回顾我国核电事业发展确实是艰难曲折，秦山核电站是在1970年2月8日周总理指示开始的，到1974年3月31日确立了压水堆型30万千瓦功率。后来由于全面“引进风”影响又缓建了多年，到1980年才重新确立“以我为主、少量引进、独立自主”发展核电方针。燃料组件是核电站八大主设备之一，也是核电站反应堆的核心部件，它不同于其他设备，它采用三种丰度分区装换料方式，每年都需要更换约1/3首炉燃料组件（堆芯共121组）。燃料组件价格昂贵，90年代出厂价为260万人民币每组。因此为保证核电站建成后长期稳定运行，不受国外政治影响，尽管当时资料缺乏、制造难度大，但燃料组件仍必须坚持我国自行设计、研制和制造，即使现在有条件引进，燃料组件最终还是必须实现国产化。秦山30万千瓦核电站燃料组件由燃料棒和组件骨架组成。燃料棒尺寸为Ø10*3200（mm），它由锆-4合金管和UO2芯块组成，共有204根，按15*15排列成正方形栅格。整个燃料组件沿长度方向设置8层GH-169合金定位格架以保持燃料棒间距。定位格架尺寸为199.3*199.3*36（mm）。正方栅格位置还布置有20根控制棒导向管和1根中子通量测量管并与定位格架点焊，上端与上管座采用氩弧焊接，下端与下管座采用机械可拆式连接结构，便于更换燃料棒。导向管下部有四个缓冲缩节。燃料组件尺寸为199.3*199.3*3500（mm）。燃料组件主要创新点有：锆-4合金管,国外普遍采用消除应力处理，秦山采用基本退火，综合性能更好。定位格架围板上下缘各设置8片和6片大圆弧导向舌，便于堆芯装卸操作。定位格架采用专用600#钎焊料，与同类钎焊料相比，省去钎焊前镀镍工艺，且焊缝熔蚀小。导向管采用与控制棒下端相同锥度的缩节，落棒性能好。下管座可拆结构采用夹扁锁紧螺母，锁紧牢靠。水下装拆方便。燃料组件设计共进行了45项材料、部件和组件研制及性能试验，20多项计算分析，完成了17份材料、制造、组装、操作、包装、运输及贮存技术条件和全套设计图纸。秦山核电站于1991年8月正式装料，同年12月15日并网发电，首炉堆芯运行1000多满功率天，平均卸料燃耗超过28000MWd/Tu(兆瓦日/吨铀)，满足设计平均卸料燃耗25000MWd/Tu要求。秦山核电站不仅实现了燃料组件国产化，还出口巴基斯坦恰希玛核电站并实现了燃料组件技术转让。燃料组件设计离不开制造，也离不开运行管理。其中材料制造质量把关很重要。综合性能试验也很关键。运行考验更要跟踪。秦山核电站从1991年运行至今未出现燃料棒破损，表明燃料组件设计成功，制造质量优良，运行管理科学。燃料组件设计除了按设计规范外还必须进行一系列堆外和堆内试验，例如控制棒驱动线热态静水试验，它是一项规模较大综合性模拟考验，试验由上海核工院和上海先锋电机厂共同组织。包括现场组装，安装调试，运行与试验都是一起参加的。控制棒卡棒就是通过该项试验获得解决的。控制棒驱动线冷态试验很顺利，控制棒落棒和缓冲性能都很好，但是在进行控制棒驱动线热态试验时发现控制棒在导向管缩节卡棒。后来经过改进控制棒下端与导向管缩节设计使落棒性能满足设计要求。这项试验成功也大大增强了设计信心。在秦山核电站调试初期进行控制棒驱动线试验中发现一组控制棒在步跃时在导向管中不上不下。后来讨论会上大多数人都认为导向管缩节有问题，水力阻力太大，要求调整导向管缩节尺寸，由于设计有控制棒驱动线热态试验结果，又有导向管缩节尺寸和同轴度测量可靠数据，没有同意修改，后来事实也证明不是导向管缩节问题而是别的问题。在导向管研制中，由于下厂实行设计制造技术结合比较好，保证了研制质量要求。在研制中厂方有时因制造难度大，测量困难，进度紧提出要求放松技术条件，此时设计一方面清楚阐明设计意图，同时帮助解决导向管缩节测量困难，具体提出采用气动量规和同轴度过规方法，终于在厂方不懈努力下，导向管缩节制造与测量经过四批次研制取得成功。在国营宜宾元件厂制造燃料组件过程中，设计全年派出设计代表驻厂，有时还与工人一起倒班，随时发现制造中问题，确保制造质量。秦山核电站运行初期，设计很注意跟踪，对出现问题及时分析研究并采取改进措施。秦山核电站经过三次换料在1997年底发现有燃料棒破损，经卸料检查分析，这次燃料棒破损是由于堆内吊兰部件连接件发生振动松动与脱落，致使形成大量金属异物磨损燃料棒。根据国外核电站运行经验，这种金属异物磨损燃料棒不能完全避免，存在一定的破损率也是允许的，设计为降低这种燃料棒破损率，在第八循环开始在下管座上加装经过试验验证过的防金属异物过滤网，使燃料棒运行更安全可靠。秦山30万千瓦核电站燃料组件设计与制造于1998年获得国家科技进步二等奖。

在上海核电迎来50周年之际，让我们继续弘扬和传承上海核工院这种自力更生设计与研制精神，使中国核电发展更上一层楼。（作者：张裕林）