小型模組化反應器(SMR)焊接技術取得突破以往一年的工作現在只需一天
隨著英國謝菲爾德鍛造公司(Sheffield Forgemasters)成功在24 小時內焊接出一個全尺寸的核反應器容器,而不是通常的12 個月,小型模組化反應器(SMR)的建造工作進入了高速運轉階段。這項改變遊戲規則的技術的推廣將是巨大的。
模組化反應器有可能徹底改變核電產業,將核電廠從大型土木工程項目轉變為工廠生產的商品。模組化反應器基本上不是一次性產品,而是採用標準化設計,可大規模生產,安裝數量可滿足當地需求,而且不需要傳統反應器所依賴的昂貴建築。
問題在於,如何建造任何規模的反應爐都存在瓶頸。其中之一是焊接用於容納反應器堆芯的容器,使其與外部環境隔離。使用傳統技術,這可能需要一年多的時間,但謝菲爾德鍛造廠利用所謂的局部電子束焊接(LEBW)技術,將這一時間縮短到一天以內,完成了四道厚厚的核級焊縫。
LEBW 是一種革命性的方法,它以在局部真空環境中運行的高能量電子槍為中心,採用高能量密度熔融工藝將兩塊金屬焊接在一起。此方法可將零件熔化並相互熔合,效率高達95%,穿透力強,深度與寬度比高。
結果是,謝菲爾德鍛造廠能夠完成直徑3 公尺、壁厚200 毫米(8 英吋)的容器,據稱零缺陷且成本更低。此外,這台焊接機還可以採用創新的斜入和斜出技術來開始和完成焊接。
幾十年來,英國核工業可以說一直處於奄奄一息的狀態,僅在核潛艇反應器、幾座展示發電廠和核燃料處理方面取得了進展。現在,英國政府正在尋求核復興,並計劃建造新的核電站,包括由羅爾斯羅伊斯公司建造的15 座模組化反應器。
高級開發工程師兼專案負責人邁克爾-布萊克莫爾(Michael Blackmore)說:「這項技術對核工業的影響是巨大的,它有可能將高成本的焊接流程排除在外。這不僅減少了對焊接檢查的需求,因為焊接接頭複製了母體材料,而且還可以大大加快SMR 反應器在英國及其他國家的推廣速度,這就是LEBW 突破的顛覆性意義所在。”