(57)【要約】【課題】原子炉用制御棒のハンドルとシースの溶接において、溶接により発生するブレードの変形を抑制する原子炉用制御棒の製造方法とその製造装置を提供する。【解決手段】タイロッドと、前記タイロッドの一端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの他端部に取り付けられた下部支持部材と、Ｕ字状横断面を有し、両側端部が前記タイロッドに溶接にて接合され、前記タイロッドから四方に伸びている複数のシースと、それぞれのシース内に配置された中性子吸収部材とを備え、前記シースとタイロッドは溶接により接合されており、タイロッドとシースを溶接した後に、シースとハンドルの溶接は４本の溶接トーチを同時に用いて２枚のタイロッドの中心軸に対して対称な位置の相対するブレードの両面を同時に溶接し、次に他の２枚のタイロッドの中心軸に対して対称な位置の相対する他の一組のブレードの両面を同時に溶接する。【選択図】図５
2015031620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイロッドと、前記タイロッドの一端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの他端部に取り付けられた下部支持部材と、Ｕ字状横断面を有するとともに両側端部が前記タイロッドに溶接にて接合され前記タイロッド中心軸と直交する横方向に伸びた４枚のシースと該シース内に配置された中性子吸収部材とを有する４枚のブレードを備え、前記ブレードの前記シースと前記ハンドルを溶接により接合する原子炉用制御棒の製造方法において、
前記シースと前記ハンドルの溶接は、前記タイロッドと前記シースを溶接した後に、４本の溶接トーチを同時に用いて前記タイロッドの中心軸に対して対称に位置する２枚の対向する前記ブレードの２枚の前記シースを、該シース外側からシース両面を加熱して同時に前記ハンドルに溶接することを特徴とする原子炉用制御棒の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の原子炉用制御棒の製造方法において、
前記タイロッド中心軸に対して対称に位置する２枚の対向する前記シースを前記ハンドルに溶接した後、前記原子炉用制御棒と４本の前記溶接トーチを相対的に離隔し、互いに９０度回転させた後、他の２枚の前記シースを該シース外側からシース両面を加熱して同時に前記ハンドルに溶接することを特徴とする原子炉用制御棒の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の原子炉用制御棒の製造方法において、前記原子炉用制御棒を前記タイロッド中心軸を中心に初期位置から９０度回転させることを特徴とする原子炉用制御棒の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の原子炉用制御棒の製造方法において、前記溶接トーチを前記タイロッド中心軸を中心に初期位置から９０度回転させることを特徴とする原子炉用制御棒の製造方法。
【請求項５】
タイロッドと、前記タイロッドの一端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの他端部に取り付けられた下部支持部材と、Ｕ字状横断面を有するとともに両側端部が前記タイロッドに溶接にて接合され前記タイロッド中心軸と直交する横方向に伸びた４枚のシースと該シース内に配置された中性子吸収部材とを有する４枚のブレードを備え、前記ブレードの前記シースと前記ハンドルを溶接により接合する原子炉用制御棒の製造方法において、
４枚の前記シースと前記ハンドルの溶接は、前記タイロッドと前記シースを溶接した後に、８本の溶接トーチを同時に用いてタイロッドの中心軸に対して対称な位置の対向する４枚の前記シースの両面を同時に前記ハンドルに溶接することを特徴とする原子炉用制御棒の製造方法。
【請求項６】
タイロッドと、前記タイロッドの一端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの他端部に取り付けられた下部支持部材と、Ｕ字状横断面を有するとともに両側端部が前記タイロッドに溶接にて接合され前記タイロッド中心軸と直交する横方向に伸びた４枚のシースと該シース内に配置された中性子吸収部材とを有する４枚のブレードを備え、前記ブレードの前記シースと前記ハンドルを溶接により接合する原子炉用制御棒の製造装置において、
