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Aug 18, 2023

NUCOBAM: 원자력 산업 수익성 증대 및 안전성 향상

NUCOBAM(적층 가공 기반 핵 구성 요소)의 주요 목표는 다음과 같습니다.

NUCOBAM(적층 가공 기반 핵 구성 요소)의 주요 목표는 원자력 시설에서 금속 적층 가공(AM) 구성 요소를 사용할 수 있도록 하는 인증 프로세스를 개발하는 것입니다. 일단 인증을 받으면 AM을 사용하면 원자력 업계는 부품 노후화 문제를 해결하고 최적화된 설계로 새로운 부품을 제조 및 운영할 수 있습니다. 이는 원자로 효율과 안전성을 향상시킬 것입니다. 이러한 개발은 세 가지 기간에 걸쳐 세 가지 주요 응용 프로그램에 사용될 것입니다.

이 프로젝트에서는 기존 경수로(LWR)의 원자로 부품용 스테인리스강 재료를 통합하기 위한 레이저 분말층 융합(LPBF) 공정을 조사합니다. 조사, 열 노화, 기계적 부하 및 응력 변형 균열 부식과 같은 환경 보조 균열과 같은 기존 열화 메커니즘을 조사합니다.

L-PBF 스테인리스강의 물리적 및 기계적 특성을 철저히 연구하기 위해 4개의 NUCOBAM 파트너가 VTT, AMRC, Laborelec 및 CEA 등 적층 가공 샘플을 생산했습니다(그림 1의 공정 예 참조). 13개 파트너로 구성된 유럽 컨소시엄은 원자력 발전소 부품의 주요 과제 중 하나인 원자로 노심의 중성자 조사 효과를 통한 부품 노후화 또는 영구적인 열 노화 문제를 해결하기 위해 기술과 자원을 결합하고 있습니다. 더 긴 서비스 기간.

사용 중 테스트를 위해 스테인리스강(SS) 316L AM(그림 3 참조)의 두 가지 응용 분야가 고려되었습니다.

AM은 재료 제거를 통한 기존 제조에 비해 비용과 시간을 모두 줄여주기 때문에 그리드와 같이 복잡한 형상을 가진 부품에 큰 관심을 끌고 있습니다.

잔해 필터는 코어 내부 구성 요소로 연구되어 중성자 조사 저하를 겪는다는 점에서 특히 흥미롭습니다.

AM 밸브 본체 부품은 열 및 압력 응력을 받고 장기간 작동 시 스테인리스강 합금이 노화되는 문제에 직면해야 하기 때문에 큰 관심을 끌고 있습니다.

잔해 필터와 볼 밸브의 두 설계가 모두 검증되면 예비 적층 제조 공정 사양(pAMPS)이 설정되었습니다.

따라서 NUCOBAM은 아래와 같이 5가지 기술적 목표와 1가지 보급 관련 목표를 설정했습니다.

표준화를 위해 제안되고 원자력 설계 규정 위원회에 전달될 AM 원자력 부품에 대한 인증 방법론을 확립합니다.원자력 산업과 규제 당국은 NPP에서 미래 부품 제조 및 사용을 위한 기반으로 AM에 대한 신뢰할 수 있는 인증 및 코드화 프로세스가 필요합니다.

원자력 품질 표준을 충족하는 공정 안정성, 반복성 및 재현성을 보장하고 입증하는 레이저 분말층 융합(L-PBF) 제조 계획을 개발하십시오.검증 및 코드화 프로세스는 AM이 재료 성능 측면에서 안정적이고 균일하며 재현 가능한 결과를 제공하도록 보장해야 합니다.

L-PBF 재료 성능이 인증 요구 사항을 충족함을 입증합니다.자격 부여 및 코드화 프로세스는 AM이 기존 제조 프로세스에 대한 기존 요구 사항과 일치하는 재료 성능을 제공하도록 보장해야 합니다.

L-PBF 인코어 사용 사례가 안전 관련 기능 및 작동 요구 사항을 충족함을 입증합니다(그림 4의 IBAM 참조).원자로에서 AM 부품의 안전하고 신뢰할 수 있는 작동은 조사 시 AM 재료 거동이 기존 현장 경험과 일치하고 허용할 수 없는 저하를 겪지 않는다는 것을 입증해야 합니다.

안전 관련 기능 및 작동 요구 사항과 관련하여 ex-core AM 구성 요소의 작동 성능을 평가합니다.NPP에서 AM 구성요소의 안전하고 안정적인 작동은 AM 구성요소가 전용 기능 요구 사항을 충족하고 AM 재료가 허용할 수 없는 성능 저하를 겪지 않는다는 것을 입증해야 합니다.