图为投料生产现场
经过八年多努力，我国AP1000三代核电核级锆材国产化终于迎来里程碑式的一刻。
近日，三代核电AP1000自主化依托项目海阳核电1、2号机组首炉换料燃料组件用核级锆材生产仪式，在位于陕西宝鸡的国核宝钛锆业股份公司举行，意味着AP1000三代核电核级锆材正式投料生产。
“通过近七年的艰苦创业，我们建成了国内首条完整的核级锆材产业体系，完成了二百多台套重要设备的采购安装和全部一万六千余套技术文件的消化转化，建立了满足国家核安全法规和西屋质量技术标准的一整套科学的生产技术体系与质量保证体系，在西屋公司和兄弟单位的支持帮助与共同见证下，通过了设备、工艺和产品鉴定， 打通了AP1000核级锆材全套生产工艺流程，获得了西屋公司的合格性鉴定证书和国家核电组织的专家评审。”国核锆业董事长高鹏飞在投产仪式上表示。
据国核锆业副总经理王立平介绍，按照海阳核电项目总体要求，1号机组首炉换料用燃料组件到场时间为2018年6月，用于国产组件工艺开发和工艺验证的AP1000核级锆材应于2017年2月交付，用于换料组件鉴定和生产的锆材应于2017年4月交付。交付锆材产品涉及ZIRLO和Zr4两种牌号、7种规格、8种产品，单炉换料锆材需求量约10吨。
此外，按照整体计划，海阳核电两台机组核级锆材将于今年5月25日完成全部铸锭入库工作;7月11日完成管、棒坯入库;9月30日完成燃料管的产品鉴定，随后转入批量化生产，并分别于2017年2月15日和4月15日分阶段完成海阳项目首炉换料用锆材的发货。
业内专家称，作为核燃料循环的关键结构材料，核级锆材是国家明确的AP1000核电依托项目自主化的六大重要任务之一，首炉实现国产化是AP1000燃料技术转让成功的标志。
据了解，做为反应堆核燃料的包壳材料，核级锆材是核电站不可或缺的关键材料。锆包壳管与核燃料共同构成燃料组件，其功能是防止裂变产物逸散和避免核燃料直接接触冷却剂，有效导出热能，是保障核电站运行的第一道安全屏障。但是长期以来，我国核级锆材几乎全部依赖进口，主要采用法国的M5、俄罗斯的E110、美国的Zirlo等。
核级锆材长期“卡脖子”，成为限制中国核燃料自主发展的关键障碍，而尽快实现国产化和自主化，是中国核电安高效发展之亟需。
2007年，国家核电代表国家全面引进AP1000第三代核电技术，核级锆材制造技术正是其中一个关键部分。之后，国家核电联合宝钛集团组建了我国核级锆材“研发与生产为一体”的专业化公司——国核宝钛锆业股份公司。因此，国核锆业创立伊始便被确定为引进AP1000全套核级锆材技术的唯一指定用户，国家发改委《关于AP1000核电设备自主化实施意见》明确指出，国核宝钛锆业股份公司承担依托项目自主化任务。
创业八年，国核锆业不仅整合了国内锆材生产资源，而且肩负着掌握关键技术，填补国内空白，实现核级锆材国产化、自主化的重任。
记者了解到，国核锆业产业体系目前涵盖核级海绵锆生产，锆合金熔炼、坯料制备及返回料加工，管、棒、板、带材成品制造等完整的核级锆材产业链。核级锆材生产线项目包括核级海绵锆与核级锆材两大部分，核级海绵锆项目厂址位于江苏南通，核级锆材及其配套项目设在陕西宝鸡。根据中国核电对锆材需要，其产能规划设计为：核级海绵锆为2000吨/年，锆合金铸锭2000吨/年，板带材300吨/年，管棒材1000吨/年。
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由于锆合金材料具有耐高温、耐高压、吸氢小、抗辐照、加工性能好和耐腐蚀性能优良等特点，因此在反应堆运行条件极为苛刻的情况下，核级锆材能够把放射性物质完全密封在燃料棒内，保证不发生放射性泄漏，构成核安全中至关重要的第一道屏障，是核电站反应堆运行中的关键结构材料。一个百万千万级压水堆核电站反应堆堆芯首次装料的核燃料制造约需各种核级锆材30吨左右。
核级锆材是去除了铪的锆合金，所用原料是核级海绵锆。由于锆与铪是共生元素，化学性质极为相近且不易分离，所以核级海绵锆的生产是一个复杂的过程，而普通锆材所用原料并不需要锆铪分离;核级锆材是专门针对反应堆苛刻要求的特殊锆合金，在合金成份、加工工艺、金属组织结构、材料性能、尺寸精度等方面都有特别的要求，生产过程也要复杂得多。另外，核级锆材的生产按照核质保体系要求，有非常严格的质量控制，尤其是生产过程控制。
