JPH09297192A - 核燃料棒 - Google Patents
核燃料棒Info
- Publication number
- JPH09297192A JPH09297192A JP8110713A JP11071396A JPH09297192A JP H09297192 A JPH09297192 A JP H09297192A JP 8110713 A JP8110713 A JP 8110713A JP 11071396 A JP11071396 A JP 11071396A JP H09297192 A JPH09297192 A JP H09297192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- end plug
- nuclear fuel
- cladding tube
- circumferential groove
- welding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 端栓を被覆管に溶接するときにその溶接部に
空洞が発生しないようにしたものである。 【解決手段】 被覆管内に嵌合される端栓３１の先端小
径部外周に被覆管３０と端栓３１の溶接時に溶接部３５
に形成されるキーホールを貫通連過する周方向溝３４を
設け、溶接部３５の最深部近傍に発生するガスを周方向
溝３４に放出させ溶接部３４に空洞が生成されることを
防止する。
空洞が発生しないようにしたものである。 【解決手段】 被覆管内に嵌合される端栓３１の先端小
径部外周に被覆管３０と端栓３１の溶接時に溶接部３５
に形成されるキーホールを貫通連過する周方向溝３４を
設け、溶接部３５の最深部近傍に発生するガスを周方向
溝３４に放出させ溶接部３４に空洞が生成されることを
防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は核燃料棒に係り、特
に、端栓を被覆管に溶接するときにその溶接部に空洞が
発生しないようにした核燃料棒に関する。
に、端栓を被覆管に溶接するときにその溶接部に空洞が
発生しないようにした核燃料棒に関する。
【０００２】
【従来の技術おうおび発明が解決しようとする課題】一
般に原子炉用核燃料棒１０は図３に示すように核燃料物
質１１およびバネ１２を装填した被覆管１３と、この被
覆管１３の両端部に接合される端栓１４とにより構成さ
れている。
般に原子炉用核燃料棒１０は図３に示すように核燃料物
質１１およびバネ１２を装填した被覆管１３と、この被
覆管１３の両端部に接合される端栓１４とにより構成さ
れている。
【０００３】従来、端栓１４を被覆管１３に溶接するに
はＴＩＧ溶接法が採用されていた。
はＴＩＧ溶接法が採用されていた。
【０００４】しかし、このＴＩＧ溶接法に代わり溶接効
率の向上および溶接熱歪みの低減等の理由から最近では
レーザ溶接法が採用されるようになってきた。
率の向上および溶接熱歪みの低減等の理由から最近では
レーザ溶接法が採用されるようになってきた。
【０００５】このレーザ溶接法はＴＩＧ溶接法に較べ溶
接エネルギー密度が高く高速で深い溶け込みが得られ溶
接熱影響およびひずみを小さくすることができる。
接エネルギー密度が高く高速で深い溶け込みが得られ溶
接熱影響およびひずみを小さくすることができる。
【０００６】しかしながら、図４、図５に示すように従
来の被覆管１３と端栓１４とをそのままレーザ溶接する
と、レーザ光の照射部ではエネルギ密度が極めて高く、
被照射部の一部が瞬時に溶融気化してその溶接部１５に
鍵穴状のキーホール１６が形成され、このキーホール１
６に被覆管１３、端栓１４の溶融金属が充填されるとき
に溶け込み最深部近傍に発生するガスによって溶融金属
の充填が不完全なものとなり空洞Ｈが形成されることが
ある。
来の被覆管１３と端栓１４とをそのままレーザ溶接する
と、レーザ光の照射部ではエネルギ密度が極めて高く、
被照射部の一部が瞬時に溶融気化してその溶接部１５に
鍵穴状のキーホール１６が形成され、このキーホール１
６に被覆管１３、端栓１４の溶融金属が充填されるとき
に溶け込み最深部近傍に発生するガスによって溶融金属
の充填が不完全なものとなり空洞Ｈが形成されることが
ある。
【０００７】この空洞Ｈの発生は被覆管１３と端栓１４
との溶接強度を低下するため従来からこれを防止する対
策が種々講じられてきた。例えば、図６に示すように端
栓１４の先端部に被覆管１３の内径より小径にした同心
の小径の突出部２０が設けられ、この突出部２０を被覆
管１３に挿入したときに被覆管１３と端栓１４との溶接
部１５と突出部２０との間に環状の空間部２１が形成さ
