JPS6087978A - 核燃料棒の加圧溶接方法とその装置 - Google Patents
核燃料棒の加圧溶接方法とその装置Info
- Publication number
- JPS6087978A JPS6087978A JP58194396A JP19439683A JPS6087978A JP S6087978 A JPS6087978 A JP S6087978A JP 58194396 A JP58194396 A JP 58194396A JP 19439683 A JP19439683 A JP 19439683A JP S6087978 A JPS6087978 A JP S6087978A
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- Japan
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- pressure
- stress
- measuring device
- measured
- control device
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/162—Arc welding or cutting making use of shielding gas making use of a stationary fluid
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は核燃料棒主として軽水炉用の核燃料棒に対す
るｊｔｎ圧溶接方法ならびにその装置に関する。
るｊｔｎ圧溶接方法ならびにその装置に関する。
軽水炉用の核燃料棒ｎを示せば第１図イのとおりであり
、ジルコニウム合金製の被覆管１中に多数の燃料ベレッ
ト２を装填し、この燃料ベレット２の移動防止のために
上方空間部４にコイルバネ３を嵌挿し、被覆管１の両端
には同じジルコニウム合金製の端栓５ａ、５ｂを施し、
これらをＴＩＧ溶接して被覆管２に気密に固着している
。
、ジルコニウム合金製の被覆管１中に多数の燃料ベレッ
ト２を装填し、この燃料ベレット２の移動防止のために
上方空間部４にコイルバネ３を嵌挿し、被覆管１の両端
には同じジルコニウム合金製の端栓５ａ、５ｂを施し、
これらをＴＩＧ溶接して被覆管２に気密に固着している
。
そして、製造時には燃料ベレット２に発生する熱を被榎
ｖ１に効率よく伝達し、その結果として燃料ベレット２
の温度を低く押えておくために、上方空間部４ならびに
積層ベレット２と被覆管１間の空間部に熱伝導度の高い
ヘリウム等の不活性な雰囲気ガスを加圧して封入するの
が一般である。
ｖ１に効率よく伝達し、その結果として燃料ベレット２
の温度を低く押えておくために、上方空間部４ならびに
積層ベレット２と被覆管１間の空間部に熱伝導度の高い
ヘリウム等の不活性な雰囲気ガスを加圧して封入するの
が一般である。
そのやり方としては、上方の端栓５ａにベントホール６
を穿設し、同図口のようにそのベントホール６を設けた
端栓５ａの部分が加圧室Ａ中に存在するようにして燃料
棒ｎをセットし、吸気手段（図示せず）によって燃料棒
ｎおよび加圧室Ａ中に残留する空気を排除し、その後に
おいて高圧ボンベＢから減圧弁Ｂ１を介して雰囲気ガス
をカロ圧室Ａ中に導き、室内を所定圧力（約３５気圧程
度）に維持し、その状態でベントホール６を通じて雰囲
気ガスを燃料棒ｎ中に充填し、溶接電源りに接続された
トーチＥによって端栓５ａ上に溶接部６ａを形成し、ベ
ントホール６を密封する。
を穿設し、同図口のようにそのベントホール６を設けた
端栓５ａの部分が加圧室Ａ中に存在するようにして燃料
棒ｎをセットし、吸気手段（図示せず）によって燃料棒
ｎおよび加圧室Ａ中に残留する空気を排除し、その後に
おいて高圧ボンベＢから減圧弁Ｂ１を介して雰囲気ガス
をカロ圧室Ａ中に導き、室内を所定圧力（約３５気圧程
度）に維持し、その状態でベントホール６を通じて雰囲
気ガスを燃料棒ｎ中に充填し、溶接電源りに接続された
トーチＥによって端栓５ａ上に溶接部６ａを形成し、ベ
ントホール６を密封する。