前記シースと前記タイロッドの溶接が完了している前記原子炉用制御棒をタイロッドの中心軸が鉛直となるように支持固定する制御棒支持装置と、前記ハンドルと前記シースの溶接部のうち前記タイロッドに対して対称位置にある２枚の前記シースの両面に沿って４台の溶接トーチを同時に移動させる溶接トーチ駆動機構とを有し、２枚の前記シースの両面を前記ハンドルに溶接した後に、他の２枚の前記シースを４台の溶接トーチにより前記ハンドルに溶接することを特徴とする原子炉用制御棒の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の製造装置において、前記溶接装置に前記シースの溶接部に沿って配置された互いに直交するレールと、該レール上に装着された前記溶接トーチと溶加材送給部を備え、前記タイロッドの中心軸に相対する２枚の前記シースの両面を前記ハンドルに溶接し、前記レールと直交するレール上に前記溶接トーチを移動させ、前記タイロッドの中心軸に対称な位置にある他の一組の対向する２枚の前記シースの両面を前記ハンドルに溶接することを特徴とする原子炉用制御棒の製造装置。
【請求項８】
タイロッドと、前記タイロッドの一端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの他端部に取り付けられた下部支持部材と、Ｕ字状横断面を有するとともに両側端部が前記タイロッドに溶接にて接合され前記タイロッド中心軸と直交する横方向に伸びた４枚のシースと該シース内に配置された中性子吸収部材とを有する４枚のブレードを備え、前記ブレードの前記シースと前記ハンドルを溶接により接合する原子炉用制御棒の製造装置において、
シースとタイロッドの溶接が完了している原子炉用制御棒をタイロッドの中心軸が鉛直となるように支持固定する制御棒支持装置と、前記ハンドルと前記シースの溶接をすべてのブレードの両面に沿って８台の前記溶接トーチを同時に移動させる溶接トーチ駆動機構とを有し、前記シースを８台の前記溶接トーチにより前記ハンドルに溶接することを特徴とする原子炉用制御棒の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉用制御棒の製造方法とその製造装置に係わり、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な原子炉用制御棒の製造方法とその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉に用いられる原子炉用制御棒は、横断面が十字形をしており、原子炉の運転中において燃料集合体が装荷された炉心に出し入れされて原子炉出力を制御する。原子炉用制御棒は、運転サイクルの末期には炉心から全て引抜かれる。
【０００３】
その原子炉用制御棒の一例が、特許文献１に記載されている。この原子炉用制御棒は、ブレードを構成するシース内に中性子吸収材である扁平なハフニウム筒状体を配置している。２本のハフニウム筒状体が原子炉用制御棒の軸方向に存在する。
【０００４】
特許文献１において、ハンドルがタイロッドの上端部に取り付けられる。ハンドルは、ハンドル本体およびハンドル本体から下方に向かって伸びる上部舌状部を有する。下部支持部材本体から上方に向かって伸びる下部舌状部を有する下部支持部材が、タイロッドの下端部に取り付けられる。ハンドル、タイロッドおよび下部支持部材の集合体をフレームと称する。
【０００５】
ハンドルの上部舌状部が上部ハフニウム筒状体の上端部に挿入され、上部ハフニウム筒状体がハンドルに固定される。また、下部支持部材の下部舌状部が下部ハフニウム筒状体の下端部に挿入され、下部ハフニウム筒状体が下部支持部材に固定される。上部舌状部に取り付けられた複数の上部ハフニウム筒状体、および下部舌状部に取り付けられた複数の下部ハフニウム筒状体が、横断面がＵ字状であるステンレス鋼製のシース内に挿入される。その後、シースの上端、下端および側端が、ハンドル、下部支持部材およびタイロッドにそれぞれ溶接される。シースの側端部には原子炉用制御棒の軸方向に複数の突出部（タブ）が形成されており、これらのタブがタイロッドに溶接される。シースおよび複数のハフニウム筒状体で１つのブレードが形成される。原子炉用制御棒は、タイロッド中心軸と直交する横方向に四方に伸びる４枚のブレードを有する。