れるように、被覆管１３と端栓１４とをレーザ光Ｌによ
り溶接をするときに形成されるキーホールを上記空間部
２１に貫通連通し溶融金属が充填されるときに空洞が発
生することを防止していた。
との溶接強度を低下するため従来からこれを防止する対
策が種々講じられてきた。例えば、図６に示すように端
栓１４の先端部に被覆管１３の内径より小径にした同心
の小径の突出部２０が設けられ、この突出部２０を被覆
管１３に挿入したときに被覆管１３と端栓１４との溶接
部１５と突出部２０との間に環状の空間部２１が形成さ
れるように、被覆管１３と端栓１４とをレーザ光Ｌによ
り溶接をするときに形成されるキーホールを上記空間部
２１に貫通連通し溶融金属が充填されるときに空洞が発
生することを防止していた。
【０００８】しかし、この構成によれば溶接部１５の空
洞Ｈは防止されるものの端栓１４の接合面と被覆管１３
の接合面との加工精度を高めなければならず、この加工
精度を少しでも低下すると端栓１４と被覆管１３との中
心軸がずれ適確に溶接ができず実用に適さないと言う問
題があった。
洞Ｈは防止されるものの端栓１４の接合面と被覆管１３
の接合面との加工精度を高めなければならず、この加工
精度を少しでも低下すると端栓１４と被覆管１３との中
心軸がずれ適確に溶接ができず実用に適さないと言う問
題があった。
【０００９】また、図７に示すように被覆管１３の内部
に嵌め込む同径の端栓１４の先端外周部に周方向溝２５
を設け、これにより溶接時に端栓１４の接合面と被覆管
１３の接合面との溶接部１５に形成されるキーホールを
この周方向溝２５に貫通連通し溶融金属がキーホールに
充填されるときに空洞が発生しないようにすることも提
案されていた。
に嵌め込む同径の端栓１４の先端外周部に周方向溝２５
を設け、これにより溶接時に端栓１４の接合面と被覆管
１３の接合面との溶接部１５に形成されるキーホールを
この周方向溝２５に貫通連通し溶融金属がキーホールに
充填されるときに空洞が発生しないようにすることも提
案されていた。
【００１０】しかし、この構成によっても溶接部１５の
空洞Ｈは防止できるが周方向溝２５を端栓１４の先端外
周部に高精度に形成することは困難であるばかりかコス
トがかかると言う問題がある。
空洞Ｈは防止できるが周方向溝２５を端栓１４の先端外
周部に高精度に形成することは困難であるばかりかコス
トがかかると言う問題がある。
【００１１】そこで本発明はこれらの問題を解決するた
めに端栓と被覆管との溶接部にレーザ光を放射するとき
にこの溶接部に空洞が生じないようにした核燃料棒を提
供することを目的とするものである。
めに端栓と被覆管との溶接部にレーザ光を放射するとき
にこの溶接部に空洞が生じないようにした核燃料棒を提
供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】これらの問題を解決する
ために本発明は核燃料物質を装填した被覆管の両端部に
端栓を溶接により接合する核燃料棒において、上記端栓
における被覆管内に嵌合される先端小径部外周に、上記
端栓の溶接時に形成されるキーホールが貫通連過する周
方向溝を形成したことを特徴とする。
ために本発明は核燃料物質を装填した被覆管の両端部に
端栓を溶接により接合する核燃料棒において、上記端栓
における被覆管内に嵌合される先端小径部外周に、上記
端栓の溶接時に形成されるキーホールが貫通連過する周
方向溝を形成したことを特徴とする。
【００１３】また、本発明の上記周方向溝と被覆管の端
面が端栓に当接する接合面を含む面との間には被覆管肉
厚の０．２〜１倍の長さを有し被覆管に嵌合される端栓
ベース部が形成されていることを特徴とする。
面が端栓に当接する接合面を含む面との間には被覆管肉
厚の０．２〜１倍の長さを有し被覆管に嵌合される端栓
ベース部が形成されていることを特徴とする。
【００１４】さらに、本発明の上記周方向溝は断面矩形
または断面三角形であることを特徴とする。
または断面三角形であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の核燃料棒の実施の
形態を図１、図２を参照して説明する。
形態を図１、図２を参照して説明する。
【００１６】本発明の核燃料棒の被覆管３０の端部に
は、図１に示すように、端栓３１における被覆管３０の
内径と同径Ｄ0 の先端小径部３２が嵌め込まれている。
は、図１に示すように、端栓３１における被覆管３０の
内径と同径Ｄ0 の先端小径部３２が嵌め込まれている。
【００１７】この先端小径部３２の外周部には断面矩形
状の周方向溝３４が設けられている。そして、この周方
向溝３４と被覆管３０の端面が端栓３１と当接する接合
