(57)【要約】【課題】原子炉燃料集合体内へ冷却材中の異物進入を阻止するため、下部タイプレートに装填の異物捕捉用フィルタをシール溶接する方法で、その溶接条件を改善して、耐食性劣化と外形寸法の変化と溶接不完全による強度の低下を阻止する。【解決手段】原子炉燃料集合体１の下部タイプレート１Ｂ側面に貫設した横向スリット１ｆに、異物捕捉用フィルタ１ｇを装填し、その第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉと、下部タイプレート１Ｂの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋとを溶接する。この際の入熱量を２０〜５０Ｗｓ、溶接ビードＢの溶け込み深長Ｌは０．３〜１．５ｍｍで幅長Ｈは１．０〜３．０ｍｍと設定することで、腐食したり変形によりチャンネルボックスの被嵌不能とか、最大荷重に耐えられなくなるといった問題を解消する。【選択図】　　　　図１
2004117190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸騰水型原子炉燃料集合体の上部プレートと下部タイプレートの間には、スペーサにより保持された複数本の燃料棒が、所定の流通間隙だけ離間して格子状に併立されることで燃料要素内の冷却材流路が形成され、前記下部タイプレートに貫設の横向スリットには、下方から供給される冷却材が、その混入異物を除去して上記の冷却材流路へ流入するよう形成された異物捕捉用フィルタが装填され、当該異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部と、これに隣装されて前記横向スリットが開口する下部タイプレートの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接にて封着するに際し、当該溶接条件として、その入熱量は２０〜５０Ｗｓとし、溶接ビードの溶け込み深長は０．３〜１．５ｍｍに、そして当該溶接ビードの幅長は１．０〜３．０ｍｍとなるように夫々設定したことを特徴とする沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項２】
ステンレス鋳鋼製の下部タイプレートに貫設の横向スリットには、ステンレス鋼またはステンレス鋳鋼製の異物捕捉用フィルタが装填されている請求項１に記載した沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項３】
下部タイプレートにおける第１、第２スリット周辺シール溶接対面部からの異物捕捉用フィルタにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部の落ち込み段差長を、０の面一状態から最大０．２ｍｍまでの寸法に設定するようにした請求項１または請求項２記載の沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項４】
下部タイプレートにおける第１、第２スリット周辺溶接対面部と、異物捕捉用フィルタにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部との間に離間形成した上位側ギャップと下位側ギャップの間隙長が、最大０．２ｍｍの範囲内にあって設定されるようにした請求項１〜３に記載の沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項５】
下部タイプレートにおける第１、第２スリット周辺溶接対面部と、異物捕捉用フィルタにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部との間に離間形成した上位側ギャップと下位側ギャップの間隙長につき、夫々の長手方向中央部位にあっては最大０．２ｍｍの範囲内に設定されると共に、上記長手方向両端部位における端部長１０〜２０ｍｍの範囲内にあっては、前記長手方向中央部位の間隙長よりも小さな寸法に設定するようにした請求項１〜４に記載の沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項６】
