JPS60203890A - 核燃料棒組立体 - Google Patents
核燃料棒組立体Info
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- JPS60203890A JPS60203890A JP60036731A JP3673185A JPS60203890A JP S60203890 A JPS60203890 A JP S60203890A JP 60036731 A JP60036731 A JP 60036731A JP 3673185 A JP3673185 A JP 3673185A JP S60203890 A JPS60203890 A JP S60203890A
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- end plug
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/06—Casings; Jackets
- G21C3/10—End closures ; Means for tight mounting therefor
-
- 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
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- 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
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- Plasma & Fusion (AREA)
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- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉用の燃料集合体に関し、特に内部の加圧
ガスを封止するための改良型端栓を有する燃料棒に関す
るものである。
ガスを封止するための改良型端栓を有する燃料棒に関す
るものである。
当該技術で周知のように、燃料棒を内部から加圧すれば
、原子炉の総効率を高め燃料棒の有効寿命を延ばすこと
ができる。この加圧燃料棒の概念は米国特許第３．６７
７．８９４号明細書に記載されており、同明細書は、熱
分解可能な物体を内部に有し、該物体が加熱されるとガ
スを発生して内部から加圧する燃料棒を開示している。
、原子炉の総効率を高め燃料棒の有効寿命を延ばすこと
ができる。この加圧燃料棒の概念は米国特許第３．６７
７．８９４号明細書に記載されており、同明細書は、熱
分解可能な物体を内部に有し、該物体が加熱されるとガ
スを発生して内部から加圧する燃料棒を開示している。
燃料棒を加圧する別の方法は、その製作過程で端栓の一
つにガス人口オＩＪ フイスを設け、燃料棒に加圧した
不活性ガスを充填した後、続いて該ガス人口オリフィス
を溶接し封止することである。
つにガス人口オＩＪ フイスを設け、燃料棒に加圧した
不活性ガスを充填した後、続いて該ガス人口オリフィス
を溶接し封止することである。
かかる形式の端栓は米国特許第４．０７５，４５４号明
細書に開示されている。該明細書に記載された端栓のガ
ス人口オリフィスは半径方向に延びて、機械加工した端
栓中火の領域（キャビティ）につながり、燃料棒の内部
と直接に流体連絡しでいる。燃料棒に加圧ガスを充填し
た後、端栓を燃料棒の端部に溶接する際に、ガス入口オ
リフィスを溶接部で封止し閉じる。これは、端栓中火に
キャビティを機械加工するのが高価につく他に、ピイー
ルパック（ｐｅｅ Ｉ−ｂａｃｋ ）問題のため〃ス入
ロ第１７ フイスを封止するのが非常に困難である。ま
た、かかる封止は、適切な封止を確保するべく時間のか
かる高価な検査作業を必要とする。別の形式の端栓がド
イツ特許ｆｔ５１．２３８．５８９号明細書に記載され
ており、該端栓においては、後から周溶接が続く燃料棒
加圧のため、端栓の縮径部に平らな部分を持っているよ
うである。このドイツ特許の端栓１こ構造及び作用が類
似する更に別の端栓に、円周方向に隔置されて軸方向に
延びる４個の小さな溝のある縮径部を有し、数構が縮径
部の軸方向全長にわたって延びるものがある。縮径部の
全長にわたって延ひ゛る加圧用の平らな部分又は溝をイ
】する端栓は、二の端栓が被覆管の端部と金属同士完全
に接触していないので、周溶接によって封止することが
困難である。即ち、平らな部分又は溝が空所を画成し、
該空所が溶接中における一適切な熱の消散を阻止して、
管壁の深い溶融（ｐｅｅｌ −ｂａｃｋ）になるからで
ある。
細書に開示されている。該明細書に記載された端栓のガ
ス人口オリフィスは半径方向に延びて、機械加工した端
栓中火の領域（キャビティ）につながり、燃料棒の内部
と直接に流体連絡しでいる。燃料棒に加圧ガスを充填し
た後、端栓を燃料棒の端部に溶接する際に、ガス入口オ
リフィスを溶接部で封止し閉じる。これは、端栓中火に
キャビティを機械加工するのが高価につく他に、ピイー
ルパック（ｐｅｅ Ｉ−ｂａｃｋ ）問題のため〃ス入
ロ第１７ フイスを封止するのが非常に困難である。ま
た、かかる封止は、適切な封止を確保するべく時間のか
かる高価な検査作業を必要とする。別の形式の端栓がド
イツ特許ｆｔ５１．２３８．５８９号明細書に記載され
ており、該端栓においては、後から周溶接が続く燃料棒
加圧のため、端栓の縮径部に平らな部分を持っているよ
うである。このドイツ特許の端栓１こ構造及び作用が類
