Четыре первых в своем роде напечатанных на 3D-принтере крепежных элемента канала топливной сборки были установлены и в настоящее время находятся в обычных условиях эксплуатации на втором энергоблоке АЭС “Браунс Ферри” (“Browns Ferry”) компании Tennessee Valley Authority (TVA) в Алабаме. Компоненты были изготовлены в демонстрационном производственном центре Министерства энергетики США (DOE) в Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL).
Крепления канала фиксируют топливный канал к топливной сборке. Традиционно они изготавливаются из литья и требуют точной механической обработки.
Компоненты, установленные на втором энергоблоке АЭС “Браунс Ферри”, были напечатаны в ORNL с использованием технологии аддитивного производства - также известной как 3D-печать, при которой материал наносится слоями по разработанной компьютером модели, образуя точные формы без необходимости последующей резьбы или механической обработки.
"Прямолинейная, хотя и несимметричная геометрия канальных крепежей хорошо подошла для первого в истории применения аддитивного производства для использования в ядерном реакторе", - заявили в ORNL.
Детали были установлены на топливные сборки кипящего реактора Atrium 10XM на предприятии Framatome по производству ядерного топлива в Ричленде, штат Вашингтон. Они были установлены на втором энергоблоке АЭС “Browns Ferry” во время планового останова, который закончился 22 апреля. Крепежные элементы будут находиться в реакторе в течение шести лет с регулярными проверками в течение этого периода.
3D-печатные компоненты были разработаны в сотрудничестве с TVA, Framatome и программой Transformational Challenge Reactor (TCR), финансируемой Управлением по ядерной энергии Министерства энергетики США и базирующейся в ORNL.
Программа TCR была запущена в 2019 году с целью разработки, производства и эксплуатации демонстрационного микрореактора аддитивного производства к 2023 году. В настоящее время программа нацелена на дальнейшее совершенствование и демонстрацию готовой для промышленности технологии, основанной на передовом производстве, искусственном интеллекте, интегрированном зондировании и развертывании цифровой платформы для обоснованной сертификации компонентов.
"Развертывание 3D-печатных компонентов в реакторе - это большая веха", - сказал Бен Бетцлер, директор программы TCR в ORNL, - “Это показывает, что можно поставлять квалифицированные компоненты в условиях жесткого регулирования. Эта программа объединяет фундаментальную и прикладную науку и технологии, чтобы предоставить ощутимые решения, которые показывают, как передовое производство может преобразовать реакторные технологии и компоненты".
"Сотрудничество с TVA и ORNL позволяет нам внедрять инновационные технологии и исследовать новые рынки 3D-печати, которые принесут пользу атомной энергетике", - сказал Джон Стрампелл, менеджер по исследованиям и разработкам в области топлива в Северной Америке компании Framatome, - "Этот проект закладывает основу для разработки и производства различных 3D-печатных деталей, которые будут способствовать созданию экологически чистой энергетики будущего".