【０００６】
また、特許文献２には、シースにおけるき裂の発生を防止できる原子炉用制御棒の製造方法について記載されている。特許文献２では、タイロッド上端に横断面十字形のハンドルを溶接し、タイロッドの下端に横断面十字形の下部支持部材を溶接する。複数のハフニウム部材の上端部がハンドルに取り付けられ、下端部が下部支持部材に取り付けられる。ハフニウム部材を内部に配置したシースをタイロッドに溶接し、シース上端をハンドルに溶接しシースの下端を下部支持部材に溶接する。その後、組み立てられた原子炉用制御棒を３００℃に一様に加熱し、原子炉用制御棒のシースとハンドルの溶接部及び溶接部付近に冷却水噴射装置により冷却水を噴射して溶接部及び溶接部付近を急冷することにより、シースの上端部の引張応力を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−６１５７６号公報
【特許文献２】特開２０１３−５０３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された原子炉用制御棒では、シースの側端部に形成された複数のタブとタイロッドが溶接により接合された後、シースの上端とハンドルも溶接により接合される。シースの上端とハンドルの溶接では、１枚のブレードの両面のそれぞれに溶接部があり、また、ブレードは４枚あるため、合計８箇所の溶接部がある。
【０００９】
図７は、従来例の原子炉用制御棒のハンドルとシースの溶接部を示す斜視図である。
図７において、溶接部３０は原子炉用制御棒１のハンドル３とシース２９の溶接部を示す。２はタイロッドである。
【００１０】
図８Ａ、８Ｂは、従来例の原子炉用制御棒の変形発生プロセスを示す模式図である。図８Ａ、８Ｂには１枚のブレードにおいて、シース上端とハンドルの溶接を１箇所ずつ順次実施したときに発生する溶接変形を示す。図８Ａにおいて、ブレードの最初の面の溶接では、溶接部３０Ａで溶接した側にハンドル３とシース２９が反る変形が発生する。次に図８Ｂにおいて、１箇所目と反対側の面を溶接部３０Ｂで溶接すると、当該溶接面側にハンドル３とシース２９が反る変形が発生する。
【００１１】
これらの変形は微小であり原子炉用制御棒の寸法精度上は問題ないが、仮に寸法精度を厳しく取った場合には変形の矯正が必要となり、その矯正に労力と時間を要する。原子炉用制御棒のハンドルとシースの溶接では、図８Ａ、８Ｂに示すような溶接変形の発生は極力低減されることが望ましい。
【００１２】
本発明の目的は、原子炉用制御棒のハンドルとシースの溶接において、溶接により発生するシース及びブレードの変形を抑制する原子炉用制御棒の製造方法とその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、タイロッドと、タイロッドの一端部に取り付けられたハンドルと、タイロッドの他端部に取り付けられた下部支持部材と、Ｕ字状横断面を有するとともに両側端部がタイロッドに溶接にて接合されタイロッド中心軸と直交する横方向に伸びた４枚のシースとシース内に配置された中性子吸収部材とを有する４枚のブレードを備え、ブレードのシースとハンドルを溶接により接合する原子炉用制御棒の製造方法において、シースとハンドルの溶接は、タイロッドとシースを溶接した後に、少なくとも４本の溶接トーチを同時に用いてタイロッドの中心軸に対して対称に位置する少なくとも２枚の対向するブレードの２枚のシースを、シース外側からシース両面を加熱して同時にハンドルに溶接することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、タイロッドとシースを溶接した後に、シースとハンドルの溶接は８本の溶接トーチを同時に用いてタイロッドの中心軸に対して対称な位置の相対する４枚のブレードの両面を同時に溶接することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、原子炉用制御棒の製造方法において、シースとハンドルの溶接は、タイロッドとシースを溶接した後に、溶接トーチを同時に用いて、タイロッドの中心軸に対して対称に位置する少なくとも２枚の対向するブレードの２枚のシースを、シース外側からシース両面を加熱して同時にハンドルに溶接することにより、原子炉用制御棒のハンドルとシースの溶接において、溶接により発生するブレードの変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１の製造装置を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例１の原子炉用制御棒の非支持状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施例１の原子炉用制御棒の支持状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施例１のハンドル・シース溶接機構を示す模式図である。
