導(dǎo)讀：美國核電公司西屋電氣公司（Westinghouse Electric Company）近年來通過采用增材制造（AM）技術(shù)，在核能領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。最新開發(fā)的過濾底部噴嘴被認(rèn)為是首創(chuàng)，其設(shè)計旨在提高燃料組件內(nèi)的碎片捕獲率和燃料耐用性，從而提升核反應(yīng)堆的安全性和運(yùn)行效率。

過濾底部噴嘴的創(chuàng)新應(yīng)用

西屋電氣公司成功開發(fā)了首創(chuàng)的過濾底部噴嘴，并將四個裝有新噴嘴的鉛測試組件運(yùn)送到阿拉巴馬電力公司的約瑟夫·M·法利核電站。該核電站由南方核電公司運(yùn)營，這些組件于2024年第一季度交付，旨在解決碎片磨損問題，這是壓水反應(yīng)堆（PWR）燃料組件泄漏的主要原因。

增材制造技術(shù)在這次創(chuàng)新中起到了關(guān)鍵作用。通過增強(qiáng)設(shè)計自由度，AM技術(shù)顯著改善了碎片過濾，有效減少了進(jìn)入反應(yīng)堆的碎片直徑。在測試中，增材制造的部件對碎片的抵抗力顯著提高了30%。

南方核電總裁Pete Sena表示：“過去十年，南方核電在開發(fā)和實(shí)施提高燃料彈性的新技術(shù)方面一直處于行業(yè)領(lǐng)先地位。現(xiàn)有的核電站是我國清潔能源供應(yīng)的支柱，我們目前正在對核燃料進(jìn)行創(chuàng)新，使其更加堅固，以便在未來幾十年提供更安全、更實(shí)惠、更可靠的無碳清潔核電?！?br />
西屋核燃料總裁塔里克·喬霍（Tarik Choho）表示：“我們的增材制造技術(shù)使我們能夠?qū)崿F(xiàn)突破性的性能，并為我們的客戶帶來立竿見影的積極影響。這項針對壓水反應(yīng)堆的重大技術(shù)創(chuàng)新降低了燃料棒因碎片堆積而泄漏的風(fēng)險，增強(qiáng)了客戶運(yùn)營的安全性和效率?！?br />
增材制造在核能領(lǐng)域的歷史

西屋電氣公司在核工業(yè)中利用增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)尖端解決方案的領(lǐng)導(dǎo)地位由來已久。自2015年首次開展增材制造核部件材料輻照研究以來，西屋電氣公司一直積極推動核工業(yè)的增材制造研究。2020年，西屋在商用反應(yīng)堆中安裝了首個安全相關(guān)的增材制造部件——套管封堵裝置。2024年，西屋公司為VVER-440燃料生產(chǎn)了第1,000個增材制造部件。

在美國能源部（DoE）的資助下，西屋電氣還研究了具有成本效益的核部件3D打印方法，包括粉末床聚變和直接能量沉積。該計劃不僅解決了成本問題，還研究了中子輻射對輕水反應(yīng)堆AM生產(chǎn)的鋯合金的影響。

2022年，西屋電氣瑞典分部在斯堪的納維亞半島各地的核電站安裝了世界上第一臺3D打印核燃料碎片過濾器，名為StrongHold AM過濾器。這些過濾器與芬蘭公司Teollisuuden Voima Oyj（TVO）和瑞典OKG合作設(shè)計，已獲準(zhǔn)用于最終用途，并集成到芬蘭奧爾基洛托核電站2號機(jī)組和瑞典奧斯卡港核電站3號機(jī)組中。

增材制造與核能領(lǐng)域的交叉

增材制造正在通過快速成型、定制組件生產(chǎn)和核應(yīng)用專用材料開發(fā)來改變核能行業(yè)。它增強(qiáng)了供應(yīng)鏈彈性，減少了浪費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核設(shè)備的經(jīng)濟(jì)高效的維護(hù)和維修，所有這些都符合嚴(yán)格的安全性和可靠性監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。

西屋電氣公司的這一里程碑表明了其在核工業(yè)中利用增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)尖端解決方案的領(lǐng)導(dǎo)地位。未來，西屋計劃進(jìn)一步拓展增材制造的應(yīng)用范圍，開發(fā)更多創(chuàng)新的解決方案，以進(jìn)一步提升核反應(yīng)堆的安全性和效率。

