Page 62 - 2021年度核能行业协会科学技术奖励公报

2021

先进燃料组件高性能格架设计技术
[2021HNJ02]

本项目成果依托科工局、中核集团等多
个重点科研项目，十年磨一剑，建立了先进
燃料组件用高性能格架研发体系，夯实了我
国大型商用压水堆用核燃料自主研发与供应
基础，突破了定位格架系统性能提升与多功
能平衡设计的技术难点，自主建立了高热工
一 性能设计技术、高屈曲强度低变形载荷设计
等 技术、防勾挂与热工性能平衡设计技术等三
奖
大设计技术能力群，实现了结构创新设计和

性能有效提升，成功实现了自主燃料组件高
性能定位格架研制。
项目创新成果如下：
（1）针对高热工性能与低流动阻力相制
约的难题，揭示了堆芯全局流场与局部流场、
格架栅元特征、搅混翼排布的复杂耦合关系， 题，创新性地设计了高低搭配导向翼等平衡协
全面掌握了高热工水力代表性模拟格架设计技 同结构，在保证良好防勾挂效果的同时，实现
术；创新性地提出搅混翼设计方案，显著提高 了防勾挂性能与热工性能的平衡。
了格架 CHF（临界热流密度）性能。 项目成果已全面应用于 CF2、CF3 燃料组件，
（2）针对抗屈曲与有限空间的固有矛盾， 实现了大型核电厂实堆全周期考验；支持三代
开展结构创新设计，在有限空间内实现高温屈 核电“华龙一号”走出国门，首堆及换料合同
曲载荷的提升；由格架水力载荷产生机理出发， 中格架直接产值达数亿元。
提出了高效水力载荷平衡刚凸设计方案，大幅 项目构建了国内完整的自主高性能格架科
降低反应堆运行中水力载荷导致组件弯曲的潜 研及产业应用体系，联合国内多所高校提升了
在风险，有效提高了运行可靠性。 燃料组件格架设计的高精度仿真与先进实验能
（3）针对防勾挂与热工性能相互限制的难 力，带动并支持国核锆业、中核建中、中核（汕
头）精密制造有限公司等形成格架制造供应
体系。
经过十余年集智攻关，本项目突破了先
进燃料组件高性能格架高热工水力、高强度
以及多目标平衡设计的关键核心技术，形成
了先进的定位格架系统创新设计研发体系，
切实支撑了 CF 系列等燃料组件的研发，解
决了“华龙一号”燃料出口受限问题，具有
重要的经济和社会效益。

完成单位：中国核动力研究设计院
通信地址：四川省成都市双流区长顺大道一段 328 号
联.系.人：赵紫博..电话：028-85906265..传真：028-85903101
电子信箱：zzb0416@163.com

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