異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部と、これに隣装して横向スリットが開口する下部タイプレートの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接にて封着するに先行して、上記第１、第２フィルタシール溶接対面部と第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とを、所望複数箇所にあって予めスポット溶接するようにした請求項１〜５に記載の沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項７】
異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部と、これに隣装して横向スリットが開口する下部タイプレートの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接にて封着するに際し、当該シール溶接をレーザ溶接により実施するようにした請求項１〜６に記載の沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は沸騰水型原子炉燃料集合体にあって、その下位側から流入して燃料棒を冷却するための循環冷却材中に混入している金属小片等等の異物を、当該原子炉燃料集合体の下部タイプレート内において捕捉してしまい、燃料棒等とスペーサとによる燃料要素内の冷却材流路まで、冷却材等と共に流入してしまった当該異物によるフレッテングなどの原因により、当該燃料棒が損傷することを防止するため、上記下部タイプレートに設けられた横向スリットに装填された異物捕捉用フィルタを取着するために供して好適なシール溶接方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】特開２００２−６２３９２公報
【０００３】
既知の通り沸騰水型原子炉燃料集合体１（以下原子炉燃料集合体と称す）は、上部プレート１Ａと下部タイプレート１Ｂとの間に、９×９とか１０×１０本等の格子状に流通間隙Ａだけ離間して配列された燃料棒１ａおよび水管１ｂである燃料要素１ｃを、複数のスペーサ１ｄにより弾持状態にて併立することで、下部タイプレート１Ｂから上向きに流入する冷却材Ｗが、上記燃料要素１ｃ内の冷却材流路１ｅへ流入して循環することになる。
さらに上記原子炉燃料集合体１の上位からは正方筒状のチャンネルボックス２を被嵌した後、これを上部プレート１Ａの上面にあって、図示されていないチャンネルファスナにより固定し、このことによりチャンネルボックス２の下端側部２ａは、下部タイプレート１Ｂの側面を所定長のクリアランスｇだけ離間して包囲することとなり、このようにしてチャンネルボックス２を被装した後に、原子炉内に装荷されることとなる。
【０００４】
しかしながら、近年原子炉内における異物が原子炉燃料集合体１内の冷却材流路１ｅに流入してしまい、これが原因となって燃料棒１ａの被嵌管に貫通孔が生ずるといった燃料破損の例が報告されているに至っている。
このため上記の如き異物流入の防止策に係る提案が既になされており、前掲特開２００２−６２３９２によるときは図１の（Ａ）（Ｂ）によって理解される通り、前説の原子炉燃料集合体１における下部タイプレート１Ｂには横向スリット１ｆを貫設し、これに異物捕捉用フィルタ１ｇを先ず装填し、この異物捕捉用フィルタ１ｇに形成された一対である第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉと、これに隣装されることになる前記横向スリット１ｆの開口された下部タイプレート１Ｂにおける側面の第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋとをシール溶接にて封着するのである。
【０００５】
そして、この際用いられる上記の異物捕捉用フィルタ１ｇとしては、図１（Ａ）と図５（Ａ）に例示されているように、側面視コ字状に形成されて多数の円形である冷却材通孔１ｍを開口した上部フィルタ板１ｎと、これに嵌合され長孔による冷却材通孔１ｐを列設した下部フィルタ板１ｑを一体として、前記の横向スリット１ｆに嵌装自在としたもの等を採択することができる。
このように従来技術として上記の如く下部タイプレート１Ｂの横向スリット１ｆに嵌装した異物捕捉用フィルタ１ｇを、第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉと第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋとがシール溶接手段により形成された溶接ビード３にて固設する方法自体については知られているが、当該従来手段にあっては、単に一般的な溶接手法に基づいて、これを実施しているだけであるため、充分満足すべき溶接結果が実現されるに至らず、以下の如き難点を指摘できる内容となってる。