この場合、軽水炉では雰囲気ガスの加圧量が少ないと、
核分裂反応が進行した後の燃料寿命後期の段階において
、燃料ベレット２から雰囲気ガスよりも熱伝導度の小さ
い核分裂生成ガスや揮発性の成分が放出され、これが初
期の雰囲気ガスと混合してベレット２と被覆管１との間
のギャップ熱伝達率を下げ、その結果として燃料ベレッ
ト２の温度が高くなり、核分裂生成物の放出が一層増加
し、熱伝達率が更に低下し、ベレット温度はなお上昇す
るといういわゆる「サーマルフィードバック」現象を起
すことになる。
核分裂反応が進行した後の燃料寿命後期の段階において
、燃料ベレット２から雰囲気ガスよりも熱伝導度の小さ
い核分裂生成ガスや揮発性の成分が放出され、これが初
期の雰囲気ガスと混合してベレット２と被覆管１との間
のギャップ熱伝達率を下げ、その結果として燃料ベレッ
ト２の温度が高くなり、核分裂生成物の放出が一層増加
し、熱伝達率が更に低下し、ベレット温度はなお上昇す
るといういわゆる「サーマルフィードバック」現象を起
すことになる。
このため、燃料棒ｎ中に雰囲気ガスが適切に加圧され℃
いるか否かを確認することが重要なことであるが、従来
では、通常、加圧室Ａに加圧監視計Ｆ（ブルドン管方式
の圧力計）を連結し、雰囲気ガスの尋人中に燃料棒ｎ内
の空間部４と連通する加圧室ａ内の圧力を計測し、その
結果により燃料棒ｎが加圧されたものとしてベントホー
ル６の部分を溶接するようにしているが、これは直接燃
料棒ｎ内部の圧力を確認するものでなく、ベントホール
６に目詰まりゃ加工不良の部分があると未加圧のまま密
封されることになり、そして、溶接によって燃料棒ｎと
加圧室Ａとの連通が切られた後には燃料棒ｎ内部の圧力
を確認することができない。
いるか否かを確認することが重要なことであるが、従来
では、通常、加圧室Ａに加圧監視計Ｆ（ブルドン管方式
の圧力計）を連結し、雰囲気ガスの尋人中に燃料棒ｎ内
の空間部４と連通する加圧室ａ内の圧力を計測し、その
結果により燃料棒ｎが加圧されたものとしてベントホー
ル６の部分を溶接するようにしているが、これは直接燃
料棒ｎ内部の圧力を確認するものでなく、ベントホール
６に目詰まりゃ加工不良の部分があると未加圧のまま密
封されることになり、そして、溶接によって燃料棒ｎと
加圧室Ａとの連通が切られた後には燃料棒ｎ内部の圧力
を確認することができない。
一方、金属材料の分野では羽料に負荷をかけて生じる残
留応力を、Ｘａ回析により金属結晶格子の格子定数の変
化として測定することが一般に知られている。
留応力を、Ｘａ回析により金属結晶格子の格子定数の変
化として測定することが一般に知られている。
そこで、この発明は上記のような実情に鑑み工夫された
もので、内部に加圧葬囲気ガスを導入した際、被覆管に
生じる応力状態をＸ線応力測定手段によっ℃測定し、そ
の結果が一定値以上であることを確認してベントホール
の部分を浴接するようになし、加圧の不充分な燃料棒を
生産しないようにした溶接方法ならびにその装置を提供
するものであり、第１にはＸ線応力測定装置により未加
圧状態の燃料棒被覆管の応力状態を測定し、これを偏差
測定器に記録し、次いで燃料棒のベントホール付端栓の
部分を挿入した加圧容器の内部の空気を排除して高圧の
不活性カスを導入し、加圧容器内の圧力を計測する一方
、上記被覆管の応力を前記Ｘ線応力測定器により測定し
、その測定値を上記偏差測定器において初期応力値と比
較し、その応力の所定偏差値到達の信号と加圧容器内の
所定圧力到達の信号を制御装置に入力させ、両信号の入
力により溶接機を作動して上記端栓のベントホール部分
を溶接するようにしたことを特徴としており、第２には
加圧容器とこれに接続された圧力測定器ならびに制御装
置で溶接装置本体を形成し、加圧容器の一側には燃料棒
の挿入口を設けると共に浴接トーチを有し上記制御装置
に接続された溶接機を装着し、また、加圧容器には排気
弁を介して排気手段に接続する一方、減圧弁を介して高
圧の不活性のガスボンベに接続し、上記装置本体の側方
には偏差測定器に連結したＸ線応力測定器を配設し、偏
差測定器および上記圧力測定器を制御装置に接続すると
共に該制御装置により上記排気弁、減圧弁およびＸ線応
