美國用增材技術(shù)制造反應堆部件

來源：中核智庫

2019年5月7日，美國橡樹嶺國家實驗室舉行了“創(chuàng)新實驗室先進制造峰會”，會議聚焦3D打印技術(shù)，以更快的速度和更低的成本制造零部件。美國能源部長佩里參觀了3D打印技術(shù)制造的高科技部件，其中包括一個微型核反應堆的核心部件。

“變革性挑戰(zhàn)反應堆項目”負責人特拉尼表示，該項目旨在建造一個能夠為1000個家庭供電的微型反應堆，作為電力公司的示范堆，該反應堆無法用傳統(tǒng)方法制造。利用3D打印技術(shù)，技術(shù)人員不僅可以從一開始就將傳感器和其他設備嵌入到反應堆部件中，而且可以對部件進行監(jiān)控，以捕獲缺陷。

其實國內(nèi)早就在核能領域使用了3D打印技術(shù)，南極熊從中廣核獲悉，2016年，該公司“金屬3D打印應用于核電領域的關鍵技術(shù)研究”取得階段性成果，課題組利用選區(qū)激光熔化3D打印技術(shù)成功制造出核電站復雜流道儀表閥閥體，該部件的工程應用將實現(xiàn)金屬3D打印制造部件在核電領域應用“零”的突破。

本次試制的閥體長140毫米，寬76毫米，高56毫米。該項目采用SLM技術(shù)，利用激光逐層掃描固化金屬粉末，逐步堆疊出閥體外形及復雜的內(nèi)部流道，一次成型，節(jié)省了材料并提高了部件穩(wěn)定性，相比傳統(tǒng)工藝可縮短制造周期，并可滿足小批量快速生產(chǎn)，降低成本等的要求。

“相比于傳統(tǒng)設計制造技術(shù)對核電裝備由大到小的加工，3D打印技術(shù)則是反過來，從粉末開始加工。”一位核電工程師向第一財經(jīng)記者分析說，這使得核電裝備質(zhì)量變得更加可靠。

從中廣核獲悉，上述閥體的成功試制，將為中廣核后續(xù)建立核電金屬3D打印聯(lián)合研發(fā)中心奠定基礎。后續(xù)中廣核將繼續(xù)開展3D打印設計優(yōu)化、零件修復、材料與工藝研制、標準體系建立等相關的研究。

值得關注的是，中廣核此前對外發(fā)布，采用金屬3D打印技術(shù)研發(fā)制造出的壓縮空氣生產(chǎn)系統(tǒng)制冷機端蓋，已經(jīng)在大亞灣核電站實現(xiàn)工程示范應用。

除了中廣核之外，同為核電三大巨頭的中核集團，其自主研發(fā)的第三代核電技術(shù)的小型核反應堆壓力容器3D打印試件，也已經(jīng)通過了包括國家能源局中國核電發(fā)展中心、國核工程有限公司、哈爾濱工業(yè)大學、北京鋼鐵研究總院等單位13位專家的科研成果鑒定。