JPH1194971A - 原子炉用燃料スペーサ、その製造方法および燃料集合体 - Google Patents
原子炉用燃料スペーサ、その製造方法および燃料集合体Info
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- JPH1194971A JPH1194971A JP9251153A JP25115397A JPH1194971A JP H1194971 A JPH1194971 A JP H1194971A JP 9251153 A JP9251153 A JP 9251153A JP 25115397 A JP25115397 A JP 25115397A JP H1194971 A JPH1194971 A JP H1194971A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原子炉に組み込んで長期間稼動してもセルの
ストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防止することが
可能な原子炉用燃料スペーサを提供しようとするもので
ある。 【解決手段】 短尺チューブ形状で、外周面の所定部位
をプレス加工により内側に窪ませてストッパ部を形成し
たセルを複数有する原子炉用スペーサにおいて、前記各
セルは、ジルコニウム合金からなり、かつ全て再結晶化
組織を有することを特徴とする。
ストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防止することが
可能な原子炉用燃料スペーサを提供しようとするもので
ある。 【解決手段】 短尺チューブ形状で、外周面の所定部位
をプレス加工により内側に窪ませてストッパ部を形成し
たセルを複数有する原子炉用スペーサにおいて、前記各
セルは、ジルコニウム合金からなり、かつ全て再結晶化
組織を有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉用燃料スペ
ーサ、その製造方法および燃料集合体に関する。
ーサ、その製造方法および燃料集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）においては、
６０本の燃料棒と１本の超太型ウォータロッドを集合さ
せて高燃焼度ステップII燃料（高燃焼度８×８燃料）と
して使用している。燃料集合体は、例えば約４ｍの長さ
を有し、長手方向の７個所にスペーサを配置して燃料棒
を所定の間隔で真直度保持を行っている。
６０本の燃料棒と１本の超太型ウォータロッドを集合さ
せて高燃焼度ステップII燃料（高燃焼度８×８燃料）と
して使用している。燃料集合体は、例えば約４ｍの長さ
を有し、長手方向の７個所にスペーサを配置して燃料棒
を所定の間隔で真直度保持を行っている。
【０００３】前記スペーサとしては、短尺チューブ形状
をなし、その外周面の所定部位をプレス加工することに
より内側に窪ませてストッパ部を形成した複数のセルを
例えばレーザ溶接により一体化した集合物と、これらの
セルの内側にそれぞれ取付けられ、前記ストッパ部と共
同して前記燃料棒を保持するためのスプリング部材を備
えた構造のものが知られている。
をなし、その外周面の所定部位をプレス加工することに
より内側に窪ませてストッパ部を形成した複数のセルを
例えばレーザ溶接により一体化した集合物と、これらの
セルの内側にそれぞれ取付けられ、前記ストッパ部と共
同して前記燃料棒を保持するためのスプリング部材を備
えた構造のものが知られている。
【０００４】前記各セルは、挿入保持される前記燃料棒
の相対位置がずれないようにするために前記燃料棒を構
成する被覆管と前記ウォータロッドと同材質のジルコニ
ウム合金から作られている。このジルコニウム合金とし
ては、主にジルカロイ−２が使用されているが、９６重
量％以上のジルコニウムを含む合金で、耐食性が良好な
合金であることが不可欠である。前記ジルカロイ−２
は、一般的に錫１．２０〜１．７０重量％、鉄０．０７
〜０．２０重量％、クロム０．０５〜０．１５重量％、
ニッケル０．０３〜０．０８重量％および残部がジルコ
ニウムの組成を有する。
の相対位置がずれないようにするために前記燃料棒を構
成する被覆管と前記ウォータロッドと同材質のジルコニ
ウム合金から作られている。このジルコニウム合金とし
ては、主にジルカロイ−２が使用されているが、９６重
