JPH0140078Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、燃料ペレツトとプレナムスプリン
グと不活性ガスとを被覆管内に封入するための燃
料棒用端栓に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、原子炉に用いられる燃料棒としては、
第４図に示すように、被覆管１内に多数の燃料ペ
レツト２…を挿入し、これら燃料ペレツト２…の
一端部または両端部にこれらの移動、損傷を防ぐ
ためのプレナムスプリング３，３を配設するとと
もに、上記被覆管１の端部に端栓（燃料棒用端
栓）４，５を溶接固定したものが知られている。

ところで、上記構成の燃料棒においては、原子
炉内での外圧による被覆管１の変形を防止し、さ
らに、燃料ペレツト２…と被覆管１との隙間の熱
伝達を良くするために、内部にヘリウムガス等の
不活性ガスを封入する必要がある。そこで、一方
の端栓４の内部にガス充填用孔を形成するように
している。

すなわち、端栓４は、端栓本体６が被覆管１内
に挿入される小径部７と被覆管１の外部に突出す
る大径部８とから構成されたものであつて、内部
には、第５図に示すように、ガス充填用孔９が形
成されており、この一端部が小径部７の端面に開
口し、他端部が大径部８の外周に開口している。

そして、上記構成の燃料棒内に不活性ガスを封
入する場合には、端栓４側の端部を加圧溶接装置
（図示せず）内に気密に挿入し、加圧溶接装置内
に送り込んだ不活性ガスを上記ガス充填用孔９か
ら被覆管１内に充填し、その後ガス充填用孔９の
開口部９ａを溶着によつて密閉し、これによつて
被覆管内に不活性ガスを封止するようにしてい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ ところで、上記端栓を用いて被覆管内に不活性
ガスを封入する場合には、被覆管内の不活性ガス
が外部に出ないようにするために加圧雰囲気中で
ガス充填用孔の開口部を溶着する必要がある。と
ころが、加圧雰囲気中では正常なアークが発生せ
ず、溶着不良が生じ易い。このためガス漏れが発
生する恐れがある等の問題があつた。

この考案は上記の問題を解決するためになされ
たもので、被覆管内に不活性ガスを充填した後、
常圧中でオリフイスの開口部を溶封することがで
き、したがつて燃料棒のガス漏れを防止すること
ができる燃料棒用端栓を提供することを目的とす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ この考案による燃料棒用端栓は、ガス充填用孔
を、被覆管側の大径孔部とこの大径孔部に連通さ
れた外部側の小径孔部とから構成し、上記大径孔
部に上記小径孔部より大径の弁体を大径孔部の軸
線方向へ移動自在に設けた構成としたものであ
る。

［実施例］ 第１図および第２図はこの考案の一実施例を示
す図である。

第１図において符号１０は端栓本体である。こ
の端栓本体１０は円柱状をなすものであり、一端
部に形成された小径部１１と他端部に形成された
大径部１２とから構成されている。小径部１１
は、その直径が、被覆管３の内径よりもやや小径
に設定され、先端部がテーパ状に形成されてい
る。一方、大径部１２は、その直径が被覆管３の
直径とほぼ同一寸法に設定され、先端部がテーパ
状に形成されている。また、端栓本体１０内部に
は、ガス充填用孔１３が形成されている。このガ
ス充填用孔１３は、大径部１２の端面に開口する
小径孔部１４と、小径部１１の端面に開口する大
径孔部１５とから構成されている。大径孔部１５
の底面１５ａは、球面に沿う凹曲面に形成されて
いる。

また、上記ガス充填用孔１３の大径孔部１５内
には、その軸線方向に移動自在に弁体１６が挿入
されている。弁体１６の半径は、大径孔部１５の
底面１５ａの曲率半径とほぼ同一寸法に設定され
ており、底面１５ａと接触することにより、大径
孔部１５と小径孔部１４との間を気密に遮蔽でき
るようになつている。

また、弁体１６の小径孔部１４側を向く面に
は、棒部材１７が固定されている。この棒部材１
７は、小径孔部１４よりもやや小径に、また小径
孔部１４よりもやや長尺に形成されており、棒部
材１７を小径孔部１４内に挿入させた状態で弁体
１６を底面１５ａに接触させたときに、先端部が
小径孔部１４の外部に突出するようになつてい
る。

また、大径孔部１５の開口部周縁には、半径方
向内方に突出する突起（係止部）１５ｂが形成さ
れており、弁体１６がガス充填用孔１３内から外
へ出ないようになつている。もちろん、この突起
１５ｂは大径孔部１５の断面において全周にわた
つて設けられているわけではなく、従つて、弁体
１６がこの突起１５ｂに係止された状態でガスを
大径孔部１５から被覆管３に流通させる空隙が突
起１５ｂの間に形成されている。

上記構成の燃料棒用端栓は、その小径部１１が
被覆管の開口端に嵌め入れられ、大径部１２と被
覆管との当接部近傍を溶接固着されることにより
被覆管の開口端に閉塞固定される。

そして、上記燃料棒用端栓が固定された被覆管
に不活性ガスを封入するには、次のような手順で
行う。

まず、上記端栓４，５が端部に固定された被覆
管の端栓４側の端部を加圧溶接装置（図示せず）
内に気密に挿入し、不活性ガスをガス充填用孔１
３の開口部から被覆管内に加圧充填する。このと
き不活性ガスは、小径孔部１４と棒部材１７との
隙間を通つて被覆管内に送りこまれるが、ガスの
圧力で弁体１６が被覆管３側に押されて突起１５
ｂに係止され、ガスは突起１５ｂ相互の間の空隙
を通つて被覆管３内に送られる。そして被覆管内
のガス圧力が所定の圧力になつたとき、充填を止
め、加圧溶接装置内の圧力を常圧に戻す。する
と、弁体１６が被覆管内のガス圧力によつて押圧
され、弁体１６が小径孔部１４側に移動する。す
ると、第２図に示すように、弁体１６が大径孔部
１５の底面１５ａと密接し被覆管内部は気密状態
になる。このとき棒部材１７の先端部は開口部か
ら若干突出している。

