JPH056560Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、原子炉用燃料集合体の支持格子のろ
う付時に用いる支持格子収納ゲツターボツクスに
関するものである。

［従来の技術］ 原子炉に装荷される燃料集合体は、多数の短い
円柱状のペレツトを密封した多数の長い燃料棒
を、一定の間隔をおいて互いに平行になるように
配置して形成されている。この場合、燃料棒をこ
のような位置関係に保持する手段として、支持格
子が用いられている。

この支持格子は、第５図に示すように、薄板状
の内ストラツプ１を格子状に組み、その外周に外
ストラツプ２を取り付けた構造のものであり、通
常、Ni基合金であるインコネル（商標名）が用
いられている。

この支持格子は、次のように組み立てられる。

各内ストラツプ１には、その長手方向と直角な
方向に一定間隔毎に多数のスリツトが設けられて
いるとともに、長手方向の両端にはサイドタブが
突出して形成されている。そして、縦部材を構成
するストラツプ１のスリツトと、横部材を構成す
るストラツプ１のスリツトとを突き合わせ、これ
らストラツプ１を互いに直交する位置関係に保持
しつつ、互いのスリツトをはめ込み縦横に組み込
んで格子状に形成する。

一方、外ストラツプ２には、格子状に組まれた
内ストラツプ１のサイドタブに対向する位置に、
多数のスロツトが形成されている。そして、内ス
トラツプ１の四周に、スロツトを内ストラツプ１
のサイドタブにはめ込んで外ストラツプ２を内ス
トラツプ１に取り付ける。それから、内ストラツ
プ１の各サイドタブを折り曲げてストラツプ組立
体を構成する。

次に、各ストラツプ１，２の交点をろう付す
る。このろう付の方法は、各ストラツプ１，２の
交わつている部分の上部に、ストラツプ１，２の
交わつている線上に行きわたる量のろう材を塗布
し、真空ろう付炉内に入れ、炉内を真空引きし、
所定のろう付温度に加熱する。すると、ろう材は
溶けるとともに、ストラツプ１，２の交わつてい
る部分を流れ落ちてこの部分がろう材で被われ
る。その後炉内の温度を下げることにより、各ス
トラツプ１，２をろう材によつて接合する。

この後、外ストラツプ２から突き出している各
サイドタブを研削除去し、この部分を仕上げ加工
し、さらに時効処理して最終的な支持格子とす
る。

このように構成された支持格子の各格子間に、
燃料棒が挿入され、燃料棒の長手方向の数箇所に
この支持格子を設置すれば、多数の燃料棒を一定
間隔をおいて平行に支持した燃料集合体を構成す
ることができる。

とろこで、上記の組み立て工程において、各ス
トラツプ１，２の各交点をろう付するときには、
ろう材に混入されているフラツクスがガス化し、
酸素を発生する。一方、支持格子を構成する合金
材料中には、インコネル材に含有されているAl、
Ti、Nb等酸素との親和性の大きい金属が含有さ
れている。このため、真空ろう付炉で処理するも
のの、これら金属は前記のフラツクスガス中の酸
素と結合しやすく、各ストラツプ１，２の表面に
酸化皮膜を形成する。すると、各ストラツプ１，
２の表面は、ろう材の流れが悪くなる。いわゆる
ぬれ性が悪くなるので、ろう材が流れ落ちにくく
なり、このため、ろう材は各ストラツプ１，２の
交わつている部分全域にわたつて付着せず、ろう
材が途切れる部分、いわゆるボイドが生じる。こ
うなると、各ストラツプ１，２は強固にろう付さ
れなくなり、これは、支持格子自体の強度不足を
招くこととなつていた。

したがつて従来では、上記のようなろう付の際
の不具合を解消するため、予めNiメツキ等の前
処理を施して、支持格子表面の酸化防止およびぬ
れ性を良く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、支持格子の表面をNiメツキするた
めには、そのための手間と時間を要し、作業工程
が増えてしまうとともに、コストがかかるという
問題点を有していた。また、メツキによる線源発
生が起き、プラントにおける被曝量が増大するお
それもあつた。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、上記問題点を解決するため、支持格
子を真空ろう付炉内でろう付けする際に、支持格
子を収納するゲツターボツクスであつて、支持格
子を構成する合金に含有されている金属のうち、
最も酸素との親和性の大きい金属よりもさらに親
和性の大きい金属により箱体を構成し、かつこの
箱体に箱体の内部と外部を連通する多数の孔を形
成したことを特徴としている。

［実施例］ 以下、第１図ないし第４図を参照して本考案の
実施例を説明する。

第１図は、本考案の第１実施例を示すものであ
る。

図において符号１０で示すものは、ボツクス本
体、１１は蓋体である。

ボツクス本体１０は、ジルコニウムもしくはジ
ルコニウム合金製の長尺な薄板で側壁部材１２を
形成し、それぞれの長手方向の両端部を、ろう付
手段等によつて接合したものである。各側壁部材
１２には、長手方向に沿つて、ボツクス内外を連
通する孔１３が等間隔に複数個、この場合５個形
成されている。このボツクス本体１０の上下に開
口する内部が、支持格子の収納スペース１５とさ
れる。この収納スペース１５のサイズは、支持格
子がぎりぎり入る程度に設定されている。