【図５】本発明の実施例１のハンドル・シース溶接機構の配置を示す模式図である。
【図６】図５における溶接装置の原子炉用制御棒への接触状態を示す模式図である。
【図７】従来例の原子炉用制御棒のハンドルとシースの溶接部を示す斜視図である。
【図８Ａ】従来例の原子炉用制御棒の変形発生プロセスを示す模式図である。
【図８Ｂ】従来例の原子炉用制御棒の変形発生プロセスを示す模式図である。
【図９】本発明の実施例１における溶接トーチの配置を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施例１における原子炉用制御棒の回転状態を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施例２における溶接トーチの配置を示す模式図である。
【図１２】図１１において溶接トーチの回転状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の実施例３における溶接トーチの配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の好適な一実施例である実施例１の原子炉用制御棒の製造方法を、図１〜図６、図９〜図１０を用いて説明する。実施例１の原子炉用制御棒は沸騰水型原子炉に用いられる原子炉用制御棒である。
【００１９】
図１は、本発明の実施例１の製造装置を示す模式図である。図１において、原子炉用制御棒１はタイロッド２にハンドル３が溶接されている。また、タイロッド２に４枚のブレード４が設置されている。ブレード４内には中性子吸収材であるハフニウム部材が設置される。これらのハフニウム部材が断面Ｕ字状のシースで覆われる。タイロッド２とシースの溶接が完了したした後に、原子炉用制御棒１が鉛直に、ハンドル３を上方にして回転台５に設置される。
【００２０】
回転台５に設置された原子炉用制御棒１は、制御棒支持装置Ｈにより支持される。制御棒支持装置Ｈは、支持設置台８、支持柱１２、支持アーム１０、支持接触部１１、支持具駆動装置９、支持機構制御装置１８、回転台ケーブル１９、支持具ケーブル２０から構成されている。支持接触部１１は、原子炉用制御棒１の鉛直方向の高さの略１/３位置および２/３位置に設置されている。
【００２１】
図２は、本発明の実施例１の原子炉用制御棒の非支持状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の実施例１の原子炉用制御棒の支持状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【００２２】
図２は、原子炉用制御棒１を回転台５に設置した状態を示し、支持接触部１１は原子炉用制御棒に接していない。原子炉用制御棒１が回転台５に設置されると、支持機構制御装置１８から支持具駆動装置９に駆動信号が送られて支持アーム１０が移動して支持接触部１１がブレード４に接触し、原子炉用制御棒１を鉛直方向に直立させて支持する。
【００２３】
図３は、支持接触部１１がブレード４に接触し、原子炉用制御棒１が鉛直方向に直立するように支持固定されている状態を示す。
【００２４】
図４はハンドル・シース溶接機構Ｗの構成を示す模式図である。制御棒支持装置Ｈの上部にはハンドル・シース溶接機構Ｗが設置されている。ハンドル・シース溶接機構Ｗは、溶接装置設置台１３を有し、溶接装置設置台１３には、溶接装置駆動装置１４、溶接装置アーム１５、溶接装置１６が設置されている。さらに、溶接装置１６を支持固定する溶接装置支持柱１７、溶接装置設置台１３を溶接装置支持柱１７を介して鉛直方向に上下させる支持柱駆動装置２１、支持柱駆動制御装置２２、支持柱駆動制御装置２２からの信号を支持柱駆動装置２１に伝える支持柱制御ケーブル２３から構成されている。
【００２５】
