9日上午,全球首批工业化高温气冷堆球形核燃料元件从中核北方核燃料元件有限公司启运,发往我国完全拥有自主知识产权的山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程,并将于4月份正式装入反应堆,为其后续并网发电提供燃料动力。标志着我国具备了可持续向核电站提供高质量高温气冷堆球形核燃料元件的能力,实现了我国先进核燃料元件研制技术从“跟跑”“并跑”到走在世界前列的跨越。
高温气冷堆被国际上认为是第四代核能系统的优先研究开发对象,而球形燃料元件是高温气冷堆固有安全的重要基础,其制造技术是高温气冷堆发展的主要技术挑战。中核北方高温气冷堆核电燃料元件生产线由清华大学核能与新能源技术研究院具有完全自主知识产权的10MW高温气冷实验堆的球形燃料元件制造技术为技术基础进行工程放大,是包含了化工转化、核芯制备、包覆颗粒制备、球形燃料元件制备、基体石墨粉制备,以及废液处理和固体废料回收的一条完整的生产线。生产线设计能力为年产30万个核燃料球。
生产线于2013年3月正式开工建设,2016年正式投料生产,2017年7月17日第20万个球形核燃料元件下线。
为实现由科研向生产的转化,中核北方联合清华大学对设备进行了工程280多项的改造,先后完成了燃料球压制、车削等7个工艺,18台套设备的自动化改造,实现生产线自动连续生产,为后续我国高温气冷堆产业体系的建立及产业化应用奠定了坚实的基础。
截至目前,按照生产计划,生产线已生产出合格的球形燃料元件73万余个,产量、质量和产品合格率等指标均超越了设计水平。
作为我国第一座核燃料元件厂,1958年建成的中核北方是我国目前技术路线最全的核燃料和核材料生产科研基地,曾为我国“两弹一艇”的成功研制作出重要贡献。如今在这里建设有重水堆、压水堆、AP1000、高温气冷堆以及钴调节棒等多条核燃料元件生产线和核材料研制中心,持续稳定的为我国秦山、三门、海阳等多个核电站提供了高质量的核燃料元件,产品质量达到国际先进水平。