【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】黨的二十大報(bào)告提出“積極安全有序發(fā)展核電”，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)核電機(jī)組規(guī)模有望成為世界第一。核燃料組件是核電站的核心部件，對(duì)核電站的安全性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性都有著至關(guān)重要的作用。為此，調(diào)研組圍繞推動(dòng)核燃料組件高質(zhì)量發(fā)展這一課題進(jìn)行了調(diào)查研究。

基本情況

本次調(diào)研采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、文件調(diào)研與人員訪談相結(jié)合的方式，涵蓋設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用單位共計(jì)33家。6月7日—10日，赴中國(guó)核電工程有限公司、國(guó)核鈾業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司和中核北方核燃料元件有限公司開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，與相關(guān)管理人員、技術(shù)人員進(jìn)行廣泛深入交流。

中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中核集團(tuán)）、中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中廣核集團(tuán)）、國(guó)家電力投資集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)電投集團(tuán)）等結(jié)合各自技術(shù)路線開(kāi)展了核燃料組件的設(shè)計(jì)研發(fā)工作。中核建中核燃料元件有限公司和中核北方核燃料元件有限公司提供了我國(guó)壓水堆、重水堆、高溫氣冷堆核電機(jī)組的全部核燃料組件。

（一）核燃料組件質(zhì)量管理與監(jiān)管情況

設(shè)計(jì)、制造、使用單位均建立了符合核安全法律法規(guī)的質(zhì)量保證體系并有效運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)單位通過(guò)與制造單位的設(shè)計(jì)交底、工藝鑒定、重要環(huán)節(jié)監(jiān)督等手段加強(qiáng)質(zhì)量管理；制造方主要通過(guò)原材料驗(yàn)收、工藝過(guò)程控制和成品驗(yàn)收等手段進(jìn)行質(zhì)量管控；使用單位主要通過(guò)駐廠監(jiān)造、入場(chǎng)驗(yàn)收、一回路放射性監(jiān)測(cè)、啜吸試驗(yàn)等手段進(jìn)行質(zhì)量管理。

國(guó)家核安全局依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)，對(duì)核燃料組件的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、運(yùn)行進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)管。

（二）核燃料組件自主化情況

隨著我國(guó)核電事業(yè)的不斷發(fā)展壯大，我國(guó)核燃料技術(shù)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從引進(jìn)消化吸收到自主研發(fā)的歷程。

中核集團(tuán)、中廣核集團(tuán)和國(guó)電投集團(tuán)持續(xù)開(kāi)展核燃料組件的自主化工作。中核集團(tuán)研發(fā)了CF系列核燃料組件，支撐華龍一號(hào)核電機(jī)組對(duì)高性能燃料的需求；中廣核集團(tuán)開(kāi)展了STEP系列核燃料組件的研制；國(guó)電投集團(tuán)研發(fā)了適用于AP1000、國(guó)和一號(hào)等核電機(jī)組的核燃料組件。

（三）先進(jìn)核燃料組件技術(shù)研發(fā)情況

壓水堆核燃料組件的發(fā)展總體上在朝著提高燃耗、延長(zhǎng)換料周期、提高安全裕度和可靠性等方向持續(xù)改進(jìn)和發(fā)展，核事故耐受燃料（Accident Tolerant Fuel，ATF）是重點(diǎn)突破方向。

ATF燃料是美國(guó)能源部最先提出的一種新型核燃料，旨在通過(guò)開(kāi)發(fā)新型包殼管和設(shè)計(jì)新型燃料芯塊，提高核電廠的安全性能、燃料使用效率并降低運(yùn)營(yíng)成本。在堆芯失冷的嚴(yán)重事故工況下，可有效減緩鋯水反應(yīng)，降低甚至消除氫爆風(fēng)險(xiǎn)；在正常工況下，增強(qiáng)包殼管耐磨損、耐腐蝕能力和降低吸氫，延長(zhǎng)包殼管壽命。此外，還可提高鈾使用率，延長(zhǎng)換料周期，提高核電廠的成本競(jìng)爭(zhēng)力。ATF燃料已成為世界核能科技創(chuàng)新的熱點(diǎn)，美、法、俄等國(guó)競(jìng)相研發(fā)。