図５は、本発明の実施例１のハンドル・シース溶接機構Ｗの配置を示す模式図である。図６は、図５におけるハンドル・シース溶接機構の原子炉用制御棒への接触状態を示す模式図である。図６のＣＣ断面が図４である。
【００２６】
原子炉用制御棒１が図１に示す回転台５に設置された時点では、溶接装置設置台１３は鉛直方向上側に移動している。制御棒支持装置Ｈにより、原子炉用制御棒１が鉛直方向に支持固定された後に、支持柱駆動制御装置２２から支持柱駆動装置２１に溶接装置柱ケーブル２３を介して溶接装置設置台１３を下方に移動させる信号が送られ、溶接装置設置台１３は下方に移動する。溶接装置設置台１３は、後述する溶接トーチがハンドル３とシースとの溶接部の高さに配置された時点で停止する。溶接装置設置台１３が停止した時点では、図５に示すように溶接装置１６と原子炉用制御棒のブレード４Ａ〜４Ｄは接触していない。
【００２７】
次に溶接装置駆動制御装置２４から溶接装置ケーブル２５を介して溶接装置駆動装置１４に信号が送られて、溶接装置１６は溶接装置アーム１５によりタイロッド２側に移動し、図６に示すように溶接装置１６とブレード４Ａ〜４Ｄが接触する。４台の溶接装置１６の移動は互いに同期を取りながら行われるため、タイロッド２の中心軸と回転機構の中心軸が一致するように溶接装置１６は原子炉用制御棒１のブレード４に設置される。
【００２８】
図５に示すように溶接装置１６にはレール２６が設置されており、それに溶接トーチ駆動機構２８が設置されている。図５および図６には図示していないが、溶接トーチ駆動機構２８には溶接トーチおよび溶加材送給部が設置され、溶接トーチケーブル２７が設置されている。
【００２９】
次にハンドル３とブレード４Ａ〜４Ｄとの溶接について説明する。図９は、本発明の実施例１における溶接トーチの配置を詳細に示す模式図である。図９において、溶接装置１６にはレール２６が設置されており、レール２６上に設置された溶接トーチ駆動機構２８には溶接トーチ３７および溶加材送給部３８を備えている。溶接トーチ３７には、溶接電源ケーブル３１を介して溶接電源３５から溶接電流が供給される。また、溶接電源ケーブル３１には図示しないシールドガスチューブ、トーチ冷却水チューブも併せて配置されている。溶加材送給部には、溶加材ケーブル３２を介して、溶加材送給装置３６から溶加材が送給される。
【００３０】
図９に示すように、最初にブレード４のシース２９Ａと２９Ｃの外側両面から溶接が同時に実施される。溶接は４本の溶接トーチ３７により同時に実施される。溶接トーチ制御装置３４から最初に溶接開始信号が溶接電源３５に送られるとアークが発生する。次に所定の遅れ時間後に溶加材送供給開始信号が溶加材送供装置３６に送られ、トーチ移動開始信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。４本の溶接トーチ３７はそれぞれ同一速度で移動する溶接トーチ駆動機構２８によりハンドル３とシース２９Ａ、２９Ｃをタイロッド２側からブレード４の端部側に向けて移動する。ブレード４端部に溶接トーチ３７が到達する時間になった時点で、溶加材送給停止信号が溶加材送給装置３６に送られ、溶接トーチ移動停止信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。次に所定の遅れ時間後に溶接停止信号が溶接電源３５に送られて電極からのアークが停止する。                            
以上の操作により、タイロッド２中心に対して互いに向かい合うシース２９Ａとシース２９Ｃの溶接が完了する。溶接はシース２９Ａとシース２９Ｃのそれぞれの両面に対して同時に実施されるためブレード４には角変形が発生しない。また、タイロッド２の中心に対して熱源の移動が対称になるように実施されるため、溶接を実施したブレードに直交するブレードにも変形は発生しない。
【００３１】
次に残るシース２９Ｂとシース２９Ｄを溶接するステップに入る。シース２９Ｂとシース２９Ｄは、シース２９Ａとシース２９Ｃに直交したブレード４を構成している。
【００３２】
最初に溶接装置１６をタイロッド２の中心軸から離れる方向に移動させる。次に支持柱駆動制御装置２２から支持柱駆動装置２１に溶接装置柱ケーブル２３を介して溶接装置設置台１３を上方に移動させる信号が送られ、溶接装置設置台１３は上方に移動する。
【００３３】