似する更に別の端栓に、円周方向に隔置されて軸方向に
延びる４個の小さな溝のある縮径部を有し、数構が縮径
部の軸方向全長にわたって延びるものがある。縮径部の
全長にわたって延ひ゛る加圧用の平らな部分又は溝をイ
】する端栓は、二の端栓が被覆管の端部と金属同士完全
に接触していないので、周溶接によって封止することが
困難である。即ち、平らな部分又は溝が空所を画成し、
該空所が溶接中における一適切な熱の消散を阻止して、
管壁の深い溶融（ｐｅｅｌ −ｂａｃｋ）になるからで
ある。
製作段階において燃料棒を加圧するのに使用される最も
一般的な端栓構造は、小さな軸方向の孔を備えた、米国
特許第４．００３，７８８号明細書に記載されている端
栓である。この構造においては、最初に端栓を周溶接に
よって被覆管の端部に気密に封止し、その後、燃料棒を
加圧された溶接室に入れ、そこで加圧ガスを軸方向の孔
を介して燃料棒内に入れてから、核化の開口を例えば米
国特許第３．６７７．８９４号、第３．６７７．８９４
号、第３．６７７．８９４号明細書記載の方法のどれか
で熔着し閉じる。端栓の端部にあるこのガス入口開口（
通路）を閉じるために一般的に採用されている方法は周
知のＴＩＧ（タングステン不活性ガス ）方法であって
、ガス人口開口は、そこを横断する溶融溶接部を遺る短
い持続時間（約２秒）の溶接パルスによって封止される
。
一般的な端栓構造は、小さな軸方向の孔を備えた、米国
特許第４．００３，７８８号明細書に記載されている端
栓である。この構造においては、最初に端栓を周溶接に
よって被覆管の端部に気密に封止し、その後、燃料棒を
加圧された溶接室に入れ、そこで加圧ガスを軸方向の孔
を介して燃料棒内に入れてから、核化の開口を例えば米
国特許第３．６７７．８９４号、第３．６７７．８９４
号、第３．６７７．８９４号明細書記載の方法のどれか
で熔着し閉じる。端栓の端部にあるこのガス入口開口（
通路）を閉じるために一般的に採用されている方法は周
知のＴＩＧ（タングステン不活性ガス ）方法であって
、ガス人口開口は、そこを横断する溶融溶接部を遺る短
い持続時間（約２秒）の溶接パルスによって封止される
。
この溶接作業中、溶融飼料がアーク ゛ブラスト′によ
って通路内に押し込められ、端部を封止すると共に通路
内に延入するナデットをしばしば一連の温体として造る
。適切な溶は込みと思われるものが、確実に、通路の壁
に熔着された高強度の溶接部であるようにすることは非
常に難しい。非破壊的手段による↓（止溶接部の検査は
困難であり、また、要求される高価なアーク検査装置は
（ｉ頼性及び有効性がぎりぎりの程度のものである。加
えて、電極の近接とアークにより生ずる乱れとは、溶接
部が溶融したタングステンによって汚染されるようにな
る６ｖ証済みの口ｆ能性をもたらす。
って通路内に押し込められ、端部を封止すると共に通路
内に延入するナデットをしばしば一連の温体として造る
。適切な溶は込みと思われるものが、確実に、通路の壁
に熔着された高強度の溶接部であるようにすることは非
常に難しい。非破壊的手段による↓（止溶接部の検査は
困難であり、また、要求される高価なアーク検査装置は
（ｉ頼性及び有効性がぎりぎりの程度のものである。加
えて、電極の近接とアークにより生ずる乱れとは、溶接
部が溶融したタングステンによって汚染されるようにな
る６ｖ証済みの口ｆ能性をもたらす。
本発明の主な目的は上述した諸問題を軽減することであ
り、この目的から本発明は、その一つの局面によると、
核燃料及び加圧ガスを収納する被覆管と、該核燃料及び
加圧ガスを収納した被覆管の両端を封止する封止手段と
を備え、少なくとも、該両端の一方に関連した封止手段
が、被覆管の端部に挿入されるようになっている本体部
を有する端栓から構成されている核燃料棒組立体におい
て、前記本体部は被覆管の前記端部に表面同士が封止状
態に接触した力ばめの関係で嵌合するような横断面形状
及び寸法値を有すると共に、前記本体部は、外端から離
れた場所にある前記本体部の周面上の位置までその内端
から延びるガス通路画成手段を有し、該ガス通路画成手
段が、前記本体部を被覆管の前記端部に部分的にのみ挿
入する時に該被覆管を加圧するためのガス人口オリフィ
スとなっており、前記本体部がその完全挿入位置にある
時に被覆管の前記端部が表面同士の１４止状態の接触に
より該ガス入口オリフィスを封止することを特徴とする
ものである。
り、この目的から本発明は、その一つの局面によると、
核燃料及び加圧ガスを収納する被覆管と、該核燃料及び
加圧ガスを収納した被覆管の両端を封止する封止手段と
を備え、少なくとも、該両端の一方に関連した封止手段
が、被覆管の端部に挿入されるようになっている本体部
を有する端栓から構成されている核燃料棒組立体におい
て、前記本体部は被覆管の前記端部に表面同士が封止状
態に接触した力ばめの関係で嵌合するような横断面形状
及び寸法値を有すると共に、前記本体部は、外端から離
れた場所にある前記本体部の周面上の位置までその内端
から延びるガス通路画成手段を有し、該ガス通路画成手
段が、前記本体部を被覆管の前記端部に部分的にのみ挿
入する時に該被覆管を加圧するためのガス人口オリフィ
スとなっており、前記本体部がその完全挿入位置にある
時に被覆管の前記端部が表面同士の１４止状態の接触に
より該ガス入口オリフィスを封止することを特徴とする
ものである。
本発明は、その別の局面によると、上述した核燃料ｎ組
立体を加圧し封止する方法にあり、該方法は、端栓の本
体部を被覆管の端部内に部分的に挿入し、加圧下のガス
をガス入口オリアイスから被覆管内に導入し、本体部を
被覆管の前記端部内に完全に挿入して前記ガス入口オリ