【０００６】
すなわち当該難点として指摘できる事項は以下の通りである。
まず第１に上記したシール溶接部近傍にあって組織変化が生じたり折出物の生ずることがあり、このため耐食性が劣化してしまうケースが認められている。
さらに第２にはシール溶接の完了により下部タイプ１Ｂの外形寸法とか平面度、そして対称度など、チャンネルボックス２との前記した嵌装に関連する寸法が変化したり、溶接ビードの盛り上がりが大となってチャンネルボックス２とのクリアランスｇが、厳しく規制されている寸法よりも減少してしまったり、さらにはチャンネルボックス２自体の被嵌装着が不能となってしまうこともある。
また第３としてシール溶接に際しての溶着状態が不完全であり、このため可成りの荷重を受けることに対する溶接部の強度不足が問題視されることもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の如きシール溶接方法の実施により生ずることとなる各種の欠陥につき着目し、当該欠陥を解消するためにはどのようなシール溶接方法を行えばよいかにつき精度検討したもので、請求項１に係る下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法によるときは、その溶接条件を規正して、その際の入熱量を２０〜５０Ｗｓとなし、しかも溶接ビードの溶け込み深長を０．３〜１．５ｍｍ、さらには当該溶接ビードの幅長を１．０〜３．０ｍｍとなるよう制御するようにしている。
かくして当該発明では、上記諸条件の規正により前記第１の耐食性劣化の欠陥を解消すると共に、前記第２の過熱に伴う外形寸法の変化や溶接ビードの隆出に基づくチャンネルボックスとのクリアランスの減少問題を回避可能とし、さらに前記第３に記載したシール溶接に際しての溶着不完全に基づく強度の不本意な低下の問題をも一挙に解決しようとするのが、その目的である。
【０００８】
次に請求項２ないし請求項７は何れも、上記した請求項１の実施態様項であって、まず請求項２にあっては請求項１における下部タイプレートと異物捕捉用フィルタの材質を、夫々ステンレス鋳鋼製とステンレス鋼またはステンレス鋳鋼製とすることで、前記請求項１の目的をより確実に達成しようとしている。
そして請求項３にあっては、下部タイプレートの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部よりも異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部を最大０．２ｍｍだけの段差長をもって落ち込み状態に配装することで、請求項１の目的である溶接ビードの隆出を高い信頼性をもって回避可能となし、チャンネルボックスとの前掲クリアランスを高い精度で規定寸法に確保できるようにしている。
【０００９】
又請求項４によるときは、上記した下部タイプレートの第１、第２スリット周辺溶接対面部と、異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部との間に形成する上位側ギャップと下位側ギャップの間隙長につき、これを最大０．２ｍｍ以内にて設定することで、原子炉燃料集合体による荷重を受けても、溶接ビードを含む溶接部の変形を、その弾性域内で吸収できるようにし、かくして下部タイプレートの強度上における健全性につき、より高い信頼性を保証しようとしている。
【００１０】
そして請求項５では、上記した請求項４と同様に前掲上位側ギャップと下位側ギャップの間隙長を０．２ｍｍ以内に設定するが、この際上位側ギャップと下位側ギャップの長手方法両端部位における端部長１０〜２０ｍｍの範囲内では、上記の間隙長よりも小寸法に形成することで、異物捕捉用フィルタが横向スリット内にあって不本意な傾斜状態となり、このことで間隙長が長手方向に対して不均一となってしまい、シール溶接時の施工性が不良となることを是正し、より均一なシール溶接を保証しようとしている。
【００１１】
さらに請求項６の場合には、上記請求項５によるシール溶接を行う以前にあって、予め第１、第２フィルタシール溶接対面部と第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とを所望複数箇所でスポット溶接し、かくて前記した上位側ギャップと下位側ギャップの不本意な不均一化（片寄り）を抑え得るようにし、シール溶接の施工性を、より向上しようとしている。
【００１２】
