核电一直被认为是一种危险技术,存在一定的风险,而且每千瓦的建厂成本远远超过其他能源的成本。然而,核电总体上是一种非常有效的发电技术,并为各国提供不依赖天气的能源独立性。
虽然核电还没有达到非常完善的地步,但仍是一项值得被考虑的技术,如果它能够安全,将解决我们所有的能源问题。目前,不少从事核电的公司都在使用3D技术,改进一些零件的性能。
西门子已经在一个正在运行的核电站上安装了3D打印部件,这些部件有助于降低维护成本。西门子的第一个零件是一个直径108毫米的金属叶轮,用于消防泵。该叶轮的制造商已经停业,这使得该零件成为3D打印的绝佳案例。
而西屋公司也为反应堆3D打印了部件。这个部件原来由多个零件组成,通过3D打印制造后,将多个零件整合成了一个整体,这就减少了装配步骤,降低了成本。
阿贡国家实验室的科学家们利用3D打印技术使核燃料回收更有效率。科学家们认为,他们通过连续的ALSEP工艺可以回收核反应堆产生的高达97%的旧燃料。他们在设计中使用了大量的3D打印部件。3D打印使流体运动更有效,也使更多的部件得以整合。
ORNL制作的零件已经在TVA的核反应堆上使用过。这些是非常关键的安全部件,用来将燃料通道包裹在沸水反应堆的燃料组件上,引导冷却剂通过燃料棒。
在新一代聚变反应堆的开发中,以及在全球正在进行的托卡马克项目中,3D打印也可以发挥越来越大的作用。在对安全至关重要的用例中,我们知道,部件整合为我们提供了很多优势。装配成本更低,此外,更少的装配步骤意味着更低的风险。如果我们消除了步骤,我们也就消除了人为错误,因为人为错误可能导致诸如紧固件、焊接、钎焊和胶水的不良反应或失败。从本质上讲,工程师正在将制造风险集中在3D打印步骤上。