フィスを封止し、端栓を被覆管に封止溶接することを特
徴とするものである。
立体を加圧し封止する方法にあり、該方法は、端栓の本
体部を被覆管の端部内に部分的に挿入し、加圧下のガス
をガス入口オリアイスから被覆管内に導入し、本体部を
被覆管の前記端部内に完全に挿入して前記ガス入口オリ
フィスを封止し、端栓を被覆管に封止溶接することを特
徴とするものである。
これから詳細に説明する好適な実施例においては、端栓
は本体部と一体にその近くに形成されたＪＦ４部を有し
、該羽部は、１１１部を画成するように本体部よりも横
断面が大きくなっていて、本体部が被覆管の前記端部に
完全に挿入されたときに、該棚部が被覆管の隣接端に当
接して被覆管と端栓との間に突合せ接続部を形成する。
は本体部と一体にその近くに形成されたＪＦ４部を有し
、該羽部は、１１１部を画成するように本体部よりも横
断面が大きくなっていて、本体部が被覆管の前記端部に
完全に挿入されたときに、該棚部が被覆管の隣接端に当
接して被覆管と端栓との間に突合せ接続部を形成する。
端栓の〃入通路画成手段は好適な実施例においては本体
部にある切欠き局面部、即ち平坦部として示されており
、該平坦部は本体部の内側端から長手方向に、外側端か
ら離れたｊｉｑ記場所まで延長している。ここで使用す
る１゛内側」、１°外側」という用語は被覆管内におけ
る端部の互いに関する相対的な配置を述べるものである
。
部にある切欠き局面部、即ち平坦部として示されており
、該平坦部は本体部の内側端から長手方向に、外側端か
ら離れたｊｉｑ記場所まで延長している。ここで使用す
る１゛内側」、１°外側」という用語は被覆管内におけ
る端部の互いに関する相対的な配置を述べるものである
。
上述したことがら明らかなように、本発明を実施する核
燃料棒組立体は溶接又は溶融により閉じる必要のある加
圧用の孔を持っておらず、ｌ入通路画成手段によっても
たらされるガス人口オＩ７ フイスは、部分的に挿入さ
れた本体部を被覆管内に完全に挿入する際に、自動的に
封止される。更に、〃入通路画成手段は本体部の内側部
にのみ設けられていて、本体部の残部、即ち外側部の局
面は平滑であり中断されていないので、外側部は、端栓
が完全に挿入されたときに被覆管と実質的に全面に渡っ
て面接触し、それにより溶接中に突合せ接続部から逃げ
る熱の伝導を向上させ、今まで生じていた深い溶融の問
題を軽減する。
燃料棒組立体は溶接又は溶融により閉じる必要のある加
圧用の孔を持っておらず、ｌ入通路画成手段によっても
たらされるガス人口オＩ７ フイスは、部分的に挿入さ
れた本体部を被覆管内に完全に挿入する際に、自動的に
封止される。更に、〃入通路画成手段は本体部の内側部
にのみ設けられていて、本体部の残部、即ち外側部の局
面は平滑であり中断されていないので、外側部は、端栓
が完全に挿入されたときに被覆管と実質的に全面に渡っ
て面接触し、それにより溶接中に突合せ接続部から逃げ
る熱の伝導を向上させ、今まで生じていた深い溶融の問
題を軽減する。
本発明は、添付図面に例示したその好適な実施例に関す
る以下の説明から一層容易に明らかとなろう。
る以下の説明から一層容易に明らかとなろう。
以下の説明において、図中、同一符号は同−又は幻惑部
分を示しており、また、ｉ １ｉｉｉ側」、「後側」、
「左側」、［右側」、「上方」、「下）ｊ」等の用語は
便宜上使用されているものであって、限定的な用語と解
釈されるべ外ではない。
分を示しており、また、ｉ １ｉｉｉ側」、「後側」、
「左側」、［右側」、「上方」、「下）ｊ」等の用語は
便宜上使用されているものであって、限定的な用語と解
釈されるべ外ではない。
図面、特に第１図において、そこに符号ＩＯで総括的に
示された核燃料集合体は、原子炉（図示せず）の炉心領
域にある下部炉心支持板（図示せず）上に該核燃料集合
体を支持するための下端構造、即ち下部ノズル１２と、
該下部ノズル１２がら上方へ長手方向に延びる多数の制
御棒案内筒又はシンプル１４と、案内シンプル１４に沿
って軸方向に隔置された複数の横向き支持格子１６と、
互いに関して横方向に隔置されて支持格子１６に支持さ
れた燃料棒１８のような細長い棒の列と、該核燃料集合
体１０の中央に配置された計装管２０と、総括的に符号
２２で示された上端構造、即ち上部ノズル２２とを有す
る。
示された核燃料集合体は、原子炉（図示せず）の炉心領
域にある下部炉心支持板（図示せず）上に該核燃料集合
体を支持するための下端構造、即ち下部ノズル１２と、
該下部ノズル１２がら上方へ長手方向に延びる多数の制
御棒案内筒又はシンプル１４と、案内シンプル１４に沿
って軸方向に隔置された複数の横向き支持格子１６と、
互いに関して横方向に隔置されて支持格子１６に支持さ
れた燃料棒１８のような細長い棒の列と、該核燃料集合
体１０の中央に配置された計装管２０と、総括的に符号
２２で示された上端構造、即ち上部ノズル２２とを有す
る。
該上部ノズル２２は案内シンプル１４の上端に取着され
て、核燃料集合体の諸構成要素を損傷することなく通常
のように取り扱いできる一体の集合体を形成する。
て、核燃料集合体の諸構成要素を損傷することなく通常
のように取り扱いできる一体の集合体を形成する。
上部／ス゛ル２２は横方向に延びるアダプタ板２４を含
んでおり、その周縁からは側壁２６が上方に延びて囲い
又はハウジングを形成している。側壁２６にある環状の
上部フランジ２８に適当に取着されているのは複数の板
ばね３０（第１図には１個のみを示す）であって、該板
ばね３０は上部炉心支持板（図示せず）と通常の態様で
協働して、熱膨張等による燃料集合体の長さ変化は許容