導(dǎo)讀：美國核電公司西屋電氣公司（Westinghouse Electric Company）近年來通過采用增材制造（AM）技術(shù)，在核能領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。最新開發(fā)的過濾底部噴嘴被認(rèn)為是首創(chuàng)，其設(shè)計旨在提高燃料組件內(nèi)的碎片捕獲率和燃料耐用性，從而提升核反應(yīng)堆的安全性和運(yùn)行效率。

過濾底部噴嘴的創(chuàng)新應(yīng)用

西屋電氣公司成功開發(fā)了首創(chuàng)的過濾底部噴嘴，并將四個裝有新噴嘴的鉛測試組件運(yùn)送到阿拉巴馬電力公司的約瑟夫·M·法利核電站。該核電站由南方核電公司運(yùn)營，這些組件于2024年第一季度交付，旨在解決碎片磨損問題，這是壓水反應(yīng)堆（PWR）燃料組件泄漏的主要原因。

增材制造技術(shù)在這次創(chuàng)新中起到了關(guān)鍵作用。通過增強(qiáng)設(shè)計自由度，AM技術(shù)顯著改善了碎片過濾，有效減少了進(jìn)入反應(yīng)堆的碎片直徑。在測試中，增材制造的部件對碎片的抵抗力顯著提高了30%。

南方核電總裁Pete Sena表示：“過去十年，南方核電在開發(fā)和實(shí)施提高燃料彈性的新技術(shù)方面一直處于行業(yè)領(lǐng)先地位。現(xiàn)有的核電站是我國清潔能源供應(yīng)的支柱，我們目前正在對核燃料進(jìn)行創(chuàng)新，使其更加堅固，以便在未來幾十年提供更安全、更實(shí)惠、更可靠的無碳清潔核電?！?br />
西屋核燃料總裁塔里克·喬霍（Tarik Choho）表示：“我們的增材制造技術(shù)使我們能夠?qū)崿F(xiàn)突破性的性能，并為我們的客戶帶來立竿見影的積極影響。這項針對壓水反應(yīng)堆的重大技術(shù)創(chuàng)新降低了燃料棒因碎片堆積而泄漏的風(fēng)險，增強(qiáng)了客戶運(yùn)營的安全性和效率?！?br />
增材制造在核能領(lǐng)域的歷史

西屋電氣公司在核工業(yè)中利用增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)尖端解決方案的領(lǐng)導(dǎo)地位由來已久。自2015年首次開展增材制造核部件材料輻照研究以來，西屋電氣公司一直積極推動核工業(yè)的增材制造研究。2020年，西屋在商用反應(yīng)堆中安裝了首個安全相關(guān)的增材制造部件——套管封堵裝置。2024年，西屋公司為VVER-440燃料生產(chǎn)了第1,000個增材制造部件。

在美國能源部（DoE）的資助下，西屋電氣還研究了具有成本效益的核部件3D打印方法，包括粉末床聚變和直接能量沉積。該計劃不僅解決了成本問題，還研究了中子輻射對輕水反應(yīng)堆AM生產(chǎn)的鋯合金的影響。

2022年，西屋電氣瑞典分部在斯堪的納維亞半島各地的核電站安裝了世界上第一臺3D打印核燃料碎片過濾器，名為StrongHold AM過濾器。這些過濾器與芬蘭公司Teollisuuden Voima Oyj（TVO）和瑞典OKG合作設(shè)計，已獲準(zhǔn)用于最終用途，并集成到芬蘭奧爾基洛托核電站2號機(jī)組和瑞典奧斯卡港核電站3號機(jī)組中。

增材制造與核能領(lǐng)域的交叉

增材制造正在通過快速成型、定制組件生產(chǎn)和核應(yīng)用專用材料開發(fā)來改變核能行業(yè)。它增強(qiáng)了供應(yīng)鏈彈性，減少了浪費(fèi)，并實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核設(shè)備的經(jīng)濟(jì)高效的維護(hù)和維修，所有這些都符合嚴(yán)格的安全性和可靠性監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。

西屋電氣公司的這一里程碑表明了其在核工業(yè)中利用增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)尖端解決方案的領(lǐng)導(dǎo)地位。未來，西屋計劃進(jìn)一步拓展增材制造的應(yīng)用范圍，開發(fā)更多創(chuàng)新的解決方案，以進(jìn)一步提升核反應(yīng)堆的安全性和效率。