JPH0529880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は加圧水型軽水炉等の原子炉に装荷さ
れる燃料集合体を構成する支持格子およびその製
造方法に係わり、特にストラツプ同士の溶接強度
を高くすることができるものに関する。

「従来の技術」 周知のように、上記加圧水型軽水炉等の原子炉
に装荷される燃料集合体には、第９図に示すよう
に、上下方向に離間して対向配置された上部ノズ
ル１と下部ノズル２との間に、複数の制御棒案内
管３が渡されて固定され、これら制御棒案内管３
の中途部に、多数の燃料棒４を支持するための複
数の支持格子５が上下方向に互いに離間して取り
付けられている。

上記支持格子５は、多数の格子空間５ａを画成
するように、鉄−クロム−ニツケル系超合金（イ
ンコネル）やジルコニウム系合金（ジルカイロ）
等の薄板帯状のストラツプを以下のようにして格
子状に組み接合してなるものである。

すなわち、第１０図および第１１図に示すよう
に、各ストラツプ６を互いに直交させて格子状に
組んだ後、これらストラツプ６の交差部の端部に
突出形成された溶接タブ７をTIG、電子ビームや
レーザ等により溶融して、平面視矩形状をなし交
差部に沿つて延びる溶接ナゲツト９を形成するこ
とにより、各ストラツプ６同士の接合が行なわれ
ている。

このようにして形成された支持格子５の各格子
空間５ａには、第１２図に示すように燃料棒４が
挿通され、この格子空間５ａを画成する壁部（ス
トラツプ）に形成されたデインプル７およびスプ
リング８により挟持されるようになつている。

そして、上記支持格子５を備えた燃料集合体で
は、原子炉の稼動中に、冷却水が格子空間５ａを
画成する壁部と燃料棒４との間を通り抜ける間
に、燃料棒４と熱交換されて加熱されるようにな
つている。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記支持格子５において、ストラツ
プ６同士の溶接強度を高めるには、上記溶接タブ
７のボリユームを大きくすればよい。ところが、
ボリユームを大きくすると、必然的に第１１図お
よび第１２図における溶接ナゲツト９のストラツ
プ６の長手方向に直交する方向における投影面積
が大きくなり、この結果原子炉中の冷却水の流路
断面積が減少して、流水抵抗が増大すなわち冷却
水の圧力損失の値が大きくなり、このため、熱交
換率が低下してしまうという問題があつた。

「発明の目的」 この発明は上記問題点に鑑みてなされたもので
あり、冷却水の流路断面積を減少させることなく
ストラツプ同士の溶接強度を高めることができる
支持格子およびその製造方法を提供することを目
的としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明の支持格子は、格子状に組まれた複数
の薄板帯状をなすストラツプの互いの交差部の端
部および中間部を溶接してなり、交差部の中間部
に形成された溶接ナゲツトは交差部の端部に形成
された溶接ナゲツトよりストラツプの長手方向に
直交する方向における投影面積が小さいことを特
徴としている。

またこの発明の支持格子の製造方法は、複数の
薄板帯状をなすストラツプを互いに格子状に交差
させて形成された交差部の端部に、互いに交差さ
れたストラツプの一方から他方のストラツプの長
手方向に延びる第一の溶接タブを形成すると共
に、交差部の中間部に、互いに交差されたストラ
ツプの一方から他方のストラツプの長手方向に延
びる第二の溶接タブを形成し、次いで第一および
第二の溶接タブを溶融させて交差部に沿つて溶け
込ませて固化させることにより交差部を溶接する
ことを特徴としている。

「実施例」 以下この発明の支持格子およびその製造方法の
一実施例を第１図ないし第４図を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の支持格子の要部を示すもの
であり、図中符号１０ａ，１０ｂはそれぞれ互い
に交差されたストラツプを示す。これらストラツ
プ１０ａ，１０ｂの交点部（交差部の上端部）の
交点０を中心とする対称位置には交差部に沿う第
一の溶接ナゲツト１２，１２が形成されており、
これら第一の溶接ナゲツト１２，１２により交点
部が溶接されている。

また、上記交差部の中間部の上下方向二箇所
（図には上一箇所を示す）には、第１図の平面視
において、溶接ナゲツト１２，１２から上記交点
０回りに90°回転した位置に第二の溶接ナゲツト
１４，１４が形成されており、これら第二の溶接
ナゲツト１４，１４により交差部の中間部が溶接
されている。そして、この第二の溶接ナゲツト１
４は上記第一の溶接ナゲツト１２よりストラツプ
１０ａの長手方向と直交する方向における投影面
積が小さくなるように形成されている。