量％以上のジルコニウムを含む合金で、耐食性が良好な
合金であることが不可欠である。前記ジルカロイ−２
は、一般的に錫１．２０〜１．７０重量％、鉄０．０７
〜０．２０重量％、クロム０．０５〜０．１５重量％、
ニッケル０．０３〜０．０８重量％および残部がジルコ
ニウムの組成を有する。
【０００５】一方、前記スプリング部材は弾性を有する
インコネルから作られている。しかしながら、プレス加
工により前記ストッパ部が形成されたセルを複数有する
スペーサを組み込んだ原子炉を長期間稼動すると、前記
各セルのストッパ部から亀裂が発生するという問題があ
った。
インコネルから作られている。しかしながら、プレス加
工により前記ストッパ部が形成されたセルを複数有する
スペーサを組み込んだ原子炉を長期間稼動すると、前記
各セルのストッパ部から亀裂が発生するという問題があ
った。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、原子炉に組
み込んで長期間稼動してもセルのストッパ部からの亀裂
発生を抑制ないし防止することが可能な原子炉用燃料ス
ペーサおよびその製造方法を提供しようとするものであ
る。
み込んで長期間稼動してもセルのストッパ部からの亀裂
発生を抑制ないし防止することが可能な原子炉用燃料ス
ペーサおよびその製造方法を提供しようとするものであ
る。
【０００７】本発明は、原子炉に組み込んで長期間稼動
してもセルのストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防
止することが可能な原子炉用燃料スペーサを備えた燃料
集合体を提供しようとするものである。
してもセルのストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防
止することが可能な原子炉用燃料スペーサを備えた燃料
集合体を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる原子炉用
燃料スペーサは、短尺チューブ形状で、外周面の所定部
位をプレス加工により内側に窪ませてストッパ部を形成
したセルを複数有する原子炉用スペーサにおいて、前記
各セルは、ジルコニウム合金からなり、かつ全て再結晶
化組織を有することを特徴とするものである。
燃料スペーサは、短尺チューブ形状で、外周面の所定部
位をプレス加工により内側に窪ませてストッパ部を形成
したセルを複数有する原子炉用スペーサにおいて、前記
各セルは、ジルコニウム合金からなり、かつ全て再結晶
化組織を有することを特徴とするものである。
【０００９】本発明に係わる原子炉用燃料スペーサの製
造方法は、ジルコニウム合金からなる短尺チューブの外
周面の所定部位にプレス加工を施し、内側に窪ませてス
トッパ部を形成したセルを複数有する原子炉用スペーサ
の製造方法において、前記セルにプレス加工を施した後
に再結晶化焼鈍を行ってセルを全て再結晶化組織にする
ことを特徴とするものである。
造方法は、ジルコニウム合金からなる短尺チューブの外
周面の所定部位にプレス加工を施し、内側に窪ませてス
トッパ部を形成したセルを複数有する原子炉用スペーサ
の製造方法において、前記セルにプレス加工を施した後
に再結晶化焼鈍を行ってセルを全て再結晶化組織にする
ことを特徴とするものである。
【００１０】前記セルにプレス加工を施した後に再結晶
化焼鈍を行う工程は、前記セル段階でも、前記複数のセ
ルをレーザ溶接等により集合、一体化した状態で行って
もよい。本発明に係わる燃料集合体は、前記原子炉用燃
料スペーサと、このスペーサの各セルに保持された燃料
棒とを具備したことを特徴とするものである。
化焼鈍を行う工程は、前記セル段階でも、前記複数のセ
ルをレーザ溶接等により集合、一体化した状態で行って
もよい。本発明に係わる燃料集合体は、前記原子炉用燃
料スペーサと、このスペーサの各セルに保持された燃料
棒とを具備したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して詳
細に説明する。図１は、本発明に係わる燃料集合体に組
み込まれるスペーサを示す概略図、図２は図１のスペー
サの要部断面図、図３は図２のIII −III 線に沿う断面
図である。
細に説明する。図１は、本発明に係わる燃料集合体に組
み込まれるスペーサを示す概略図、図２は図１のスペー
