・・溶接治具、１２・・・格子ストラップ、１４
・・・格子、１６・・・下側部材、１８・・・下側治具
ストラップ、２０・・・下切欠き、２２・・・上縁、２
６・・・」二側部材、２８・・・−に側治具スＦラップ
、３０・・・下切欠き、３２・・・下縁、４４及び４６
・・・孔及びビン。 出願人　ウェスチングハウス・エレクトリック・コーポ
レーション １５− １６− ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 格子ストラップを一緒に溶接して原子炉燃料集合体用支
   持格子にする間、該格子ストラップを卵詰め枠状の列に
   位置決めする原子炉燃料集合体用支持格子の溶接治具に
   おいて、 相互に差し込まれて、第１の卵詰め枠構造に固定的に配
   列される第１の複数の下側治具ストラップを有し、該下
   側治具ストラップの上級にある下切欠きは、前記格子ス
   トラップを一緒に溶接して支持格子にするため該格子ス
   トラップが整列しているときに、該格子ストラップの下
   縁に係合するようになっている剛な下側部材と、 相互に差し込まれて、第２の卵詰め枠構造に固定的に配
   列される第２の複数の上側治具ストラップを有し、該上
   側治具ストラップの下縁にある下切欠きは、前記格子ス
   トラップを一緒に溶接して支持格子にするため該格子ス
   トラップが整列しているときに、該格子ストラップの上
   縁に係合するべく配置されている用な上側部材と、 前記格子ストラップが該上下切欠きに係合するときに、
   該下側部材及び上側部材を互いに剛に着脱自在に固定す
   る装置と、 を備えることを特徴とする原子炉燃料集合体用支持格子
   の溶接治具。