(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料棒案内管を挿入して支持するための燃料集合体用インサートの製造方法において、中空の管の一端にエンドプラグを嵌合させ、その後、前記管及びエンドプラグの両端を固定治具で挟持して、前記管及びエンドプラグと固定治具とを同軸に保持して、前記管及びエンドプラグを周溶接することにより、前記管の端部に前記エンドプラグを連結して固定するようにしたことを特徴とする燃料集合体用インサートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核燃料集合体のアセンブリに制御棒案内管を挿入して支持するための燃料集合体用インサートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核燃料集合体は、図６に示すように、上部ノズルと下部ノズルの間に複数の支持格子が所定間隔で配設され、各支持格子間に燃料棒が挿入されて保持され、更に計装用管及び複数の制御棒案内管が各支持格子と上部ノズル及び下部ノズルにそれぞれ固定されている。制御棒案内管は、下部ノズル及びボトムグリッドには、図７に示すように保持されている。
即ち、図７に示す燃料集合体１の部分図において、下部ノズル２に最も近いボトムグリッド３の格子空間４にインサート５（下部ノズル２とボトムグリッド３を結合するための構成部品である）が挿入されて、例えば溶接等でボトムグリッド３に固定されている。インサート５は管状で、その下端部が内側に屈曲されて肉厚とされて中央孔６ａを有する端部６を構成し、この端部６は下部ノズル２の上面に当接している。
そして、インサート５内に制御棒案内管７が挿入され、下部ノズル２の下側から下部ノズル２及びインサート５の端部６の中央孔６ａを貫通するシンブルスクリュ８によって、制御棒案内管７の端栓７ａが螺合され、制御棒案内管７がインサート５と共に下部ノズル２に固定されている。
このようなインサート５の製造方法について説明すると、まず例えばＳＵＳ３０４等の丸棒を所定寸法に切り出して、一方の端面から円柱状の穴を加工切削し、リング状で肉厚の端部６を残して深穴加工して、一体物として加工する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなインサート５の製造方法は、切り出された丸棒の機械加工による一体物加工であるために、製造コストが高くなり、しかも深穴加工であるために穴明け工具のシャンク部が長くなり切削時の振れが大きくなるために、端部６に近い穴奥部側の加工精度（センタリング）が悪くなるという欠点がある。更に、穴加工精度が悪いと組立挿入時に長尺の燃料棒案内管７が偏心して作業が困難になるおそれがある。又、穴加工に熟練を要し、穴部分の材料が無駄になる等、種々の欠点がある。
本発明は、このような実情に鑑みて、容易且つ低廉に製造でき、しかも内径の精度を向上できるようにした燃料集合体用インサートの製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による燃料集合体用インサートの製造方法は、燃料棒案内管を挿入して支持するための燃料集合体用インサートの製造方法において、中空の管の一端にエンドプラグを嵌合させ、その後、前記管及びエンドプラグの両端を固定治具で挟持して、前記管及びエンドプラグと固定治具とを同軸に保持して、前記管及びエンドプラグを周溶接することにより、前記管の端部にエンドプラグを連結して固定するようにしたことを特徴とするものである。
固定治具は第一及び第二の固定治具からなり、互いに螺合して、管及びエンドプラグを挟持するようにしてもよい。
【０００５】
本発明によれば、インサートが管とエンドプラグに２分割されており、これらを嵌合して溶接することでインサートを製造できるから、インサートの製造が簡単且つ容易で、極めて低廉になる。しかも、できあがったインサートは、その内部が内奥部でも内径が高精度となり、制御棒案内管の挿入位置精度が高く、組立時に傷などができにくい。
又、周溶接に際して、固定治具によって、管及びエンドプラグを固定治具を含めて同軸状に溶接装置に保持するから、相対回転させての周溶接が精密に行える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一の実施の形態を図１乃至図５により説明するが、上述の従来技術と同様の部分または部材には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図１は管にエンドプラグが溶接されたインサートの縦断面図、図２は図１に示す管の縦断面図、図３は図１に示すエンドプラグの縦断面図、図４は管にエンドプラグを溶接する状態を示す図、図５はインサートの製造工程を示すフローシートであり、（Ａ）は本発明の実施の形態によるもの、（Ｂ）は従来のインサートに関するものである。
図１に示すインサート１０において、所定寸法を有する中空の管１１の端部にフランジ部１２ａを有するリング状のエンドプラグ１２が嵌合され、溶接等によって連結固定されている。ここで、管１１は、例えば図２に示すように、一定の内径ｄ１及び外径ｄ２を有する円柱状の管である。又、エンドプラグ１２は、例えば図３に示すように、管１１の端部内に嵌合される外径略ｄ１の本体部１２ｂと、管１１の外径と等しい外径ｄ２を有するフランジ部１２ａとで形成され、その中央部には、管１１と中心軸Ｏを同じくするシンブルスクリュー８挿入用の中央孔１２ｃ内が穿設されている。
