中核建中核燃料组件库
CF系列燃料组件
中核建中核燃料元件生产线
走进西安西部新锆科技股份有限公司（简称“西部新锆”）生产车间，上海证券报记者看到，自主化核级锆材板材正经过多道严密工序，蜕变成一根根银亮光洁的锆管。
这些锆管将从这里启程，一路南下近千公里，运抵四川宜宾亚洲规模最大的压水堆核燃料元件制造基地——中核建中核燃料元件有限公司（简称“中核建中”），并被装配上自主研制的二氧化铀陶瓷芯块（即核燃料棒），最终制成合格可靠、安全稳定的核燃料组件。
核燃料组件被誉为“核电站的粮食”，它不仅是核电站的“心脏”，也是安全的第一道屏障。近日，上海证券报记者参与“开局‘十五五’·活力看中核”媒体行，实地探访了先进核能系统“心脏”的制造源头。
“核燃料产业链是核能自主化中的关键一环。”中核集团首席科学家、CF燃料总设计师焦拥军在接受记者采访时表示，要实现从核电大国向核电强国的跨越，成为国际核科技的引领者，核燃料领域是必须重点攻关和破局的核心板块。
造完全自主的“争气材”
作为燃料组件的“骨骼”，锆合金被称为核反应堆的“第一道安全屏障”，对核电站安全稳定运行起着重要作用，也是评价燃料组件研发水平的重要指标之一。但很长一段时间，国内核电站燃料组件用锆合金材料基本依赖进口，是制约我国核燃料产业发展的主要瓶颈。
“材料‘卡脖子’、无自主技术，是我国核燃料产业长期以来面临的双重困境。”焦拥军说。在此背景下，作为核燃料研发设计“最强大脑”的核动力院踏上突围之路，目标直指燃料组件设计、关键材料制备、核心工艺验证等一系列技术关卡。
据介绍，自中核集团启动N36锆合金工程化制备技术科研以来，核动力院历时8年，历经6大阶段的技术攻关，终于成功掌握了具有自主知识产权的完整工程化制备技术。技术突破后，产业化落地成为关键。2017年，西部新锆与核动力院签订技术转让合同，接过了N36锆合金产业化的接力棒。
“生产N36锆材，需要一点点把材料拉细拉长，既要保证均匀，又要守住精度，切割过程也要保持切面高度平整，每一步都容不得半点差错。”西部新锆总经理、党委副书记周军道出了生产过程的严苛。
在核动力院、中核建中的支持下，西部新锆仅用13个月便攻克了铸锭真空熔炼、锭坯挤压感应均匀加热等多项关键技术。此后，公司建成了世界领先的自主化核级锆材生产线，成为国内自主知识产权N36锆合金集自主研发、中试、生产、性能评价于一体的高科技企业。
“我们的N36不是仿制品，是完全自主知识产权的‘争气材’！”周军说。N36的成功交付，标志着我国已完全实现自主化核级锆合金的规模化生产，彻底打破了国外长期以来在此领域的垄断地位，让我国核电站真正拥有了“中国铠甲”。
周军表示，下一步，西部新锆将继续加强与核动力院合作，深化N36锆合金迭代优化，研发新一代包壳材料，并持续扩大N36锆合金的批量化产能，确保核燃料供应链安全稳定。
铸安全可靠的“中国芯”
在中核建中智能制造车间，记者看到，西部新锆的N36锆合金管已通过自动化方式装入数块二氧化铀陶瓷芯块，化为一根根核燃料棒；随后，定位格架将264根核燃料棒整齐排列成17×17的方阵，最终组装成合格、安全的核燃料组件。
“从秦山核电站的第一批燃料元件，到‘华龙一号’的CF3组件，我们见证了中国核燃料产业从无到有、从有到优的完整发展历程。”中核建中副总经理那保国表示。
截至目前，中核建中累计生产交付核燃料组件超30000组，成为亚洲最大的压水堆核电燃料元件制造基地。其生产的核电最强“中国芯”CF3组件核心材料、制造工艺实现全面自主，综合性能达到国际先进水平。而CF3燃料组件的研发及批量化、型谱化生产，也标志着我国全面掌握了具有完全自主知识产权的先进核燃料元件制造技术。
据那保国介绍，中核建中已经掌握了多种类型的压水堆核电燃料元件制造技术，锻造了全堆芯供货能力，完善了核级管材、带材等关键原材料产业布局，具备公、铁、海运输交付能力，且保持产品一次交验合格率始终100%。
“安全是核工业的生命线。”那保国称。据此，中核建中正在打造贯通全流程的智能化生产线，加快实现核燃料元件数智化转型升级，为核工业安全保驾护航。以核燃料元件制造理化检测系统（LIMS）为例，该系统解决了各检测环节长期存在的“数据孤岛”痛点，使核燃料元件质量管控得以贯穿整个制造链条，过程更加便捷、准确。
同时，为满足国家积极安全有序发展核电的长远需要，中核建中加速推进“一厂三区”建设，构建更加高效协同的核燃料元件制造与服务体系，为国家未来核能发展继续提供坚实核燃料保障。
当前，中国核燃料产业已经完成了从跟跑到并跑的跨越，在“十五五”新征程上也迎来了新的使命与挑战。“面向华龙一号2.0等新一代核电技术，中核集团正同步推进CF先进燃料组件迭代升级，保持技术与堆型同频共振。”焦拥军说。与此同时，如何满足“绝对安全”的超高性能要求，如何加快产品应用推广、扩大市场规模，如何补齐关键试验设施短板，都是“十五五”期间需要攻克的新课题。
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