一方、蓋体１１は、側壁部材１２と同様にジル
コニウムもしくはジルコニウム合金製の薄板から
なるもので、薄板を、前記ボツクス本体１０の支
持格子収納スペース１５を被う程度の大きさを有
する正方形に形成したものである。この蓋体１１
には、上下に連通する孔１４が、互いに等間隔を
おいて縦横に５列ずつ形成されている。この孔１
４は、支持格子が収納された本体１０に蓋体１１
を被せた際、支持格子のます目に対応する位置に
配されるのが好ましい。

このように構成されたゲツターボツクスの使用
方法ならびに酸化防止作用を説明する。

支持格子の各ストラツプをろう付するために支
持格子を真空ろう付炉内に入れる際、ボツクス本
体１０を真空ろう付炉内に入れ、ボツクス本体１
０の収納スペース１５に支持格子を入れて炉内に
載置し、蓋体１１をボツクス本体１０に被せる。
このように支持格子が収納されたゲツターボツク
スを真空ろう付炉内に入れる。

ろう付処理の際、ろう材に含まれているフラツ
クスは酸素を含むガスとなつて蒸発する。このガ
スは、炉内が真空引きされているために、炉外に
除去されていく。この際、ガスに含まれている酸
素の一部は、支持格子に含有されている酸素との
親和性の大きいAl、Ti、Nbによつて吸着されよ
うとするが、これらの金属よりさらにジルコニウ
ムの方が酸素との親和性が大きいので、酸素は、
先にジルコニウムもしくはジルコニウム合金製の
ゲツターボツクスに吸着され、ゲツターボツクス
が優先的に酸化される。

また、ゲツターボツクスの蓋１１および側壁部
材１２に形成された孔１３および１４の内周面に
よつても酸素は効果的に吸着される。また、これ
ら孔１３および１４が形成されていることによつ
て、フラツクスガスはゲツターボツクス内に充満
することがない。このため、ゲツターボツクスに
よつて吸着しきれずにボツクス内に残存する酸素
はほとんどなく、このような酸素によつて支持格
子か酸化するということがほとんど起こらない。

このようにゲツターボツクスを用いることによ
つてろう付の際の支持格子の酸化は効果的に防止
されるので、ろう付面のぬれ性の低下を招くこと
がなく、健全なろう付が行える。

さらに、これら孔１３および１４による表面積
の拡大および通気性の向上によつて、ゲツターボ
ツクス自体の放熱性が良好となり、熱容量が大き
くなることがないので、ゲツターボツクスの影響
を受けて支持格子の熱容量が大きくなるというこ
とがない。このため、時効処理の際の冷却効果が
薄れることがなく、支持格子の機械的性質が低下
するおそれがない。

なお、本実施例において、蓋１１および側壁部
材１２の断面形状を波状となるように表面に凹凸
を形成し、これにより表面積をさらに大きくした
り、蓋体１１の孔１４のことろどころにジルコニ
ウムもしくはジルコニウム合金製の短尺な円柱体
を蓋体１１の裏面に突出するように挿入固定し、
蓋体１１を被せたときに、この円柱体が支持格子
のます目に入るようにすることにより、さらに酸
素の吸着量を高めるようにしてもよい。

次に第２図を参照して、本考案の第２実施例を
説明する。

図中符号２０で示されるものはゲツターボツク
ス本体、２１は底板部材、２２は蓋体である。こ
のゲツターボツクスは、細長く棒状に形成された
同じ長さのジルコニウムもしくはジルコニウム合
金製の管材を用いて構成されている。

すなわち、ゲツターボツクス本体２０は、縦部
材を構成する３本の管材２３と、横部材を構成す
る２本の管材２４とを、交互にいげた状に組み、
各端部において溶接手段等によつて接合したもの
である。

一方、底板部材２１および蓋体２２は同一の構
成のものである。これらは、横部材を構成する３
本の管材２５を等間隔に平行に並べ、この上に縦
部材を構成する５本の管材２６を等間隔に平行に
並べてのせ、各管材２５，２６の交点を溶接手段
等によつて接合したものである。

このように構成された本実施例のゲツターボツ
クスを使用するには、底板部材２１の上にゲツタ
ーボツクス本体をのせ、本体内部に支持格子を入
れて蓋体２２を本体２０に被せ、ゲツターボツク
スごと真空ろう付炉内に入れる。

このゲツターボツクスにおいては、ボツクス本
体２０各管材２３，２４間に形成されている隙間
２７、および底板部材２１および蓋体２２の各管
材２５，２６間に形成されている隙間２８が先の
第１実施例における孔１３，１４の役目を果たす
ものである。

