本发明公开了一种轴向分段装料的环形燃料小型堆芯，包括：第一燃料装载区，其位于堆芯内部；第二燃料装载区，其位于所述第一燃料装载区的外侧；第三燃料装载区，其位于所述第二燃料装载区的外侧；所述第三燃料装载区的燃料组件的富集度大于第二燃料装载区，所述第二燃料装载区的燃料组件的富集度大于第一燃料装载区。本发明提供的轴向分段装料的环形燃料小型堆芯，通过对环形燃料棒和毒物棒采用非均匀设计，即中间分段采用低富集度的燃料，两端采用高富集度的燃料，实现了展平堆芯轴向功率和降低轴向通量不均匀系数的目的。