西屋電氣成功采用3D打印技術生產1000個VVER-440燃料流量板

2024年3月23日，南極熊獲悉，西屋電氣(Westinghouse)公司最近制造出第1000塊用于VVER-440反應堆燃料的3D打印燃料流板，實現(xiàn)了一個重要的里程碑。

△通過增材制造生產的燃料組件部件

批量生產的核電3D打印關鍵主件

這些流動板被認為是有史以來第一個進入批量生產的安全相關增材制造組件，并安裝在 VVER-440燃料組件中。該設計利用了增材制造的設計，重新設計了組件的底部，據說可以提供更強大的性能。這些板材已經入圍2024年TCT工業(yè)產品應用獎的決賽。

西屋電氣首席技術官兼研發(fā)與創(chuàng)新執(zhí)行副總裁Lou Martínez Sancho表示：“這一成就展示了增材制造從原型設計到大規(guī)模生產的發(fā)展，為我們的客戶創(chuàng)造了有形的價值。同時，這標志著西屋電氣在增材制造技術領域取得的又一項開創(chuàng)性成就，致力于加強安全、效率、可持續(xù)性和能源安全。”

△西屋電氣3D打印的頂針堵塞裝置

VVER反應堆是水-水能反應堆，縮寫為WWER或VVER。這是一系列壓水反應堆設計，最初是由前蘇聯(lián)吉德羅普雷斯公司（OKB Gidropress）開發(fā)的。VVER反應堆最初是在20世紀70年代之前開發(fā)的，并不斷得到更新。因此，VVER這個名稱與從第一代反應堆到現(xiàn)代第三代+反應堆設計的各種反應堆設計相關聯(lián)。VVER-440型V230是最常見的設計，可提供440兆瓦的電力。去年9月，西屋公司向烏克蘭國有核電公司Energoatom交付了第一批重裝VVER-440燃料組件。

核反應堆的典型設計特點是分層安全屏障，防止放射性物質外泄。VVER反應堆有三層：燃料棒，氧化鈾燒結陶瓷燃料顆粒周圍的密封鋯合金（Zircaloy）包層提供了一個耐高溫和高壓的屏障。

西屋公司在核工業(yè)領域實施3D打印技術，以降低成本、縮短交付周期，并繼續(xù)在能源生產領域提供領先解決方案，這一技術的里程碑是它們成功制造了第1000個3D打印的VVER燃料部件。

2015年，該公司首次進行了對3D打印核部件的材料輻照研究。2020年，西屋公司在運行中的商用反應堆中安裝了首個與安全相關的3D打印制造的組件，即頂針封堵裝置。

△2020年，西屋為商業(yè)核反應堆安裝的第一個增材制造組件

3D打印技術與核電領域

增材制造在核領域的應用比其它行業(yè)要慢一些，但近年來也出現(xiàn)了一些值得注意的時刻。例如，2017年，西門子成為第一家在核電站完成3D打印部件商業(yè)安裝的公司。2020年早些時候，瑞典3D打印公司Additive Composite和Add North 3D發(fā)布了一種新型碳化硼復合絲，適用于核工業(yè)輻射屏蔽應用。

在核能行業(yè)，快速成型技術在生產復雜部件和原型方面發(fā)揮著至關重要的作用。隨著全球重新認識到核能是一種更清潔、更高效的能源生產解決方案，整個核能行業(yè)都在加大對3D打印技術的應用，而該技術正是應對當前和未來諸多挑戰(zhàn)的理想技術之一。3D打印技術可用于制造原型和主流生產，從而簡化流程，提高運營效率。