2013年8月1日，中国核燃料有限公司燃料元件研究设计所在中国核动力研究设计院挂牌成立。
燃料元件研究设计所是中国核燃料有限公司依托中国核动力研究设计院，联合中核建中核燃料元件有限公司、中核北方核燃料元件有限公司共同组成，是中核集团实施“集团运作、专业经营”方针，充分发挥板块和综合科研院所各自优势，促进产业化发展的重大举措，主要负责核电站燃料元件的研发工作, 燃料元件设计研究所所长由中国核动力研究设计院设计所所长兼任。
应运而生 一项艰巨而义不容辞的任务
燃料元件研究设计所的成立是为了适应时代和国内外形势的要求，与中核集团公司重点科技专项“压水堆燃料元件设计制造”项目（CF项目）有着密不可分的关系。
3年前，中核集团公司为了提高核心竞争力，计划在近几年内，研发具有先进技术水平的自主品牌燃料组件用锆合金，开发出具有自主知识产权的性能优良的燃料组件，因而设立了重点科技专项CF项目。其主要目标是在近期内实现大型商用核电站所用的核燃料组件设计、制造自主化，研制出具有自主知识产权的燃料组件。
众所周知，燃料组件是反应堆的核心部件，甚至有反应堆“心脏”之称，研发性能优良的燃料组件已成为世界各国提高核电站的可靠性、安全性和经济性的一个重要手段。目前，国内M310型压水堆核电站使用从法国引进的AFA系列燃料组件。上世纪90年代初期，中国从法国引进AFA系列燃料组件设计、制造技术，在当时的情况下，实现了国内大型商用核电站的燃料组件制造国产化，确实是一个历史的进步。但相关的技术转让合同规定，这些技术只能在中国国内使用，不能再出口到其它国家。同时，中国制造的AFA系列燃料组件，很多零部件和原材料仍然依赖法国进口，在设计、供货渠道上处处受制于人。另外，在近20年中，包括美国西屋公司、法国AREVA公司在内的国外核燃料设计公司在我国申请了多项燃料设计方面的专利技术，制约了我国自主品牌燃料组件的设计、制造和发展。
时光进入21世纪，随着我国国内核电的大发展，中国人通过几十年的努力摸索，基本已掌握核电站的设计制造技术，并且已经开始着眼世界，力图把自主设计的核电站出口到海外。燃料组件能否实现自主设计和制造成了其中关键的因素之一。因此，在近期实现燃料组件设计、制造自主化，是摆在中国核燃料设计者面前的一项艰巨、义不容辞的任务。
强力登场 多项里程碑节点实现兆示光明前景
2010年8月，中核集团公司科技信息部正式下达了“压水堆燃料元件设计制造研究”任务书的通知，明确了CF项目的研究目标、主要研究内容、主要技术指标、预计成果、经费和主要参研单位以及时间进度要求等。中核集团公司任命了该项目的正副总指挥、正副总设计师，建立了“两总”负责制度，每年定期召开“两总”会议，解决项目进行中出现的各种问题，同时颁布了一系列的管理办法。
CF项目由中国核燃料有限公司总体负责，从2010年开始，中国核动力研究设计院等参研单位在中国核燃料有限公司的统一规划和指导下，开展了CF项目的科研工作，经过3年多的努力，已经取得了一系列的科研成果，各参研单位之间也建立了良好的协作关系。
在CF项目中， N36新锆合金的研制占有重要的地位。对于燃料元件的设计研究来说，燃料棒的包壳材料研制是至关重要的一环，包壳材料的性能和品质直接关系到燃料棒的破损率和燃料棒能够承受的最大燃耗值，是评价燃料组件研发水平的重要指标之一，也是自主知识产权的标志之一。目前，法国的M5合金、美国的ZIRLO合金、俄罗斯的E635合金和韩国的HANA合金都是国际上知名的锆合金品牌。我国也迫切需要有自主品牌的锆合金。事实上，早在20年前，中国核动力研究设计院就开展了自主高性能锆合金的研究，并通过多年的探索性研究及筛选工作，确定了堆外性能优于锆-4合金的N36锆合金。
CF项目开展实施以来，核动力院和其他协作单位一起开展了N36的工业规模研制，并进行了大量的N36堆外性能试验。2012年1月31日，国家有关部门正式发文批准在秦山二期核电站进行N36特征化组件入堆辐照考验。2012年6月14日，两组N36特征化组件正式开始进入秦山二期核电站2号机组第九循环接受辐照考验。N36特征化组件入堆是一个里程碑式的节点，标志着中国首个自主品牌的锆合金从实验室走进了大型商用核电站。
继N36特征化组件入堆后，CF项目的第二个目标是实现CF2 燃料组件研制。核动力院在消化吸收国外燃料组件的设计技术基础上，自主创新设计了CF2 燃料组件。为了打破外国对中国燃料元件原材料供应的垄断状况，并考虑到未来大批量国产化的需求，CF2燃料组件尽可能采用了国内的原材料进行制造。设计者和制造者联合对国内的原材料供应商进行了周密的调研，对比了国内外原材料的性能，进行了合格供应商评价工作，开展了相关的堆外性能测试试验和制造工艺试验。2012年2月，中核建中核燃料公司制造的CF2模拟燃料组件通过集团公司验收，随后在核动力院开展了一系列堆外试验， 2013年6月20日，CF2组件进入秦山二期核电站2号机组第十循环接受辐照考验。这是继N36特征化组件入堆后又一个里程碑式的节点，标志着中国核燃料设计者具备了研发大型商用核电站燃料组件的能力和手段，具有较强的创新能力。
格架是燃料组件重要的部件之一，也是燃料设计水平的重要标志之一。为了研制出热工性能优良的格架，核动力院开展了高热工性能格架的研发工作，通过多年的实践，燃料研发者们逐步掌握了格架的三维结构设计、CFD热工水力分析和计算机辅助优化等先进的设计分析技术，建立了基础的理论分析模型。为了集思广益，博览众家所长，核动力院还组织召开了国内外热工水力方面专家研讨会，并邀请国际知名热工专家来院指导工作，进行了多次学术交流，多次开展5×5格架临界热流密度试验，获得了大量的试验数据和宝贵经验。
在研制过程中，燃料设计者们碰到了各种各样的困难，诸如研究任务时间紧、任务重，技术储备不足，协作单位众多、管理困难等等。然而，参研人员知难而进，在中国核燃料有限公司的统一部署下，制定了严格的工作计划、管理措施，严格按照规定的进度计划表开展工作，加班加点，相互协助，通过三年多的艰苦努力，到目前为止，项目总体进展顺利，按期完成了预定目标，并取得了一系列的成果。
