(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサで保持された複数本の燃料棒が流通間隙を介在して上部タイプレートと下部タイプレートとの間に格子状に併立されているとともに当該燃料棒の併立によって燃料要素内の冷却材流路が形成されている構成と、下部タイプレートを貫通して開口するための横向スリットがその下部タイプレートに設けられている構成と、下方から供給される冷却材の混入異物を除去してその冷却材を冷却材流路へ流入させるための異物捕捉用フィルタが下部タイプレートの横向スリットに装填されている構成と、その横向スリットに装填された異物捕捉用フィルタの第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と下部タイプレートの第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とが互いに隣接している構成と、第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部との間に上位側ギャップと下位側ギャップとが介在している構成とを備えた沸騰水型原子炉燃料集合体について、
第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部とこれに隣接する第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接により封着する方法において、
上位側ギャップや下位側ギャップの長手方向中央部位の間隙寸法を最大０．２ｍｍの範囲内に設定すること、および、上位側ギャップや下位側ギャップの長手方向両端部位の端部長さが１０〜２０ｍｍの範囲内にあるところの間隙寸法を上記長手方向中央部位のそれよりも小さな寸法に設定すること、および、溶接の際の入熱量を２０〜５０Ｗｓに設定すること、および、溶接ビードの溶け込み深さを０．３〜１．５ｍｍに設定すること、および、溶接ビードの幅を１．０〜３．０ｍｍに設定することを特徴とする沸騰水型原子炉燃料集合体における異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項２】
ステンレス鋼またはステンレス鋳鋼製の異物捕捉用フィルタがステンレス鋳鋼製下部タイプレートの横向スリットに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異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項３】
第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部を基準とした場合、ここからの第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部の落ち込み段差を０ｍｍの面一状態から最大０．２ｍｍまでの寸法に設定する請求項１または２に記載した沸騰水型原子炉燃料集合体における異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項４】
第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接で封着するのに先行して、これら溶接対面部相互を予め複数箇所スポット溶接する請求項１〜３のいずれかに記載した沸騰水型原子炉燃料集合体における異物捕捉用フィルタのシール溶接方法。
【請求項５】
第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とをレーザ溶接でシール溶接して封着する請求項１〜４のいずれかに記載した沸騰水型原子炉燃料集合体における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１】
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、上部タイプレート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、これが原因で燃料棒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。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いる。前記特許文献１の発明では図１の（Ａ）（Ｂ）から理解されるとおり、原子炉燃料集合体１の下部タイプレート１Ｂに横向スリット１ｆを貫設し、これに異物捕捉用フィルタ１ｇを装填し、この異物捕捉用フィルタ１ｇの第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉと、これに隣接する第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋ（横向スリット１ｆを有する下部タイプレート１Ｂの側面にあり）とをシール溶接で封着する。
【０００５】
この際用いられる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、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。この従来技術で明らかなとおり、第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉと第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋとのシール溶接で形成された溶接ビード３によって下部タイプレート横向スリット１ｆ内の異物捕捉用フィルタ１ｇを固定する方法は知られているが、当該従来手段は、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、満足すべき溶接結果が実現されるに至らず、以下のような難点を指摘できる内容となってる。
【０００６】