サの要部断面図、図３は図２のIII −III 線に沿う断面
図である。
【００１２】スペーサ１は、複数のセル２を有し、これ
らのセル２は例えば外周面を互いにレーザ溶接すること
より集合されている。前記各セル２は、図２および図３
に示すように短尺円形チューブ３の外周面の所定部位を
プレス加工により内側に窪ませてストッパ部４が形成さ
れている。ストッパ部４は、例えば前記円形チューブ３
の円周方向に２つ、前記円形チューブ３の長さ方向に２
つ、合計４つ形成されている。細長箱状のスプリング部
材５は、隣接する２つのセル２の長さ方向にに亘って開
口されたスリット部６を通して前記セル２の内側に配置
されている。このスプリング部材５は、前記セル２内に
挿入され、被覆管に核燃料ペレットを装荷した構造の燃
料棒７を前記４つのストッパ部４と共同して保持するた
めに前記ストッパ部４と前記セル２の中心軸に対して対
称的に配置されている。
らのセル２は例えば外周面を互いにレーザ溶接すること
より集合されている。前記各セル２は、図２および図３
に示すように短尺円形チューブ３の外周面の所定部位を
プレス加工により内側に窪ませてストッパ部４が形成さ
れている。ストッパ部４は、例えば前記円形チューブ３
の円周方向に２つ、前記円形チューブ３の長さ方向に２
つ、合計４つ形成されている。細長箱状のスプリング部
材５は、隣接する２つのセル２の長さ方向にに亘って開
口されたスリット部６を通して前記セル２の内側に配置
されている。このスプリング部材５は、前記セル２内に
挿入され、被覆管に核燃料ペレットを装荷した構造の燃
料棒７を前記４つのストッパ部４と共同して保持するた
めに前記ストッパ部４と前記セル２の中心軸に対して対
称的に配置されている。
【００１３】前記各セル２は、ジルコニウム合金からな
り、全て再結晶化組織を有する。前記ジルコニウム合金
は、９６重量％以上のジルコニウムを含む合金であるこ
とが好ましい。このようなジルコニウム合金金として
は、例えば錫１．２０〜１．７０重量％、鉄０．０７〜
０．２０重量％、クロム０．０５〜０．１５重量％、ニ
ッケル０．０３〜０．０８重量％および残部がジルコニ
ウムの組成を有するジルカロイ−２またはジルカロイ−
４、またはＳｎ１〜２重量％，Ｆｅ０．２０〜０．３５
重量％，Ｎｉ０．０３〜０．１６重量％および残部が実
質的にジルコニウムからなり、Ｆｅ／Ｎｉの比が１．８
８．０の組成のものを用いることが好ましい。
り、全て再結晶化組織を有する。前記ジルコニウム合金
は、９６重量％以上のジルコニウムを含む合金であるこ
とが好ましい。このようなジルコニウム合金金として
は、例えば錫１．２０〜１．７０重量％、鉄０．０７〜
０．２０重量％、クロム０．０５〜０．１５重量％、ニ
ッケル０．０３〜０．０８重量％および残部がジルコニ
ウムの組成を有するジルカロイ−２またはジルカロイ−
４、またはＳｎ１〜２重量％，Ｆｅ０．２０〜０．３５
重量％，Ｎｉ０．０３〜０．１６重量％および残部が実
質的にジルコニウムからなり、Ｆｅ／Ｎｉの比が１．８
８．０の組成のものを用いることが好ましい。
【００１４】前記ジルコニウム合金からなるセル２が全
て再結晶化組織とは、（０００１）の結晶面が前記スト
ッパ部３も含むどの箇所でも表面に平行もしくはほぼ平
行に揃っていることを意味する。詳述すると、再結晶化
組織とは前記セル２を構成する円形チューブ３の長手方
向に垂直な面内では表面と垂直な方向から３０°傾斜し
た方向が〔０００１〕軸の最多方向であり、円形チュー
ブ３の長手方向に平行な面内では表面と垂直な方向が
〔０００１〕軸の最多方向であることを意味する。
て再結晶化組織とは、（０００１）の結晶面が前記スト
ッパ部３も含むどの箇所でも表面に平行もしくはほぼ平
行に揃っていることを意味する。詳述すると、再結晶化
組織とは前記セル２を構成する円形チューブ３の長手方
向に垂直な面内では表面と垂直な方向から３０°傾斜し
た方向が〔０００１〕軸の最多方向であり、円形チュー
ブ３の長手方向に平行な面内では表面と垂直な方向が
〔０００１〕軸の最多方向であることを意味する。
【００１５】前記スプリング部材５は、例えば弾性を有
するインコネルから作られている。このような構成のス
ペーサ１は、その構成材である複数セル２内に図２およ
び図３に示すように被覆管に核燃料ペレットを装荷した
燃料棒７をそれぞれ挿入すると、前記燃料棒７は前記セ
ル２の内側に配置されたスプリング部材５と前記各セル