そして請求項７によるときは、上記請求項１ないし請求項６の実施に際し当該シール溶接手段として、Ｆｉｇ溶接法ではなしにレーザ溶接法を採択することにより、入熱量を抑制可能として溶接ビードの溶け込み深長が得られ、かつ耐食性を損なうことなく、しかも局所的な入熱のため除熱も素早く、熱変形や残留応力を生じさせてしまうことも解消できるようにし、このことで溶接による熱ひずみとか残留応力を熱処理により除去するといった後処理工程の実施を不要にしようとしている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１にあっては、上記の目的を達成するため沸騰水型原子炉燃料集合体の上部プレートと下部タイプレートの間には、スペーサにより保持された複数本の燃料棒が、所定の流通間隙だけ離間して格子状に併立されることで燃料要素内の冷却材流路が形成され、前記下部タイプレートに貫設の横向スリットには、下方から供給される冷却材が、その混入異物を除去して上記の冷却材流路へ流入するよう形成された異物捕捉用フィルタが装填され、当該異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部と、これに隣装されて前記横向スリットが開口する下部タイプレートの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接にて封着するに際し、当該溶接条件として、その入熱量は２０〜５０Ｗｓとし、溶接ビードの溶け込み深長は０．３〜１．５ｍｍに、そして当該溶接ビードの幅長は１．０〜３．０ｍｍとなるように夫々設定したことを特徴とする沸騰水型原子炉燃料集合体における下部タイプレートの横向スリットに装填した異物捕捉用フィルタのシール溶接方法を提供しようとしている。
【００１４】
請求項２では上記の請求項１において、ステンレス鋳鋼製の下部タイプレートに貫設の横向スリットには、ステンレス鋼またはステンレス鋳鋼製の異物捕捉用フィルタが装填されていることを、その内容としており、そして請求項３にあっては、上記の請求項１または請求項２において、下部タイプレートにおける第１、第２スリット周辺シール溶接対面部からの異物捕捉用フィルタにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部の落ち込み段差長を、０の面一状態から最大０．２ｍｍまでの寸法に設定するようにしたことをその内容としている。
【００１５】
請求項４では請求項１ないし請求項３において、下部タイプレートにおける第１、第２スリット周辺溶接対面部と、異物捕捉用フィルタにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部との間に離間形成した上位側ギャップと下位側ギャップの間隙長が、最大０．２ｍｍの範囲内にあって設定されるようにしている。
【００１６】
また請求項５の場合には請求項１ないし請求項４において、下部タイプレートにおける第１、第２スリット周辺溶接対面部と、異物捕捉用フィルタにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部との間に離間形成した上位側ギャップと下位側ギャップの間隙長につき、夫々の長手方向中央部位にあっては最大０．２ｍｍの範囲内に設定されると共に、上記長手方向両端部位における端部長１０〜２０ｍｍの範囲内にあっては、前記長手方向中央部位の間隙長よりも小さな寸法に設定するようにしている。
【００１７】
請求項６にあっては請求項１ないし請求項５において、異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部と、これに隣装して横向スリットが開口する下部タイプレートの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接にて封着するに先行して、上記第１、第２フィルタシール溶接対面部と第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とを、所望複数箇所にあって予めスポット溶接するようにしたことを内容とし、さらに請求項７では請求項１ないし請求項６において、異物捕捉用フィルタの第１、第２フィルタシール溶接対面部と、これに隣装して横向スリットが開口する下部タイプレートの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接にて封着するに際し、当該シール溶接をレーザ溶接により実施するようにしている