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　　“‘華龍一號’有了，具有自主知識產權的核燃料元件有了，我們‘走出去’就有底氣了!”不久前，中核集團“壓水堆燃料元件設計制造技術”重點科技專項總指揮李廣長在接受記者采訪時難掩激動之情。而這份激情正是源自“振奮人心”的消息：新年伊始，具有自主知識產權的國產壓水堆核電站N36特征化燃料組件、CF2燃料組件、CF3燃料組件，完成了不同燃料循環周期的輻照考驗，輻照后檢查結果表明，組件性能良好，符合設計預期。這些節點的實現，標志著我國擁有了完全自主知識產權的高性能燃料組件品牌，進一步提升了我國核電出口的核心競爭力。

　　“幾年的時間能夠取得這樣的成果非常不容易。燃料是核電站的‘糧食’，過去，我們的核電吃的都是‘進口糧食’，以后也可以吃上自己的‘糧食’了。”李廣長說。

　　中國要擁有自己的核燃料品牌

　　核燃料組件是核電站的核心部件，不斷“升級”核燃料技術，已經成為改善核電站安全性、可靠性和經濟性的有效手段。

　　縱觀國際，美、法、俄、韓、加等國家在燃料組件的改進和品牌創新上，從未有過停歇。反觀國內，由于相當部分核電站是引進技術，因此，我國大部分壓水堆核電站使用的燃料組件均為引進國外技術、在國內制造的燃料組件。到目前為止，核燃料組件的設計和所需要的關鍵原材料(如燃料棒包殼等)仍需要從國外進口。

　　“如果沒有自主研發的核燃料元件，我們想成為核電強國，實現核電‘走出去’戰略，就是空談。”李廣長坦言。

　　從2010年開始，中核集團實施創新驅動發展戰略決策，“壓水堆燃料元件設計制造技術”成為首批啟動的重點科技專項之一，并設立了“兩總”(總指揮與總設計師)組織體系。“設置了總設計師、副總設計師，充分發揮技術線的作用，明確目標、責任、考核節點，定期召開技術會議，對研發中出現的問題及時協調解決。”李廣長表示，“組織體系對于項目推進發揮了重要作用。”

　　2012年6月，N36特征化燃料組件入堆考驗，2013年7月，CF2輻照考驗組件入堆考驗，2014年7月，CF3先導組件入堆考驗。

　　“核燃料元件研發是一項技術要求極高，風險也極高的工作。鋯材和組件連續三年進入核電商用堆考驗，有賴于中核集團的整體組織，有賴于兩總系統指揮協調，有賴于大家對于目標的高度認同。”李廣長說，“大家非常希望我們能早日拿出自己的核燃料元件，希望中國有自己的核燃料品牌。”

　　國內第一次走完核燃料元件研發全過程

　　“核燃料元件的研發必須要保障國家、集團公司核電‘走出去’戰略的實施。”在李廣長看來，這是項目研發的目標，更是“軍令狀”。因此，根據中核集團核電發展戰略“華龍一號”“走出去”步伐，核燃料元件研發的倒逼“時間表”隨之生成——4年完成所有研發。但4年時間，對于核燃料元件的研發是不小的挑戰。

　　一直以來，我國核燃料元件研發始終處于前期技術研究階段。而國際上，各國就燃料元件已經申請了大量專利。“重打鼓，另開張”，研發團隊要面臨國外各種先進燃料組件的專利限制、合作障礙，同時也要克服合作單位多、涉及學科廣、自身研發基礎相對薄弱等諸多困難。“我們總結這個項目有重、緊、急、難、多五個特點。重，是責任重大，如果不能按時完成目標，勢必影響我國核電‘走出去’戰略目標的實現;緊，是人力資源緊，時間進度緊;急，是工程項目需求急、問題出來要求急;多，是任務種類多、單位多、項目接口多、協調工作多。”項目總設計師焦擁軍說。

　　在4年時間里，研制團隊突破了燃料組件結構設計、熱工水力分析、堆外性能試驗、鋯合金管棒材制備、組件制造工藝、鋯合金堆外試驗、燃料組件輻照后池邊檢查等7項關鍵技術瓶頸，建立了設計、模擬組件制造、堆外性能試驗等研發體系，形成了知識產權成果包。

　　“這是國內第一次走完核燃料組件研發全過程，意義重大，為后續核燃料元件持續研發打下了良好的基礎。” 李廣長說。

　　這是中核集團跨板塊的聯合攻關

　　自創立之日起，核工業就從不缺少“大力協同”的成功典范。這一次依舊如此。李廣長說：“集團化運作的優勢得到充分發揮。”

　　在中核集團的統籌下，由負責核燃料生產的專業化公司——中國核燃料有限公司牽頭，中國核動力研究設計院負責總體設計，中核建中核燃料元件有限公司負責研制生產，中核核電運行管理有限公司負責入堆考驗，再加上中核北方核燃料元件有限公司等單位一起成立了聯合工作團隊。總設計師焦擁軍說：“大家協同作戰，為了同一個目標，全力以赴，確保每一個環節順利推進。”

　　自主品牌的先進核燃料元件，很大程度上是以材料的研發成功為標志的，因此突破材料國產化瓶頸就成為研發的重中之重。承擔這項任務的核動力院項目組人員夜以繼日地開展工作，針對研發中的問題，不斷優化工藝、改進設備。“如今我們已掌握了先進鋯合金加工技術，國內首次研制出滿足商用堆燃料元件技術條件的自主品牌N36鋯合金管棒材，填補了國內自主知識產權鋯合金應用的空白。”項目副總設計師趙文金說。

　　中核建中在2011年就成立了攻關團隊，四年間投入大量精力，克服了重重技術難關，自主研制了關鍵設備和部件，在材料、加工制造等多個環節，取得了全面的突破，結合高的熱工水力性能定位格架的應用，制造出具有自主知識產權的高性能燃料組件，并按期完成了CF專項各種試驗件、模擬組件和入堆輻照燃料組件的研制任務。

　　按照國際核燃料研發慣例，新型燃料組件在完成設計制造后，在批量用于核電站之前，需要裝載入商用核反應堆進行輻照考驗。在CF系列的10個組件入堆考驗中，中核運行既要保證電廠運行業績，同時也要保證安全。這不僅是對自主研發的核燃料元件的考驗，也是對秦山自主設計的60萬千瓦的核電站的考驗，對核電運行、技術管理的考驗。為此，中核運行開發了一系列監測核燃料運行的監測軟件，以監測燃料的完整性，做到有問題及時發現。截止到目前，CF系列燃料組件完成了不同燃料循環周期的輻照考驗。

　　成績可喜，但也要看到，我國核燃料研發之路還很長。

　　CF3燃料組件實現商業化，必須要經過一個嚴格的堆內考驗，目前已完成了1個完整循環，后期，還要經過2個循環的考驗，而且還要實現批量入堆考驗，并在百萬千瓦級核電站反應堆中進行堆內考驗。只有歷經這樣的循環考驗，才能滿足當代大型壓水堆的需要，才能讓用戶放心使用。對后續工作，李廣長已有考慮安排。

　　近年來，核電站堆型逐步進入了第三代反應堆技術工程實施應用、第四代反應堆綜合選型及關鍵技術攻關的階段，各國投入大量人力物力持續研發更先進的核燃料元件。“我們不僅要開展第四代反應堆先進燃料組件的研發，還要讓中國的燃料元件具有替換性，實現引進核電站也能使用中國自己品牌的核燃料。”李廣長說。

　　實現核電強國夢，擁有高性能燃料元件，這段征途才剛剛開始。