Исследовательская группа «FDS Fenglin Nuclear Energy Team», работающая в институте технологий безопасности ядерной энергетики (INEST) китайской академии наук, сообщила о новом результате в деле освоения 3D-печати оборудования реакторов IV поколения.
3D-печать для свинца-висмута
На 3D-принтере был напечатан интегрированный трубный пучок (integrated tube bundle) для миниатюрного реактора с теплоносителем на основе свинца (под таким определением, как правило, имеется в виду свинцово-висмутовый теплоноситель).
Напечатанный на 3D-принтере интегрированный трубный пучок, фото FDS
Изготовление интегрированного трубного пучка – сложный технологический процесс. Его компактная структура и требования по точности изготовления превышают возможности современных станков и методик сварки, утверждают в институте.
Исследователи из группы FDS использовали для изготовления трубного пучка технологию SLM (selective laser melting) — 3D-печать металлом, изготовление изделия путём лазерного плавления металлического порошка по заданным моделям.
Применение 3D-печати позволило получить бесшовный пучок трубок со сверхтонкими стенками. Готовый пучок свободен от такого недостатка, как резкие изменения толщин в местах соединения трубок и доски.
В ходе изготовления контролировалось распределение напряжений и микродеформации, а также отклонение длинных тонкостенных бесшовных трубок от прямолинейности — оно не должно было превышать 0,5 мм на метр. Точность формирования деталей пучка контролировалась на микронном уровне.
Изготовленный пучок прошёл рентгеновский и ультразвуковой неразрушающий контроль. Было подтверждено отсутствие дефектов и микротрещин, а также низкие концентрации неметаллических примесей.
Механические свойства пучка соответствовали требованиям технической спецификации.
Успешное применение 3D-печати для изготовления интегрированного трубного пучка открывает дорогу для применения такого же метода при изготовлении других узлов миниатюрного ТЖМТ-реактора.
Стоит добавить, что 3D-печать оборудования – одно из направлений работы группы FDS. Так, в марте 2018 года китайские специалисты изготовили таким методом стенку бланкетного модуля для термоядерного реактора.
Симпозиум в Хэфэе
Работы по созданию свинцово-висмутовых реакторов ведутся в институте INEST в кооперации с промышленным альянсом CIIALER (China Industry Innovation Alliance of Lead-based Reactor).
В альянс входит свыше 100 предприятий. Он получил поддержку со стороны профильных правительственных ведомств, а также муниципальных властей ряда провинций КНР.
9 марта 2018 года участники альянса встретились на симпозиуме в городском округе Хэфэй. Технология тяжелометаллических теплоносителей привлекает их как один из наиболее многообещающих вариантов для ADS-систем и реакторов IV поколения.
На симпозиуме группа FDS представила свой проект миниатюрного реактора с теплоносителем на основе свинца. Он отличается повышенной безопасностью, гибкостью и надёжностью в эксплуатации.
Такие реакторы могут использоваться для районного теплоснабжения или в качестве судовых установок. На основе таких реакторов могут быть созданы малые АЭС для островных или удалённых изолированных территорий. Их можно применять в авиации и космонавтике, считают китайские специалисты.
Участники симпозиума рекомендовали ускорить работы по освоению ТЖМТ-технологии в Китае, внедрить промышленные стандарты и регулирующие нормы, необходимые для ТЖМТ-реакторов и создать производственные цепочки для изготовления оборудования таких аппаратов.