すなわち難点として指摘できる事項は以下のとおりである。第１には上記シール溶接部近傍に生じたりする組織変化や折出物である。このため耐食性が劣化するケースが認められている。第２にはシール溶接の完了により下部タイプレート１Ｂの外形寸法・平面度・対称度などチャンネルボックス２との嵌め合い関連寸法に変化が生じたり溶接ビードの盛り上がりが大になったりすることである。これが原因でチャンネルボックス２とのクリアランスｇが厳格な規制寸法よりも減少してしまい、チャンネルボックス２自体の装着が不能になることもある。第３にはシール溶接に際しての溶着状態が不完全なことである。このため、かな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。
【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じる問題を解消する上でどのようなシール溶接方法を行えばよいかを検討したものであり、下記(01)〜(07)のようなことを目的とするものである。
(01) 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。かくて本発明では、上記諸条件の規正により耐食性劣化を解消するとともに過熱にともな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、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解決する。
(02)  下部タイプレートをステンレス鋳鋼製とし、異物捕捉用フィルタをステンレス鋼またはステンレス鋳鋼製とすることで、前記の目的をより確実に達成する。
(03) 異物捕捉用フィルタの第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部を下部タイプレートの第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部よりも最大０．２ｍｍの段差をもって落ち込み状態にすることで溶接ビードの隆出を高い信頼性で回避できるようにし、チャンネルボックスとのクリアランスを高い精度で規定寸法にする。
(04) 第１スリット周辺溶接対面部・第２スリット周辺溶接対面部と第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部との間の上位側ギャップ・下位側ギャップの間隙を最大０．２ｍｍ以内に設定することで、原子炉燃料集合体の荷重による溶接部（溶接ビードを含む）の変形をその弾性域内で吸収できるようにし、かくて下部タイプレートの強度上における健全性をより高い信頼性で保証する。
(05) 上位側ギャップや下位側ギャップの間隙を０．２ｍｍ以内に設定する際、そのギャップ長手方向両端部位の端部長さが１０〜２０ｍｍの範囲内にあるところの間隙寸法を上記の間隙よりも小寸法に形成する。これは、異物捕捉用フィルタが横向スリット内で傾斜してギャップ長手方向に沿う間隙が不均一となり、かつ、シール溶接時の施工性が不良となるのを是正して、より均一なシール溶接を保証する。
(06) 上記のシール溶接を行う前、第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とを予め複数箇所スポット溶接し、かくて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、シール溶接の施工性をより向上させる。
(07) 上記のシール溶接手段としてＦｉｇ溶接でなくレーザ溶接を採択することで入熱量を抑制可能にし、溶接ビードの溶け込み深さを得るようにする。こうした場合は耐食性を損なわず、局所的な入熱のため除熱も素早くなり、かつ、熱変形や残留応力の発生も解消できる。かくて、溶接による熱ひずみや残留応力を熱処理により除去するという後処理工程が不要になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために下記(11)〜(15)の課題解決手段を特徴とするものである。すなわち、
(11) 本発明は、
スペーサで保持された複数本の燃料棒が流通間隙を介在して上部タイプレートと下部タイプレートとの間に格子状に併立されているとともに当該燃料棒の併立によって燃料要素内の冷却材流路が形成されている構成と、下部タイプレートを貫通して開口するための横向スリットがその下部タイプレートに設けられている構成と、下方から供給される冷却材の混入異物を除去してその冷却材を冷却材流路へ流入させるための異物捕捉用フィルタが下部タイプレートの横向スリットに装填されている構成と、その横向スリットに装填された異物捕捉用フィルタの第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と下部タイプレートの第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とが互いに隣接している構成と、第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部との間に上位側ギャップと下位側ギャップとが介在している構成とを備えた沸騰水型原子炉燃料集合体について、
第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部とこれに隣接する第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接により封着する方法において、
上位側ギャップや下位側ギャップの長手方向中央部位の間隙寸法を最大０．２ｍｍの範囲内に設定すること、および、上位側ギャップや下位側ギャップの長手方向両端部位の端部長さが１０〜２０ｍｍの範囲内にあるところの間隙寸法を上記長手方向中央部位のそれよりも小さな寸法に設定すること、および、溶接の際の入熱量を２０〜５０Ｗｓに設定すること、および、溶接ビードの溶け込み深さを０．３〜１．５ｍｍに設定すること、および、溶接ビードの幅を１．０〜３．０ｍｍに設定することを特徴とするものである。
(12) 本発明は、また、上記(11)に記載した方法において、