溶接装置設置台１３が上方に移動後には、原子炉用制御棒１のタイロッド２の中心軸を回転軸とする回転が可能になる。原子炉用制御棒１を回転機構により９０°回転させる。
【００３４】
図１０は、本発明の実施例１における原子炉用制御棒を９０°回転させた状態を示す模式図である。原子炉用制御棒が９０°回転後に、支持柱駆動制御装置２２から支持柱駆動装置２１に溶接装置柱ケーブル２３を介して溶接装置設置台１３を下方に移動させる信号が送られ、溶接装置設置台１３は下方に移動する。溶接装置設置台１３は、溶接トーチ３７がハンドル３とシースとの溶接部の高さに配置された時点で停止する。停止した時点では、溶接装置１６と原子炉用制御棒のブレード４は接触していない。
【００３５】
次に溶接装置駆動制御装置２４から溶接装置ケーブル２５を介して溶接装置駆動装置１４に信号が送られ、溶接装置１６は溶接装置アーム１５によりタイロッド２側に移動して、溶接装置１６とブレード４が接触する。４台の溶接装置１６の移動はたがいに同期を取りながら行われるため、タイロッド２の中心軸と回転機構の中心軸が一致するように溶接装置１６は原子炉用制御棒１のブレード４に設置される。
【００３６】
次にブレード４のシース２９Ｂとシース２９Ｄの両面の溶接が同時に実施される。溶接は４本の溶接トーチ３７により同時に実施される。溶接トーチ制御装置３４から最初に溶接開始信号が溶接電源３５に送られるとアークが発生する。次に所定の遅れ時間後に溶加材送供給開始信号が溶加材送供装置３６に、トーチ移動開始信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。４本の溶接トーチ３７はそれぞれ同一速度で移動する溶接トーチ駆動機構２８によりハンドル３とシース２９Ｂ、２９Ｄをタイロッド２側からブレード４の端部側に向けて移動する。
【００３７】
ブレード４端部に溶接トーチ３７が到達する時間になった時点で、溶加材送給停止信号が溶加材送給装置３６に、溶接トーチ移動停止信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。次に所定の遅れ時間後に溶接停止信号が溶接電源３５に送られて電極からのアークが停止する。以上の操作により、タイロッド中心に対して互いに向かい合うシース２９Ｂとシース２９Ｄの溶接が完了する。
【００３８】
溶接はシース２９Ｂとシース２９Ｄのそれぞれの両面に対して同時に実施されるためブレード４には角変形は発生しない。また、タイロッド２の中心に対しても熱源の移動が対称になるように実施されるため、溶接を実施したブレード４に直交するブレード４にも変形は発生しない。
【００３９】
次に原子炉用制御棒を取り外すステップに入る。最初に溶接装置１６をタイロッド２の中心軸から離れる方向に移動させる。次に回転機構を９０°逆回転させて原子炉用制御棒１の向きを設置時の状態に戻す。次に支持機構を解放方向に移動させる。
【００４０】
以上が完了すると原子炉用制御棒１は溶接装置から取出すことが可能となり、溶接が完了した原子炉用制御棒を製造装置から取出すことにより原子炉用制御棒の製造が完了する。
【実施例２】
【００４１】
本発明の原子炉用制御棒の製造装置の実施例２について説明する。実施例２の製造装置において、支持設置台８、支持具駆動装置９、支持アーム１０、支持接触部１１、および支持柱１２は実施例１に記載したものと同じであるが、回転機構を有していない。また、溶接装置１６上のレールの配置、溶接トーチ駆動機構２８上の溶加材送給部の配置が異なる。
【００４２】
図１１は、本発明の実施例２における溶接トーチの配置を示す模式図である。図１２は、図１１において溶接トーチを９０°回転させた状態を示す模式図である。
【００４３】
図１１、図１２において、溶接装置１６上には溶接トーチ駆動機構２８を連続的に移動させるためのレール２６Ａとレール２６Ｂが直交して配置されている。最初にレール２６Ａ上を４台の溶接トーチ３７がタイロッド２側からブレードの端部に向けて移動しながら溶接を行う。溶接トーチ駆動機構２８には、溶接トーチ３７とその両側に溶加材送給部３８Ａと３８Ｂが設置されている。
【００４４】