次に、上記構成の支持格子の製造方法について
説明する。

すなわち、第２図に示すように、ストラツプ１
０ａとストラツプ１０ｂとを、それぞれに形成さ
れたスリツト１５（図にはストラツプ１０ａに形
成されたスリツト１５を示す）同士を嵌合させる
ことにより、互いに交差させる。

ここで、このストラツプ１０ａのスリツト１５
の上端部を挟む位置には、各位置から互いに逆方
向にストラツプ１０ｂの長手方向に沿つて延びる
第一の溶接タブ１６，１６がストラツプ１０ｂの
側面に接するかあるいは若干の〓間をもつて形成
されている。これら溶接タブ１６，１６は第３図
に示すように、ストラツプ１０ａの上縁部にこの
上縁部から上方に延びて形成された突出部１６
ａ，１６ａを図中互いに逆方向に紙面と直交する
向きに折り曲げて形成されたものである。

また、上記ストラツプ１０ａおよびストラツプ
１０ｂのスリツト１５（図にはストラツプ１０ａ
のスリツト１５を示す）の上下方向の中間部を挟
む位置には、各位置から互いに逆方向かつ第２図
の平面視において上記第一の溶接タブ１６，１６
と逆方向に、ストラツプ１０ｂの長手方向に沿つ
て延びる第二の溶接タブ１７，１７がストラツプ
１０ｂの側面に接するかあるいは若干の〓間をも
つて形成されている。この第二の溶接タブ１７は
第一のタブ１６よりボリユームが小さく、第３図
に示すように、ストラツプ１０ａ（ストラツプ１
０ｂ）のスリツト１５の中間部を挟む部分を突出
部１７ａを残して打ち抜いて開口１８を形成し、
突出部１７ａを図中互いに逆方向に紙面に直交す
る向きに折り曲げて形成されたものである。

次いで、上記第二の溶接タブ１７，１７をレー
ザあるいは電子ビーム等により溶融させて交差部
に沿つて溶け込ませて固化させることにより、交
差部の中間部の上下方向二箇所（図には上一箇所
を示す）に上記第二の溶接ナゲツト１４，１４を
形成する。これによりストラツプ１０ａ，１０ｂ
の交差部の中間部を溶接する。

その後、上記第一の溶接タブ１６，１６を溶融
させて交差部に沿つて溶け込ませて固化させるこ
とにより、交差部の上端部に上記第一の溶接ナゲ
ツト１２，１２を形成する。これによりストラツ
プ１０ａ，１０ｂの交差部の上端部を溶接する。

なお、ストラツプ１０ａ，１０ｂの交差部の下
端部（図示せず）も上端部と同様にして溶接す
る。

このようにして、ストラツプ１０ａ，１０ｂの
交差部を溶接することにより支持格子を製造す
る。

上記支持格子およびその製造方法によれば、ス
トラツプ１０ａのスリツト１５の上端部を挟む位
置に、各位置から互いに逆方向にストラツプ１０
ｂの長手方向に沿つて延びる第一の溶接タブ１
６，１６を形成すると共に、ストラツプ１０ａ
（ストラツプ１０ｂ）のスリツト１５の上下方向
中間部を挟む位置に、各位置から互いに逆方向か
つ第２図の平面視において上記第一の溶接タブ１
６，１６と逆方向に、ストラツプ１０ｂ（ストラ
ツプ１０ａ）の長手方向に沿つて延び、かつボリ
ユームが上記第一の溶接タブ１６，１６より小さ
い第二の溶接タブ１７，１７を形成し、これら第
一および第二の溶接タブ１６，１７を溶融させて
交差部に沿つて溶け込ませて固化させたので、ス
トラツプ１０ａ，１０ｂの交点部（交差部の上端
部）の交点０を中心とする対称位置に、第一の溶
接ナゲツト１２，１２を交差部に沿つて形成する
ことができると共に、上記交差部の中間部に、第
１図の平面視において、溶接ナゲツト１２，１２
から上記交点０回りに90°回転した位置に、上記
第一の溶接タブよりボリユームの小さい第二の溶
接ナゲツト１４，１４を形成することができる。

よつて、従来に比べ溶接ナゲツトの第１図中上
下方向における投影面積を約1/2にすることがで
きると共に交差部の中間部の上下方向二箇所を溶
接することにより溶接強度を高めることができ
る。したがつて、ストラツプ同士の溶接強度ひい
ては支持格子自体の強度を高めることができると
共に、原子炉中の冷却水の圧力損失を低減するこ
とができ、さらに、冷却水の流動安定性およびポ
ンプ動力の負荷軽減を期待することができる。

