西屋公司将在2018年安装首个3D打印的反应堆部件

3D打印技术正在越来越多地贯穿整个电力行业，核能是一个重要的发展领域。继续这一趋势，商用核反应堆中首款3D打印燃料组件将在2018年秋季安装。西屋公司将是实现这一3D打印的里程碑的公司，目前在美国能源部的支持下正在研究各种不同的增材制造过程。据南极熊了解，我国压在2016年底，中国核动力研究设计院与南方增材科技有限公司合作，通过自主研发的重型金属构件电熔增材制造（3D打印）技术成功制造出了ACP100反应堆压力容器筒体试件。

西屋公司目前正计划在商业核反应堆中安装由AM 316L不锈钢和非AM 304制成的顶针堵塞装置。斯洛文尼亚的Krsko核电站最近安装了一个3D打印部件，西门子公司用一种3D打印技术制造了替代一个过时的防火泵。GE Hitachi在这方面也一直很活跃，领导一个项目，将旧部件换成3D打印替代品，以保持工厂运转。

西屋公司正计划使用3D打印技术，不仅要取代过时的元件设计，还要为下一代核电站的反应堆生产原型和燃料部件。目前正在尝试使用AM铸造模具生产安全相关的铸件，包括更换大型支架和电动机轴承座。研究希望证明3D打印过程可以用来减少许多铸件的成本和生产时间，包括阀体和管道的连接部分。3D打印方法的灵活性也使得设计人员能够制造出更复杂的铸件，这在传统的砂型铸造中是不可能的。

能源部对西屋公司的支持可以追溯到去年，当时美国能源部向西屋公司拨款800万美元，用于几个重点推进创新技术的研发项目，其中包括为期三年的核原料粉末床融合增材制造工艺。2017年7月，美国能源部再次向西屋公司拨出83万美元的联邦资金，用于研究通过轻水反应堆（LWR）增材制造工艺生产的锆合金的中子辐射效应。

根据西屋公司先进制造专家Clint Armstrong的说法，3D打印技术可以将替换反应器部件的制造成本降低一半。他说：“对于某些替代铸件，使用目前AM铸造模具和相关的铸造工艺的成本估算，这些成本和交货时间减少估计看来仍然是合适的。”阻止AM更广泛实施的主要障碍是这些工艺所使用的许多材料缺乏性能数据。“合格AM材料的主要挑战是基于原料材料的材料性能和总体部件质量的可变性，AM工艺参数和零件几何形状......为了解决这个问题，大多数用户正在打印多个零件进行破坏性测试，以及多个带有生产零件的测试样品。”他说。

为了加快速度，让3D打印革命在核工业中获得一些动力，西屋目前正在与电力研究院（EPRI）、橡树岭国家实验室的制造演示设施、田纳西大学和劳斯莱斯大学合作，开发“在线监测和集成计算材料工程过程”，以减少AM的鉴定过程。美国核管理委员会（NRC）的官员最近还与来自行业和研究界的核电AM支持者会面，讨论标准化程序，并计划于11月下旬在华盛顿举行为期两天的研讨会。

来源：贤集网  
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