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ステンレス鋳鋼製下部タイプレートの横向スリットに装填されていることを特徴とするものである。
(13) 本発明は、また、上記(11)または(12)に記載した方法において、
第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部を基準とした場合、ここからの第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部の落ち込み段差を０ｍｍの面一状態から最大０．２ｍｍまでの寸法に設定することを特徴とするものである。
(14) 本発明は、また、上記(11)〜(13)のいずれかに記載した方法において、
第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とをシール溶接で封着するのに先行して、これら溶接対面部相互を予め複数箇所スポット溶接することを特徴とするものである。
(15) 本発明は、さらに、上記(11)〜(14)のいずれかに記載した方法において、
第１フィルタシール溶接対面部・第２フィルタシール溶接対面部と第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部とをレーザ溶接でシール溶接して封着することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明方法すなわち沸騰水型原子炉燃料集合体における異物捕捉用フィルタのシール溶接方法について、その実施形態を添付の図面に基づき説明する。
【００１０】
既述の原子炉燃料集合体１は、図１と図７を参照してつぎのようなものである。横向スリット１ｆは、下部タイプレート１Ｂをその前側面から後側面へと貫通するように設けられている。横向スリット１ｆには、下方から供給される冷却材Ｗの混入異物を除去してその冷却材Ｗを冷却材流路１ｅへ流入させるための異物捕捉用フィルタ１ｇが装填されている。横向スリット１ｆに装填された異物捕捉用フィルタ１ｇの第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉと下部タイプレート１Ｂの第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋとは互いに隣接している。このフィルタ装填後、互いに隣接するそれぞれの溶接対面部相互が従来どおり溶接によって封着される。
【００１１】
本発明方法は上記のようなシール溶接を実施する際の溶接条件として、その入熱量と溶接ビードＢの溶け込み深さＬと溶接ビードＢの溶接ビードの幅Ｈについて、これらの数値を特定する。そのうちで入熱量は２０〜５０Ｗｓの範囲内で制御する。つぎの溶接ビードＢの溶け込み深さＬについていうと、これはシール溶接を行った際に形成される開示例のとき、図１（Ｃ）から理解できるように縦断面が三角形状をした溶接ビードＢの奥行きをいう。この溶接ビードＢの溶け込み深さＬを０．３〜１．５ｍｍに規正する。さらに溶接ビードの幅Ｈは、これを１．０〜３．０ｍｍの範囲内で特定する。図１（Ｃ）の実施態様では、第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉが第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋから突出せず略平滑状態となるように異物捕捉用フィルタ１ｇが下部タイプレート１Ｂの横向スリット１ｆに装填されている。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。
【００１２】
本発明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で上記の特定溶接条件を確認したものである。この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の不完全による溶接部の強度不足がないことも確認することができた。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ることが実機の燃料使用による実験で確認できた。
【００１３】
本発明は、また、上記シール溶接の対象材質を特定したものである。横向スリット１ｆのある下部タイプレート１Ｂの材質としてはステンレス鋼が採択される。横向スリット１ｆに装填される異物捕捉用フィルタ１ｇはステンレス鋼またはステンレス鋳鋼で形成される。その他の金属素材を用いても同様の効果が発揮できるが、上記のような金属素材を選定することで前記の効果が理想的に発揮できる。
【００１４】
さらに本発明は、第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋと第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉとを図１（Ｃ）のような面一のフラット状態にするのでなく、図２のように第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉが没入状態となるように異物捕捉用フィルタ１ｇを下部タイプレート１Ｂの横向スリット１ｆに装填する。この際、第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋからの第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉの落ち込み段差Ｄを０ｍｍとなる面一状態から最大０．２ｍｍまでの寸法に設定する。このようにしてシール溶接するときの溶接ビードＢは、落ち込み段差Ｄがあるため、溶接の際に相対的に高位の第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋから相対的に低位の低い第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉへ傾斜状態となって形成される。したがってこのようにしてシール溶接するときは、溶接ビードＢが下部タイプレート１Ｂの溶接面（第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋ）から突出することがなく、チャンネルボックス２を被せて嵌める際に支障を来すような溶接ビードＢの盛り上りを阻止することができる。この際、落ち込み段差Ｄを０．２ｍｍよりも過大とすれば溶接不良が生じ、溶け込量も過少となって強度不足になる。これを補うために溶け込み量を増大させることは、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する。