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明につき図面を参照して以下説示すると、図１、図７を参照して既説した通り、原子炉燃料集合体１の下部タイプレート１Ｂにあってその前側面から後側面に貫設した横向スリット１ｆには、下方から供給される冷却材Ｗが、その混入異物を除去して、前記した冷却材流路１ｅへ流入するよう形成された異物捕捉用フィルタ１ｇを装填した後、この異物捕捉用フィルタ１ｇにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉと、これに隣装されて横向スリット１ｆが開口する下部タイプレート１Ｂの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋとを、従来通りシール溶接によって封着することになる。
【００１９】
そこで、上記の如きシール溶接を実施するに際し、請求項１にあっては溶接条件として、その入熱量と溶接ビードＢの溶け込み深長Ｄおよび同溶接ビードＢの溶接ビードの幅長Ｈにつき、これらの数値を特定するのである。
まず入熱量については２０〜５０Ｗｓの範囲内にて制御し、次いで溶接ビードＢの溶け込み深長Ｄとは、図１（Ｃ）により理解される通りシール溶接を行った際に形成される開示例では縦断面が三角形状である溶接ビードＢの奥行き長さを示しており、これを０．３〜１．５ｍｍに規正するのである。
そして第３の条件である前記溶接ビードの幅長Ｈとしては、これを１．０〜３．０ｍｍの範囲内で特定するのであり、図１（Ｃ）にあっては下部タイプレート１Ｂの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋから異物捕捉用フィルタ１ｇの第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉが突出することなしに、略平滑状態となるよう装填された実施態様が開示され、しかもこの際溶接ビードＢも外側へ突出することなく平滑状態に形成されている。
【００２０】
請求項１によるときは、数多くの各種実験例に基づく検討の結果を精査することにより、上記の如き特定溶接条件を確認し得たもので、上記三条件を満足させることにより、溶接ビードを含む溶接部分の耐食性が損なわれることなく、しかも溶接前後における特に下位タイプレート１Ｂの寸法変化により、チャンネルボックス２の被嵌が困難または不可能となってしまうといった問題が解消され、もちろんシール溶接が不完全となって溶接部の強度が不足するといったことの絶無も確認することができた。
しかも燃料操作時の最大荷重に対しても充分な強度を保有させ得ることが、実機の燃料使用による実験より確認し得た。
【００２１】
次に請求項２にあっては、上記の請求項１においてシール溶接の対象材質を特定したもので、その一方である横向スリット１ｆを貫設した下部タイプレート１Ｂの材質には、ステンレス鋼を採択すると共に、横向スリット１ｆに装填の異物捕捉用フィルタ１ｇには、ステンレス鋼またはステンレス鋳鋼によって形成するのである。
もちろんその他の金属素材を用いても、同様の効果を発揮することが可能であるが、上記の如き金属素材を選定することで、請求項１につき前記の効果を理想的に発揮し得ることになる。
【００２２】
請求項３については、前記請求項１と請求項２において実施し得ることとなるが、ここでは図２によって理解される通り前掲図１（Ｃ）の場合のように、第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋと、第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉとが面一のフラット状態となっているのでなく、当該第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉの方が没入状態となる位置に装填するのである。
そして、この際第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋからの第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉの落ち込み段差長Ｄを、０となる面一状態から最大０．２ｍｍまでの寸法に設定するのである。
【００２３】