するが冷却材が上向きに流れている間に燃料集合体が液
圧によって持ち上がるのを防止する。環状７フンジ２８
によって画成された開口内に配置されているのは通常の
棒クラスタ集合体３２であって、これは制御棒３６の上
端に接続された半径方向に延びる支柱３４を有し、制御
棒３６が通常の態様で制御棒案内シンプル１４内を上下
に移動するのを可能にしている。
んでおり、その周縁からは側壁２６が上方に延びて囲い
又はハウジングを形成している。側壁２６にある環状の
上部フランジ２８に適当に取着されているのは複数の板
ばね３０（第１図には１個のみを示す）であって、該板
ばね３０は上部炉心支持板（図示せず）と通常の態様で
協働して、熱膨張等による燃料集合体の長さ変化は許容
するが冷却材が上向きに流れている間に燃料集合体が液
圧によって持ち上がるのを防止する。環状７フンジ２８
によって画成された開口内に配置されているのは通常の
棒クラスタ集合体３２であって、これは制御棒３６の上
端に接続された半径方向に延びる支柱３４を有し、制御
棒３６が通常の態様で制御棒案内シンプル１４内を上下
に移動するのを可能にしている。
図示の燃料集合体１０は正方形に配列された燃料棒１８
を有する形式のものであって、この正方形列 □の中に
制御棒案内シンプル１４が計画的に配列されている。燃
料集合体１０を形成するため、横方向の支持格子１６を
軸方向に隔置された所定の位置で案内シンプル１４に取
着し、燃料棒１８を支持格子１６に挿通し、下部ノズル
１２を案内シンプル１４の下端に適当に取着し、次いで
上部ノズル１４を通常の態様で案内シンプル１４に取り
付ける。第１図に示した燃料集合体１０は通常のもので
あり、本発明を実施する燃料棒１８（ここでは燃料棒組
立体と呼ばれる〉を使用することのできる燃料集合体の
一形式を単に代表するものとして示されている。
を有する形式のものであって、この正方形列 □の中に
制御棒案内シンプル１４が計画的に配列されている。燃
料集合体１０を形成するため、横方向の支持格子１６を
軸方向に隔置された所定の位置で案内シンプル１４に取
着し、燃料棒１８を支持格子１６に挿通し、下部ノズル
１２を案内シンプル１４の下端に適当に取着し、次いで
上部ノズル１４を通常の態様で案内シンプル１４に取り
付ける。第１図に示した燃料集合体１０は通常のもので
あり、本発明を実施する燃料棒１８（ここでは燃料棒組
立体と呼ばれる〉を使用することのできる燃料集合体の
一形式を単に代表するものとして示されている。
第２図に最もよく示すように、燃料枠組立体１８は、Ｕ
−２３５が濃縮されたＵＯ３のような、管状の被覆部材
又は燃料管４０内に端と端とを接触させて配設された複
数の円筒形核燃料ベレット３８を含む。燃料管４０はノ
ルコニウム合金から造るのが好ましい薄肉の長い管であ
る。燃料管４０の両端は、燃料管と同様の材料で形成す
るのが好ましい上部端栓及び［゛部端栓で閉しられてお
り、燃料管内の核燃料及び加圧された不活性ガスを封止
する。符号４２で総括的に示した上部端栓は本発明を実
施しており、後から詳細に説明する。下部端栓４４は通
常の構造のものであって、周溶接等によって所定位置に
収着されて入る。プレナム室４６は燃料ベレット３８の
禎重体の一端と」二部端栓４２のような隣接の端栓との
開で被覆管４０内に設けられている。ブレナム室４６内
でベレット３８と上部端栓４２との間に配置されたコイ
ルばね４８は、ベレット３８を下部端栓４４に対して所
定位置にぴったり保持するように機能する。
−２３５が濃縮されたＵＯ３のような、管状の被覆部材
又は燃料管４０内に端と端とを接触させて配設された複
数の円筒形核燃料ベレット３８を含む。燃料管４０はノ
ルコニウム合金から造るのが好ましい薄肉の長い管であ
る。燃料管４０の両端は、燃料管と同様の材料で形成す
るのが好ましい上部端栓及び［゛部端栓で閉しられてお
り、燃料管内の核燃料及び加圧された不活性ガスを封止
する。符号４２で総括的に示した上部端栓は本発明を実
施しており、後から詳細に説明する。下部端栓４４は通
常の構造のものであって、周溶接等によって所定位置に
収着されて入る。プレナム室４６は燃料ベレット３８の
禎重体の一端と」二部端栓４２のような隣接の端栓との
開で被覆管４０内に設けられている。ブレナム室４６内
でベレット３８と上部端栓４２との間に配置されたコイ
ルばね４８は、ベレット３８を下部端栓４４に対して所
定位置にぴったり保持するように機能する。
前述したように、燃料棒組立体１８は内ｆｆＶから加圧
される。加圧された不活性ガスを燃料管４０内に導入す
る方法は上部端栓４２の新規な構造及び形状によって決
定される。しかし、端栓４２につν１て説明する前に、
第３図に示した端栓５０のような先行技術の端栓を参照
することによって、端栓４２の有利な特徴を一層明確に
理解し且つ知ることができるものと思う。この従来の端
栓５０は前述した米国特許第４．００３，７８８号明細
書に開示されているような形式のものである。該端栓は
、基本的には、上側本体部５２と、直径の小さい下側本
体１１Ｓ５４と、該上側本体部５２及び下側本体部５４
を貫いて延び燃料棒の内部から外部への流れの連絡を可
能にする軸孔５６とからなる。使用時には、下側本体部
５４が被覆管（図示せず）の端に圧入され、周溶接が突
合せ接続部を封止して、端栓を被ｉｔの端に固着する。
される。加圧された不活性ガスを燃料管４０内に導入す
る方法は上部端栓４２の新規な構造及び形状によって決
定される。しかし、端栓４２につν１て説明する前に、
第３図に示した端栓５０のような先行技術の端栓を参照
することによって、端栓４２の有利な特徴を一層明確に
理解し且つ知ることができるものと思う。この従来の端