在國(guó)家能源重大專項(xiàng)支持下，中核集團(tuán)、中廣核集團(tuán)、國(guó)電投集團(tuán)等企業(yè)及部分高校組建了一支國(guó)家級(jí)隊(duì)伍，開(kāi)展ATF燃料的開(kāi)發(fā)。中核集團(tuán)研制的ATF燃料先導(dǎo)棒組件已在福清核電完成第一燃料循環(huán)考驗(yàn)；中廣核集團(tuán)研制的包覆強(qiáng)化涂層的ATF燃料先導(dǎo)棒組件，在完成研究堆堆內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，已向國(guó)家核安全局申請(qǐng)?jiān)陉?yáng)江核電廠進(jìn)行入堆考驗(yàn)；國(guó)電投集團(tuán)的ATF燃料項(xiàng)目也在快速推進(jìn)。

存在的主要問(wèn)題

近期，核燃料組件質(zhì)量問(wèn)題影響個(gè)別核電廠運(yùn)行穩(wěn)定的情況時(shí)有發(fā)生，國(guó)際形勢(shì)變化導(dǎo)致部分堆型核燃料組件核心技術(shù)受制于人的局面逐漸顯現(xiàn)，提升核電廠固有安全性的先進(jìn)核燃料組件技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用稍顯滯后，主要存在以下問(wèn)題。

（一）核電廠運(yùn)行過(guò)程中核燃料組件破損時(shí)有發(fā)生，但破損機(jī)理研究不夠深入

目前核燃料組件破損定性歸類為設(shè)計(jì)原因、制造缺陷、使用原因等，但破損機(jī)理研究不夠深入。一是破損原因分析能力不足，目前國(guó)內(nèi)普遍通過(guò)啜漏檢查、高清視頻檢查和超聲檢查等對(duì)核燃料進(jìn)行檢查，手段相對(duì)局限，沒(méi)有采用國(guó)際上現(xiàn)行最有效的熱室檢查。二是破損原因分析的動(dòng)力不足，出于經(jīng)濟(jì)性等考慮，國(guó)內(nèi)核電廠大都將破損核燃料組件放入乏燃料水池，不再回堆使用，鮮有將破損核燃料組件送往熱室進(jìn)行檢查的情況。

（二）國(guó)際形勢(shì)變化，個(gè)別核電廠核燃料組件供應(yīng)存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)

當(dāng)前美方鼓吹“脫鉤斷鏈”，反復(fù)炒作“中國(guó)核威脅論”，威脅要對(duì)中國(guó)采取措施。個(gè)別堆型核燃料組件國(guó)產(chǎn)化已取得一定成果，但重要零部件，如格架、管座等，仍依賴進(jìn)口，相關(guān)單位研制的國(guó)產(chǎn)核燃料組件尚未入堆檢驗(yàn)。受當(dāng)前錯(cuò)綜復(fù)雜的國(guó)際局勢(shì)影響，核燃料組件的重要零部件面臨斷供風(fēng)險(xiǎn)。

在自主可控技術(shù)方面，部分核燃料組件生產(chǎn)工藝裝備及其關(guān)鍵元器件仍然受制于人，如格架自動(dòng)焊接裝置等自動(dòng)化設(shè)備，高溫?zé)Y(jié)爐等大型設(shè)備，電子束焊、激光焊等先進(jìn)焊接裝備的關(guān)鍵部件，超聲波、X光射線等關(guān)鍵無(wú)損檢測(cè)設(shè)備及其關(guān)鍵部件等，未能實(shí)現(xiàn)完全自主可控，或者性能與進(jìn)口產(chǎn)品存在較大差距。

（三）部門壁壘嚴(yán)重，研發(fā)設(shè)計(jì)沒(méi)有形成合力

中核集團(tuán)、中廣核集團(tuán)和國(guó)電投集團(tuán)3家單位均獨(dú)立開(kāi)展自主化核燃料組件和ATF燃料等研發(fā)、設(shè)計(jì)與商業(yè)應(yīng)用推進(jìn)工作，但沒(méi)有統(tǒng)一的流程與完善的標(biāo)準(zhǔn)，相互之間也缺少共享與交流，不利于研發(fā)資源和成果高效集約化利用，也對(duì)核安全監(jiān)督和審評(píng)工作帶來(lái)挑戰(zhàn)。

（四）基礎(chǔ)研究薄弱，沒(méi)有形成核燃料組件有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)