面を含む平面との間に覆管肉厚Ｔ1 の０．２〜１倍の幅
Ｔ0 の端栓ベース部３３が設けられている。この周方向
溝３４は、レーザ光Ｌが被覆管３０と端栓３１の接合面
の溶接部３５に斜め、例えば、上記接合面に対して５度
から３０度の角度θをもち被覆管３０の中心軸線に向か
って照射したときに溶接部３５に形成されるキーホール
が貫通連通するように形成されている。
状の周方向溝３４が設けられている。そして、この周方
向溝３４と被覆管３０の端面が端栓３１と当接する接合
面を含む平面との間に覆管肉厚Ｔ1 の０．２〜１倍の幅
Ｔ0 の端栓ベース部３３が設けられている。この周方向
溝３４は、レーザ光Ｌが被覆管３０と端栓３１の接合面
の溶接部３５に斜め、例えば、上記接合面に対して５度
から３０度の角度θをもち被覆管３０の中心軸線に向か
って照射したときに溶接部３５に形成されるキーホール
が貫通連通するように形成されている。
【００１８】このような端栓３１の先端小径部３２を被
覆管３０の端部から内部に向けて嵌め込み端栓３１の接
合面を被覆管３０の接合面に対峙する。この接触面、す
なわち、溶接部３５には斜め上方部から周方向溝３４に
向けてレーザ光Ｌが照射される。このレーザ光Ｌの照射
中には被覆管３０と端栓３１とが図示しない電動機によ
り一体に回転させられる。
覆管３０の端部から内部に向けて嵌め込み端栓３１の接
合面を被覆管３０の接合面に対峙する。この接触面、す
なわち、溶接部３５には斜め上方部から周方向溝３４に
向けてレーザ光Ｌが照射される。このレーザ光Ｌの照射
中には被覆管３０と端栓３１とが図示しない電動機によ
り一体に回転させられる。
【００１９】このレーザ光Ｌの照射により被覆管３０と
端栓３１の接合面が溶融されるが、このとき発生するキ
ーホールが上記周方向溝３５に貫通連通する。したがっ
て、この貫通連通により溶接部３５の最深部近傍に発生
するガスが周方向溝３４に放出され溶接部３５に空洞が
生成することが防止される。
端栓３１の接合面が溶融されるが、このとき発生するキ
ーホールが上記周方向溝３５に貫通連通する。したがっ
て、この貫通連通により溶接部３５の最深部近傍に発生
するガスが周方向溝３４に放出され溶接部３５に空洞が
生成することが防止される。
【００２０】図２は図１の他の変形例であって断面矩形
の周方向溝３４に代わり断面傾斜形の周方向溝４４にし
たものである。このようにしても本発明の核燃料棒にお
ける被覆管と端栓とをレーザ溶接するときに溶接部に空
洞が生じることを防止することができる。
の周方向溝３４に代わり断面傾斜形の周方向溝４４にし
たものである。このようにしても本発明の核燃料棒にお
ける被覆管と端栓とをレーザ溶接するときに溶接部に空
洞が生じることを防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は核燃料物質を装填した被覆管の
両端部に端栓を溶接により接合する核燃料棒において、
上記端栓における被覆管内に嵌合される先端小径部外周
に、上記端栓の溶接時に形成されるキーホールが貫通連
過する周方向溝を形成したので、溶接時に生じるキーホ
ールが周方向溝に貫通連通し、溶接部の最深部近傍に発
生するガスが周方向溝に放出され溶接部内に空洞が生成
されることが防止される。
両端部に端栓を溶接により接合する核燃料棒において、
上記端栓における被覆管内に嵌合される先端小径部外周
に、上記端栓の溶接時に形成されるキーホールが貫通連
過する周方向溝を形成したので、溶接時に生じるキーホ
ールが周方向溝に貫通連通し、溶接部の最深部近傍に発
生するガスが周方向溝に放出され溶接部内に空洞が生成
されることが防止される。
【００２２】また、本発明の上記周方向溝と被覆管の端
面が端栓に当接する接合面を含む面との間には被覆管肉
厚の０．２〜１倍の長さを有し被覆管に嵌合される端栓
ベース部を形成することによって、斜めに照射されるレ
ーザ光Ｌにより溶接部に形成されるキーホールを確実に
周方向溝に貫通連通し溶接部の空洞の生成を防止でき
る。
面が端栓に当接する接合面を含む面との間には被覆管肉
厚の０．２〜１倍の長さを有し被覆管に嵌合される端栓
ベース部を形成することによって、斜めに照射されるレ
ーザ光Ｌにより溶接部に形成されるキーホールを確実に
周方向溝に貫通連通し溶接部の空洞の生成を防止でき
る。
【図１】本発明核燃料棒の端栓と被覆管との溶接例を示
す断面図。
す断面図。
【図２】本発明核燃料棒の他の端栓と被覆管との溶接例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図３】一般的に使用されている核燃料棒の断面図。