栓５０は前述した米国特許第４．００３，７８８号明細
書に開示されているような形式のものである。該端栓は
、基本的には、上側本体部５２と、直径の小さい下側本
体１１Ｓ５４と、該上側本体部５２及び下側本体部５４
を貫いて延び燃料棒の内部から外部への流れの連絡を可
能にする軸孔５６とからなる。使用時には、下側本体部
５４が被覆管（図示せず）の端に圧入され、周溶接が突
合せ接続部を封止して、端栓を被ｉｔの端に固着する。
加圧した溶接室内において、不活性ガスを軸孔５６から
燃料管中に注入し、その後軸孔の端を溶接でま（止する
。
燃料管中に注入し、その後軸孔の端を溶接でま（止する
。
第４図〜第７図から分かるように、本発明を実施する端
栓４２は、該端栓を貫通する軸孔を有していない。即ち
、端栓４２は、燃料管４０の内径よりも一直径の大きい
上方肩部又は頭部５８と、該肩部５８の１α径よりも小
さいが燃料管４０の内径よりも若干直径の大きい、ドカ
の円筒形本木部６０とをイＪする一体拍″造のものであ
って、該本体部は圧力ばめ、即ち力ばめの関係で燃料管
４０の端に挿入Ｈｆ能である。
栓４２は、該端栓を貫通する軸孔を有していない。即ち
、端栓４２は、燃料管４０の内径よりも一直径の大きい
上方肩部又は頭部５８と、該肩部５８の１α径よりも小
さいが燃料管４０の内径よりも若干直径の大きい、ドカ
の円筒形本木部６０とをイＪする一体拍″造のものであ
って、該本体部は圧力ばめ、即ち力ばめの関係で燃料管
４０の端に挿入Ｈｆ能である。
図示の好適な実施例においては、肩部５８の直径は燃料
管４０の外径に実質的に等しく、肩部５８及び下方の本
本部６０の：α径差は燃料管４０の壁厚に大体等しいの
で、端栓４２を燃料管４０の上端部内に圧入したときに
は、ｎ１部５８の下縁によって画成された棚部６２が燃
料管４０の上縁６４と一緒に突合せ接続部を形成する。
管４０の外径に実質的に等しく、肩部５８及び下方の本
本部６０の：α径差は燃料管４０の壁厚に大体等しいの
で、端栓４２を燃料管４０の上端部内に圧入したときに
は、ｎ１部５８の下縁によって画成された棚部６２が燃
料管４０の上縁６４と一緒に突合せ接続部を形成する。
端栓４２のド側本体部６０は、円筒形本木部から弦状部
分を取り除くことによって形成するのが好ましい、平坦
部を１）ｌｉｌえている（第５図参照）。平坦部６６は
本体ｒｌｌｓ［３０のド側縁で始まり、そこから上方へ
下側本体部の大体中央部まで延びる。便宜上、平坦部６
６を含む下側本体部６０の部分は内側部６８と呼び、一
方、下側本体部の残部、即ち平坦部と上側肩部５８との
間の部分は外側部７０と呼ぶ。好適な実施例においては
、平坦部６６の水平な弦部の長さは下側本体部６０の半
径にほぼ等しく、平坦部の軸方向の高さく従って、内側
部６８の高さ）はド側本体部６０の軸方向高さの約１７
２であるが、これ等の寸法は共に単なる設計上の問題で
あって本発明にとって臨界的なものではない。更に、１
ζ側本体？“ｊｌｓ６０の内側部６８及び外側部７０は
等しい、大体において一定の直径を有することが好まし
い。第６図及び第７図から最もよく分かるように、平坦
部６６の上縁と外側部７０の隣接する上縁との間に延在
する申開表面７２は好ましくは垂直から約２５度の角度
で傾斜している。
分を取り除くことによって形成するのが好ましい、平坦
部を１）ｌｉｌえている（第５図参照）。平坦部６６は
本体ｒｌｌｓ［３０のド側縁で始まり、そこから上方へ
下側本体部の大体中央部まで延びる。便宜上、平坦部６
６を含む下側本体部６０の部分は内側部６８と呼び、一
方、下側本体部の残部、即ち平坦部と上側肩部５８との
間の部分は外側部７０と呼ぶ。好適な実施例においては
、平坦部６６の水平な弦部の長さは下側本体部６０の半
径にほぼ等しく、平坦部の軸方向の高さく従って、内側
部６８の高さ）はド側本体部６０の軸方向高さの約１７
２であるが、これ等の寸法は共に単なる設計上の問題で
あって本発明にとって臨界的なものではない。更に、１
ζ側本体？“ｊｌｓ６０の内側部６８及び外側部７０は
等しい、大体において一定の直径を有することが好まし
い。第６図及び第７図から最もよく分かるように、平坦
部６６の上縁と外側部７０の隣接する上縁との間に延在
する申開表面７２は好ましくは垂直から約２５度の角度
で傾斜している。
次に、特に１２図、ｔｊｒＪ６図及び第７図を参照して
燃料棒組立体１８の組立方法を簡単に説明する。
燃料棒組立体１８の組立方法を簡単に説明する。
下側端栓４４を燃料管４０の下端に溶接し、燃料ペレッ
ト３８を燃料管内に入れ、コイルばね４８を燃料ペレッ
トの禎重体の頂部に置き、その後上側端栓４２を、下側
本体部の内側部６８のみが燃料管４０内にありその平坦
部６６が燃料管４０の内壁と端栓４２の下側本体部６０
との開に外方に開口する隙間７４を画成するような軸方
向位置まで、燃料管４０の上端内へ部分的に圧入する（
力嵌めする）。二〇″隙間７４が不活性ガスを燃料管４
０内に導入するためのガス人口オリフィスになる。燃料
棒組立体１８は、そこに部分的に挿入された端栓４２と
共に、加圧された溶接室内に入れられ、該溶接室におい
て燃料管を隙間７４から入った不活性ガスで加圧し、し
かる後、隙間７４が無くなるように端栓４２を完全に挿
入して、下側本体部６０の外側部７０と燃料管４０の内
壁との間に、第７図に示すように金属同士の封止接触を
確立する。このように完全に着座した位置において、上
方肩部５８の下縁６２と燃料管４０の上縁６４との間に
形成された突合せ接続部が溶接によって気密に封止され
る。
ト３８を燃料管内に入れ、コイルばね４８を燃料ペレッ
トの禎重体の頂部に置き、その後上側端栓４２を、下側
