Framatome在瑞典的Forsmark核电站，安装了第一个3D打印核燃料组件

2022年9月26日，南极熊获悉，核能服务和零部件供应商Framatome已在瑞典Vattenfall运营的Forsmark核电站内，完成了第一个3D打印不锈钢燃料组件的安装。

△Framatome的3D打印不锈钢ATRIUM 11上拉格栅板，已用于瑞典Forsmark核电站

Framatome的ATRIUM TM 11燃料设计，是当今市场上最先进的沸水反应堆燃料设计之一，可提高燃料利用率并为核运营商提供全面的保护措施。该公司还与德国的泵、阀门和相关系统供应商KSB SE & Co. KgaA合作，将3D打印的ATRIUM 11上拉格栅板安装在Forsmark 3号机组中，用于长久的辐照计划。

Framatome燃料业务部高级执行副总裁Lionel Gaiffe表示：“使用3D打印技术制造的部件在完整性方面的进步，这对于生产安全、可靠的低碳能源，以及长期稳定运营具有革命性意义。我们感谢Vattenfall为取代传统制造业，以及未来的创新和发展敞开大门。”

△瑞典的Forsmark核电站

欧洲核电对于3D打印部件的验证计划
位于ATRIUM 11燃料组件顶部的上拉格栅板是非结构承重组件，可固定燃料棒，并防止较大的碎片从顶部进入燃料组件。上拉格栅板需要具备检查的方便性，并且可以根据需要检查样品，以验证这种新的制造工艺是否适合在反应器内使用。

Vattenfall核燃料AB的Ella Ekeroth说：“燃料组件的安全运行是Vattenfall的关键，除了这一基本原则，我们对开发高效可靠的制造工艺贡献，完全符合整个核工业的最大利益。这些创新的总体目标，是为了保持和进一步提高安全性，并实现在经济上可行的长期运营。”

在传统的制造过程中，上拉格栅板是激光焊接的，使用冲压的梳状板，需要额外的制造步骤和操作员监督。通过3D打印技术简化了制造过程，并增加了设计选项，以增强功能和提高性能。

Framatome欲将3D打印引入核燃料的计划始于2015年，重点是不锈钢和镍基合金燃料组件。2021 年，该公司与橡树岭国家实验室(ORNL)合作开发的3D打印不锈钢燃料组件通道紧固件，被装载到美国商业BWR核电站。法国、德国和美国的Framatome燃料专家与全球客户密切合作开发了这项技术。

△ORNL使用新型增材制造技术，为沸水反应堆燃料组件3D打印通道紧固件

核反堆使用3D打印部件是一种趋势
早在2020年10月，为了延长美国核电站的寿命并加快新核电技术的开发，田纳西河谷管理局（TVA）的法国燃料供应商Framatome委托美国橡树岭国家实验室 (ORNL) ，在TVA位于阿拉巴马州雅典的布朗斯费里（Browns Ferry）核电站2单元，制造了四个3D打印支架，并于2021年春季安装，将3D打印用于核反应堆部件。

由于通道紧固件具有简单但非对称的设计，因此被认为是3D打印的良好切入点。这些部件随后由ORNL与TVA、Framatome和能源部核能办公室多家机构，资助的转型挑战反应堆(TCR)计划共同合作设计。

ORNL的TCR项目主管Ben Betzler表示，在反应堆中使用3D打印组件是一个重要的里程碑，这表明在高度监管的环境中提供合格的组件是可能的。Framatome北美燃料研发经理John Strumpell称，我们能够部署创新技术并探索有利于核能行业的新兴3D打印市场。该技术为设计和制造各种有助于，创造清洁能源的优化部件奠定了基础。