このようにしてシール溶接を行うようにすれば、上記の落ち込み段差長Ｄの存在により溶接ビードＢは、第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋから、溶接に際し高さの低い第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉのの方へ傾斜状態となって形成されることから、下部タイプレート１Ｂの溶接面である第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋから突出してしまうことを効果的に抑制し得ることとなり、前記した如くチャンネルボックス２の被嵌に支障を来すような溶接ビードＢの盛り上りを、完全に阻止することができる。もちろん、この際上記の落ち込み段差長Ｄを前掲０．２ｍｍよりも過大とすれば、溶接不良が生ずると共に、溶け込量も過少となって強度不足に陥ることとなるだけでなく、これを補うために溶け込み量を増大させようとすれば、それ自体入熱量を上げることになることから耐食性が劣化してしまうことになる。
【００２４】
さて請求項４にあっては、前記の請求項１ないし請求項３に係る実施状態を示しているが、シール溶接箇所における縦断部分正面図である図３において、まず下部タイプレート１Ｂの溶接面における第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋと、異物捕捉用フィルタ１ｇにおける第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉとの間にあって離間形成される上位側ギャップ１ｒと下位側ギャップ１ｓの間隙長Ｇは、もちろん可及的に上下均等に形成されるようにすることが望ましい。そして本発明では当該間隙長Ｇの寸法について、多数の実験を行った結果、最大０．２ｍｍの範囲内にあって設定さるべきことを確認し得るに至った。
【００２５】
すなわち、下部タイプレート１Ｂは原子炉燃料集合体１の最下位に配設される部材である。従って当該原子炉燃料集合体１の全重量である約３００ｋｇ程度を支持しているのであり、このため横向スリット１ｆの貫通された下部タイプレート１Ｂにおける第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋは、軸方向圧縮加工を受ける箇所となり、横向スリット１ｆの加工によって、スリット加工残部の面荷重が増大することとなる。
このようなことから、請求項４では前記した上位側ギャップ１ｒと下位側ギャップ１ｓの間隙長Ｇを最大０．２ｍｍ以下に設定することで、シール溶接による溶接ビードを含む溶接部の変形を、弾性域内における変形によって吸収することが可能となり、このことにより下部タイプレート１Ｂの強度健全性を損なわないようにすることが可能となる。
【００２６】
ここで図６の図表は実際に行った荷重試験の結果を示しており、同図における（ａ）は横向スリット１ｆなどを貫設しない原子炉燃料集合体１における荷重に対する変位量を示し、（ｂ）は横向スリット１ｆを貫設したが、異物捕捉用フィルタ１ｇを装填していない下部タイプレート１Ｂの同上荷重に対する変位量であり、さらに（ｃ）は（ｂ）の横向スリット１ｆに異物捕捉用フィルタ１ｇをシール溶接した場合の同じく荷重に対する変位量を示しており、そして同図の横線（ｄ）は前記した燃料操作における想定最大荷重を示している。
この図表により知られている通り上記（ａ）（ｂ）（ｃ）における下部タイプレート１Ｂは、何れも荷重に対して線形の変移を有しており、かつ荷重試験後の寸法変化も認められなかったことから、横線（ｄ）で示した想定最大荷重に対して弾性域内の変化であったことを示していると認められる。よって本発明に係る方法により得られたシール溶接後における原子炉燃料集合体１の下部タイプレート１Ｂに関し、その操作において予想される荷重に対し、充分な健全性を保有し得ることが確認された。
【００２７】
次に請求項５では、上記した請求項１ないし請求項４において、図４によって明示されている通り、請求項４の如く単に前掲間隙長Ｇを最大０．２ｍｍ範囲内に設定するだけでなく、上位側ギャップ１ｒと下位側ギャップ１ｓの間隙長Ｇにつき、夫々その長手方向中央部Ｃにあっては最大０．２ｍｍ内に設定されるものの、長手方向両端部位Ｅにおける端部長Ｆとして１０〜２０ｍｍの範囲内にあっては、上記の間隙長Ｇよりも小さな寸法に設定しておくようにするのである。
【００２８】
すなわちシール溶接方法を実施するために、異物捕捉用フィルタ１ｇを横向スリット１ｆに装填することで、前記の上位側ギャップ１ｒと下位側ギャップ１ｓが形成されるが、当該装填セットの仕方によっては、当該両ギャップ１ｒ、１ｓの間隙長Ｇが不均一となってしまうことがある。