本体部の内側部６８のみが燃料管４０内にありその平坦
部６６が燃料管４０の内壁と端栓４２の下側本体部６０
との開に外方に開口する隙間７４を画成するような軸方
向位置まで、燃料管４０の上端内へ部分的に圧入する（
力嵌めする）。二〇″隙間７４が不活性ガスを燃料管４
０内に導入するためのガス人口オリフィスになる。燃料
棒組立体１８は、そこに部分的に挿入された端栓４２と
共に、加圧された溶接室内に入れられ、該溶接室におい
て燃料管を隙間７４から入った不活性ガスで加圧し、し
かる後、隙間７４が無くなるように端栓４２を完全に挿
入して、下側本体部６０の外側部７０と燃料管４０の内
壁との間に、第７図に示すように金属同士の封止接触を
確立する。このように完全に着座した位置において、上
方肩部５８の下縁６２と燃料管４０の上縁６４との間に
形成された突合せ接続部が溶接によって気密に封止され
る。
第１図は、本発明を実施する燃料枠組立体を使用するこ
とのできる従来の燃料集合体を部分的に断面で示す立面
図、第２図は本発明を実施する燃料棒組立体の拡大断面
図、第３図は加圧ガスを燃料枠内に導入するための軸孔
を有する従来の端栓の断面図、第４図は第２図に示した
燃料棒の上側端栓を、平坦部の正面を示すように、第２
図の位置から９０°回転して示す拡大立面図、第５図は
第４図の５−５線断面図、第６図は、燃料管の上端に部
分的に挿入された端栓を示す、７１４図の６−６線断面
図、第７図は、第６図に類似してはいるが、端栓の下側
本体部が燃料管の上端に完全に挿入されていて、上方肩
部が燃料管の上端に当接して示されている断面図である
。 １８・・・燃料棒組立体 ３８・・・核燃料（ペレット
）４０・・・被覆管（燃料管）４２・・・端栓６０・・
・本体部 ６４・・・端部 ６６・・・平坦部（ｌｆス入口オリフイスを形成するガ
ス通路画成手段）
とのできる従来の燃料集合体を部分的に断面で示す立面
図、第２図は本発明を実施する燃料棒組立体の拡大断面
図、第３図は加圧ガスを燃料枠内に導入するための軸孔
を有する従来の端栓の断面図、第４図は第２図に示した
燃料棒の上側端栓を、平坦部の正面を示すように、第２
図の位置から９０°回転して示す拡大立面図、第５図は
第４図の５−５線断面図、第６図は、燃料管の上端に部
分的に挿入された端栓を示す、７１４図の６−６線断面
図、第７図は、第６図に類似してはいるが、端栓の下側
本体部が燃料管の上端に完全に挿入されていて、上方肩
部が燃料管の上端に当接して示されている断面図である
。 １８・・・燃料棒組立体 ３８・・・核燃料（ペレット
）４０・・・被覆管（燃料管）４２・・・端栓６０・・
・本体部 ６４・・・端部 ６６・・・平坦部（ｌｆス入口オリフイスを形成するガ
ス通路画成手段）
Claims (1)
- 核燃料及び加圧ガスを収納する被覆管と、該核燃料及び
加圧ガスを収納した被覆管の両端を封止する封止手段と
を備え、少なくとも、該両端の一方に関連した１→止手
段が、被覆管の端部に挿入されるようになっている本体
部を有する端栓がら構成されている核燃料棒組立体にお
いて、前記本体部は被覆管の前記端部に表面同士が封止
状態に接触した圧力ばめの関係で嵌合するような横断面
形状及び寸法値を有すると共に、前記本体部は、その外
端から離れた場所にある前記本体部の周面上の位置まで
その内端から延びるガス通路画成手段を有し、該ガス通
路画成手段が、前記本体部を被覆管の前記端部に部分的
にのみ挿入する時に該被覆管を加圧するためのガス人口
オリフィスとなっており、前記本体部がその完全挿入位
置にある時に被覆管の前記端部が表面同士の封止状態の
接触により該〃ス人ロ第１７ フイスを封止することを
特徴とする核燃料棒組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/584,229 US4587094A (en) | 1984-02-27 | 1984-02-27 | Fuel rod assembly for a nuclear reactor |
| US584229 | 1984-02-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60203890A true JPS60203890A (ja) | 1985-10-15 |
| JPH0214673B2 JPH0214673B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=24336458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60036731A Granted JPS60203890A (ja) | 1984-02-27 | 1985-02-27 | 核燃料棒組立体 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4587094A (ja) |
| EP (1) | EP0154229B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60203890A (ja) |
| KR (1) | KR920007736B1 (ja) |
| DE (1) | DE3570002D1 (ja) |
| ES (1) | ES8703032A1 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2577342B1 (fr) * | 1985-02-12 | 1989-06-16 | Commissariat Energie Atomique | Element de combustible pour un reacteur nucleaire |