最初にシース２９Ａと２９Ｃの両面の溶接が同時に実施される。最初のレール２６Ａに沿った溶接では、溶加材送給部３８Ａから溶加材が送給されながら溶接が実施される。溶接は４本の溶接トーチ３７により同時に実施される。溶接トーチ制御装置３４から最初に溶接開始信号が溶接電源３５に送られるとアークが発生する。次に所定の遅れ時間後に溶加材送供給開始信号が溶加材送供装置３６に、トーチ移動開始信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。４本の溶接トーチ３７はそれぞれ同一速度で移動する溶接トーチ駆動機構２８によりハンドル３とシース２９Ａ、２９Ｃの溶接部をタイロッド２側からブレード４の端部側に向けて移動する。ブレード４端部に溶接トーチ３７が到達する時間になった時点で、溶加材送給停止信号が溶加材送給装置３６に、溶接トーチ移動停止信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。次に所定の遅れ時間後に溶接停止信号が溶接電源３５に送られて電極からのアークが停止する。以上の操作により、タイロッド２中心に対して互いに向かい合うシース２９Ａとシース２９Ｃの溶接が同時に完了する。
【００４５】
溶接はシース２９Ａとシース２９Ｃのそれぞれの両面に対して同時に実施されるためブレード４には角変形は発生しない。また、タイロッド２の中心に対しても熱源の移動が対称になるように実施されるため、溶接を実施したブレードに直交するブレードにも変形は発生しない。
【００４６】
レール２６Ａに沿った溶接が完了した後に、溶接トーチ駆動機構２８は溶接開始位置であるタイロッド２側に移動する。そこで溶接トーチ駆動機構２８は溶接トーチ３７と溶加材送給機構３８Ａ、３８Ｂを設置した台を９０°回転させて図１２に示す状態にする。レール２６Ａとレール２６Ｂは連続しており、溶接トーチ駆動機構２８はレール２６Ｂ上にも移動できる。
【００４７】
次にシース２９Ｂと２９Ｄの両面の溶接が同時に実施される。レール２６Ｂに沿った溶接で溶加材送給部３８Ｂから溶加材が送給されながら溶接が実施される。溶接は４本の溶接トーチ３７により同時に実施される。溶接トーチ制御装置３４から最初に溶接開始信号が溶接電源３５に送られるとアークが発生する。次に所定の遅れ時間後に溶加材送供給開始信号が溶加材送供装置３６に、トーチ移動開始信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。
【００４８】
４本の溶接トーチ３７はそれぞれ同一速度で移動する溶接トーチ駆動機構２８によりハンドル３とシース２９をタイロッド２側からブレード４の端部側に向けて移動する。ブレード４端部に溶接トーチ３７が到達する時間になった時点で、溶加材送給停止信号が溶加材送給装置３６に送られ、溶接トーチ移動停止信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。次に所定の遅れ時間後に溶接停止信号が溶接電源３５に送られて電極からのアークが停止する。
【００４９】
以上の操作により、タイロッド中心に対して互いに向かい合うシース２９ＢとシースＤの溶接が同時に完了する。溶接はシース２９Ｂとシース２９Ｄのそれぞれの両面に対して同時に実施されるためブレード４には角変形は発生しない。また、タイロッド２の中心に対しても熱源の移動が対称になるように実施されるため、溶接を実施したブレード４に直交するブレードにも変形は発生しない。
【００５０】
実施例２の方法では、溶接トーチ駆動機構２８が、互いに直交して連結されているレール２６Ａおよび２６Ｂ上を連続的に移動することが可能であり、さらに溶接トーチ駆動機構２８に溶接トーチ３７と溶加材送給部３８Ａおよび３８Ｂが設置されており、溶接トーチ３７と溶加材送給部３８Ａおよび３８Ｂは９０°回転が可能な構造となっているため、原子炉用制御棒１を回転することなく互いに直交するブレードの連続的溶接が可能である。
【００５１】
従って、実施例１に示す、最初の溶接が完了した後に溶接装置１６をタイロッドから離れる方向に移動させ、溶接装置支持台１３を鉛直方向上向きに移動させ、原子炉用制御棒１を９０°回転させた後、再び溶接装置支持台１３を鉛直方向下向きに移動させ、溶接装置１６を再度タイロッドに接触させる一連の作業を省くことができる。また、製造装置には原子炉用制御棒の回転機構が不要となり支持機構の構造を簡略化できる。
【実施例３】
【００５２】
本発明の原子炉用制御棒の製造装置の実施例３について説明する。実施例３の製造装置も実施例２と同様に、支持設置台８、支持具駆動装置９、支持アーム１０、支持接触部１１、および支持柱１２は実施例１に記載したものと同じであるが、回転機構を有していない。また、溶接装置１６上のレールの配置、溶接トーチ駆動機構２８上の溶加材送給部の配置が異なる。
