J9九游3D打印核能微型反应堆25kg换热器轻至22kg的黑科技！|金博网|

　　2024年12月27日-29日◈ღ◈◈，第七届中国（成都）国际3D打印大会在成都航空产业园圆满落下帷幕◈ღ◈◈。

　　本次大会以增材制造驱动制造业创新◈ღ◈◈、3D打印走进产业园为主题◈ღ◈◈，采用1+6+N的创新模式◈ღ◈◈，汇聚了多位院士及数百位专家学者◈ღ◈◈，在为期三天的会议中◈ღ◈◈，为增材制造产业发展贡献了众多真知灼见◈ღ◈◈。

　　本文内容整理自第七届中国（成都）国际3D打印大会能源动力论坛的公开报告◈ღ◈◈，AM易道作为大会合作媒体进行报道分享来自该论坛上中国物理研究院机械制造工艺研究所研究员/增材制造专家关于《增材制造技术赋能微型核反应堆研发》的精彩报告内容◈ღ◈◈。

　　声明◈ღ◈◈：本文所有信息均源自对已公开◈ღ◈◈、已直播的会议报告内容的整理◈ღ◈◈，仅供学习交流使用◈ღ◈◈。如仍涉及任何未审核及未授权信息◈ღ◈◈，请及时私信公众号联系删除J9九游◈ღ◈◈。

　　在全球能源转型的大背景下◈ღ◈◈，核能作为一种清洁◈ღ◈◈、高效◈ღ◈◈、可靠的基础能源◈ღ◈◈，正在经历一场革命性的变革◈ღ◈◈。

　　随着小型模块化反应堆（SMR）和微型反应堆技术的兴起◈ღ◈◈，传统的核能发展模式正面临新的机遇与挑战◈ღ◈◈。

　　当前◈ღ◈◈，核能在全球能源供应中扮演着举足轻重的角色◈ღ◈◈，占据全球总发电量的10%◈ღ◈◈。在中国◈ღ◈◈，虽然核电占比仅为5%◈ღ◈◈，但发展势头强劲◈ღ◈◈。

　　截至目前◈ღ◈◈，中国大陆正在运行的核电机组达到48台◈ღ◈◈，在建和获准建设的核电机组总数达到102台◈ღ◈◈，超过美国的94台◈ღ◈◈，跃居世界核能第一大国◈ღ◈◈，展现出核能在中国能源体系中的重要地位◈ღ◈◈。

　　传统的大型核电站◈ღ◈◈，动辄投资数百亿元◈ღ◈◈，建设周期长达60个月◈ღ◈◈，这种发展模式已经难以适应新时代的需求◈ღ◈◈。市场呼唤着更加灵活J9九游◈ღ◈◈、更具适应性的解决方案◈ღ◈◈，这就是微型反应堆技术应运而生的背景◈ღ◈◈。

　　这项技术不仅能够释放设计自由度◈ღ◈◈，实现堆芯性能和堆本体结构的深度融合J9九游◈ღ◈◈，更重要的是可以在保持甚至提升强度和刚度的同时◈ღ◈◈，实现体积小型化和重量轻量化◈ღ◈◈。

　　增材制造技术在核能领域的应用金博网◈ღ◈◈，不仅易于复制和转移◈ღ◈◈，更能显著加速研发迭代速度◈ღ◈◈，大幅缩短制造周期◈ღ◈◈。

　　研究团队提出的GAMR（广泛采用增材技术的微型反应堆）概念◈ღ◈◈，展现了增材制造技术在核能领域的创新应用◈ღ◈◈。

　　GAMR选择了氦气作为冷却剂◈ღ◈◈，这是基于氦气优异的导热性能◈ღ◈◈、与材料的良好相容性以及不会被放射性活化等特点◈ღ◈◈。

　　这种特殊的三层包覆燃料由内而外依次是疏松碳介质◈ღ◈◈、致密碳介质和碳化硅层◈ღ◈◈，能够在1600度的高温下保持稳定J9九游◈ღ◈◈，具有极佳的放射性包容性能J9九游◈ღ◈◈。

　　这套系统能够自动生成优化的组件结构◈ღ◈◈，实现中子学特性◈ღ◈◈、热工性能和燃料力学等多个维度的综合优化◈ღ◈◈。

　　在材料研发方面◈ღ◈◈，团队已经突破了镍基合金625的增材制造工艺◈ღ◈◈，实现了近乎无缺陷◈ღ◈◈、高性能的核级部件制造◈ღ◈◈。

　　通过3D打印技术◈ღ◈◈，研究团队实现了一个令人瞩目的突破◈ღ◈◈：将原本25公斤的换热器重量降至2.2公斤◈ღ◈◈，实现了90%以上的减重◈ღ◈◈。

　　在TRISO燃料的制造过程中◈ღ◈◈，增材技术展现出独特优势◈ღ◈◈。从碳化硅粉末的精确控制◈ღ◈◈，到复杂异形的生坯打印◈ღ◈◈，再到烘干金博网金博网◈ღ◈◈、化学气相沉积◈ღ◈◈，直至最终的模型检验◈ღ◈◈，团队建立了一套完整的质量控制体系◈ღ◈◈。

　　研究团队实现了大型压水堆锻件标准的增材制造◈ღ◈◈。虽然在满足国际标准的力学性能方面仍需进一步优化金博网◈ღ◈◈，但这一突破已经展示了增材制造在核能领域的巨大潜力J9九游◈ღ◈◈。

　　特别是在硼钢等难加工材料的制造方面◈ღ◈◈，3D打印技术提供了一个可靠的解决方案◈ღ◈◈，大幅降低了生产失败率◈ღ◈◈。

　　通过GAMR项目的实践◈ღ◈◈，增材制造技术不仅带来了制造方式的革新◈ღ◈◈，更重要的是推动了整个行业设计思维的转变◈ღ◈◈。

　　AM易道试图总结邓坚老师的分享◈ღ◈◈，增材制造技术在核能领域的创新应用◈ღ◈◈，为行业带来了三个层面的重要价值◈ღ◈◈：

　　随着技术的不断成熟和应用的深入推进◈ღ◈◈，增材制造必将在核能产业的转型升级中发挥越来越重要的作用◈ღ◈◈，推动整个行业走向更加智能◈ღ◈◈、高效◈ღ◈◈、安全的发展新阶段◈ღ◈◈。

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