２に形成されたストッパ部３により所定の間隔で真直度
保持される。
するインコネルから作られている。このような構成のス
ペーサ１は、その構成材である複数セル２内に図２およ
び図３に示すように被覆管に核燃料ペレットを装荷した
燃料棒７をそれぞれ挿入すると、前記燃料棒７は前記セ
ル２の内側に配置されたスプリング部材５と前記各セル
２に形成されたストッパ部３により所定の間隔で真直度
保持される。
【００１６】次に、本発明のスペーサの製造方法を説明
する。まず、ジルコニウム合金からなる短尺素管を作
り、これを焼き入れした後、冷間圧延と焼鈍を繰り返し
て短尺円形チューブを作製する。つづいて、この短尺円
形チューブの外周面の所定部位にプレス加工を施すこと
により内側に窪ませてストッパ部を形成する。ひきつづ
き、前記セルをジルコニウム合金の再結晶化温度以上の
温度で焼鈍を行った後にこれらセルにスプリング部材を
取付けると共、レーザ溶接等によりセル同士を接合し、
集合、一体化してスペーサを製造する。
する。まず、ジルコニウム合金からなる短尺素管を作
り、これを焼き入れした後、冷間圧延と焼鈍を繰り返し
て短尺円形チューブを作製する。つづいて、この短尺円
形チューブの外周面の所定部位にプレス加工を施すこと
により内側に窪ませてストッパ部を形成する。ひきつづ
き、前記セルをジルコニウム合金の再結晶化温度以上の
温度で焼鈍を行った後にこれらセルにスプリング部材を
取付けると共、レーザ溶接等によりセル同士を接合し、
集合、一体化してスペーサを製造する。
【００１７】前記スペーサの製造において、プレス加工
を施した複数の前記セルにスプリング部材を取付けると
共、レーザ溶接等によりセル同士を接合し、集合、一体
化した後、再結晶焼鈍を行ってよい。このような方法に
よれば、再結晶化焼鈍が前記セル同士のレーザ溶接によ
る溶接部及び熱影響部の引張歪を減少させて耐食性を向
上できる効果も兼ねるため、前述したようにセルの段階
で再結晶焼鈍を行う場合に比べて焼鈍操作の有効性をよ
り高めることが可能になる。
を施した複数の前記セルにスプリング部材を取付けると
共、レーザ溶接等によりセル同士を接合し、集合、一体
化した後、再結晶焼鈍を行ってよい。このような方法に
よれば、再結晶化焼鈍が前記セル同士のレーザ溶接によ
る溶接部及び熱影響部の引張歪を減少させて耐食性を向
上できる効果も兼ねるため、前述したようにセルの段階
で再結晶焼鈍を行う場合に比べて焼鈍操作の有効性をよ
り高めることが可能になる。
【００１８】なお、予め再結晶処理したセルをプレス加
工してストッパ部を携帯した後、再度、再結晶処理して
セルの全てを再結晶組織にしてもよい。以上説明した本
発明によれば、原子炉に組み込んで長期間稼動してもセ
ルのストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防止するこ
とが可能な原子炉用燃料スペーサを提供できる。
工してストッパ部を携帯した後、再度、再結晶処理して
セルの全てを再結晶組織にしてもよい。以上説明した本
発明によれば、原子炉に組み込んで長期間稼動してもセ
ルのストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防止するこ
とが可能な原子炉用燃料スペーサを提供できる。
【００１９】すなわち、本発明者らはプレス加工により
前記ストッパ部が形成されたジルコニウム合金からなる
セルを複数有するスペーサを組み込んだ原子炉を長期間
稼動した時に、前記各セルのストッパ部から亀裂が発生
する原因について種々検討したところ、前記セルのスト
ッパ部に靭性の劣るジルコニウムの水素化物が表面に対
して垂直方向、つまりセルの内部側、に徐々に集積し、
その水素化物の生成箇所が亀裂の発端になることを究明
した。ただし、前記ストッパ部以外のセル部分では水素
化物がその表面に平行に並ぶために亀裂の発端にならな
いことを究明した。
前記ストッパ部が形成されたジルコニウム合金からなる
セルを複数有するスペーサを組み込んだ原子炉を長期間
稼動した時に、前記各セルのストッパ部から亀裂が発生
する原因について種々検討したところ、前記セルのスト
ッパ部に靭性の劣るジルコニウムの水素化物が表面に対
して垂直方向、つまりセルの内部側、に徐々に集積し、
その水素化物の生成箇所が亀裂の発端になることを究明
した。ただし、前記ストッパ部以外のセル部分では水素
