Page 264 - 中国核能发展报告（2018）
P. 264
核电燃料元件发展现状和趋势
燃料包壳材料得到了广泛应用。随着 URD 或 EUR 对二代改进型和三代核电
厂更加注重经济性、可靠性和安全性，它们对燃料元件也提出了提高燃耗和
换料周期、提高热工裕度和提高可靠性等方面的持续改进要求；福岛事故后，
它们针对核燃料在严重事故预防和缓解方面的功能要求又有了明确的提升，
提出了以 ATF 耐事故燃料为代表的革新型燃料元件发展方向。
（一）压水堆燃料元件发展趋势
目前国际上核电燃料元件技术正朝着提高核燃料的燃耗和降低循环成
本、提高安全可靠性的方向发展。就商用压水堆燃料元件而言，UO 2 锆合金
燃料体系仍将是主要的应用类型。UO 2 陶瓷燃料改进主要分为三个方向：一
是在 UO 2 燃料中进行掺杂（如掺杂 Cr 2 O 3 、Al 2 O 3 等）以改变陶瓷燃料的性能，
如提高其热导率、耐腐蚀性能等；二是基于核能的可持续发展考虑，充分利
用可裂变材料作为陶瓷燃料，如 UO 2 -PuO 2 （常称为 MOX 燃料）、UO 2 -ThO 2
（常称作钍基燃料）的研发；三是更高的金属铀装载量、高热导率等，如 UN、
UC、U 3 Si 2 等方向。预期在未来 10 年内，现有 UO 2 - 锆合金燃料产品体系仍
然具有很高的技术成熟度和工业应用规模。先进商用燃料技术的总体目标是，
可满足组件卸料燃耗超过 60000MWd/tU，换料周期达到 18~24 个月，5% 以内
富集度燃料综合经济性最优，可在第三代核电反应堆技术中得到最大化适用。
国内方面，在成熟的技术体系和工业化应用背景下，在未来十年内现有
的主流商用燃料技术的持续改进仍然是发展的主要方向。其技术发展方向预
计为新一代锆合金工业化应用、先进 UO 2 芯块改进、先进设计技术及先进制
造工业带来的部件结构优化等。自主化商用压水堆燃料元件的商业化应用推
广是国内核电燃料元件领域的工作重点。
预计到 2020 年，以“华龙一号”、AP1000、VVER1000、EPR 等第三代
压水堆为主流堆型的核电技术将与现有批量运行的二代 / 二代加核电技术一起
覆盖全球核电市场的绝对份额。相对于这两代核电反应堆技术对应的总体需
求，其核燃料技术仍将以 AFA 系列、AP1000 系列、VVER 系列、CF 系列等
ഠ߶॓࿐໓ངԛϱഠϱಃ෮Ⴕ
UO 2 - 锆合金燃料产品体系为主。这也是国内外数十年反应堆工业体系与核燃
243
