宜賓，地處云貴川三省接合部，素有“萬里長江第一城·中國酒都·中華竹都”的美譽。提起宜賓，絕大多數人都會將其與五糧液或燃面聯想在一起，然而不為人所熟知的是，國內最大的壓水堆核電燃料元件生產基地——中核建中核燃料元件有限公司(以下簡稱“中核建中”)也坐落于此。據了解，中核建中始建于1965年，以核電燃料元件制造為主導產業，現如今已成為中核集團下屬國有大型骨干企業、國家重點核科研生產基地。近日，在2021年全國科普日核科普聯合行動中，記者走進中核建中，實地探秘核電燃料元件的生產現場。

“可滿足30多座百萬千瓦級壓水堆核電站換料需求”

核燃料是在核反應堆中通過可控的核裂變產生能量的材料，其中鈾-235是主要的可裂變核素。一千克鈾-235全部裂變產生的能量大約相當于2700噸標準煤燃燒放出的能量。

而在核燃料循環完整的工業體系鏈條中，核燃料元件則是連接鈾礦產資源與核電開發的關鍵環節，只有將鈾礦產資源經過多個環節制造成燃料元件才能在核電站使用。因此，核燃料元件可以說是核反應堆的核心，也是核電的能量之源，其運行情況直接關系到核電站的安全性和經濟性。

“核燃料組件一般由燃料棒、上下管座、定位格架以及導向管等組成，核燃料組件的制造具有相當苛刻的技術要求，可以說生產核燃料組件的能力和質量保障著核電又好又快又安全的發展。”中核建中總工程師彭海青介紹說。

彭海青同時表示：“目前中核建中建有兩條年產400噸鈾的生產線，可生產12英尺及14英尺的燃料組件。另外建有一條單獨的VVER燃料棒及燃料組件生產線，可生產六角形燃料組件。同時，中核建中還建有一條單獨的含釓燃料棒生產線，可以滿足高燃耗、長循環、高性能核燃料組件生產需要。目前中核建中壓水堆核燃料原件生產能力達到了年產800噸鈾，可以滿足30多座百萬千瓦級壓水堆核電站的換料需求。”

從“國之光榮”到“華龍一號”

據介紹，核燃料組件的制造工藝一般包括化工轉化、芯塊制造、零部件加工、燃料棒制造及組件組裝等工序。在參觀的過程中記者注意到，分布在不同車間的多條生產線，根據制造工藝以及核燃料組件類型的差異將核燃料組件的制造過程進行了細致的劃分，形成了流水作業。

如中核建中三車間的2130管座生產線就是我國具有完全自主知識產權的三代核電技術“華龍一號”核燃料元件所需零部件的生產場地。據了解，該生產線采用柔性化，自動化的加工、焊接和檢驗方式，應用數字化生產系統和智能化立體倉儲系統。目前已初步建立了數字化車間的雛形和二十四小時無人值守式的機加工模式。

中核建中八車間則是核燃料元件生產線的主體廠房，從設計理念到工程建設融入了當前世界核燃料元件產業發展的最新成果。該車間的全自動燃料棒生產線自動化、信息化更是處于世界領先水平，運行穩定高效，自投產以來，生產高質量燃料棒80余萬支。

而在參觀至四車間時記者注意到，里面的設施相比其他車間可能略顯得有些“陳舊”。

“可不要小瞧了這些生產線，這里可是我國第一座核電站——秦山核電站使用的300兆瓦燃料元件的誕生地。”中核建中四車間主任葉畹義介紹說，“從上世紀80年代的‘728’工程建設，到為大亞灣核電站制造大型核電燃料元件的生產線改造，以及從AFA2G百萬千瓦級核電燃料元件，升級到AFA3G高燃耗核電燃料元件，一步步走來，這里銘記了我國核電燃料元件光輝的發展歷程。”

葉畹義同時表示，2016年以來，迎著三代核電技術大開發及自主化的潮流，四車間又先后完成了“華龍一號”CF系列燃料元件各階段的研制工作，如今在這里完成制造的首爐CF2燃料元件已在“華龍一號”海外首堆卡拉奇核電站順利運行發電，前不久，同樣在這里完成了首批換料CF3燃料元件制造任務。

“華龍一號”燃料元件的成功制造，可以說為這座生產高質量元件的老廠房的歷史又增添了一筆榮光。從“國之光榮”的秦山核電到如今走向海外的“華龍一號”，中核建中核燃料組件生產型號的不斷更新、豐富，也映射了我國核電產業從無到有，由弱到強的發展歷程。

資料顯示，中核建中自1990年成功地為秦山一期核電站供給了300兆瓦首爐燃料元件，為國內外核電站提供了20000余組優質的核燃料元件，保障了國內外核電站安全可靠運行，先后掌握了法國引進的AFA系列、俄羅斯引進的TVS-2M系列，以及我國自主知識產權的“華龍一號”CF系列燃料元件制造技術。

打通核燃料運輸“最后一公里”

在中核建中的廠區內記者發現，除了高大規整的廠房以及隨處可見的綠意外，在廠區內的一角，還有一條條鐵軌延伸向遠方。據介紹，這些鐵軌是核燃料的鐵路專用線，承擔著將核燃料元件運往核電站的重任。

在鐵路專用線旁的一座廠房內記者注意到，核燃料元件制造的完成并不代表著工作的結束，在這里，中核建中的工作人員需經過多道工序，將核燃料元件精準的放入專業的容器內，最后再將這些裝有核燃料元件的容器吊裝至火車車廂內發往目的地。“運輸可以說是非常重要的一個環節，其直接關系到燃料元件的安全和質量。”中核建中核燃料運輸部主任王宏偉表示。

在參觀核燃料元件“裝車”的過程中，工作人員手中一個具有透明外殼的圓柱體儀器引起了記者的注意。“這是加速度計，只要受到外界的撞擊，里面的指針會自動跳轉為紅色。”王宏偉介紹說，“燃料元件的‘最后一公里’非常關鍵，在吊裝、轉運、裝卸等過程中，將由加速度計全程進行監控，如果加速度計超標了，那么燃料元件就有可能會受到影響，用戶就有可能拒收我們的產品。”

據了解，中核建中從1987年開始研究核燃料元件運輸方案，并于1990年取得運輸批復，經過不斷完善，現已具備CF、AFA3G、TVS-2M等各類型燃料組件、相關組件、模擬組件和原材料等核產品公路、鐵路、海運全方式運輸的能力，每年運輸近2500組燃料組件。2019年9月，中核建中核燃料運輸部還采用鐵路運輸的方式，為“華龍一號”全球首堆示范工程福清核電5號機組運送了第一批“華龍之芯”。

無論是在核燃料元件的制造還是運輸環節，中核建中均以做強做優核燃料元件產業為己任，以“成為國家安全和能源安全的賦能者”為宗旨，不僅為“華龍一號”“走出去”提供了堅強支撐，更為國內大量現役和在建機組提供了來自核燃料方面的保障，對能源供應安全具有重要的戰略意義。展望“十四五”，中核建中將在“強核報國、創新奉獻”的新時代核工業精神的感召下，全面踐行中核集團“強核強國、造福人類”的企業使命和“責任、安全、創新、協同”的企業核心價值觀，為國民經濟發展作出新的貢獻。