さらに、中間部溶接箇所の上側（下側）に従来
の支持格子にはない開口１８が形成されているの
で、冷却水の混合が促進される。

また、ストラツプ１０ａ，１０ｂを互いに交差
させる際に、第二の溶接タブ１７，１７をストラ
ツプ１０ｂの側面に接するかあるいは若干の隙間
をもつようにして交差させるようにしたので、第
二の溶接タブ１７，１７によりストラツプ１０ｂ
が挟持され、よつてストラツプ１０ａ，１０ｂの
その接合部分における接合性の安定度を高めるこ
とができる。

なお、上記実施例では第１図および第４図に示
すように、ストラツプ１０ａ，１０ｂの交点部
（交差部の上端部）の交点０を中心とする対称位
置に交差部に沿う第一の溶接ナゲツト１２，１２
を形成すると共に、上記交差部の中間部に、図の
平面視において溶接ナゲツト１２，１２から上記
交点０回りに90°回転した位置に第二の溶接ナゲ
ツト１４，１４を形成したが、この発明はこれに
限ることなく、第５図ないし第８図に示すような
溶接パターンによりストラツプ同士の交差部を溶
接してもよい。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明の支持格子および
その製造方法によれば、複数の薄板帯状をなすス
トラツプ同士の交差部の端部に、互いに交差され
たストラツプの一方から他方のストラツプの長手
方向に延びる第一の溶接タブを形成すると共に、
交差部の中間部に、互いに交差されたストラツプ
の一方から他方のストラツプの長手方向に延びる
第二の溶接タブを形成し、次いで第一および第二
の溶接タブを溶融させて交差部に沿つて溶け込ま
せて固化させて、交差部の端部に第一の溶接ナゲ
ツトを形成し、交差部の中間部に第一の溶接ナゲ
ツトよりストラツプの長手方向に直交する方向に
おける投影面積が小さい第二の溶接ナゲツトを形
成することにより交差部を溶接するようにしたの
で、交差部の端部の交点を中心とする周方向４箇
所のうち所望の箇所に第一の溶接ナゲツトを形成
することができると共に、交差部の中間部の交差
線方向の所望の箇所に第二の溶接ナゲツトを形成
することができる。

したがつて、上記交差部の端部の周方向４箇所
のうち所望の箇所に第一の溶接ナゲツトを形成
し、交差部の中間部の交差線方向複数箇所に第二
の溶接ナゲツトを形成すれば、従来に比べストラ
ツプの長手方向に直交する方向における溶接ナゲ
ツトの投影面積を同じかあるいは小さくすること
ができると共にストラツプ同士の溶接強度を高め
ることができる。

よつて、ストラツプ同士の溶接強度ひいては支
持格子自体の強度を高めることができると共に、
原子炉中の冷却水の圧力損失を低減することがで
き、さらに、冷却水の流動安定性およびポンプ動
力の負荷軽減を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の支持格子およ
びその製造方法の一実施例を説明するためのもの
であり、第１図は支持格子の要部の斜視図、第２
図はストラツプ同士を交差させた状態を示す要部
の斜視図、第３図はストラツプの要部の側面図、
第４図は支持格子の一部概略平面図、第５図ない
し第８図はそれぞれストラツプ同士の各種溶接パ
ターンを示す図、第９図は燃料集合体の正面図、
第１０図ないし第１２図は従来の支持格子の一例
を示すものであり、第１０図はストラツプに形成
された溶接タブを示す斜視図、第１１図は溶接ナ
ゲツトを示す斜視図、第１２図は支持格子の要部
を示す平面図である。 １０ａ，１０ｂ……ストラツプ、１６……第一
の溶接タブ、１７……第二の溶接タブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 格子状に組まれた複数の薄板帯状をなすスト
   ラツプの互いの交差部の端部および中間部を溶接
   してなり、上記交差部の中間部に形成された溶接
   ナゲツトは上記交差部の端部に形成された溶接ナ
   ゲツトより上記ストラツプの長手方向に直交する
   方向における投影面積が小さいことを特徴とする
   支持格子。 ２ 複数の薄板帯状をなすストラツプを互いに格
   子状に交差させ、この交差部を溶接して支持格子
   を製造する支持格子の製造方法において、 上記交差部の端部に、上記互いに交差されたス
   トラツプの一方から他方のストラツプの長手方向
   に延びる第一の溶接タブを形成すると共に、上記
   交差部の中間部に、上記互いに交差されたストラ
   ツプの一方から他方のストラツプの長手方向に延
   びる第二の溶接タブを形成し、次いで上記第一お
   よび第二の溶接タブを溶融させて上記交差部に沿
   つて溶け込ませて固化させることにより上記交差
   部を溶接することを特徴とする支持格子の製造方
   法。