A Westinghouse Electric Company alcançou recentemente um marco significativo ao fabricar sua milésima placa de fluxo de combustível impressa em 3D para o combustível do reator VVER-440. Este componente específico representa uma grande conquista da indústria de energia nuclear, pois é a primeira peça impressa em 3D relacionada à segurança a entrar em produção em série.
As placas de fluxo AM são instaladas nos conjuntos de combustível VVER-440, possibilitando um redesenho da parte inferior dos conjuntos que resulta em um desempenho mais robusto. Os reatores VVER são reatores energéticos água-água e são descritos pelas siglas WWER ou VVER. Trata-se de uma série de projetos de reatores de água pressurizada originalmente desenvolvidos na União Soviética pela OKB Gidroppress.
Os reatores VVER foram originalmente desenvolvidos antes da década de 1970 e têm sido continuamente atualizados. Como resultado, o nome VVER está associado a uma ampla variedade de projetos de reatores, abrangendo desde reatores da geração I até projetos modernos de reatores da geração III+. O VVER-440 Modelo V230 foi o projeto mais comum, fornecendo 440 MW de energia elétrica. Em setembro passado, a Westinghouse entregou seu primeiro lote de recarga de conjuntos de combustível VVER-440 à Energoatom, a empresa nuclear estatal da Ucrânia.
Uma característica típica do projeto de reatores nucleares são as barreiras de segurança em camadas que impedem o escape de material radioativo. Os reatores VVER têm três camadas: Varetas de combustível: o revestimento hermético de liga de zircônio (Zircaloy) ao redor dos pellets de combustível cerâmico sinterizado com óxido de urânio fornece uma barreira resistente ao calor e à alta pressão.
O combustível do reator VVER é o dióxido de urânio (UO2), que é compactado em pelotas cilíndricas de cerca de 9 mm de altura e 7,6 mm de diâmetro. Os pellets de combustível juntamente com o revestimento constituem a barra de combustível. O núcleo do reator é composto por 312 conjuntos de combustível, 37 hastes de controle e o refrigerante, que é água leve e também serve como moderador.
“Essa conquista mostra o desenvolvimento da fabricação aditiva, desde a prototipagem até a produção em grande escala, gerando valor tangível para nossos clientes”, disse Lou Martínez Sancho, diretor de tecnologia e vice-presidente executivo de P&D e inovação da Westinghouse. “Isso marca outra conquista pioneira da Westinghouse em tecnologia AM, mantendo o compromisso de fortalecer a segurança, a eficiência, a sustentabilidade e a segurança energética.”
Westinghouse e consolidação da AM no setor nuclear
O milésimo marco da peça de combustível VVER impressa em 3D é uma continuação da liderança da Westinghouse na implantação de AM na indústria nuclear para obter reduções de custos e prazos de entrega e permitir soluções de ponta para geração de energia. Em 2015, a empresa conduziu o primeiro estudo de irradiação de materiais de componentes nucleares AM. Em 2020, a Westinghouse instalou o primeiro componente AM relacionado à segurança, um Thimble Plugging Device, em um reator comercial em operação.
À medida que o mundo redescobre a energia nuclear como uma solução de geração de energia mais limpa e eficiente, toda a energia nuclear intensificou a sua adopção de AM, que é uma tecnologia ideal para enfrentar muitos dos seus desafios atuais e futuros. A tecnologia AM é utilizada na construção de protótipos e na produção convencional, levando à simplificação de processos e maior eficiência operacional. Poucos sectores energéticos poderão beneficiar mais da AM do que a relançada indústria da fissão nuclear, juntamente com grandes esperanças num futuro movido pela fusão nuclear.
Na indústria de energia nuclear, a fabricação aditiva desempenha um papel crucial na produção de componentes e protótipos complexos. Ele permite a fabricação rápida de projetos complexos, reduzindo os prazos de entrega e os custos associados aos métodos tradicionais de fabricação. Essa tecnologia permite a criação de peças especializadas com maior durabilidade e precisão, essenciais para garantir a segurança e confiabilidade das usinas nucleares. Além disso, a impressão 3D pode ser usada para produzir materiais e ferramentas resistentes à radiação para manutenção e reparo em ambientes radioativos. Para saber mais sobre o reator acesse o site.