力測定装置を制御するようにしたことを特徴とし℃いる
。
もので、内部に加圧葬囲気ガスを導入した際、被覆管に
生じる応力状態をＸ線応力測定手段によっ℃測定し、そ
の結果が一定値以上であることを確認してベントホール
の部分を浴接するようになし、加圧の不充分な燃料棒を
生産しないようにした溶接方法ならびにその装置を提供
するものであり、第１にはＸ線応力測定装置により未加
圧状態の燃料棒被覆管の応力状態を測定し、これを偏差
測定器に記録し、次いで燃料棒のベントホール付端栓の
部分を挿入した加圧容器の内部の空気を排除して高圧の
不活性カスを導入し、加圧容器内の圧力を計測する一方
、上記被覆管の応力を前記Ｘ線応力測定器により測定し
、その測定値を上記偏差測定器において初期応力値と比
較し、その応力の所定偏差値到達の信号と加圧容器内の
所定圧力到達の信号を制御装置に入力させ、両信号の入
力により溶接機を作動して上記端栓のベントホール部分
を溶接するようにしたことを特徴としており、第２には
加圧容器とこれに接続された圧力測定器ならびに制御装
置で溶接装置本体を形成し、加圧容器の一側には燃料棒
の挿入口を設けると共に浴接トーチを有し上記制御装置
に接続された溶接機を装着し、また、加圧容器には排気
弁を介して排気手段に接続する一方、減圧弁を介して高
圧の不活性のガスボンベに接続し、上記装置本体の側方
には偏差測定器に連結したＸ線応力測定器を配設し、偏
差測定器および上記圧力測定器を制御装置に接続すると
共に該制御装置により上記排気弁、減圧弁およびＸ線応
力測定装置を制御するようにしたことを特徴とし℃いる
。
第２図はこの発明の実施例を示すものであり、１０は加
圧ｆ４接装置本体であって、加圧容器１１とこれに接続
された圧力測定器１２（隔膜歪ゲージ式ンおよび溶接機
制御装［１３からなっており、加圧容器１１の一側には
バッキング部材を備えた燃料棒挿入口１１ａが設けられ
ると共に他側にはトーチ１４ａを有し制御装置１３に接
続された溶接機１４が取付けられ、また、加圧容器１１
は減圧弁１５ａを介し又高圧ボンベ１５に接続される一
方、排気弁１６を介して真空ポンプ等の排気手段（図示
せず）に接続されている。そして、装置本体１ｏの側方
には偏差測定器１８に接続されたＸ線応力測定装置１７
が配設されており、上記圧力測定器１２および偏差測定
器１８は制御装置１３に電気的に接続され、減圧弁１５
ａや排気弁１６ならびＥＸＸ線応力測定器１７は制御装
置１３によって制御されるようになされている。
圧ｆ４接装置本体であって、加圧容器１１とこれに接続
された圧力測定器１２（隔膜歪ゲージ式ンおよび溶接機
制御装［１３からなっており、加圧容器１１の一側には
バッキング部材を備えた燃料棒挿入口１１ａが設けられ
ると共に他側にはトーチ１４ａを有し制御装置１３に接
続された溶接機１４が取付けられ、また、加圧容器１１
は減圧弁１５ａを介し又高圧ボンベ１５に接続される一
方、排気弁１６を介して真空ポンプ等の排気手段（図示
せず）に接続されている。そして、装置本体１ｏの側方
には偏差測定器１８に接続されたＸ線応力測定装置１７
が配設されており、上記圧力測定器１２および偏差測定
器１８は制御装置１３に電気的に接続され、減圧弁１５
ａや排気弁１６ならびＥＸＸ線応力測定器１７は制御装
置１３によって制御されるようになされている。
しかして、′＃囲気ガスを封入すべき燃料棒ｎをＸ線測
定装置１７中に横架すると共にベントホール６を設けた
上部端栓５の側を挿入口１１ａから加圧容器１１中に挿
入して図示のようにセントする。
定装置１７中に横架すると共にベントホール６を設けた
上部端栓５の側を挿入口１１ａから加圧容器１１中に挿
入して図示のようにセントする。
この状態で、制御装置１３の操作ボタンを押してＸ線応
力装置１７に信号を送れば、燃料棒ｎの未加圧状態での
被覆管の残留応力が測定され、その結果が偏差測定器１
８に送られて記憶され、記憶完了の信ち゛が制御装置１
３に送られる。
力装置１７に信号を送れば、燃料棒ｎの未加圧状態での
被覆管の残留応力が測定され、その結果が偏差測定器１
８に送られて記憶され、記憶完了の信ち゛が制御装置１
３に送られる。