そこで上記の如く請求項５では、このような問題に着眼して従来の欠陥を回避すべく、長手方向両端部位Ｅの端部長Ｆを１０〜２０ｍｍの範囲内にあって、これを長手中央部Ｃの間隙長Ｇより小寸法に形成するのである。この結果、異物捕捉用フィルタ１ｇが大きく傾斜した状態で横向スリット１ｆに装填されてしまうことなく、上位側ギャップ１ｒと下位側ギャップ１ｓの間隙長Ｇは何れも均一に保つことが可能となり、望ましいシール溶接を保証することができる。
【００２９】
さらに請求項６にあっては、上記の請求項１ないし請求項５において、図５（Ｂ）によって理解される通り、既述の如く異物捕捉用フィルタ１ｇの第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉと、これに上下配置で隣装された横向スリット１ｆが開口している下部タイプレート１Ｂの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋとを、上述の如くシール溶接によって封着するのに先行して、第１、第２フィルタシール溶接対面部１ｈ、１ｉと第１、第２スリット周辺シール溶接対面部１ｊ、１ｋとを、所望複数箇所にあって予めスポット溶接Ｓを施し、これが完了後に同上シール溶接を行うようにするのである。
【００３０】
すなわち、当初からシール溶接を実施するようにした従来法では、当該シール溶接が、上位側ギャップ１ｒ、下位側ギャップ１ｓにおける一端側から溶接作業が他端側へ向け開始されることから、当該溶接の進行につれて、これから溶接しようとする側の同上各ギャップ１ｒ、１ｓが離間拡張されてしまうことになり、均一条件下のシール溶接の保証が困難となることがある。
従って当該発明によるときは最初に、上記の間隙長Ｇを所望の均一間隔に保持する目的を持って、上記のスポット溶接Ｓを数点実施しておくのであり、これにより上位側ギャップ１ｒと下位側ギャップ１ｓの不本意な片寄りを未然に抑えることができ、この結果望ましいシール溶接の施工を容易に実施することが可能となる。
【００３１】
そして請求項７では、これまた上記した請求項１ないし請求項６の実施に際し、当該シール溶接をＴｉｇ溶接でなくレーザ溶接により実施するようにしている。
もちろんＴｉｇ溶接法によっても実施可能であるが、少ない入熱量によって充分な溶け込み量の得られるレーザ溶接法の採択が望ましく、従ってこれによるときは入熱量を最小限に抑制して、必要な溶け込み量を保証でき、かつ耐食性を損することなしにシール溶接を行うことができる。
それだけでなく、局所的な入熱となるため除熱をも素早く、熱変形や残留応力を生じさせる可能性も少なくなり、従ってシール溶接施工による熱ひずみや残留応力については、もちろん別途熱処理を行うことにより除去することが必要となるが、レーザ溶接によるときは、このような加重的熱処理を行わずにすむこととなる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る原子炉燃料集合体のシール溶接方法は、以上のようにして実施し得るものであるから、請求項１によるときは、この種のシール溶接条件として入熱量が２０〜５０Ｗｓ、溶接ビードの溶け込み深長は０．３〜１．５ｍｍ、そして溶接ビード幅長を１．０〜３．０ｍｍに設定するようにしたので、シール溶接を行っても溶接部近傍で組織変化および折出物が生じ耐食性が悪化してしまうことも、過熱による下部タイプレートの外形寸法変化とか、溶接ビードの隆出といったことが解消され、チャンネルボックスの被嵌が困難となったり、その正規なクリアランスの保持が不能となったり、溶着不完全による強度低下といった問題についても、これを、極めて高い信頼性を持って解消することができる。
【００３３】
請求項２では、上記下部タイプレートと異物捕捉用フィルタの素材に、夫々ステンレス鋳鋼と、ステンレス鋼またはステンレス鋳鋼を選定したので、請求項１の効果についての保証を、より確実なものとすることができ、さらに請求項３によるときは、下部タイプレートの側面から異物捕捉用フィルタの第１、第２スリット周辺シール溶接対面部を最大０．２ｍｍの段差長をもって落とし込み状態としたことから、溶接ビードの隆出をより確実に阻止でき、前記した請求項１、２の効果につき、その信頼性を保証することができる。
【００３４】
次に請求項４によるときは、さらに横向スリットとこれに装填した異物捕捉用フィルタとにより形成された上位側ギャップと下位側ギャップの間隙長を、最大０．２ｍｍ以内としたので、原子炉燃料集合体による荷重を受けても、溶接ビードを含む溶接部の変形を、その弾性域内で吸収でき、下部タイプレートに横向スリットを貫設しても強度上の健全性を保有することが可能となり、請求項１ないし請求項３にあって、夫々の信頼性をより高いものとすることができる。