當(dāng)前，核燃料組件領(lǐng)域開(kāi)展基礎(chǔ)科研的人才隊(duì)伍和專用設(shè)施等尚存短板，對(duì)堆芯物理、熱工水力、材料性能等關(guān)鍵基礎(chǔ)研究投入資源較少，核燃料組件包括關(guān)鍵材料的考驗(yàn)不多，系統(tǒng)性科研成果較少。核燃料組件有關(guān)的性能數(shù)據(jù)沒(méi)有形成系統(tǒng)、深入、完整的數(shù)據(jù)庫(kù)，不能為研發(fā)和核安全監(jiān)管提供強(qiáng)有力支撐。

對(duì)策建議

（一）加強(qiáng)政策支持，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)化替代和先進(jìn)核燃料組件技術(shù)應(yīng)用

統(tǒng)籌發(fā)展和安全，為核燃料組件技術(shù)發(fā)展提供適宜的政策環(huán)境，在保證運(yùn)行安全的前提下，大力支持自主核燃料組件技術(shù)發(fā)展，切實(shí)解決“卡脖子”問(wèn)題。跟蹤世界先進(jìn)核燃料組件技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)新型核燃料組件考驗(yàn)試驗(yàn)予以包容監(jiān)管，明確新型核燃料組件入堆的整體規(guī)劃、技術(shù)細(xì)節(jié)與安全審評(píng)要求，加快ATF燃料等先進(jìn)核燃料技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，提升核電廠固有安全性。

（二）發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，統(tǒng)籌核燃料組件領(lǐng)域科技研發(fā)支撐

國(guó)家核安全局參與制定國(guó)家核燃料組件研究中長(zhǎng)期規(guī)劃，增加核安全監(jiān)督和審評(píng)要素，推動(dòng)建立全國(guó)一盤棋的研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施體系，部署開(kāi)展相關(guān)的技術(shù)研發(fā)及工程應(yīng)用，打通產(chǎn)學(xué)研用瓶頸，提升我國(guó)在未來(lái)先進(jìn)核燃料技術(shù)方面的整體競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)水平。建立國(guó)家核燃料組件重點(diǎn)科技專項(xiàng)，形成政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、全行業(yè)協(xié)同的技術(shù)創(chuàng)新投入機(jī)制，長(zhǎng)期穩(wěn)定支持國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)院校開(kāi)展核燃料組件有關(guān)的基礎(chǔ)研究，特別關(guān)注物理性能、材料特性等基礎(chǔ)試驗(yàn)研究，解決基礎(chǔ)研究弱、原始創(chuàng)新少等“阿喀琉斯之踵”。

（三）加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)反饋和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，推動(dòng)建立自主化標(biāo)準(zhǔn)體系

建立統(tǒng)一的經(jīng)驗(yàn)反饋平臺(tái)，針對(duì)運(yùn)行核電廠核燃料組件破損問(wèn)題，查找根本原因，提出針對(duì)性的解決措施，做好向設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)反饋，持續(xù)提升核燃料組件質(zhì)量，促進(jìn)核電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行。加強(qiáng)核燃料組件運(yùn)行、堆芯計(jì)算、材料入堆考驗(yàn)等試驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，建設(shè)核燃料組件數(shù)據(jù)庫(kù)，為研發(fā)和監(jiān)督審評(píng)決策提供支撐。推動(dòng)建立核燃料組件的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系，結(jié)合我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)和研究現(xiàn)狀，在對(duì)關(guān)鍵性能指標(biāo)開(kāi)展必要的試驗(yàn)研究和驗(yàn)證基礎(chǔ)上，加快建設(shè)一套自主、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)體系，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范、引領(lǐng)和支撐作用，推動(dòng)核燃料技術(shù)進(jìn)步。

（四）提升監(jiān)督能力，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行環(huán)節(jié)的全過(guò)程監(jiān)管

國(guó)家核安全局明確對(duì)核燃料組件質(zhì)量的監(jiān)管職責(zé)，建立設(shè)計(jì)制造運(yùn)行環(huán)節(jié)的監(jiān)督程序文件，規(guī)范監(jiān)管工作。加強(qiáng)監(jiān)督員業(yè)務(wù)培訓(xùn)工作，提升現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管能力。推動(dòng)組建第三方獨(dú)立檢測(cè)機(jī)構(gòu)，委托開(kāi)展核燃料組件重要部件和材料的性能抽檢復(fù)驗(yàn)。壓實(shí)設(shè)計(jì)、制造、銷售及營(yíng)運(yùn)單位對(duì)核燃料組件質(zhì)量的主體責(zé)任，督促其加強(qiáng)質(zhì)量管控。

作者系生態(tài)環(huán)境部黨校2023年春季學(xué)期處級(jí)干部進(jìn)修班學(xué)員

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