【００１５】
本発明の実施状態について図３のシール溶接箇所の縦断面部分を参照するとき、下部タイプレート１Ｂの溶接面における第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋと、異物捕捉用フィルタ１ｇの第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉとの間に介在する上位側ギャップ１ｒや下位側ギャップ１ｓの間隙寸法Ｇは、できるだけ上下均等に形成するのが望ましい。本発明では間隙寸法Ｇについて多数の実験を行った結果、最大０．２ｍｍの範囲内に設定さるべきであることを確認するに至った。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から原子炉燃料集合体１の全重量（約３００ｋｇ程度）を支持するものとなる。したがって横向スリット１ｆで貫通された下部タイプレート１Ｂの第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋは軸方向の圧縮荷重を受ける箇所となる。この箇所は横向スリット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。このような場合、上位側ギャップ１ｒや下位側ギャップ１ｓの間隙寸法Ｇを最大０．２ｍｍ以下に設定すると、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の変形で吸収することができ、下部タイプレート１Ｂの強度健全性が損なわれることはない。
【００１６】
原子炉燃料集合体１について実際に行った荷重試験の結果を図６に示す。より詳しくいうと、図６の（ａ）は下部タイプレート１Ｂに横向スリット１ｆを貫通形成していない場合の荷重に対する変位量を示し、図６の（ｂ）は下部タイプレート１Ｂに横向スリット１ｆを貫通形成したが、その横向スリット１ｆに異物捕捉用フィルタ１ｇを装填していない場合の荷重に対する変位量を示し、図６の（ｃ）は図６の（ｂ）で横向スリット１ｆに異物捕捉用フィルタ１ｇをシール溶接した場合の荷重に対する変位量を示し、さらに図６の横線（ｄ）は燃料操作における想定最大荷重を示す。図６で知ることができるように、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位を有し、かつ、荷重試験後の寸法変化が認められないから、横線（ｄ）の想定最大荷重に対し弾性域内の変化であったことを示すと認められる。よって本発明方法によるシール溶接後の原子炉燃料集合体１の下部タイプレート１Ｂについて、その操作上予想される荷重に対し、充分な健全性を有することが確認された。
【００１７】
上記における上位側ギャップ１ｒや下位側ギャップ１ｓの間隙寸法Ｇについては、図４に明示されているとおり、単にその間隙寸法Ｇを最大０．２ｍｍの範囲内に設定するのでなく、それぞれギャップ長手方向中央部位Ｃの間隙寸法Ｇを最大０．２ｍｍ内に設定し、かつ、ギャップ長手方向両端部位Ｅにおける端部長さＦが１０〜２０ｍｍの範囲内の間隙寸法Ｇを上記長手方向中央部位Ｃのそれよりも小さな寸法に設定する。このシール溶接の実施では、異物捕捉用フィルタ１ｇを下部タイプレート１Ｂの横向スリット１ｆに装填することで上位側ギャップ１ｒ・下位側ギャップ１ｓが形成されるが、その装填の仕方いかんで両ギャップ１ｒ・１ｓの間隙寸法Ｇが不均一になったりする。このような場合、上記のように長手方向両端部位Ｅの端部長さＦが１０〜２０ｍｍの範囲内では、ここの間隙寸法Ｇを長手中央部Ｃの間隙寸法Ｇよりも小寸法にする。このようにするときは、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に装填されることがなく、上位側ギャップ１ｒ・下位側ギャップ１ｓの間隙寸法Ｇを何れも均一に保つことができ、望ましいシール溶接を保証することができる。
【００１８】
図５（Ｂ）から理解される本発明の実施形態はつぎようなものである。下部タイプレート１Ｂに開口形成された横向スリット１ｆに異物捕捉用フィルタ１ｇ装填されたとき、既述の第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉと既述の第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋとが上下に隣接する。本発明方法のこの実施形態では、第１フィルタシール溶接対面部１ｈ・第２フィルタシール溶接対面部１ｉと第１スリット周辺シール溶接対面部１ｊ・第２スリット周辺シール溶接対面部１ｋとの複数箇所に予めスポット溶接Ｓを施し、これが完了後に上記シール溶接を行うものである。これについて、当初からシール溶接を実施する従来法の場合は、そのシール溶接作業が上位側ギャップ１ｒ・下位側ギャップ１ｓの一端側から他端側に向けて開始されるため、当該溶接の進行につれ、これから溶接しようとする側の各ギャップ１ｒ・１ｓの間隔が広がり、均一条件下でのシール溶接を保証することが困難となる。本発明によるときは、上記の間隙寸法Ｇを均一間隔に保持する目的で予めスポット溶接Ｓを数点実施し、上位側ギャップ１ｒ・下位側ギャップ１ｓの不本意な片寄りを未然に抑えるから、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。
