中核集团完成全球首次环形燃料元件零功率物理实验

11月26日，随着一声指令下达，两根燃料元件依次插入反应堆，调节棒提起，仪表上功率指示曲线逐渐上升并趋于平稳，这表明全球首次环形燃料零功率物理实验在中国原子能科学研究院顺利完成。目前，中核集团在环形燃料组件研究领域已达国际领先水平，全尺寸试验组件已完成设计制造，这项工作的顺利推进对我国引领未来核燃料元件创新发展趋势意义重大。

核燃料元件是核电厂反应堆的核心部件，其性能是核电安全性和经济性最重要的影响因素之一。环形燃料作为一种结构上完全革新的先进燃料元件，是压水堆创新型先进燃料组件的重要发展方向。该元件具有内外两个冷却剂通道，增加了传热面积，提高了换热效率。与传统燃料组件相比，在保持堆芯输出功率不变的前提下,采用环形燃料组件的燃料芯块和包壳的峰值温度更低，将显著提升堆芯的安全性；在维持现有的安全裕度不变的前提下，堆芯输出功率可以提升20～50%，可大幅提高核电的经济性。另外，当前研发的环形燃料组件所有结构部件均为我国自主设计和制造，全部技术完全自主可控，制造及后处理工艺与现有燃料循环体系完全相容。

压水堆环形燃料研发是国防科工局、中核集团和原子能院“十三五”科技发展规划的重要内容之一，也是国家发改委和国家能源局《能源技术革命创新行动（2016～2030）》先进核能创新的主要内容。中核集团于2008年启动了压水堆环形燃料组件的研制工作，原子能院作为总体技术单位，制定了从基础技术研究、关键技术研究和组件研制到工程应用技术研究“三步走”的技术路线图，并负责环形组件设计、堆芯设计及堆内外性能试验；中核北方核燃料元件有限公司负责环形燃料组件制造、组装和检测工艺研究。上海交通大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、北京交通大学、哈尔滨工程大学等高校参与环形燃料组件的研发工作。

据了解，国际上开展过环形燃料的研发只有美国、韩国，但因种种原因未能按计划推进，而中国正按照研发计划稳步推进。“十一五”期间，原子能院牵头项目组从堆芯物理、燃料性能、热工水力、核电站安全、经济性以及燃料制造等方面论证了压水堆核电厂使用环形燃料的可行性，实现了我国环形燃料研发第一阶段的研究目标。当前，项目组基本完成了专用设计软件开发、组件结构设计和制造工艺等关键技术研究，技术水平和研究进展已经处于国际领跑水平，整体研发工作进入先导组件入堆前的关键技术攻关阶段。下一阶段任务将主要集中于各项堆外试验验证、先导组件入堆考验、组件性能优化设计以及工程应用技术研究，未来还将开展全新一代大型压水堆和小型反应堆环形燃料堆芯的方案设计研究工作。

在实验现场见证的还有中核集团有关部门以及项目参研单位的领导、专家等。