【図４】従来の端栓と被覆管との溶接例を示す説明図。
【図５】従来の端栓と被覆管との溶接例を示す断面図。
【図６】従来の他の端栓と被覆管との溶接例を示す断面
図。
図。
【図７】従来のさらに他の端栓と被覆管との溶接例を示
す断面図。
す断面図。
１０ 原子炉用核燃料棒 １１ 核燃料物質 １２、３０ 被覆管 １３ バネ １４、３１ 端栓 １５ 溶接部 １６ キーホール ２０ 突出部 ２１ 空間部 ２５ 周方向溝 ３２ 先端小径部 ３３ 端栓ベース部 ３４、４４ 周方向溝 ３５ 溶接部
Claims (3)
- 【請求項１】核燃料物質を装填した被覆管の両端部に端
栓を溶接により接合する核燃料棒において、 上記端栓における被覆管内に嵌合される先端小径部外周
に、上記端栓の溶接時に形成されるキーホールが貫通連
通する周方向溝を形成したことを特徴とする核燃料棒。 - 【請求項２】上記周方向溝と被覆管の端面が端栓に当接
する接合面を含む面との間には、被覆管肉厚の０．２〜
１倍の長さを有し被覆管に嵌合される端栓ベース部が形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の核燃料
棒。 - 【請求項３】上記周方向溝は断面矩形または断面三角形
であることを特徴とする請求項１に記載の核燃料棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8110713A JPH09297192A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 核燃料棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8110713A JPH09297192A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 核燃料棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297192A true JPH09297192A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14542590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8110713A Pending JPH09297192A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 核燃料棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09297192A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7824496B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-11-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Container, container producing method, substrate processing device, and semiconductor device producing method |
| DE102023114526B3 (de) * | 2023-06-02 | 2024-11-28 | Carl Zeiss Sms Ltd. | Vakuumkammer, Vorrichtung und Verfahren |
-
1996
- 1996-05-01 JP JP8110713A patent/JPH09297192A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7824496B2 (en) | 2003-03-25 | 2010-11-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Container, container producing method, substrate processing device, and semiconductor device producing method |
| DE102023114526B3 (de) * | 2023-06-02 | 2024-11-28 | Carl Zeiss Sms Ltd. | Vakuumkammer, Vorrichtung und Verfahren |
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