Schweden: Framatome installiert 3D-gedruckte Brennelementkomponente im Kernkraftwerk Forsmark

Framatome hat im September 2022 bekanntgegeben, dass es die Installation der ersten 3D-gedruckten Brennelementkomponente aus Edelstahl im Kernkraftwerk Forsmark abgeschlossen hat. Diese Komponente ist die gitterförmig aufgebaute obere Endplatte eines ATRIUM-11-Brennelements. Laut Framatome hält sie die Brennstäbe des Brennelements zusammen, ist aber nicht gewichtstragend. Zudem verhindere sie, dass grössere Trümmerteile von oben ins Brennelement gelangen könnten.

Die obere Endplatte sei in Zusammenarbeit mit dem deutschen Pumpen und Armaturenhersteller KSB SE & Co. KGaA entworfen und gefertigt worden. Sie verbleibe nun im Reaktorblock 3 von Forsmark für ein mehrjähriges Bestrahlungsprogramm. «Die oberen Endplatten lassen sich leicht inspizieren, und es können Proben entnommen werden, um dieses neue Herstellungsverfahren bei Bedarf für den Einsatz im Reaktor zu qualifizieren», so Framatome.

Bei der konventionellen Fertigung werden die oberen Endplatten gemäss Framatome lasergeschweisst, wobei gestanzte, kammartige Bleche zum Einsatz kommen. Dies erfordere zusätzliche Fertigungsschritte und die Aufsicht einer Bedienperson. «Die additive Fertigung verschlankt den Herstellungsprozess und erweitert die Auslegungsmöglichkeiten für eine verbesserte Funktionalität und höhere Leistung», erklärte Framatome die Vorteile.

Die 3D-Drucktechnologie, auch als additive Fertigung bekannt, ist auch in der Nuklearindustrie im Kommen und wird zum Herstellen von robusten Metallteilen mit komplexer Geometrie eingesetzt. Die Technologie ist kostengünstiger im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren. Zum Beispiel hat das amerikanische Unternehmen Westinghouse bereits Filter für Brennelemente mithilfe der 3D-Drucktechnologie hergestellt, die im schwedischen Kernkraftwerk Oskarshamn und im finnischen Kernkraftwerk Olkiluoto getestet werden.