| FR2625022B1 (fr) * | 1987-12-18 | 1993-09-17 | Framatome Sa | Procede de fermeture etanche d'un element combustible nucleaire |
| US4845331A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Westinghouse Electric Corp. | Pressurized weld chamber |
| US4921663A (en) * | 1988-06-06 | 1990-05-01 | Westinghouse Electric Corp. | End plug weld for nuclear fuel rod |
| US5158740A (en) * | 1991-08-05 | 1992-10-27 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel rod end plug welding method |
| RU2127457C1 (ru) * | 1997-06-04 | 1999-03-10 | Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов" | Тепловыделяющий элемент энергетического ядерного реактора и способ его герметизации |
| RU2152084C1 (ru) * | 1998-06-22 | 2000-06-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Направляющий канал |
| RU2182377C2 (ru) * | 2000-04-11 | 2002-05-10 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара | Твэл ядерного реактора |
| RU2301137C2 (ru) * | 2005-07-08 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ электронно-лучевой сварки оболочек тепловыделяющих элементов |
| US20070160178A1 (en) * | 2006-01-11 | 2007-07-12 | Eaton Corporation | Electrical enclosure, structural assembly, and insert therefor |
| KR100844882B1 (ko) * | 2006-12-27 | 2008-07-09 | 한전원자력연료 주식회사 | 핵연료집합체의 핵연료봉 내부 공간 증가 및 압축스프링지지를 위한 봉단마개를 구비한 핵연료봉 |
| RU2380206C2 (ru) * | 2007-03-09 | 2010-01-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора |
| RU2355533C2 (ru) * | 2007-04-10 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ герметизации тепловыделяющих элементов ядерного реактора |
| RU2378091C2 (ru) * | 2007-04-10 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ контактно-стыковой сварки трубы с заглушкой |
| RU2381881C2 (ru) * | 2008-03-05 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ изготовления тепловыделяющих элементов ядерного реактора |
| SE535767C2 (sv) * | 2011-04-28 | 2012-12-11 | Westinghouse Electric Sweden | Förfarande för svetsning av kärnbränslestav |
| RU2480314C2 (ru) * | 2011-06-10 | 2013-04-27 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Устройство для герметизации оболочек тепловыделяющих элементов контактно-стыковой сваркой с помощью заглушек |
| US20130272483A1 (en) * | 2012-04-17 | 2013-10-17 | Babcock & Wilcox Mpower, Inc. | Lower end plug with temperature reduction device and nuclear reactor fuel rod including same |
