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小堆压力容器3D打印试件通过技术鉴定

放大字体  缩小字体 中国核电网  | 发表于:2016-12-06 | 来源:中国核动力研究设计院

12月3日至4日,在国家能源局的支持下,中国核动力研究设计院和南方增材科技有限公司自主研发的ACP100反应堆(小堆)压力容器增材制造(3D打印)试件,通过了包括国家能源局中国核电发展中心、中国核动力研究设计院、国核工程有限公司、哈尔滨工业大学、北京钢铁研究总院等单位13位专家的科研成果鉴定。专家审查组一致认为:中国核动力研究设计院和南方增材科技有限公司自主研发、设计和建造了国内外最大型电熔增材制造设备(能打印最大直径5.6米,长度9米,重达300吨的厚壁重型金属构件),是重大型设备制造技术的一次重大突破,也是传统制造业的一次变革,材料利用率高、生产周期大幅缩短,国际领先,可实现包括反应堆压力容器在内的核电大型金属构件的智能制造。

核电主设备制造一直被誉为制造业皇冠上的明珠,是核电建设的最大难关之一,代表着工业装备制造业的最高水平。

2015年10月中国核动力研究设计院与南方增材科技有限公司,发起ACP100反应堆压力容器增材制造项目,向工业变革的新型制造方式3D打印技术发起挑战。开启了核电重型主设备增材制造研发的序幕。

中国核动力研究设计院是中国唯一集核反应堆工程研究、设计、试验、运行和小批量生产为一体的大型综合性科研基地,积极致力于核电研发,培育了具有自主知识产权的国产化核电站品牌CP600/CP1000/CPR1000,承担着新一代压水堆核电站ACP100/ACP600/ACP1000及CF系列燃料元件研究开发、超临界水冷堆技术预先研究等科研项目。南方增材科技有限公司是具有国际一流金属增材制造研发团队的企业,拥有国内唯一的自主设计、制造、调试完全自主知识产权的NFZC-WS001型3D打印设备,力争抢占大型金属构件自动化智能化制造产业的制高点。

自项目启动以来,双方积极推进各项工作。其中,中国核动力研究设计院科研人员凭借在核设施材料方面的丰富经验,对材料成分,性能和成型结构方式给出了精准的技术要求,并对初期材料试验过程中力学性能强度过高等问题提出了宝贵的指导意见,为有效避免核辐照后材料出现脆化等问题提供了强有力的保障。在历经四轮材料试验,两轮工艺试验后,南方增材科技有限公司突破了材料成分控制、工艺参数特性调整及控制对成型性能和结构的影响,顺利打印出了ACP100压力容器增材制造试件。

核电站反应堆压力容器、蒸汽发生器、锻造主管道等主设备,技术要求高、生产难度大,一直以来采用传统工艺,生产周期长、投入大,产品一次合格率较低。如今,本次试件顺利通过技术鉴定,标志着增材制造核电压力容器最艰难的材料基础研发和工艺研发的突破。增材制造无需万吨级重型锻压设备分段制造,其后续焊接成型的压力容器可实现整体成型,产品性能可达到甚至部分优于锻件。重型金属电熔增材制造技术(3D打印)代表了未来先进制造技术发展的必然趋势,作为一项变革性的重型金属构件制造技术,为核电装备的高质量、高效率、低成本制造开辟了一条新的道路。

 
 
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