すると、排気弁１６が開き排気手段によって加圧容器１
１および燃料棒ｎ内の空気が排除され、真空状態になさ
れ、その圧力状態が圧力測定器１２によって計測され、
所定の真空度になるとその信号が制御装置１３に送られ
、排気弁１６が閉じられると共に減圧弁１５ａが開かれ
、カスボンベ１５から高圧の不活性ガスが３５気圧程度
に減圧されて加圧容器ｌｌ中に導入される、。
１および燃料棒ｎ内の空気が排除され、真空状態になさ
れ、その圧力状態が圧力測定器１２によって計測され、
所定の真空度になるとその信号が制御装置１３に送られ
、排気弁１６が閉じられると共に減圧弁１５ａが開かれ
、カスボンベ１５から高圧の不活性ガスが３５気圧程度
に減圧されて加圧容器ｌｌ中に導入される、。
この加圧容器１１への不活性ガスの導入と同時に制御装
置１３からＸ線応力測定装置１７にｇｇ刊が送られて応
力測定が開始される。そして、測定結果は常時偏差測定
器１８に送られ、初期状態における応力との差すなわち
偏差が計算され、偏差が所定の値（目標圧力に対応する
応力状態ンになったところで、信号が制御装置１３に送
られて記憶される。
置１３からＸ線応力測定装置１７にｇｇ刊が送られて応
力測定が開始される。そして、測定結果は常時偏差測定
器１８に送られ、初期状態における応力との差すなわち
偏差が計算され、偏差が所定の値（目標圧力に対応する
応力状態ンになったところで、信号が制御装置１３に送
られて記憶される。
その…１において、加圧容器ｌｌ内の圧力状態が圧力測
定器１２によって計測され、所定の圧力に到達したこと
の信号が制御装置１３に入力される。
定器１２によって計測され、所定の圧力に到達したこと
の信号が制御装置１３に入力される。
かくて、応力の所定偏差値到達と圧力の所定値到達との
二つの信号が制御装置１３に入力されたところで、減圧
弁１５ａが閉じられ、溶接機１４に作動開始の信号が送
られ、端栓５ａに対し溶接が行われベントホール６が密
封される。
二つの信号が制御装置１３に入力されたところで、減圧
弁１５ａが閉じられ、溶接機１４に作動開始の信号が送
られ、端栓５ａに対し溶接が行われベントホール６が密
封される。
そして、一定時間後には溶接機１４に対する通電が清新
される。
される。
なお、上記の場合、加圧容器１１内の圧力の所定値到達
信号の方が、応力の偏差値到達信号より先に制御装置１
３に到達したり、あるいは偏差値到達信号が入力されな
いときには何らかの異常があるので、「異常」の表示が
なされ、溶接機１４は作動しないようになされている。
信号の方が、応力の偏差値到達信号より先に制御装置１
３に到達したり、あるいは偏差値到達信号が入力されな
いときには何らかの異常があるので、「異常」の表示が
なされ、溶接機１４は作動しないようになされている。
以上のようにこの発明によれば、核燃料棒の被桝管の応
力状態をＸ線応力測定装置により測定し、燃料棒の初期
未加圧時の値と加圧時の値を比較し、その偏差値が所定
値に到達した信号と加圧容器内の圧力が所定値に達した
信号が制御装置に人力した後において溶接機により端栓
のベントホー／Ｌ／部分を密封溶接するようにしたので
、燃料棒の内部を所定の圧力状態に容易確実に加圧する
ことができ、燃料棒が加圧不充分な状態で密封されるこ
となく、サーマ／ｌ／フィードバック現象を起す恐れが
ない、。
力状態をＸ線応力測定装置により測定し、燃料棒の初期
未加圧時の値と加圧時の値を比較し、その偏差値が所定
値に到達した信号と加圧容器内の圧力が所定値に達した
信号が制御装置に人力した後において溶接機により端栓
のベントホー／Ｌ／部分を密封溶接するようにしたので
、燃料棒の内部を所定の圧力状態に容易確実に加圧する
ことができ、燃料棒が加圧不充分な状態で密封されるこ
となく、サーマ／ｌ／フィードバック現象を起す恐れが
ない、。
第１図イは核燃料棒の断面図。
１ｒ＋ｊ図口は従来の溶接手段の側面図。
第２し１はこの発明の溶接手段の系統図。
図中、
１１・・・加圧容器 １２・・・圧力測定器１３・・・
制御装置 １４・・・溶 接 機１４ａ・・・ト −
テ １５・・・ガスボンベ１５ａ・・・減 圧 弁 １
６・・・排 気 弁１７・・・Ｘ＠応力測定装＠１８・