化物がその表面に平行に並ぶために亀裂の発端にならな
いことを究明した。
【００２０】このような究明結果に基づいて、本発明者
らはセルのストッパ部およびそれ以外の部分の結晶方位
をＸ線回折により測定したところ、前記ストッパ部以外
のセル部分では（０００１）面が表面に平行もしくはほ
ぼ平行に揃っているのに対し、前記ストッパ部では結晶
方位が異なり、短尺チューブ状のセルの肉厚方向に（０
００１）面が揃っている、つまり（０００１）面がチュ
ーブの半径方向に平行に揃っていることがわかった。こ
れは、前記ストッパ部がプレス加工により加工組織にな
ったことによるものと考えられる。
らはセルのストッパ部およびそれ以外の部分の結晶方位
をＸ線回折により測定したところ、前記ストッパ部以外
のセル部分では（０００１）面が表面に平行もしくはほ
ぼ平行に揃っているのに対し、前記ストッパ部では結晶
方位が異なり、短尺チューブ状のセルの肉厚方向に（０
００１）面が揃っている、つまり（０００１）面がチュ
ーブの半径方向に平行に揃っていることがわかった。こ
れは、前記ストッパ部がプレス加工により加工組織にな
ったことによるものと考えられる。
【００２１】本発明者らは、前記ストッパ部を有するセ
ルをジルコニウム合金の再結晶温度以上の温度で焼鈍す
る等の処理を施して前記セルの全て再結晶組織にするこ
とによって、前記ストッパ部を含む全てのセル部分を
（０００１）面が表面と平行に集合した組織にできるこ
とを見出した。
ルをジルコニウム合金の再結晶温度以上の温度で焼鈍す
る等の処理を施して前記セルの全て再結晶組織にするこ
とによって、前記ストッパ部を含む全てのセル部分を
（０００１）面が表面と平行に集合した組織にできるこ
とを見出した。
【００２２】このような本発明のストッパ部が形成され
た複数のセルを有するスペーサを組み込んだ燃料集合体
を原子炉に装荷して稼動しても、前記セルに吸収された
水素化物は前記ストッパ部を含む全てのセルにおいてそ
の表面に平行に並び、亀裂の発端にならず、長期間の稼
動で亀裂が発生するのを防止することができた。
た複数のセルを有するスペーサを組み込んだ燃料集合体
を原子炉に装荷して稼動しても、前記セルに吸収された
水素化物は前記ストッパ部を含む全てのセルにおいてそ
の表面に平行に並び、亀裂の発端にならず、長期間の稼
動で亀裂が発生するのを防止することができた。
【００２３】また、本発明によればジルコニウム合金か
らなる短尺チューブの外周面の所定部位にプレス加工を
施し、内側に窪ませてストッパ部を形成した後、ジルコ
ニウム合金の再結晶化温度以上の温度で焼鈍を行うこと
によって、セルの全てが再結晶化組織を有する複数のセ
ルを備えたスペーサを製造できる。このスペーサに既述
したように燃料集合体を組み込んで原子炉に装荷するこ
とによって、長期間の稼動で前記セルの亀裂発生を防止
することができる。
らなる短尺チューブの外周面の所定部位にプレス加工を
施し、内側に窪ませてストッパ部を形成した後、ジルコ
ニウム合金の再結晶化温度以上の温度で焼鈍を行うこと
によって、セルの全てが再結晶化組織を有する複数のセ
ルを備えたスペーサを製造できる。このスペーサに既述
したように燃料集合体を組み込んで原子炉に装荷するこ
とによって、長期間の稼動で前記セルの亀裂発生を防止
することができる。
【００２４】
（実施例１）まず、外径１６ｍｍ、内径１４．８ｍｍ、
長さ３０．５ｍｍのジルカロイ−２からなる短尺円形チ
ューブの両端付近を打ち抜いて円周方向にスリットを形
成した後、前記スリットと対向する外周面にプレス加工
を施し、内側に窪ませてストッパ部を形成することによ
りセルを作製した。つづいて、このセルを５８０℃で１
時間の真空焼鈍を行った。焼鈍後のセルのストッパ部を
Ｘ線測定を行ったところ、前記ストッパ部以外のセル部
分と同様、表面に（０００１）面が集合していることが
確認された。
長さ３０．５ｍｍのジルカロイ−２からなる短尺円形チ
ューブの両端付近を打ち抜いて円周方向にスリットを形
成した後、前記スリットと対向する外周面にプレス加工
を施し、内側に窪ませてストッパ部を形成することによ
りセルを作製した。つづいて、このセルを５８０℃で１
時間の真空焼鈍を行った。焼鈍後のセルのストッパ部を
Ｘ線測定を行ったところ、前記ストッパ部以外のセル部
分と同様、表面に（０００１）面が集合していることが
確認された。
【００２５】次いで、前記セルを複数集合させると共
