我国领跑高温气冷堆燃料元件制造

2017/8/7 9:28:41

7月17日，中核集团中核北方核燃料元件有限公司高温气冷堆核燃料元件生产线第20万个球形燃料元件顺利下线，标志着我国高温气冷堆核燃料元件制造实现了从实验线到工业规模的直接转化，同时也标志着我国高温气冷堆核燃料元件制造水平已走在世界前列，对于推进高温气冷堆核电技术商业化和“走出去”具有重要意义。

据了解，该生产线是国家科技重大专项——先进压水堆及高温气冷堆示范工程的配套项目，是全球首条工业规模高温气冷堆核燃料元件生产线，具有我国完全自主知识产权。生产线于2013年3月开工建设，2016年9月正式生产。

高温气冷堆球形燃料元件部分生产线

据中国核燃料有限公司总经理马文军介绍，早在2004年，中核北方即启动高温气冷堆核燃料元件生产线建设相关事宜。2008年2月25日，国务院批准高温气冷堆总体实施方案前期工作正式展开。2013年11月至2014年12月，中核北方先后完成生产线606套工艺设备的安装。2016年8月12日至8月24日，产出首批合格燃料元件280个，并完成产品合格性鉴定。

“生产线95%的工艺设备都是首次应用的专业设备。为了实现由科研向工业生产转化，中核北方联合清华大学对生产线设备进行了共计280项改造。”马文军表示，“目前生产线各工艺运行稳定，球形燃料月产量已连续四个月超过3万个。每年30万个球形燃料元件的生产任务，预计9至10个月就能够完成。”

清华大学核研院党委书记唐亚平介绍了高温气冷堆核燃料元件从基础研究阶段到国家科技重大专项阶段长达30多年的研发历程。“由最初的理论研究，到现在燃料元件生产工艺形成，从无到有的过程十分艰难。”他表示，“生产线要满足示范电站的装料需求，要提高规模化程度，确保工艺、设备工程化，保证产品稳定可靠。同时，要进一步提高对产品的性能要求。”据了解，目前的设计标准要求每个燃料球的铀含量由原来的5g提高到7g，增加了40%，同时，产品破损率由3×10-4降低到6×10-5。

中核集团董事长、党组书记王寿君指出，高温气冷堆的固有安全性、多用途性以及模块化建造等特点与优势，尤其适合“一带一路”中小型电网国家，在核电“走出去”方面具有多重优势。“目前，我国已与沙特、阿联酋等国家和地区签订了高温气冷堆项目的合作谅解备忘录，预示着中国高温气冷堆在经历了几十年默默耕耘后迎来了历史性的发展机遇。”王寿君说，“中核将在现有成果基础上，以满足高温气冷堆面向国际、国内商业化需求为目标，加快推进高温气冷堆元件商业化、规模化进程，为实现核电‘走出去’战略、建成核电强国作出新的贡献。”

记者来到中核北方高温气冷堆核燃料元件生产线现场，数个机械臂井然有序地进行燃料球元件的压制，工作人员则在检视设备运行情况。中核北方副总经理张杰表示，出于生产效率、成本、安全等多方面考虑，生产线自动化水平与单位产能的提升是必然趋势。“下一步的挑战在于，在保证现有工艺和产品质量的前提下，要对装备进行自动化、智能化升级，保证生产线的经济性。”据了解，目前，该生产线已完成燃料球压制、车削等7个工艺合计18台设备的自动化改造。

“生产线直接从实验室转化到工业应用，由于需要考虑规模效益和经济性，很多设备与工艺需要进一步改进和不断完善。”张杰告诉记者，“球形燃料元件生产线技术的工业化应用，跳过了中试过程。清华大学的理论功底和实验室水平很高，中核北方工程化、规模化生产的经验也较为丰富，两者之间的合作既是强强联手，也是优势互补。

据悉，“十二五”期间，中核北方在燃料元件研制、基础材料研究等方面取得了诸多技术突破，目前已成功研制了CENTER燃料组件、铅基研究堆原型组件、实验快堆和示范快堆辐照组件、海上浮动电站模拟燃料组件、CAP1400自主化燃料原型组件等产品。