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AM易道导语
本文编译自VoxelMatters网站2025年1月8日发表的专访文章《AM in microreactor development at NANO Nuclear》，原作者Davide Sher。原文对NANO Nuclear公司CEO James Walker就其公司在微型核反应堆开发中运用增材制造技术进行了深入采访。![]()
NANO Nuclear公司成立的初衷是为了满足可持续和分布式能源系统日益增长的需求，目前正在开创微型反应堆的设计和部署。![]()
与传统的大型核反应堆不同，微型反应堆能够为偏远地区、应急发电和分布式电网提供所需的灵活性和效率。作为一家上市公司，NANO Nuclear立足于先进制造业和能源技术的交汇点，吸引着投资者对创新核能解决方案的关注。在Walker的领导下，公司正在使用尖端制造技术重新定义反应堆的设计和实施方案。在谈到增材制造生产的零部件类型时，Walker表示，增材制造在NANO Nuclear的生产过程中发挥着关键作用，其应用范围已经远远超出了原型制作阶段。公司利用增材制造技术制造最终的反应堆部件，实现了前所未有的精度和复杂性，解决了传统制造方法无法解决的挑战。例如，得益于增材制造优化内部通道几何形状的能力，热交换器的热传递和效率得到了提升。燃料组件零件（包括定位栅格和支撑结构）也采用增材制造技术生产，确保了反应堆堆芯内的精确对准和稳健性能。同样，控制棒驱动机构和堆芯挡板也利用增材制造的精密性，满足了反应堆安全所需的严格公差要求。该技术还扩展到冷却系统，能够制造出针对流体动力学优化的复杂管道、歧管和阀门。辐射屏蔽和安全壳等部件体现了增材制造的适应性，这些结构可以根据具体的安全要求进行定制。增材制造还促进了传感器外壳的生产，确保了高辐射环境中敏感仪器的保护。对于支撑结构，增材制造能够制造定制的支架、托架和框架，保障反应堆的完整性。维护操作也从增材制造中受益，按需生产替换零件，最大限度地减少停机时间，提高反应堆的可靠性。谈到增材制造如何加速NANO Nuclear的发展时，Walker强调，增材制造是核技术发展的革命性力量，特别是在依赖精密制造的领域。快速原型制作能力使设计迭代和优化更快，缩短了从概念到最终产品的时间线。在橡树岭国家实验室（ORNL），一个小型反应堆堆芯通过增材制造在几周内就完成了生产: 这在传统方法下需要数月时间。同样，西屋电气公司使用增材制造开发了eVinci微型反应堆部件，而GE日立核能优化了燃料组件设计以提高性能。增材制造的灵活性对微型反应堆尤其有价值，因为它们需要精密和紧凑的设计。成本效益是另一个优势，增材制造减少了对昂贵工具和材料浪费的需求。这在以定制零件和小批量生产为主的核制造业中至关重要。在供应链效率方面，增材制造最终可能实现按需零件生产，缩短交货时间并简化物流。这将进一步降低成本和复杂性，确保更快的部署和精简的运营。NANO Nuclear的关联企业AFT和HEF将增材制造应用于解决先进核燃料运输和高浓缩低浓铀（HALEU）系统开发的挑战。在AFT，增材制造能够生产运输容器的屏蔽部件，利用钨和硼化不锈钢等材料最大限度地提供辐射防护，同时最小化重量。定制密封件、垫片和散热片也得到开发，提升了热管理能力并确保气密性。对于燃料篮系统，增材制造用于制造燃料棒支架和定位器，确保精确对准和安全运输。其他创新包括减震器和减振器，在运输过程中保护燃料棒。在HEF的设施中，增材制造用于生产经过优化的加工设备，包括喷嘴、喷雾器和混合叶片。安全系统（如定制管道和辐射屏障）得益于增材制造的精密性，确保了运营完整性。在谈到未来反应堆生产阶段是否会继续使用增材制造技术时，Walker预计NANO Nuclear的反应堆将在全球范围内广泛部署，未来十年计划进行多次安装。他预计增材制造将继续成为这一扩张的组成部分，特别是在控制棒机构、热交换器和定位栅格等关键部件方面。增材制造的优势如精密度、材料效率和优化几何形状的能力，将确保其持续使用。辐射屏蔽和安全壳等核心安全元件也将从增材制造中受益，因为定制化和性能优化在核反应堆生产中至关重要。随着全球能源转型的深入推进，小型模块化核反应堆（SMR）正在成为一个备受关注的发展方向。增材制造技术与核能领域深度融合，潜力巨大。特别值得关注的是，增材制造技术的成熟度和可靠性使得其已经大量在核心功能部件的最终制造聚集。核能领域的高附加值、高技术门槛特点，与增材制造的技术优势高度契合。业务层面，核能领域的毛利有点像早期的航空航天，但相关技术难题已可以大量解决航空航天过去的经验，所以处在这个领域的早期玩家处于相对舒适的位置。
希望未来不论是大型反应堆重器还是有可能用途多样化的微小反应堆，我们都能看到更多的增材制造应用。![]()
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Reference:
1. https://www.voxelmatters.com/am-in-microreactor-development-at-nano-nuclear/注：
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