【００１９】
本発明では、また、上記シール溶接の実施に際し、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。これは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が望ましいのである。したがって本発明のこの実施形態によるときは、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。加えてこれは局所的な入熱となるため除熱も素早く、熱変形や残留応力を生じさせる可能性も少ない。したがってシール溶接施工時の熱ひずみや残留応力を除去するために必要な別途の熱処理も、レーザ溶接では、このような加重的熱処理を行わずにすむ。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の沸騰水型原子炉燃料集合体における異物捕捉用フィルタのシール溶接方法は下記(21)〜(26)のような効果を有する。
(21)  この種のシール溶接条件として、溶接の際の入熱量を２０〜５０Ｗｓ、溶接ビードの溶け込み深さを０．３〜１．５ｍｍ、溶接ビード幅を１．０〜３．０ｍｍのように設定したので、シール溶接の際、溶接部近傍での組織変化や折出物が生じて耐食性が悪化するとか、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かいうことが解消される。したがってチャンネルボックスを被せて嵌めることが困難となったり、その正規なクリアランスの保持が不能となったり、溶着不完全で強度が低下したりという問題についても、これを高い信頼性をもって解消することができる。
(22) 下部タイプレートをステンレス鋳鋼製、異物捕捉用フィルタをステンレス鋼またはステンレス鋳鋼製としたので、上記の効果についての保証をより確実なものにすることができる。
(23) 異物捕捉用フィルタの第１スリット周辺シール溶接対面部・第２スリット周辺シール溶接対面部を最大０．２ｍｍの段差で下部タイプレートの側面から落とし込み状態にしたから、溶接ビードの隆出をより確実に阻止することができ、上記各効果の信頼性を保証することができる。
(24) 横向スリットとこれに装填された異物捕捉用フィルタとの間にある上位側ギャップや下位側ギャップについて、これらの間隙寸法を最大０．２ｍｍ以内としたので、溶接ビードを含む溶接部が原子炉燃料集合体による荷重を受けてもその変形を弾性域内で吸収することができ、下部タイプレートに横向スリットが貫通形成されても強度上の健全性を保つことができる。したがって上述するところの信頼性がより高いものになる。
(25) 上位側ギャップや下位側ギャップの長手方向両端部位の端部長さが１０〜２０ｍｍの範囲内にあるところの間隙寸法を、その長手方向中央部位の間隙寸法よりも小寸法にしたので、異物捕捉用フィルタが不本意に傾くことがなくなり、所望の間隙寸法を保持することができる。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、上記の効果についてより高い信頼性を期待することができる。
(26) 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溶接途上で変化することなく均一なシール溶接の実施が容易となり、その施工性と品質保証の点で上記の効果をより確実なものとすることができる。
(27) レーザ溶接法でシール溶接を実施するので、溶接対象の耐食性を損うことがないとともに、入熱が局所的で除熱も素早いから、溶接による熱ひずみや残留応力を別途の熱処理で除去するという面倒な工程も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明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の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）は下部タイプレートを横断して横向スリットを示した上面図、（Ｃ）は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】本発明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要部横断側面図である。
【図３】本発明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要部縦断正面図である。
【図４】本発明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要部縦断正面図である。
【図５】（Ａ）は本発明シール溶接方法を実施するために用られ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および下部フィルタ板の斜視図、（Ｂ）は横向スリットに装填後の異物捕捉用フィルタを下部タイプレートにスポット溶接した正面図である。
【図６】沸騰水型原子炉燃料集合体の荷重に対する各種下部タイプレートの変位量および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た図表である。
【図７】沸騰水型原子炉燃料集合体の一部を切り欠いて略示した縦断面図である。
【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
１ｒ 上位側ギャップ
１ｓ 下位側ギャップ
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
Ｅ    長手方向両端部位
Ｆ    端部長さ
Ｇ    間隙寸法
Ｈ    溶接ビードの幅
Ｌ    溶け込み深さ
Ｓ    スポット溶接
Ｗ    冷却材
【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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