に、隣接するセルのスリットにインコネルからなるスプ
リング部材をそれぞれ取付けた後、セル同士をレーザ溶
接して一体化することにより前述した図１−図３に示す
構造を有するスペーサを製造した。
に、隣接するセルのスリットにインコネルからなるスプ
リング部材をそれぞれ取付けた後、セル同士をレーザ溶
接して一体化することにより前述した図１−図３に示す
構造を有するスペーサを製造した。
【００２６】得られたスペーサを用いて燃料集合体を組
み立て、原子炉中に装荷した。この原子炉を５年間稼動
した後、内部のスペーサを調べた。その結果、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に平行に集積し、初期の靭
性が保持されていることが確認された。
み立て、原子炉中に装荷した。この原子炉を５年間稼動
した後、内部のスペーサを調べた。その結果、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に平行に集積し、初期の靭
性が保持されていることが確認された。
【００２７】（比較例１）実施例１と同様なジルカロイ
−２からなる短尺円形チューブの両端付近を打ち抜いて
円周方向にスリットを形成した後、前記スリットと対向
する外周面にプレス加工を施し、内側に窪ませてストッ
パ部を形成することによりセルを作製した。このセルの
ストッパ部をＸ線測定を行ったところ、表面に垂直な方
向に（０００１）面が集合していることが確認された。
−２からなる短尺円形チューブの両端付近を打ち抜いて
円周方向にスリットを形成した後、前記スリットと対向
する外周面にプレス加工を施し、内側に窪ませてストッ
パ部を形成することによりセルを作製した。このセルの
ストッパ部をＸ線測定を行ったところ、表面に垂直な方
向に（０００１）面が集合していることが確認された。
【００２８】次いで、前記セルを真空焼鈍せずに複数集
合させると共に、隣接するセルのスリットにインコネル
からなるスプリング部材をそれぞれ取付けた後、セル同
士をレーザ溶接して一体化することによりスペーサを製
造した。
合させると共に、隣接するセルのスリットにインコネル
からなるスプリング部材をそれぞれ取付けた後、セル同
士をレーザ溶接して一体化することによりスペーサを製
造した。
【００２９】得られたスペーサを用いて燃料集合体を組
み立て、原子炉中に装荷して稼動させた。その結果、１
年間稼動後に内部のスペーサを調べたところ、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に垂直な方向に集積し、何
らかの応力が加わると割れの原因になる様相を呈してい
た。
み立て、原子炉中に装荷して稼動させた。その結果、１
年間稼動後に内部のスペーサを調べたところ、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に垂直な方向に集積し、何
らかの応力が加わると割れの原因になる様相を呈してい
た。
【００３０】（実施例２）まず、外径１６ｍｍ、内径１
４．８ｍｍ、長さ３０．５ｍｍで、Ｆｅ０．２５重量
％、Ｎｉ０．１重量％，Ｃｒ０．１重量％，Ｓｎ１．３
重量％および残部がジルコニウムからなる短尺円形チュ
ーブの両端付近を打ち抜いて円周方向にスリットを形成
した後、前記スリットと対向する外周面にプレス加工を
施し、内側に窪ませてストッパ部を形成することにより
セルを作製した。つづいて、このセルを５８０℃で１時
間の真空焼鈍を行った。焼鈍後のセルのストッパ部をＸ
線測定を行ったところ、前記ストッパ部以外のセル部分
と同様、表面に（０００１）面が集合していることが確
認された。
４．８ｍｍ、長さ３０．５ｍｍで、Ｆｅ０．２５重量
％、Ｎｉ０．１重量％，Ｃｒ０．１重量％，Ｓｎ１．３
重量％および残部がジルコニウムからなる短尺円形チュ
ーブの両端付近を打ち抜いて円周方向にスリットを形成
した後、前記スリットと対向する外周面にプレス加工を
施し、内側に窪ませてストッパ部を形成することにより
セルを作製した。つづいて、このセルを５８０℃で１時
間の真空焼鈍を行った。焼鈍後のセルのストッパ部をＸ
線測定を行ったところ、前記ストッパ部以外のセル部分
と同様、表面に（０００１）面が集合していることが確
認された。
【００３１】次いで、前記セルを複数集合させると共
に、隣接するセルのスリットにインコネルからなるスプ
リング部材をそれぞれ取付けた後、セル同士をレーザ溶
