環(huán)形燃料元件是一種由內(nèi)、外兩層包殼和環(huán)形芯塊構(gòu)成的先進核燃料元件,是傳統(tǒng)燃料元件的進一步發(fā)展。由于環(huán)形燃料元件內(nèi)部增加了冷卻劑通道,相比于現(xiàn)有棒狀燃料元件,增加了元件傳熱面積,可提高堆芯輸出功率,大幅提升核電的經(jīng)濟性;同時,環(huán)形燃料元件有“溫度低、貯能少”的特點,可增加核電的固有安全性。
據(jù)了解,為推進我國先進壓水堆核燃料組件研發(fā),提升我國核電國際競爭力,加快核工業(yè)強國建設(shè),在上級有關(guān)部委指導支持下,中核集團積極開展壓水堆環(huán)形燃料組件研制工作,項目組織實施由中國原子能工業(yè)有限公司負責,燃料組件設(shè)計和試驗驗證由中國原子能科學研究院負責,燃料組件制造工藝研究和開發(fā)由中核北方負責。該試驗件將用于環(huán)形燃料水力特性和機械性能研究。
自2008年起,原子能院開始壓水堆環(huán)形燃料組件的相關(guān)研究,攻克了多項關(guān)鍵技術(shù),自主開發(fā)了堆芯和組件設(shè)計軟件,初步完成了堆芯、組件設(shè)計以及部分關(guān)鍵熱工水力試驗,并實現(xiàn)了小組件的入堆考驗。目前,原子能院正在針對環(huán)形燃料先導組件入商用堆考驗開展組件堆外性能驗證試驗,并同時開展多種全環(huán)形燃料壓水堆堆芯設(shè)計研究。
中核北方在環(huán)形燃料研制過程中,發(fā)揮產(chǎn)研優(yōu)勢,開展了環(huán)形芯塊制備、環(huán)形燃料棒組裝焊接、定位格架沖制與組裝焊接、管座加工、導向管部件組裝焊接、骨架組裝、組件組裝及組件檢測等關(guān)鍵制造技術(shù)研究工作,研制了燃料棒組裝焊接、定位格架組裝焊接、骨架組裝、組件組裝等專用工藝裝備。