我國鉛基堆工程化研發又進一步,核心部件3D列印成功

鉛基堆是一種採用鉛或鉛合金作為冷卻劑的先進核能系統,具有安全性好、易小型化、經濟性好、可行性好的顯著特點,鉛基堆的發展目前在第四代核能系統中已走在前列,這是包括第四代核能系統GIF組織在內的國際共識,是小型和微型核動力的優選技術路線之一,是安全高效先進核能商業化應用的重要途徑。

世界上主要核大國均積極開展鉛基堆研發工作,我國鉛基堆研究始於上世紀80年代中後期,中國科學院核能安全技術研究所(FDS鳳麟核能團隊),經過三十餘年持續基礎研究和關鍵技術攻關,在鉛基堆研發方面實現了重大突破,整體研發工作已走在國際前列。目前,鉛基堆研發工作已經進入工程化階段,有望在短期內實現示範應用。

鳳麟團隊設計的小型化鉛基堆"核電寶",其具有安全、經濟、靈活、續航能力強等特點,未來作為小型化高功率能源,可實現城市供電供暖、海洋與海島開發、船舶與航空航天動力、偏遠地區分佈式供電等重要應用。此外,在同位素生產、海水淡化等方面也有諸多應用前景。

近日,中國科學院合肥物質科學研究院核能安全技術研究所科研團隊利用3D打印技術,實現了小型化鉛基堆中一體化多管束的加工試製。

一體化多管束是小型化鉛基堆的核心部件,其結構緊湊,傳統的加工技術可操作空間受限,變形控制與尺寸精度的要求也超出了傳統機械加工與焊接的工藝技術能力。研究人員利用選區激光熔化(SLM)快速成型3D打印技術,解決了超薄壁管無縫成型、管-板連接壁厚大梯度過渡應力突變、大尺寸部件成型扭曲變形等關鍵技術難題,掌握了均勻應力分佈調控及微量變形控制的工藝技術,長薄壁無縫管直線度每米偏差小於0.5毫米,部件成型精度達微米級別。

經X射線及超聲波無損檢測,部件成型表面無缺陷、無微裂紋、晶粒均勻、非金屬夾雜量低,力學性能符合技術規範要求。該技術的成功實施將為小型化鉛基堆窄間隙、高精度、多部件複合的設備加工奠定良好的技術基礎。

我國鉛基堆工程化研發又進一步,核心部件3D打印成功

3D打印小型化鉛基堆一體化多管束


分享到:


相關文章: