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国家核电(上海核工院):国家科技重大专项CAP1400自主化燃料组件研制取得重要进展

2021.12.21 国家核电(上海核工院) 杨萍、钱浩

  近日,国家核电(上海核工院)牵头,联合中广核研究院有限公司完成了国和一号自主化燃料(SAF-14)四种关键试验件临界热流密度(CHF)试验。这标志着SAF-14燃料组件在反应堆中实施先导辐照考验安全审评所需的全部堆外原型试验已完成,为先导组件入堆辐照确立了重要技术基础。

  SAF-14燃料组件是我国首个自主研制的14英尺高性能燃料组件,研制成功后可从根本上实现核电厂高性能燃料组件自主可控。前期,该公司依托压水堆国家科技重大专项,历时近十年攻关,已完成SAF-14燃料组件设计定型,并完成了除CHF试验外的所有堆外原型试验,包括燃料组件抗震试验、流致振动试验、长期磨损试验、交混系数测量试验等,结果均符合设计预期。

  根据核安全监管部门关于压水堆核动力厂新研制燃料组件审评指南(征求意见稿)要求,CHF试验是新研制燃料组件入堆辐照必需完成的12项整体堆外试验之一。试验需模拟反应堆正常运行及事故工况参数范围内,燃料棒出现沸腾危机的瞬态过程,是技术难度最大的一项整体性能试验。该公司充分发挥牵头单位主体作用,历时两年多,针对一系列技术难题,采取多项改进优化措施逐一攻克。2021年9月,SAF-14燃料CHF试验设施通过可用性评估,标志着试验设施性能、试验质保体系、Benchmark(标定)试验结果获行业认可。在此基础上,按试验任务书要求,顺利完成SAF-14自主化燃料多组试验件关键CHF试验,获得250余个有效数据点,验证了SAF-14自主化燃料热工性能。

  目前,该公司正协同核电厂业主、核燃料制造厂等多家单位,全力推进SAF-14自主化燃料先导棒和先导组件入堆辐照考验工作,经充分验证后,推动SAF-14燃料组件最终实现批量工程应用。