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　　在我國核電發展的版圖中，被譽為“我國核電國產化進程中的一個重要里程碑”的秦山二期，曾為我國核電發展注入了“國產化力量”，如今又開始了新的使命任務……

　　2015年10月3日，中核運行堆芯燃料處處長廖澤軍的電腦桌面上有了新文件——秦山第二核電廠2號機組9月份燃料堆內運行指標值出爐，即將遞交核安全局。報告顯示，“2015年9月，秦山第二核電廠2號機組CF系列輻照考驗組件堆內運行指標值為0.037Bq/g。”根據國際標準，燃料堆內運行世界先進水平指標值就是0.037Bq/g。

　　按照國際核燃料研發慣例，一種新型燃料組件在完成設計及制造后，在批量應用于核電站之前，需要裝載入商用核電站堆內進行輻照考驗，以驗證其綜合性能（輻照、腐蝕和力學性能）。

　　而這個慣例的背后是系統的管控、持續的跟蹤、海量的計算，對此，中核運行研發人員全力以赴。“新型燃料組件入堆輻照考驗，不僅是對反應堆運行的挑戰，更是對換料大修關鍵路徑的挑戰。但是中核運行沒有推諉退縮，而是為了自主化燃料組件早日成功，主動承擔了這項任務，并做好各項風險管控。”中核運行總經理張濤說。

　　中核集團CF燃料研發專項副總工程師、中核運行副總工程師孔德萍表示：“如今，從前期安全風險評估、燃料組件堆內運行完整性跟蹤，到出堆檢查，中核運行形成了完整而成熟的考驗體系，這為后期CF系列燃料組件入百萬堆考驗、實現批量考驗提供了保障。”

　　與設計制造“同步推進”

　　事實上，0.037Bq/g并不是CF系列研發組件的“偶遇值”。廖澤軍在電腦上打開的一份圖表：坐標圖以0.037Bq/g為起點，畫出了一條平行的直線。這是從2014年7月CF3先導燃料組件入堆輻照考驗，CF系列燃料12個月的運行指標走勢圖——考驗中，CF組件始終保持0.037的指標值。

　　這個看似簡單的數值，一直是各國核電站燃料運行的目標值。事實上，為了實現這個運行數值，中核運行開展大量工作：制定優化出入堆考驗方案，三次向核安全局遞交審評申請，并回答了百余個審評問題；開展燃料組件運行中完整性的跟蹤計算；大修期間緊張的出堆檢查，以進一步驗證燃料的性能；同時還制定了一系列的應急方案，保證安全經濟運行的同時推進考驗任務。

　　盡管得天獨厚的資源以及擁有自主考驗的經驗，讓中核運行盡顯優勢。但30萬千瓦核電站的燃料組件和百萬千瓦電站的燃料組件的性能指標有著較大的差異，確保CF系列燃料順利入堆、安全考驗，對于中核運行而言，仍然是一個不小的挑戰。

　　在研發之初，中核運行研發人員就遇到了“最大難題”——時間太緊張。因為時間的“硬指標”已經定下：每個燃料組件在堆內至少要考驗3個循環，每個循環以年為單位。

　　為了縮短研發周期，中核運行實施“多條腿走路”方案，提前啟動入堆前各項準備工作。“核電站每次換料都要向核安全局遞交換料方案。考驗堆是一個變化的堆芯，混合了多種類型的組件，核安全局審批就要有一個較長的時間，而且要進一步解釋。”孔德萍說。

　　“在N36研制過程中，就開始N36和CF2的入堆考驗準備工作了。CF2入堆后，又立刻啟動CF3的準備工作。”廖澤軍說，“工作都是一環扣一環，非常緊張，但這意味著任何一個環節不能出錯，一出錯對工程的推進影響就很大。”

　　一次分析的數據都是“幾百兆”

　　商業堆的環境遠比研究堆的環節復雜的多，很多環境和引發的效應不是研究堆可以模擬的。因此，只有在商業堆考驗的燃料組件才能反應出考驗組件的綜合效果。而這個“綜合效果”自然就是全面監控、分析、計算后的性能指標。而這場“真刀真槍”的實戰，中核運行研發人員實現了“無死角”追蹤。

　　一直以來，秦山核電有著穩定而良好的運行指標。而入堆考驗要求替換部分組件，自然會改變堆芯的設計，對堆芯產生影響。一定程度上說，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，實施多維度的監控，并進行不同參數分析計算，做到有問題及時發現的同時，驗證燃料組件的性能指標。

　　“運行中，不僅實施了實時在線監控，監控主系統放射性核素水平，整體上是否有破損，還每周兩次進行化學取樣分析。這些數值就是每個月計算燃料可靠性指標的原始數據。”廖澤軍說。計算出的指標值就是文章開篇所提到的燃料性能指標值。

　　對每組考驗組件，都要全程跟蹤其在堆芯的運行歷史，燃耗統計細化到每一根燃料棒。“每個月反應堆運行的數據都是幾百兆。”廖澤軍補充說，“海量的基礎數據保證了最后結果的可靠性。”

　　“核電站日常工作環環相扣，非常緊湊，沒機會深入了解燃料的設計與前端研發過程。通過這個研究課題，相關技術人員掌握了通過運行參數的變化判斷燃料組件性能的方法，提升了對自主設計燃料組件的認識，鍛煉了堆芯燃料處青年科技創新團隊。”孔德萍說。

　　測量“形體”驗證參數

　　如果說，堆內運行監測是通過提取的參數分析計算核燃料的性能指標，那么堆外池邊檢查就是通過測量實物，確定組件的生長、變形、燃料包殼的腐蝕性等特征，進一步驗證核燃料的性能指標。

　　燃料組件在堆內輻照運行后，組件會產生相應的輻照效應，如包殼氧化腐蝕、輻照生長、“腫脹”，棒間距發生變化等，這就需要組件出堆后，對其進行池邊檢查，分解成各個分項，測量其參數是否在正常范圍內。

　　池邊檢查要在大修期間完成。盡管檢查組件從2013年的兩組增加到2015年的10組，工作量多了好幾倍，但檢查的時間依舊只有10天左右。這期間不僅要完成檢查，還要形成報告，因為只有該報告經核安全局審批同意后，燃料組件才能進入下一個循環考驗周期。

　　廖澤軍說：“為了不讓檢查影響主線工作，檢查期間都實施了24小時3班倒制，但卻沒有替換人員，那些天，上大夜班的工作人員要持續上大夜班。”

　　而為驗證考驗組件的“形體”，中核運行專門設置了落棒試驗。

　　2014年1月22日，秦山二期2號機組主控室內緊張的氛圍讓空氣幾乎凝結了。隨著“開始”指令的下達，控制棒瞬間落入了包含CF系列燃料組件的燃料組件中。“落棒試驗成功了！一次通過！”回憶起當時的情景，廖澤軍依舊難掩激動。

　　截止到目前，N36特征化組件完成了3個循環輻照考驗，CF3先導組件完成了1個長周期循環輻照考驗，CF2先導組件完成了2個循環的輻照考驗。據悉，后期燃料考驗還要轉入百萬千瓦機組內進行。“相信后期的考驗工作更加精益求精。”孔德萍說。

　　“中核運行將一如既往地全力支持自主燃料組件的入堆輻照考驗工作！”張濤堅定地表示。

　　作為燃料研發“硬指標”，堆內輻照考驗的結果決定著燃料組件的性能可靠性，也決定著用戶對于產品的“接受度”。

　　持續研發考驗，對于中核集團而言是使命，也必將成為前行的底氣。（胡春玫）