接して一体化することにより前述した図１−図３に示す
構造を有するスペーサを製造した。
に、隣接するセルのスリットにインコネルからなるスプ
リング部材をそれぞれ取付けた後、セル同士をレーザ溶
接して一体化することにより前述した図１−図３に示す
構造を有するスペーサを製造した。
【００３２】得られたスペーサを用いて燃料集合体を組
み立て、原子炉中に装荷した。この原子炉を５年間稼動
した後、内部のスペーサを調べた。その結果、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に平行に集積し、初期の靭
性が保持されていることが確認された。
み立て、原子炉中に装荷した。この原子炉を５年間稼動
した後、内部のスペーサを調べた。その結果、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に平行に集積し、初期の靭
性が保持されていることが確認された。
【００３３】（実施例３）まず、外径１６ｍｍ、内径１
４．８ｍｍ、長さ３０．５ｍｍのジルカロイ−２からな
る短尺円形チューブの両端付近を打ち抜いて円周方向に
スリットを形成した後、前記スリットと対向する外周面
にプレス加工を施し、内側に窪ませてストッパ部を形成
することによりセルを作製した。つづいて、このセルを
複数集合させると共に、隣接するセルのスリットにイン
コネルからなるスプリング部材をそれぞれ取付けた後、
セル同士をレーザ溶接して一体化することにより前述し
た図１−図３に示す構造を有するスペーサを製造した。
このスペーサを５８０℃で１時間の真空焼鈍を行った。
焼鈍後のセルのストッパ部をＸ線測定を行ったところ、
前記ストッパ部以外のセル部分と同様、表面に（０００
１）面が集合していることが確認された。
４．８ｍｍ、長さ３０．５ｍｍのジルカロイ−２からな
る短尺円形チューブの両端付近を打ち抜いて円周方向に
スリットを形成した後、前記スリットと対向する外周面
にプレス加工を施し、内側に窪ませてストッパ部を形成
することによりセルを作製した。つづいて、このセルを
複数集合させると共に、隣接するセルのスリットにイン
コネルからなるスプリング部材をそれぞれ取付けた後、
セル同士をレーザ溶接して一体化することにより前述し
た図１−図３に示す構造を有するスペーサを製造した。
このスペーサを５８０℃で１時間の真空焼鈍を行った。
焼鈍後のセルのストッパ部をＸ線測定を行ったところ、
前記ストッパ部以外のセル部分と同様、表面に（０００
１）面が集合していることが確認された。
【００３４】得られたスペーサを用いて燃料集合体を組
み立て、原子炉中に装荷した。この原子炉を５年間稼動
した後、内部のスペーサを調べた。その結果、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に平行に集積し、初期の靭
性が保持されていることが確認された。
み立て、原子炉中に装荷した。この原子炉を５年間稼動
した後、内部のスペーサを調べた。その結果、スペーサ
の各セルには水素化物が表面に平行に集積し、初期の靭
性が保持されていることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、原
子炉に組み込んで長期間稼動してもセルのストッパ部か
らの亀裂発生を抑制ないし防止することが可能な高信頼
性、長寿命の原子炉用燃料スペーサおよびその製造方法
を提供できる。
子炉に組み込んで長期間稼動してもセルのストッパ部か
らの亀裂発生を抑制ないし防止することが可能な高信頼
性、長寿命の原子炉用燃料スペーサおよびその製造方法
を提供できる。
【００３６】本発明は、原子炉に組み込んで長期間稼動
してもセルのストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防
止することが可能な原子炉用燃料スペーサを備えた高信
頼性、長寿命の燃料集合体を提供できる。
してもセルのストッパ部からの亀裂発生を抑制ないし防
止することが可能な原子炉用燃料スペーサを備えた高信
頼性、長寿命の燃料集合体を提供できる。
【図１】本発明に係わる燃料集合体に組み込まれるスペ
ーサを示す概略図。
ーサを示す概略図。
【図２】図１のスペーサの要部断面図。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図。
