Drifttiden på svenska kärnreaktorer ska förlängas till 80 år. Det betyder att tillgången på reservdelar blir helt avgörande, och där kommer additiv tillverkning att spela en viktig roll.
3dp.se skrev för tre år sedan om den första bränslekomponenten som tillverkats med AM och installerats på ett svenskt kärnkraftverk, närmare bestämt en så kallad topplatta som håller bränslestavarna på plats i reaktorn på Forsmark 3.
I dag finns AM-tillverkade komponenter installerade i alla de tre svenska kärnkraftverken Ringhals, Forsmark och Oskarshamn. Användningen av tekniken är fortfarande i sin linda, men väntas öka på grund av flera olika faktorer.
Sverige har sex kärnreaktorer som alla är byggda på 1970- och 80-talen. Vattenfall äger fem av dessa och har inlett ett omfattande projekt för att förlänga drifttiden från 60 till 80 år, enligt ett pressmeddelande från Vattenfall. Det innebär stora utmaningar eftersom ett stort antal komponenter kommer att behöva bytas ut.
Svårt att få fram reservdelar
Enligt Vattenfall är det i dag svårt att få tag i reservdelar och kvalificerade leverantörer, med långa ledtider och höga kostnader som följd. Det kan i sin tur leda till att hela komponenter måste bytas ut när reservdelar inte finns tillgängliga. Dessutom har några branschjättar köpt upp underleverantörer för att säkra tillgången på reservdelar till sina egna reaktorer.
– Utvecklingen gör att vi ser en risk i att bli nedprioriterade den dagen vi behöver få fram komponenter med kort varsel. Men genom att använda AM kan vi styra och prioritera tillverkningen själva vilket i slutändan skulle bidra till ökad tillgänglighet, det vill säga mer fossilfri elproduktion, säger Björn Forssgren, som är företagsspecialist inom området metalliska material på Ringhals kärnkraftverk, och även ansvarig för området inom Forskning och Utveckling på Ringhals.
Ringhals har jobbat med additiv tillverkning sedan 2017 då Vattenfall tillsammans med fyra andra företag finansierade en 3D-skrivare. Samarbetet drivs av forskningsinstitutet RISE.
– Vi såg tidigt potentialen i AM-tekniken och i många branscher är detta redan det nya normala. Det primära för oss är att tekniken är oerhört flexibel, vi kan tillverka i stort sett allt vi vill; rör, ventiler, pumphus, interna delar, och det finns inte heller begränsningar i material, i stort sett alla typer av legeringar kan användas, säger Björn Forssgren.
Planer på egen AM-utrustning
Komponenter som tillverkats med tekniken är minst lika bra – eller till och med bättre – än de som tillverkats traditionellt, slår Vattenfall fast. Det handlar bland annat om delarnas så kallade strukturella integritet, det vill säga styrka, hållfasthet och beständighet över tid.
– AM är en väldigt styrd och kontrollerad tillverkningsprocess och alla våra studier visar att komponenter som tillverkats på det här viset är minst lika bra som traditionellt tillverkade. Vi har hårda krav, och använder tekniken så att den strukturella integriteten blir densamma, och i många fall bättre.
Vattenfall överväger att i nästa skede bygga upp en egen maskinpark för additiv tillverkning. Det skulle inte bara kunna förse de egna kärnkraftverken med reservdelar utan även andra kraftslag inom Vattenfall.
– Anläggningarna blir inte yngre, AM är ett verktyg för att nå våra mål för tillgängligheten och minska riskerna för produktionsstörningar. Vi vill jobba proaktivt med de komponenter som bedöms ligga i riskzonen. Genom att skapa virtuella lager av digitala CAD-modeller så kan vi 3D-printa nya komponenter när behovet uppstår. Varje planerat stillestånd är rejält dyrt, påverkar tillgängligheten och skadar dessutom förtroendet för kärnkraften, säger Björn Forssgren.
