西屋电气成功采用3D打印技术生产1000个VVER-440燃料流量板

2024年3月23日，南极熊获悉，西屋电气(Westinghouse)公司最近制造出第1000块用于VVER-440反应堆燃料的3D打印燃料流板，实现了一个重要的里程碑。

△通过增材制造生产的燃料组件部件

批量生产的核电3D打印关键主件

这些流动板被认为是有史以来第一个进入批量生产的安全相关增材制造组件，并安装在 VVER-440燃料组件中。该设计利用了增材制造的设计，重新设计了组件的底部，据说可以提供更强大的性能。这些板材已经入围2024年TCT工业产品应用奖的决赛。

西屋电气首席技术官兼研发与创新执行副总裁Lou Martínez Sancho表示：“这一成就展示了增材制造从原型设计到大规模生产的发展，为我们的客户创造了有形的价值。同时，这标志着西屋电气在增材制造技术领域取得的又一项开创性成就，致力于加强安全、效率、可持续性和能源安全。”

△西屋电气3D打印的顶针堵塞装置

VVER反应堆是水-水能反应堆，缩写为WWER或VVER。这是一系列压水反应堆设计，最初是由前苏联吉德罗普雷斯公司（OKB Gidropress）开发的。VVER反应堆最初是在20世纪70年代之前开发的，并不断得到更新。因此，VVER这个名称与从第一代反应堆到现代第三代+反应堆设计的各种反应堆设计相关联。VVER-440型V230是最常见的设计，可提供440兆瓦的电力。去年9月，西屋公司向乌克兰国有核电公司Energoatom交付了第一批重装VVER-440燃料组件。

核反应堆的典型设计特点是分层安全屏障，防止放射性物质外泄。VVER反应堆有三层：燃料棒，氧化铀烧结陶瓷燃料颗粒周围的密封锆合金（Zircaloy）包层提供了一个耐高温和高压的屏障。

西屋公司在核工业领域实施3D打印技术，以降低成本、缩短交付周期，并继续在能源生产领域提供领先解决方案，这一技术的里程碑是它们成功制造了第1000个3D打印的VVER燃料部件。

2015年，该公司首次进行了对3D打印核部件的材料辐照研究。2020年，西屋公司在运行中的商用反应堆中安装了首个与安全相关的3D打印制造的组件，即顶针封堵装置。

△2020年，西屋为商业核反应堆安装的第一个增材制造组件

3D打印技术与核电领域

增材制造在核领域的应用比其它行业要慢一些，但近年来也出现了一些值得注意的时刻。例如，2017年，西门子成为第一家在核电站完成3D打印部件商业安装的公司。2020年早些时候，瑞典3D打印公司Additive Composite和Add North 3D发布了一种新型碳化硼复合丝，适用于核工业辐射屏蔽应用。

在核能行业，快速成型技术在生产复杂部件和原型方面发挥着至关重要的作用。随着全球重新认识到核能是一种更清洁、更高效的能源生产解决方案，整个核能行业都在加大对3D打印技术的应用，而该技术正是应对当前和未来诸多挑战的理想技术之一。3D打印技术可用于制造原型和主流生产，从而简化流程，提高运营效率。