| US9922731B2 (en) * | 2012-04-17 | 2018-03-20 | Bwxt Mpower, Inc. | Resistance welding of an end cap for nuclear fuel rods |
| RU2615961C1 (ru) * | 2015-11-26 | 2017-04-11 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Узел сварного соединения оболочки тепловыделяющего элемента с заглушкой, выполненных из высокохромистой стали (варианты) |
| CN108172310A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-06-15 | 岭澳核电有限公司 | 燃料棒端塞、燃料棒及其装配方法 |
| US20220081169A1 (en) * | 2020-09-04 | 2022-03-17 | Ut-Battelle, Llc | Press-fit special form capsule |
| RU2759091C1 (ru) * | 2021-04-06 | 2021-11-09 | Акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Способ изготовления сварных соединений из циркониевых сплавов |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS54108186A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-24 | Toshiba Corp | Nuclear fuel rod |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1238589B (de) * | 1963-12-04 | 1967-04-13 | Asea Ab | Verfahren zum Herstellen von gekapselten Brennstoffstaeben fuer Kernreaktoren |
| US4003788A (en) * | 1970-12-08 | 1977-01-18 | Westinghouse Electric Corporation | Nuclear fuel elements sealed by electric welding |
| SE7602419L (sv) * | 1975-03-24 | 1976-09-25 | Westinghouse Electric Corp | Forfarande for trycksettning av forsegling av kernbrenslestavar |
| JPS6010197A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | 動力炉・核燃料開発事業団 | タグガスカプセル付き端栓 |
-
1984
- 1984-02-27 US US06/584,229 patent/US4587094A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-02-15 EP EP85101650A patent/EP0154229B1/en not_active Expired
- 1985-02-15 DE DE8585101650T patent/DE3570002D1/de not_active Expired
- 1985-02-20 ES ES540546A patent/ES8703032A1/es not_active Expired
- 1985-02-27 KR KR1019850001251A patent/KR920007736B1/ko not_active Expired
- 1985-02-27 JP JP60036731A patent/JPS60203890A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54108186A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-24 | Toshiba Corp | Nuclear fuel rod |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES8703032A1 (es) | 1987-01-16 |
| US4587094A (en) | 1986-05-06 |
| DE3570002D1 (en) | 1989-06-08 |
| KR920007736B1 (ko) | 1992-09-16 |
| EP0154229A2 (en) | 1985-09-11 |
| EP0154229A3 (en) | 1986-08-27 |
| JPH0214673B2 (ja) | 1990-04-09 |
| EP0154229B1 (en) | 1989-05-03 |
| ES540546A0 (es) | 1987-01-16 |
| KR850006761A (ko) | 1985-10-16 |
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