【０００７】
本発明の実施の形態は上述のように構成されており、次にこのインサート１０の製造方法を図４及び図５に基づいて説明する。
先ず、例えば４ｍの長さの管を所定寸法に切断して管１１とし、次にこの管１１の一端にエンドプラグ１２が嵌合され、この状態で溶接工程に送られる。
図４に示す溶接工程において、管１１のエンドプラグ１２のない方の端部には第一の固定治具１４が取り付けられる。この固定治具１４の先端部１４ａは外径略ｄ１の円柱状とされて、先端の中央凹部１４ｂにはネジ穴が形成されている。そして、後端面には図示しない溶接装置の支持部が挿入される支持凹部１４ｃが設けられている。
この固定治具１４の先端部１４ａが管１１内に嵌合される。
【０００８】
他方、インサート１０のエンドプラグ１２側には、第二の固定治具１５が取り付けられる。この固定治具１５は、エンドプラグ１２の中央孔１２ｃより径の大きい略円板状の頭部１５ａの中央部から棒状のアーム部１５ｂが延在し、その先端部領域にはネジ部１５ｃが形成されている。又、頭部１５ａの中央には、図示しない溶接装置の支持部が挿入される支持凹部１５ｄが設けられ、更にその周囲にリング状の突部１５ｅが形成され、この突部１５ｅにマイナスのドライバー等を挿入するための溝部１５ｆが設けられている。
【０００９】
そして、第二の固定治具１５のアーム部１５ｂが中央孔１２から管１１内に挿入され、第一の固定治具１４の先端部１４ａの中央凹部１４ｂに螺合される。
この状態で、管１１及びエンドプラグ１２は、第一及び第二の固定治具１４，１５で堅固に保持され、図示しない溶接装置に、これらを各支持凹部１４ｃ，１５ｄで中心軸Ｏに関して全体に同軸状にセットする。
そして、管１１とエンドプラグ１２のフランジ部１２ａとの接合部ｗに近接して、溶接手段１６、例えばティグ溶接用のガスノズル１７や溶加材１８等を配設し、周溶接を開始する。管１１とエンドプラグ１２との周溶接は、溶接手段１６に対して管１１及びエンドプラグ１２等を相対回転させることで、その全周に亘って行われ、互いに連結される。しかも溶接手段１６は中心軸Ｏに直交する面内を相対回転することになり、溶接精度が高い。
このようにして、図１に示すようなインサート１０が形成されることになる。
尚、管１１及びエンドプラグ１２の材料として、例えばＳＵＳ３０４が用いられる。
【００１０】
上述のように、本実施の形態によれば、従来、丸棒を深穴加工していたものを管１１とエンドプラグ１２との２つの部材に分割して溶接することとしたから、インサート１０の製造が容易且つ簡単である上に、切削による材料の無駄がなくなり、製造に熟練を要さず、短時間で製造でき、製造コストが従来のものの約１／１０になった。しかも、制御棒案内管７挿入用の管内の内径精度、特に深穴部分の寸法精度が向上することになり、案内管７の挿入に際して案内管７が偏心したり傾斜するおそれがなく、他の部材との接触による傷等が生じにくい。又、従来の丸棒加工の場合、穴加工後に管外面をバフ研磨してボトムグリッド３との取付精度をよくしていたが、本実施の形態によれば、管１１の製造時に研磨等表面処理するようにすれば、この工程を省略することができる。
しかも、周溶接に際しては、第一及び第二の固定治具１４，１５によって、管１１及びエンドプラグ１２を同軸状に溶接装置に保持できるから、その溶接精度が精密になるという利点もある。
【００１１】
尚、上述の形態においては、溶接手段１６としてティグ溶接を用いたが、これに限定されることなく、各種の溶接方法を採用できる。
【００１２】
【発明の効果】
本発明に係る燃料集合体用インサートの製造方法では、インサートが中空の管とこの管に連結されたエンドプラグとで構成されるから、丸棒を深穴加工していた従来のものと比較して、インサートの製造が容易且つ簡単である上に、切削による材料の無駄がなくなり、製造に熟練を要さず、短時間で製造でき、製造コストが従来のものの約１／１０になった。しかも、制御棒案内管挿入用のインサート内の内径精度、特に深穴部分の寸法精度が向上することになり、案内管の挿入に際して案内管が偏心したり傾斜するおそれがなく、他の部材との接触による傷等が生じにくい。
又、本発明の方法によれば、管の一端にエンドプラグを嵌合させ、その後、管及びエンドプラグの両端を固定治具で挟持して、管及びエンドプラグと固定治具とを同軸状に保持し、管及びエンドプラグを周溶接するようにしたから、周溶接に際して、その溶接精度が精密になるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態によるインサートの縦断面図である。
【図２】図１に示すインサートの管の縦断面図である。
【図３】図１に示すインサートのエンドプラグの縦断面図である。
【図４】図１に示すインサートの溶接状態を示す要部構成図である。
【図５】インサートの製造工程を示すフローシートであり、（Ａ）は本発明の実施の形態、（Ｂ）は従来のインサートに関するものである。
【図６】従来の燃料集合体の概略全体図である。
【図７】図６に示す燃料集合体のインサートの部分の要部断面図である。
【符号の説明】
１…燃料集合体、３…ボトムグリッド、６…シンブルスクリュー、７…制御棒案内管、１０…インサート、１１…管、１２…エンドプラグ、１４…第一の固定治具、１５…第二の固定治具、１６…溶接手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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