ORNL团队开发3d打印核反应堆堆芯

如果使用美国3d打印的反应堆堆芯,核电站的建造速度将会更快,成本也会更低。

这是美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)研究人员的雄心壮志,他们正在改进3D打印核反应堆堆芯的设计,扩大建造所需的添加剂制造工艺,并开发方法来确认打印部件的一致性和可靠性。

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这个转型挑战反应堆示范项目据说,核能方法利用了ORNL在制造、材料、核科学、核工程、高性能计算、数据分析和相关领域的进步。该实验室的目标是到2023年运行第一个同类反应堆。

ORNL董事Thomas Zacharia在一份声明中说:“核工业在思考我们设计、制造和部署核能技术的方式方面仍然受到限制。”。“美国能源部(DOE)[美国能源部]启动了这一计划,以寻求一种新的方法,快速、经济地开发提供可靠、清洁能源的转型能源解决方案。”

据ORNL称,TCR将引进新的先进材料,并使用集成传感器和控制装置,以提供优化和高效的系统,从而降低成本,并为反应堆设计、制造、许可和运行提供新的方向。

TCR项目已经完成了几个基础性实验,包括选择堆芯设计,以及为期三个月的“冲刺”,展示了用于生产原型反应堆堆芯的附加制造技术的灵活性。

研究人员现在将集中精力改进选定的设计和工艺,以确保最佳和可靠的能源系统。监控技术持续评估制造过程,提供实时数据流,通过人工智能实现印刷材料的实时鉴定和性能分析。构建后测试将评估组件性能,并在每个零件的行为与其实时制造数据之间建立联系。

ORNL
ORNL的科学家们选择并优化了一种设计,在三个月的时间内进行印刷,展示了快速生产原型反应堆堆芯的能力。信贷:美国能源部布里塔尼·克莱默/橡树岭国家实验室

TCR技术总监库尔特·特拉尼(Kurt Terrani)表示:“在过去几个月里,我们一直在积极开发使该计划成为现实的能力,我们的努力已经证明,该技术已准备好演示3D打印核反应堆堆芯。”。“目前的核能形势非常严峻。这是一项基础性的努力,可以为核能界打开快速创新的闸门。”

作为部署3d打印核反应堆的一部分,该项目还将创建一个数字平台,帮助将技术移交给工业,以迅速采用增材制造的核能技术。

Terrani说:“由于增材制造工艺技术的显著进步,整个TCR概念成为可能。“通过使用3D打印,我们可以使用核组织在过去几十年无法利用的技术和材料。这包括用于近自主控制的传感器、数据库和一种新的、加速的认证方法,这将使整个核行业受益。”