Framatome installiert 3D-gedruckte Brennstoffkomponente im Kernkraftwerk Forsmark

Framatome hat die Installation der ersten 3D-gedruckten Brennstoffkomponente aus Edelstahl im Kernkraftwerk Forsmark, das von Vattenfall in Schweden betrieben wird, abgeschlossen. In Zusammenarbeit mit KSB SE & Co. KgaA wurden die oberen ATRIUM 11-Gitterplatten für ein mehrjähriges Bestrahlungsprogramm in Forsmark Block 3 entwickelt, hergestellt und installiert.

“Fortschritte bei der Integrität von Komponenten, die mit Hilfe des 3D-Drucks hergestellt werden, sind revolutionär für die Erzeugung sicherer, zuverlässiger und kohlenstoffarmer Energie für einen langfristigen Betrieb”, sagte Lionel Gaiffe, Senior Executive Vice President der Fuel Business Unit bei Framatome. “Wir sind Vattenfall dankbar, dass es seine Türen geöffnet hat und ein Sprungbrett für zukünftige Innovationen und Entwicklungen bietet, die die konventionelle Herstellung ersetzen werden.”

Das obere Ankerplattengitter befindet sich am oberen Ende des ATRIUM 11-Brennelements und ist ein nicht-strukturelles, tragendes Bauteil, das die Brennstäbe sichert und verhindert, dass größere Trümmer von oben in das Brennelement eindringen. Die oberen Gitterplatten lassen sich leicht inspizieren, und es können Proben entnommen werden, um dieses neue Herstellungsverfahren bei Bedarf für den Einsatz im Reaktor zu qualifizieren.

“Der sichere Betrieb von Brennelementen ist für Vattenfall von zentraler Bedeutung”, sagt Ella Ekeroth von Vattenfall Nuclear Fuel AB. “Neben diesem Grundprinzip sind unsere Beiträge zur Entwicklung effizienter und zuverlässiger Herstellungsprozesse im besten Interesse der gesamten Nuklearindustrie. Das übergeordnete Ziel dieser Aktivitäten ist es, die Sicherheit aufrechtzuerhalten und weiter zu verbessern und einen wirtschaftlich tragfähigen Langzeitbetrieb zu ermöglichen.”

Bei der konventionellen Fertigung werden die oberen Gitterplatten mit Laser geschweißt, wobei gestanzte, kammartige Bleche verwendet werden, die zusätzliche Fertigungsschritte und die Aufsicht des Bedieners erfordern. Die additive Fertigung rationalisiert den Herstellungsprozess und erhöht die Designoptionen für verbesserte Funktionalität und Leistung.

Die Initiative von Framatome zur Einführung der additiven Fertigung für Kernbrennstoffe begann 2015 und konzentriert sich auf Brennelementkomponenten aus Edelstahl und Nickelbasislegierungen. Im Jahr 2021 wurde eine von Framatome in Zusammenarbeit mit dem Oak Ridge National Laboratory (ORNL) entwickelte 3D-gedruckte Brennelementkanalbefestigung aus Edelstahl in ein kommerzielles US-BWR-Kernkraftwerk eingebaut. Framatome-Brennstoffexperten in Frankreich, Deutschland und den USA haben diese Technologie in enger Zusammenarbeit mit Kunden weltweit entwickelt.

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