Die Westinghouse Electric Company hat einen bedeutenden Fortschritt in der Nutzung der additiven Fertigungstechnologie erzielt, um die Sicherheit und Effizienz von Kernreaktoren zu verbessern. Das Unternehmen hat erfolgreich Bodendüsen für Druckwasserreaktoren (PWR) mittels 3D-Druck hergestellt, die die Aufnahme von Trümmern und die Brennstoffausdauer in den Brennstoffbaugruppen erheblich verbessern, wie das Unternehmen in einer Pressemeldung berichtet.
Integration in Kernkraftwerke
Die neuen Bodendüsen wurden in vier Testbaugruppen integriert und im ersten Quartal 2024 an das Joseph M. Farley Kernkraftwerk in Alabama, das von Southern Nuclear betrieben wird, geliefert. Diese additiv gefertigten Komponenten haben gezeigt, dass sie die Trümmerresistenz um 30 % verbessern können. Die Bodendüsen wurden entwickelt, um das Eindringen von Trümmern in den Reaktor zu verringern, was das Risiko von Leckagen in den Brennstäben minimiert und die Gesamtsicherheit der Anlage erhöht.
Vorteile der additiven Fertigung
Debris fretting, also das Abnutzen der Brennstabhüllen durch Trümmer, ist die Hauptursache für Leckagen in PWR-Brennstoffbaugruppen. Die additive Fertigung bietet erhebliche Verbesserungen bei der Trümmerfilterung, da sie eine größere Designfreiheit ermöglicht und den Durchmesser der in den Reaktor eindringenden Trümmer reduziert. Diese technologischen Fortschritte stärken die Sicherheit und Effizienz der Kernreaktoren.
Pete Sena, Präsident von Southern Nuclear, kommentierte:
„In den letzten zehn Jahren hat Southern Nuclear die Branche in der Entwicklung und Implementierung neuer Technologien zur Verbesserung der Brennstoffresilienz angeführt. Die bestehende Kernkraftwerksflotte ist das Rückgrat unserer sauberen Energieversorgung, und wir entwickeln heute robustere Brennstoffe, um sicherere, kostengünstigere und zuverlässigere kohlenstofffreie Kernenergie für die kommenden Jahrzehnte zu liefern.“
Fortschritte und Meilensteine
Mit dem 3D-Druck von Westinghouse ist es möglich erhebliche Leistungssteigerungen mit sofortigen positiven Auswirkungen für die Kunden zu erzielen.
Tarik Choho, Präsident von Westinghouse Nuclear Fuel, erklärt dazu:
„Unsere Technologie zur additiven Fertigung ermöglicht uns Durchbruchsleistungen mit unmittelbaren positiven Auswirkungen für unsere Kunden. Diese bedeutende technologische Innovation für PWR-Reaktoren verringert das Risiko von Leckagen in den Brennstäben durch die Ansammlung von Trümmern und erhöht die Sicherheit und Effizienz der Anlagen unserer Kunden.“
Seit 2015 zeigt Westinghouse Führungskompetenz im Nuklearbereich durch den Einsatz von AM-Techniken. Das Unternehmen führte die erste Materialbestrahlungsstudie für AM-Nuklearkomponenten durch und installierte 2020 die erste sicherheitsrelevante AM-Komponente, ein Thimble Plugging Device, in einem kommerziell betriebenen Reaktor. Im Jahr 2024 produzierte Westinghouse das 1.000ste additiv gefertigte Bauteil für VVER-440 Brennstoff.
Westinghouse Electric Company gestaltet die Zukunft der kohlenstofffreien Energie durch sichere, innovative Kernkraft- und andere saubere Energietechnologien und -dienstleistungen weltweit. Westinghouse lieferte 1957 den weltweit ersten kommerziellen Druckwasserreaktor und die Technologie des Unternehmens ist die Basis für fast die Hälfte der weltweit betriebenen Kernkraftwerke. Mit über 135 Jahren Innovation ist Westinghouse der bevorzugte Partner für fortschrittliche Technologien, die den gesamten Lebenszyklus der Kernenergie abdecken.