核电不再是建置动辄好几年的发电设备。原本需耗时 12 个月,英国 Sheffield Forgemasters 最近在 24 小时内焊接完成一个全尺寸核反应炉容器,加速小型模组化反应炉(SMR)进展。
小型模组化反应炉有潜力彻底改变核能产业,从大型土木工程转为在工厂就能组装好的设备,透过标准化设计实现规模生产,依照电厂专案需求安装任意数量,不再是传统核电厂的单一大型集中发电模式。
小型模组化反应炉现在还面临许多瓶颈,其中一个挑战就是反应炉芯的容器,如果用传统制程要花一年多的时间,但英国 Sheffield Forgemasters 加快速度,用局部电子束焊接(Local Electron-Beam Welding,LEBW)技术,在一天内就可完成四道厚实的核能等级焊接。
根据介绍,LEBW 是在局部真空环境中,以大功率电子枪将两块金属熔合焊接在一起,实现 95% 效率、深穿透和高深宽比。Sheffield Forgemasters 能够以较低的成本完成直径为 3 米、壁厚 20 厘米的容器,还声称成功率 100% 且零缺陷。
这也是世界首次的尝试,为英国核工业重要里程碑。目前英国政府也正复兴该国核能产业,计划建造新核电厂,其中就包括劳斯莱斯的 15 座小型模组化反应炉。资深开发工程师兼专案负责人 Michael Blackmore 表示,这项技术对核工业的影响重大,有可能消除高成本的焊接工艺。