测试带有 3D 打印底部喷嘴的燃料组件：铀和燃料

2024 年 6 月 27 日

西屋电气提供的四个铅测试组件采用 3D 打印底部喷嘴，已在南方核电公司位于阿拉巴马州的法利核电站投入使用。西屋电气表示，这些组件可改善燃料组件内的碎片捕获和燃料耐久性。

采用增材制造技术制造的燃料组件底部喷嘴（图片来源：Westinghouse）

据该公司介绍，碎片对燃料棒包层造成的磨损作用（称为碎片微动）是压水反应堆（PWR）燃料组件泄漏的主要来源。

据称，增材制造技术显著改善了碎片过滤，这得益于设计自由度的提高，从而减少了进入反应堆的碎片直径。在测试中，增材制造的部件的碎片抗性提高了 30%，从 65% 提高到 96%。

西屋核燃料总裁 Tarik Choho 表示：“我们的增材制造技术使我们能够实现突破性的性能，并为我们的客户带来立竿见影的积极影响。这项针对压水反应堆的重大技术创新降低了燃料棒因碎片堆积而泄漏的风险，增强了客户运营的安全性和效率。”

南方核电总裁 Pete Sena 补充道：“过去十年，南方核电在开发和实施提高燃料弹性的新技术方面一直处于行业领先地位。现有的核电站是我国清洁能源供应的支柱，我们今天正在对核燃料进行创新，使其更加坚固，以便在未来几十年提供更安全、更实惠、更可靠的无碳清洁核电。”

增材制造（AM）或 3D 打印通过从计算机辅助设计模型构建三维物体（通常通过逐层添加材料）简化了制造过程。

2015 年，西屋公司首次对 AM 核部件进行了材料辐照研究。2020 年，该公司在伊利诺伊州埃克斯龙拜伦电厂 1 号机组的一座运行中的商业反应堆中安装了首个安全相关的 AM 部件——顶针封堵装置。

西屋公司利用 3D 打印技术制造的核燃料碎片过滤器已安装在芬兰奥尔基洛托核电站 2 号机组和瑞典奥斯卡港核电站 3 号机组。西屋公司表示，StrongHold AM 过滤器完全采用 3D 打印技术制造，具有增强的捕获功能，可防止碎片进入燃料组件并可能损坏包层，从而防止造成意外且昂贵的停机。

2024年，西屋公司为VVER-440燃料生产了第1000个增材制造部件。

研究和撰写者：世界核新闻