次に、小径孔部１４を加圧溶接装置の溶接トー
チ１８によつて溶着して不活性ガスを被覆管内に
封止する。この場合、溶着作業は溶接トーチ１８
の先端部を棒部材１７の先端部に接触させて開始
する。

なお、被覆管内に充填するガス圧力は、弁体１
６が小径孔部１４側に移動する際に不活性ガスが
被覆管外部に若干漏れるのを見越して所定よりも
大きく設定されている。また、図では弁体１６は
大径孔部１５にほぼ嵌装される大きさに描かれて
いるが、上述のようにガスが流通するのであるか
ら、弁体１６と大径孔部１５の間には空隙があ
り、これは通常は弁体１６の外径と大径孔部１５
の内径の差、あるいは大径孔部１５の内面に軸線
に沿つて形成した溝などにより与えられる。前者
の場合においては、棒部材１７が弁体１６を大径
孔部１５の軸線上に位置させるようにガイドしそ
の動きを円滑にする作用を持つことが理解される
であろう。しかしながら、特に弁体１６が球状で
あることから大径孔部１５のみによるガイド機能
でも充分に本願の目的を達成できるので、棒部材
１７は本願に必須の要件ではない。

なお、上述したように、棒部材１７の長さを弁
体１６が小径孔部１４側にあるときに先端が外部
に少し突出するように設定することにより、小径
孔部１４を溶接する際に着火が容易となる。さら
に、棒部材１７を介して弁体１６が固定されるの
で、運搬の際などに弁体１６が移動して突起１５
ｂに突き当たるなどの事態が防止される。

また、第３図は本考案のさらに他の実施例を示
す図である。

この図に示す燃料棒用端栓は、大径孔部１５の
底面１９をすりばち状に形成するとともに、弁体
２０を底面１９の形状に対応させて円錘状に形成
したものであり、上記実施例と同様の効果を奏す
るものであるが、さらに、弁体２０が大きさが小
さいので大径孔部１５の長さが短くてよいなどの
効果を有する。このような弁体形状においては、
棒部材１７が弁体の姿勢を制御する作用を持つて
いる。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案の燃料棒用端栓
では、ガス充填用孔を、被覆管側の大径孔部とこ
の大径孔部に連通された外部側の小径孔部とから
構成し、大径孔部に小径孔部より大径の弁体を大
径孔部の軸線方向へ移動自在に設けるとともに、
大径孔部の被覆管部分側に弁体の被覆管内部への
移動を阻止する係止部を形成し、弁体が被覆管側
位置においてガスの流通を許容するとともに小径
孔部側位置において小径孔部を塞いでガス流通を
阻止するように構成したものであるので、被覆管
内に小径孔部の開口端から不活性ガスを充填した
後加圧を止めると、内部の圧力で自動的に弁体が
充填孔を封止するので、常圧において正常なアー
クを発生させて溶接を行うことができ、溶着不良
が生じないのでガス漏れなどを発生させる頻度が
小さく安全性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示す
図であつて、第１図は燃料棒用端栓を示す破砕断
面図、第２図は弁体が大径孔部の底面に密接した
状態を示す破砕断面図、第３図は本考案の他の実
施例を示す図であつて、燃料棒用端栓を示す破砕
断面図、第４図および第５図は従来の燃料棒用端
栓を示す図であつて、第４図は従来の燃料棒用端
栓が固定された燃料棒を示す斜視図、第５図は従
来の燃料棒用端栓を示す側面図である。 １……被覆管、２……燃料ペレツト、４……端
栓（燃料棒用端線）、５……端栓（燃料棒用端
栓）、６……端栓本体、９……ガス充填用孔、１
０……端栓本体、１３……ガス充填用孔、１４…
…小径孔部、１５……大径孔部、１６……弁体、
２０……弁体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 内部に燃料ペレツトが装入された被覆管の開
   口端に閉塞固定される燃料棒用端栓であつて、
   端栓本体に、一端が上記被覆管内部に開放さ
   れ、他端が被覆管の外部に開放されたガス充填
   用孔が設けられた燃料棒用端栓において、 上記ガス充填用孔は、被覆管側の大径孔部と
   この大径孔部に連通された外部側の小径孔部と
   を有しており、 上記大径孔部に上記小径孔部より大径の弁体
   が大径孔部の軸線方向へ移動自在に設けられて
   いるとともに、 上記大径孔部の被覆管側部分には弁体の被覆
   管内部への移動を阻止する係止部が形成され、 上記弁体は被覆管側位置においてガスの流通
   を許容するとともに小径孔部側位置において小
   径孔部を塞いでガス流通を阻止するように構成
   されていることを特徴とする燃料棒用端栓。 (2) 上記小径孔部は大径孔部の軸線に平行に形成
   され、上記弁体には小径孔部に隙間を持つて挿
   通された棒部材が固設されていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載の燃料
   棒用端栓。 (3) 上記棒部材の長さは、弁体が大径孔部の小径
   孔部側位置にあるときに、棒部材先端が小径孔
   部の外端より突出するように設定されているこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第２項
   記載の燃料棒用端栓。