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时间:2017-07-05 来源:堆芯设计所 作者:丁捷
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核燃料作为反应堆核热转换的基本单元以及放射性裂变产物包容的重要屏障,自问世以来在“安全性、可靠性、经济性”发展理念的牵引下经历了多次升级换代及技术革新。福岛事故后,应对更高固有安全性理念的提出,下一代先进燃料研发及技术发展在更高的安全性、更高的可靠性、更优的经济性中,如何做到三者兼顾?基于国内现有燃料工业体系基础,中国的先进核燃料研发将何去何从,能否成功实现“弯道超车”?

第二十五届国际核工程大会(icone 25)举行的题为“先进核燃料发展(含atf燃料)”国际专家高峰论坛,清晰勾勒出下一代先进核燃料的主体发展路径,并给出了“理念牵引、技术驱动、产业支撑、技术集成”的凯发k8官方网站的解决方案。

先进燃料型号研发及材料创新势头强劲

针对抗事故燃料accident tolerant fuel (atf)先进理念的提出,作为国际燃料业界的技术先驱者,美国西屋公司、法国阿海珐、日本东芝公司分别介绍了各自在先进燃料研发领域的进展。

西屋公司王国强博士介绍了西屋先进燃料encore的研发进展。这种具有atf特征的新型燃料已完成设计和初步方案论证。其设计特征包括新的包壳材料和新型高铀密度燃料芯块材料,预期最多能够降低10.3%的电厂运行成本,并提高燃料在事故工况下抗氧化和降低产氢的能力。

阿海珐gwen bolsée介绍了阿海珐先进燃料研发进展。其高性能燃料组件gaia已研制完成,主要设计特征包括了能够提高燃料组件结构稳定性的q12锆合金结构材料。同时,其enhanced accident tolerant fuel (eatf) 研发领域也取得了较大进展。

东芝公司kazuo kakiuchi介绍了能够提高燃料在事故工况下抗氧化和降低产氢能力的sic包壳的研发进展。目前已成功制备出非全比例尺寸的sic包壳管,后续将继续推进全比例尺寸sic包壳管制备、事故工况下包壳氧化建模以及正常运行工况下的燃料辐照性能研究。

技术革新加速推进材料研发

随着先进核燃料技术的不断发展,核燃料材料研发领域呈现百花齐放的态势,如何准确把握材料辐照损伤机理,从微观指标推断宏观性能表现,来自美国密歇根大学的王鲁闽教授给出高效的技术凯发k8官方网站的解决方案:“离子辐照试验辅以tem表征分析是一种对材料辐照后微观组织进行分析评价的有效手段,能够为先进燃料材料的研发提供可靠的辐照行为预测和评估,并为材料成分和结构优化改进提供指导”。

先进燃料研发=技术创新产业支撑

“先进燃料研发离不开强有力的产业支撑,中国目前已建立起完备的核燃料制造及研发工业体系”,来自中国核燃料有限公司副总经理辛锋结合我国燃料封式循环规划,重点介绍了我国目前燃料产业能力的建设情况,fa300vverafa 3gcandu-6ap1000hgtr等类型燃料的生产情况,以及华龙cf燃料组件研发工作进展。

“先进燃料研发的需求始于对安全性、可靠性、经济性的不懈追求,而根本驱动力来源于技术突破及整体集成”,来自上海核工程研究设计院的朱丽兵结合当前国际先进燃料研发趋势的深入解读,从材料创新、结构增强及程序模型发展等三个角度全面阐述了cap1400燃料的研发思路及设计理念,并进一步介绍了cap1400燃料的主要研发进展。

本场高峰论坛是icone25前瞻性技术研讨的重要组成部分,将为后续国际先进燃料研发提供重要智慧参考,上海核工院在技术交流和评价中扮演了重要角色,与会专家表示,“本次高峰论坛代表了当前国际先进燃料研发领域的最高技术水平及最新研发成果,将对中国先进燃料研发趋势及技术发展方向起到深远影响。”

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