１・・・ スペーサ、 ２・・・ セル、 ３短尺円形チューブ、 ４・・・ ストッパ部、 ５・・・ スプリング部材、 ７・・・ 燃料棒。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８５ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８６Ａ ６８６ Ｇ２１Ｃ 3/34 ＧＤＢＣ ＧＤＢＹ
Claims (3)
- 【請求項１】 短尺チューブ形状で、外周面の所定部位
をプレス加工により内側に窪ませてストッパ部を形成し
たセルを複数有する原子炉用スペーサにおいて、 前記各セルは、ジルコニウム合金からなり、かつ全て再
結晶化組織を有することを特徴とする原子炉用燃料スペ
ーサ。 - 【請求項２】 ジルコニウム合金からなる短尺チューブ
の外周面の所定部位にプレス加工を施し、内側に窪ませ
てストッパ部を形成したセルを複数有する原子炉用スペ
ーサの製造方法において、 前記セルにプレス加工を施した後に再結晶化焼鈍を行っ
てセルを全て再結晶化組織にすることを特徴とする原子
炉用燃料スペーサの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の原子炉用燃料スペーサ
と、このスペーサの各セルに保持された燃料棒とを具備
したことを特徴とする燃料集合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25115397A JP3597681B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 原子炉用燃料スペーサ、その製造方法および燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25115397A JP3597681B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 原子炉用燃料スペーサ、その製造方法および燃料集合体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194971A true JPH1194971A (ja) | 1999-04-09 |
| JP3597681B2 JP3597681B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=17218471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25115397A Expired - Fee Related JP3597681B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 原子炉用燃料スペーサ、その製造方法および燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3597681B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117363869A (zh) * | 2023-11-09 | 2024-01-09 | 西安西部新锆科技股份有限公司 | 一种锆合金薄壁短管的退火工艺及其热处理用装料仓 |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP25115397A patent/JP3597681B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117363869A (zh) * | 2023-11-09 | 2024-01-09 | 西安西部新锆科技股份有限公司 | 一种锆合金薄壁短管的退火工艺及其热处理用装料仓 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3597681B2 (ja) | 2004-12-08 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040120 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040322 |
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