【００５３】
図１３は実施例３の製造装置の溶接装置を示す模式図である。溶接装置１６上には溶接トーチ駆動機構２８を移動させるためのレール２６Ａとレール２６Ｂが直交して配置されている。また、溶接装置１６は４台あるためレールの総数は８台になる。８台のレールのそれぞれに溶接トーチ駆動機構２８が設置され、それぞれの溶接トーチ駆動機構２８に溶接トーチ３７と溶加材送給部３８が設置されている。したがって、溶接トーチ３７および溶加材送給部３８の総数も８台である。
【００５４】
実施例３の製造装置による製造方法では、シース２９Ａから２９Ｄまでの全ての面の溶接が同時に実施される。レール２６Ａおよびレール２６Ｂに沿って、溶加材送給部３８から溶加材が送給されながら溶接が実施される。溶接は８本のトーチ３７により同時に実施される。溶接トーチ制御装置３４から最初に溶接開始信号が溶接電源３５に送られるとアークが発生する。次に所定の遅れ時間後に溶加材送供給開始信号が溶加材送供装置３６に、トーチ移動開始信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。
【００５５】
８本の溶接トーチ３７はそれぞれ同一速度で移動する溶接トーチ駆動機構２８によりハンドルとシースの溶接部をタイロッド２側からブレード４の端部側に向けて移動する。ブレード４端部に溶接トーチ３７が到達する時間になった時点で、溶加材送給停止信号が溶加材送給装置３６に送られ、溶接トーチ移動停止信号が溶接トーチ駆動機構２８に送られる。次に所定の遅れ時間後に溶接停止信号が溶接電源３５に送られて電極からのアークが停止する。
【００５６】
以上の操作により、タイロッド中心に対して互いに向かい合うシース２９Ａとシース２９Ｃの溶接、およびシース２９Ｂとシース２９Ｄのすべての溶接が一度に完了する。溶接は全てのシースの両面に対して同時に実施されるためブレード４には角変形が発生しない。また、タイロッド２の中心に対しても熱源の移動が対称になるように実施されるため、溶接を実施したブレード４に直交するブレード４にも変形は発生しない。
【００５７】
実施例３の方法では、溶接装置上に互いに直交するレール２６Ａおよび２６Ｂが設置されていて、それぞれのレールを溶接トーチ駆動機構２８が同時に移動し、また溶接トーチ駆動機構２８には溶接トーチ３７と溶加材送給部３８が設置されており、４枚のブレードのシース両面の溶接が１回で完了できるという特徴がある。
【００５８】
従って、実施例１のように最初の溶接が完了した後に、溶接装置１６をタイロッドから離れる方向に移動させ、溶接装置支持台１３を鉛直方向上向きに移動させ、原子炉用制御棒１を９０°回転させ、溶接装置支持台１３を鉛直方向下向きに移動させ、溶接装置１６を再度タイロッドに接触させる一連の作業を省くことができる。また、製造装置には回転機構が不要となり支持機構の構造を簡略化できる。また、１回の溶接作業で製造が完了するため、溶接に要する時間を実施例２の１／２に短縮することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…原子炉用制御棒
２…タイロッド
３…ハンドル
４、４Ａ〜４Ｄ…ブレード
５…回転台
６…車輪
７…回転機構
８…支持具設置台
９…支持具駆動装置
１０…支持アーム
１１…支持接触部
１２…支持柱
１３…溶接装置設置台
１４…溶接装置駆動機構
１５…溶接装置アーム
１６…溶接装置
１７…溶接装置支持柱
１８…支持機構制御装置
２１…支持柱駆動装置
２２…支持柱駆動制御装置
２４…溶接装置駆動制御装置
２６…レール
２８…溶接トーチ駆動機構
２９、２９Ａ〜２９Ｄ…シース
３０…溶接部
３４…溶接トーチ制御装置
３５…溶接電源
３６…溶加材送給装置
３７…溶接トーチ
３８…溶加材送給部
Ｈ：制御棒支持装置
Ｗ：ハンドル・シース溶接機構
【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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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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