・・偏差測定器時Ｗ「出願人 原子燃料］業株式会社 代 理 人 真 １） 真 − とイノ ｉｌ ／ 図 ０ 第２図
制御装置 １４・・・溶 接 機１４ａ・・・ト −
テ １５・・・ガスボンベ１５ａ・・・減 圧 弁 １
６・・・排 気 弁１７・・・Ｘ＠応力測定装＠１８・
・・偏差測定器時Ｗ「出願人 原子燃料］業株式会社 代 理 人 真 １） 真 − とイノ ｉｌ ／ 図 ０ 第２図
Claims (2)
- （１） Ｘ、Ｖ、＋ｌ応力測定装置により未加圧状態の
燃料棒被覆儒・の応力状態を測定し、これを偏差測定器
に記録し、次いで燃料棒のベントホール伺端栓の部分を
挿入した加圧容器の内部の空気を排除して高圧の不活性
ガスを導入し、加圧容器内の圧力を計測する一方、上記
被覆管の応力を前ｒ己Ｘ一応力測定器により測定し、そ
の測定値を上記偏差測定器において初期応力値と比較し
、その応力の所定偏差値到達の信号と加圧容器内の所定
圧力到達の信号を制御装置に人力させ、両１ｄ号の人力
により溶接域を作動して上記唱栓のベントホール部分を
浴接するようにしたことを特徴とする核燃料悴の那圧沼
扱方法。 - （２） 加圧容器とこれに接続された圧力測定器ならび
に制御装置で溶接装置本体を形成し、加圧容器の一側に
は燃料棒の挿入口を設けると共に溶接トーチを有し上記
制御装置に接続された溶接機を装着し、また、加圧容器
には排気弁を介して排気手段に接続する一方、減圧弁を
介して高圧の不活性のガスボンベに接続し、上記装置本
体の側方には偏差測定器に連結したＸ線応力測定器を配
設し、偏差測定器および上記圧力測定器を制御装置に接
続すると共に該制御装置により上記排気弁、減圧弁およ
びＸ線応力測定装置を制御するようにしたことを特ｉと
する核燃料棒の加圧溶接装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194396A JPS6087978A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 核燃料棒の加圧溶接方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194396A JPS6087978A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 核燃料棒の加圧溶接方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6087978A true JPS6087978A (ja) | 1985-05-17 |
Family
ID=16323894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58194396A Pending JPS6087978A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 核燃料棒の加圧溶接方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6087978A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH026069A (ja) * | 1987-12-24 | 1990-01-10 | Westinghouse Electric Corp <We> | 遮蔽ガスを受け入れる溶接室及びその使用方法 |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP58194396A patent/JPS6087978A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH026069A (ja) * | 1987-12-24 | 1990-01-10 | Westinghouse Electric Corp <We> | 遮蔽ガスを受け入れる溶接室及びその使用方法 |
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