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    正式安裝3D打印不銹鋼核燃料組件,瑞典Fors mark核電站已工業化應用

    2022-09-27 15:32:04 點擊數:

    核能服務和零部件供應商Framatome已在瑞典Vattenfall運營的Fors mark核電站內,完成了第一個3D打印不銹鋼燃料組件的安裝。

     

    Framatome的ATRIUM TM 11燃料設計,是當今市場上最先進的沸水反應堆燃料設計之一,可提高燃料利用率并為核運營商提供全面的保護措施。該公司還與德國的泵、閥門和相關系統供應商KS B SE & Co. KgaA合作,將3D打印的ATRIUM 11上拉格柵板安裝在Fors mark 3號機組中,用于長久的輻照計劃。

    Framatome燃料業務部高級執行副總裁Lionel Gaiffe表示:“使用3D打印技術制造的部件在完整性方面的進步,這對于生產安全、可靠的低碳能源,以及長期穩定運營具有革命性意義。我們感謝Vattenfall為取代傳統制造業,以及未來的創新和發展敞開大門。”

     

    歐洲核電對于3D打印部件的驗證計劃

     

    位于ATRIUM 11燃料組件頂部的上拉格柵板是非結構承重組件,可固定燃料棒,并防止較大的碎片從頂部進入燃料組件。上拉格柵板需要具備檢查的方便性,并且可以根據需要檢查樣品,以驗證這種新的制造工藝是否適合在反應器內使用。

    Vattenfall核燃料AB的Ella Ekeroth說:“燃料組件的安全運行是Vattenfall的關鍵,除了這一基本原則,我們對開發高效可靠的制造工藝貢獻,完全符合整個核工業的最大利益。這些創新的總體目標,是為了保持和進一步提高安全性,并實現在經濟上可行的長期運營。”

    在傳統的制造過程中,上拉格柵板是激光焊接的,使用沖壓的梳狀板,需要額外的制造步驟和操作員監督。通過3D打印技術簡化了制造過程,并增加了設計選項,以增強功能和提高性能。

    Framatome欲將3D打印引入核燃料的計劃始于2015年,重點是不銹鋼和鎳基合金燃料組件。2021 年,該公司與橡樹嶺國家實驗室(ORNL)合作開發的3D打印不銹鋼燃料組件通道緊固件,被裝載到美國商業BWR核電站。法國、德國和美國的Framatome燃料專家與全球客戶密切合作開發了這項技術。

     

    核反堆使用3D打印部件是一種趨勢

     

    早在2020年10月,為了延長美國核電站的壽命并加快新核電技術的開發,田納西河谷管理局(TVA)的法國燃料供應商Framatome委托美國橡樹嶺國家實驗室 (ORNL) ,在TVA位于阿拉巴馬州雅典的布朗斯費里(Browns Ferry)核電站2單元,制造了四個3D打印支架,并于2021年春季安裝,將3D打印用于核反應堆部件。

    由于通道緊固件具有簡單但非對稱的設計,因此被認為是3D打印的良好切入點。這些部件隨后由ORNL與TVA、Framatome和能源部核能辦公室多家機構,資助的轉型挑戰反應堆(TCR)計劃共同合作設計。

    ORNL的TCR項目主管Ben Betzler表示,在反應堆中使用3D打印組件是一個重要的里程碑,這表明在高度監管的環境中提供合格的組件是可能的。Framatome北美燃料研發經理John Strumpell稱,我們能夠部署創新技術并探索有利于核能行業的新興3D打印市場。該技術為設計和制造各種有助于,創造清潔能源的優化部件奠定了基礎。

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