そして請求項５では、上記請求項４にあって上位側ギャップと下位側ギャップの長手方向両端部位における１０〜２０ｍｍの端部長範囲内で、前掲最大０．２ｍｍ以内の間隙長よりも小寸法としたので、これにより異物捕捉用フィルタが不本意に傾動してしまうことなしに所望の間隙長が保持可能となり、このため均一な溶接ビードによるシール溶接を保証でき、請求項１ないし請求項４の効果につき、より高い信頼性を期待することができる。
【００３５】
さらに請求項６によるときは、前記のシール溶接に先行してスポット溶接により数箇所を固定し、その後にシール溶接を実施するようにしたので、最初からシール溶接する場合に比し、上位側ギャップと下位側ギャップが当該溶接途上にあって変化してしまうことなく均一なシール溶接を行うことが容易となり、その施工性と品質保証の点で、請求項１ないし請求項５の効果を、より確実なものとすることができる。
また請求項７によるときはこれまでの請求項１ないし請求項６を施工するに際し、レーザ溶接法によりシール溶接を実施するようにしたので、このような溶接対象に対し耐食性を損う心配から解放されると共に、入熱が局所的となって除熱も素早いことから、溶接による熱ひずみとか残留応力を、別途行うことになる熱処理によって除去するといった面倒な工程の実施を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本願請求項１に係るシール溶接方法を実施するため、沸騰水型原子炉燃料集合体の下部タイプレートに貫設した横向スリットに異物捕捉用フィルタを装入しようとする状態を示した斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の横向スリットにあって下部タイプレートを横断して示した上面図、（Ｃ）は上記横向スリットに異物捕捉用フィルタを装入した状態の横断部分拡大正面図である。
【図２】請求項３に係る当該シール溶接方法を実施するため、下部タイプレートの横向スリットに異物捕捉用フィルタを装入した状態を示す横断部分拡大側面図である。
【図３】請求項４に係るシール溶接方法を実施するため、下部タイプレートの横向スリットに異物捕捉用フィルタを装填して、部分的に溶接ビードを形成した状態の縦断正面図である。
【図４】請求項５に係る溶接方法を実施するため、下部タイプレートの横向スリットに異物捕捉用フィルタを装填して、部分的に溶接ビードを形成した状態の縦断正面図である。
【図５】（Ａ）は請求項６に係る溶接方法を実施するため用いる異物捕捉用フィルタの一例を分解して示した上部フィルタ板と下部フィルタ板との斜視図で、（Ｂ）は当該異物捕捉用フィルタを下部タイプレートの横向スリットに装填した後、当該異物捕捉用フィルタを下部タイプレートに対してスポット溶接した際の正面図である。
【図６】（ａ）は現行の下部タイプレート、（ｂ）は下部タイプレートに横向スリットを貫設したが、異物捕捉用フィルタを装填していない状態の下部タイプレート、そして（ｃ）は当該異物捕捉用フィルタを装填状態にてシール溶接済の下部タイプレートに係る夫々沸騰水型原子炉燃料集合体の荷重に対する変位量を示した図表であり、図中（ｄ）は同上沸騰水型原子炉燃料集合体操作時における最大荷重を示している。
【図７】沸騰水型原子炉燃料集合体の一部を切欠して示した縦断面略示図である。
【符号の説明】
１　　沸騰水型原子炉燃料集合体
１Ａ　上部タイプレート
１Ｂ　下部タイプレート
１ａ　燃料棒
１ｄ　スペーサ
１ｅ　冷却材流路
１ｆ　横向スリット
１ｇ　異物捕捉用フィルタ
１ｈ　第１フィルタシール溶接対面部
１ｉ　第２フィルタシール溶接対面部
１ｊ　第１スリット周辺シール溶接対面部
１ｋ　第２スリット周辺シール溶接対面部
Ａ　流通間隙
Ｂ　溶接ビード
Ｃ　長手方向中央部位
Ｄ　落ち込み段差長
Ｅ　長手方向両端部位
Ｆ　端部長
Ｇ　間隙長
Ｈ　溶接ビードの幅長
Ｌ　溶け込み深長
Ｓ　スポット溶接
Ｗ　冷却材
【図１】
2004117190.tif 000003
【図２】
2004117190.tif 000004
【図３】
2004117190.tif 000005
【図４】
2004117190.tif 000006
【図５】
2004117190.tif 000007
【図６】
2004117190.tif 000008
【図７】
2004117190.tif 000009