なお、以上説明した各管材の本数は、支持格子
の大きさ、あるいは管材そのものの外径によつて
さまざまに設定される。

第３図は、本考案の第３実施例を示すものであ
る。

図中符号３０で示されるものは、上下に開口し
ているゲツターボツクス本体、３１は蓋体であ
る。

ゲツターボツクス本体３０は、ジルコニウムも
しくはジルコニウム合金製の管材を適当な長さに
切断して短尺な円筒体３２とし、これら円筒体３
２を、軸線が水平で互いの周面が接するように縦
方向に複数個並べ、さらに、これを横方向に複数
列並べて互いに接している部分を溶接手段等によ
つて接合して側壁部材３３を形成し、これら側壁
部材３３を組み合わせて構成されたものである。
この本体３０には、各円筒体３２間にあいている
隙間３４によつて箱内外が連通されるようになつ
ている。

また、蓋体３１は、上記と同じ円筒体３２を、
軸線が鉛直で互いの周面が接するように並べ、溶
接手段等により接合し、本体３０内部を被う程度
の大きさに形成されたものである。この蓋体３１
には、各円筒体３２間にあいている隙間３５によ
つて、蓋体３１を本体３０にかぶせたときに、箱
内が連通されるようになつている。

このゲツターボツクスにおいては、それぞれの
隙間３４，３５が、先の第１実施例の孔１３，１
４の役目を果たすようになつている。

第４図は、本考案の第４実施例を示すものであ
る。

図中符号４０で示されるものは上下に開口して
いるゲツターボツクス本体、４１は蓋体である。

ゲツターボツクス本体４０は、細長い短冊状に
形成されたジルコニウムもしくはジルコニウム合
金片４２を、互いに隙間４３があくようにメツシ
ユ状に組合わせ、これを側壁部材４４とし、この
側壁部材４４の長手方向の両端部を溶接手段等に
よつて接合し、構成されたものである。

また、蓋体４１は、上記の側壁部材４４と同様
にジルコニウムもくしはジルコニウム合金片４２
で本体４０の内部を被う程度の大きさにメツシユ
状に形成したもので、隙間４５があいている。

このゲツターボツクスにおいては、隙間４３，
４５が先の第１実施例の孔１３，１４の役目を果
たすものである。

以上説明した本考案の第２ないし第４実施例に
おいても、その使用方法ならびに作用は先に説明
した第１実施例と全く同様である。

なお、以上説明した他にも、ゲツターボツクス
の箱体の内部と外部を連通する孔を有するように
し、そのため箱体の表面積が大きくなるような形
状であれば、いかなる部材で箱体を構成してもよ
い。

また、本考案ではジルコニウムもしくはジルコ
ニウム合金を用いて箱体を構成したが、Al、Ti、
Nb等より酸素との親和性が大きいものであれば、
いかなる金属、合金を用いてもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案のゲツターボツク
スを用いて支持格子のろう付を行えば、ゲツター
ボツクスによつて炉内に発生する酸素は吸着さ
れ、支持格子がほとんど酸化されることはない。
したがつて、ろう付する部分が洗浄な状態に保た
れるので、良好なろう付が行える。また、ゲツタ
ーボツクスに形成された多数の孔により、その分
ゲツターボツクスの表面積を大きくすることも可
能であり、さらに、ゲツターボツクス内にはほと
んど酸素が残存しないので、より効果的に酸素の
吸着が行なわれる。

また、この孔による表面積の拡大および通気性
の向上によつて、ゲツターボツクス自体の放熱性
が良好となり、熱容量が大きくなることがない。
このため、時効処理の際の冷却効果が薄れること
がなく、支持格子の機械的性質が低下することな
くろう付が行える。

また、従来のように表面をメツキのような前処
理をする必要がないので、その分作業手間がかか
らず、作業時間の短縮およびコストダウンが図れ
る。さらに、メツキによる線源発生が起こること
がないので、プラトンにおける被曝量の低減が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はそれぞれ本考案の第１な
いし第４実施例を示す斜視図、第５図は支持格子
の斜視図である。 １……内ストラツプ、２……外ストラツプ、１
０，２０，３０，４０……ゲツターボツクス本体
（箱体）、１３，１４……孔、２７，２８……隙間
（孔）、３４，３５……隙間（孔）、４３，４５…
…隙間（孔）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 原子炉用燃料集合体の支持格子を真空炉内でろ
   う付けする際に、支持格子を収納するゲツターボ
   ツクスであつて、前記支持格子を構成する合金に
   含有されている金属のうち、最も酸素との親和性
   の大きい金属よりもさらに親和性の大きい金属に
   より箱体が構成され、かつ、この箱体に、箱体の
   内部と外部を連通する多数の孔が形成されている
   ことを特徴とする支持格子ろう付用ゲツターボツ
   クス。