中國3D列印網11月26日訊，領先的核能和燃料組件供應商BWX Technologies（BWXT）與橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）共同宣布了一項新的增材製造技術的開發進展，該技術專門用於生產反應堆組件。
現在，該工藝適用於高溫合金和難熔金屬，這對於先進核反應堆的安全運行至關重要。通過提供3D列印此類組件的方法，可以快速部署這些組件，並具有增材製造的所有環境和設計優勢。
BWXT核服務集團總裁肯·坎普林（Ken Camplin）表示：「我們在BWXT擁有一支獨特的工程師和設計師團隊。他們的工作將使高級反應堆開發人員更容易向前邁進，應對許多這些設計固有的關鍵技術挑戰。」
BWXT列印的反應堆堆芯3D列印組件樣品。通過BWXT拍攝。
3D列印核組件
BWXT認為3D列印具有「行業變革」的潛力，因為它使工程師能夠設計組件而無需擔心常規製造的幾何約束。合作夥伴最近展示了該技術在3D列印鎳基超級合金和難熔金屬基合金中的能力，同時實現了複雜幾何形狀的組件級認證。
該公司最初於2018年對技術本身進行了驗證，當時該技術成功參加了美國能源部的先進核技術開發成本分攤計劃。現在，經過驗證的材料和零件可作為過去兩年技術進步的明顯標誌，為提供改進的熱性能，增加的安全裕度和耐事故質量的組件鋪平了道路。
優化且價格合理的核芯
根據BWXT的介紹，使用耐火金屬芯部件可以幫助使芯出口溫度達到2700°F（或1482°C），並且工廠的整體效率達到驚人的50％。該公司還表示，最近的材料開發確實可以通過對事故容忍的組件進行重新設計，對該國目前的現役反應堆團隊產生直接影響。
新技術還具有成本優勢。通過提高功率輸出和單個零件的使用壽命，整個系統在維護和修理方面的需求將減少。原型設計過程也應該更具成本效益，因為無需過多投入就可以即時進行設計迭代。
能源部先進反應堆示範計劃（ARDP）的提案中最近概述了該技術如何降低製造風險的細節。用能源部的話來說，ARDP據報導將「通過與美國工業界分擔成本的夥伴關係，加快先進反應堆的示範。通過迅速開發具有廣闊前景的先進反應堆，我們可以擴大獲得清潔能源的機會，並在失去關鍵基礎設施和供應鏈功能之前利用市場機會。」
Oak Ridge原型反應堆之一的3D列印組件。圖片來自Britanny Cramer / ORNL /美國能源部。
據中國3D列印網了解，作為其「轉型挑戰反應堆」（TCR）演示計劃的一部分，橡樹嶺還宣布，今年初使用DED技術開發了3D列印核反應堆堆芯。該實驗室已經改進了微反應器的設計，並建立了鑑定方法來確認3D列印組件的一致性和可靠性。
此外，普渡大學（Purdue University）最近還從能源部獲得了80萬美元的贈款，作為TCR的主要貢獻者。普渡大學的工程師將特別參與新型人工智慧模型的開發，以確保微反應器關鍵組件的核級質量。