从核能开始，这是一系列关于低碳发电的访谈中的第一篇文章江南平江南平台版台版3D打印和可再生能源研究人员、企业和世界领导人面临着越来越大的压力，要求他们改进可持续能源战略。
橡树岭国家实验室ORNL能源科学实验室副主任孙鑫教授和聚变与裂变实验室副主任凯西·麦卡锡说:“显然，通过3D打印进一步实现制造业电气化是近期脱碳的机会。”江南平台版江南平台版
我与橡树岭的专家讨论了3D打印在ORNL目前正在进行的众多核能项目中的应用，以及增材制造将如何改变核能。江南平台版江南平台版
根据2021年全球能源回顾在美国，2020年新冠疫情期间，可再生能源的使用增加了3%，而所有其他领域的需求都有所下降。撇开大流行不谈，绿色能源已经做到了持续增长它在能源市场的份额近年来，预计将到2030年将达到21720亿美元．
世界各地的国家都签署了《格拉斯哥气候公约》在COP26会议上，面对逐步减少不减的煤粉和化石燃料使用以遏制其排放的呼吁，对可再生能源技术的投资，目前每年有3000亿美元在美国，这一数字将在未来十年迅速增长。
江南平江南平台版台版3D打印在核能中的作用
核能是一种“清洁”能源发电形式，作为化石燃料的替代品正受到越来越多的关注。虽然核能的优点包括提供无碳电力、占地面积小、功率输出高和可靠性，但它也有一些缺点。
例如，最广泛用于核裂变的燃料铀，尽管储量丰富，但在技术上是一种不可再生能源，而高昂的前期成本以及与核废料和工厂故障相关的安全担忧可能会带来灾难性的后果。然而，增材制造是开始在这个区域部署来减少这些担忧，而带头冲锋的是ORNL。
“江南平江南平台版台版核部件的3D打印已经对今天的核产生了影响，”孙和麦卡锡告诉我。ORNL目前正在领导转换挑战反应堆(TCR)程序支持美国能源部(DoE)的目标是建造一个核反应堆堆芯使用DED 3D打印江南平江南平台版台版等技术。
他们说:“在保持安全运行的同时，简化制造和降低成本是核能未来的关键。”“先进的制造技术可以通过缩短研发生产时间来降低核能的成本新的核设计，能够更快地部署新技术，支持快速设计开发，以及集成传感器等关键技术和人工智能(AI)等部件，确保核设施的安全运行。”
实现以前不可能实现的设计
去年,核反应堆部件作为TCR项目的一部分，由ORNL开发自有3D江南平江南平台版台版打印技术核供应商金通公司安装在田纳西流域管理局阿拉巴马州的布朗斯渡口核电站。
S江南平江南平台版台版un和McCarthy补充说:“3D打印还允许我们制造传统技术无法实现的设计，打开了通过传统制造无法实现的部件几何形状的大门，从而提高了效率，节约了成本。”
展望ORNL的3D打印方法可能适用的其他类型的核部件，教授们预测，小型模块化反应堆设计将会增加，以及一套只有通过增材江南平江南平台版台版制造才能实现的新几何结构。根据Sun和McCarthy的说法，这些组件将成为当前核设施数字基础设施的组成部分。
“与数据管理系统集成的传感器的智能组件对常规核操作和先进核系统的发展都很有吸引力，”他们补充说，“这些传感器的一个应用例子是在线监测——寻找组件退化的迹象，以便在故障之前修复。
“这些类型的组件也可以在核认证过程中发挥重要作用。”
AM在核能领域的应用越来越广泛
3D打印核部件的认证和资格是该技术在该领域得到更广泛采用的关键因素。而监管机构正在努力调整，规章制度从核管理委员会并没有预见到现代制造过程所带来的制造模式的转变，孙和麦卡锡说。
ORNL一直走在这项研究的前沿，利用人工智能和机器学习开发数字制造技术，有助于支持“天生合格”部件的制造。如今，ORNL生产的每个部件都有一个独特的数字护照，记录了整个制造过程的历史。”
ORNL打印组件的方法最近获得许可由超安全核公司(USNC)使用碳化硅等耐火材料，标志着该技术在核能领域的广泛采用向前迈出了重要一步。
由于工业部门每年消耗美国总能源消耗的33%，该行业是美国脱碳努力的关键组成部分。因此，在短期内，3D打印在核能领域的最大机会是制造业的进一步电气化和脱碳，孙和麦卡锡说。江南平台版江南平台版
他们补充说:“在未来，3D打印可江南平江南平台版台版以通过零件整合和工艺集约化实现新颖的设计，从而提高未来能源系统和碳捕获系统的效率，降低成本。”
一定要欢迎使用江南娱乐 不要错过本系列的下一部分，我们将在太阳能领域的3D打印应用中观察太阳是如何升起的。江南平台版江南平台版
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特色图片显示一个ORNL 3D打印通道紧固件，用于法马通沸水反应堆燃料组件。图片来源:Framatome
