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国家能源局文件点名增材制造:核电装备迎3D打印时代

AM易道

发布时间:09-23 17:05

AM易道快讯


就在昨天,国家能源局科技司相关负责人就《关于推进能源装备高质量发展的指导意见》答记者问时强调,要"大国重器一定要掌握在自己手里"。


查阅这份9月15日由国家能源局、工业和信息化部、国务院国资委、市场监管总局联合发布的文件正文,在核能装备部分,一个关键表述引起了AM易道的注意:



在这份涵盖能源全产业链的重要文件中,核能装备部分明确提出:

"开展自动焊接、增材制造、智能制造等先进制造技术攻关"

这是国家层面首次在核电装备相关文件中将明确提及3D打印。

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政策精髓:构建多堆型装备研制体系


文件对核能装备的表述极其精准:


"加快突破压水堆机组关键装备,完善和提升试验验证和产品检测能力,持续提高装备可靠性和稳定性。开展小型堆、四代堆等先进核电技术新装备、新工艺、新材料研发与验证,提升强辐射场、腐蚀性介质、高温等耦合环境下材料长期服役性能,加强辐照考验能力建设,开展自动焊接、增材制造、智能制造等先进制造技术攻关,推动构建覆盖多堆型的装备研制体系。"


AM易道认为,这段话包含了三层深意:


一是巩固压水堆主导地位,我国在建26座核电站全部采用压水堆技术;



二是布局未来技术,小型堆和四代堆是核电发展新方向;


三是明确技术路径,增材制造与自动焊接、智能制造并列成为攻关重点。


文件还提出,到2030年,我国能源关键装备产业链供应链实现自主可控,高端化、智能化、绿色化发展取得显著成效。


极端环境技术要求,3D打印通过验证


文件特别强调要"提升强辐射场、腐蚀性介质、高温等耦合环境下材料长期服役性能"。


核反应堆内部温度和压力都很高,还要承受强中子辐照,传统焊接工艺的接头往往成为薄弱环节。而3D打印一体化成型的优势恰好解决了这个痛点。


美国橡树岭国家实验室公开成果印证了通过3D打印制造的新型钨合金能在1315.5℃高温下保持结构完整性。


ORNL的转型挑战反应堆(TCR)计划要用3D打印、人工智能和大数据技术推进新一代反应堆设计。





法马通公司的3D打印燃料组件已在瑞士戈斯根核电厂完成首个辐照检测周期,需完成5个周期全面验证。



西屋电气用3D打印制造顶针堵漏装置以及燃料组件格栅,无需组装焊接;




延伸阅读:西屋电气的核心秘密:当增材制造遇上核反应堆


俄罗斯Rosatom将3D打印作为非核心业务战略重点;


德国西门子2017年就将3D打印泵叶轮安装在斯洛文尼亚核电厂并持续安全运行。



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小型堆:天然的3D打印应用场景


文件将小型堆列为重点发展方向绝非偶然。


根据IAEA定义,小型模块化反应堆(SMR)功率在300MW(e)以下,全球正在开发的SMR技术超过80种。



小型堆设备尺寸小、结构紧凑,其紧凑式换热器、一体化压力容器等关键部件具有复杂内部流道,传统制造需要多个零件组装焊接。


3D打印可一次成型,大大简化流程。


更重要的是,SMR强调模块化批量生产,3D打印的数字化制造特性使设计迭代和批量生产更加灵活。


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我国核能产业的3D打印突破


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我国核电产业的3D打印应用成果丰硕,目前的公开信息主要是上海核工程研究设计院、中广核、中国核动力研究设计院分别与南方增材合作的各种案例。


比如核电主蒸汽管道贯穿件通过3D打印制作周期从两三年缩短至两三个月。



再比如SAP制冷机端盖已完成工程应用,实现了3D打印在核电领域的国内首例示范。




以及ACP1000核反应堆3D打印了压力容器筒体试件



然而这些公开信息都是5-10年前的成果,近几年的成果可能过于先进,未发现有明确公开的3D打印应用披露。


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政策支撑:从首台套到全产业链


再看文件,我们认为其在保障措施部分提出了实质性支持政策。


特别值得关注的是首台套应用:


"建立国有企业采购首台(套)能源装备绿色通道机制,鼓励国有企业优先采购应用国产首台(套)装备。用户单位采购首台(套)能源装备,对于已投保质量保障类保险的,不再收取质量保证金。"


文件还提出:


"优化创新产品招投标等政策,探索创新联合体等科研项目以灵活方式发包","利用超长期特别国债资金支持能源重点领域大规模设备更新和技术改造"。


这些都是实打实的政策红利。


写在最后


为什么国家能源局要在这个时间点强调增材制造?


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首先是时间窗口。


根据中国核能行业协会数据,2022年和2023年,我国均核准10台核电机组,较2021年翻倍增长。



根据国家能源局2025年4月新闻发布会,截至2025年3月底,我国在运和核准在建核电装机容量超过1.2亿千瓦。



随着核电审批常态化,未来几年将是核电建设的高峰期。


AM易道认为,这份指导意见是对增材制造技术的认可,更是为核电装备产业指明了创新路径。


当传统制造遇上3D打印,当三代核电走向四代技术,中国核电装备产业正站在历史性转折点上。


对3D打印行业而言,核电这个最高标准的应用场景,既是挑战,更是实现技术价值的最好舞台。


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