核电技术发展研究论文

核电作为一种清洁能源，对于满足中国电力需求、优化能源结构、减少环境污染、促进经济能源可持续发展具有重要战略意义。我为大家整理的，希望你们喜欢。 篇一 中国核电发展浅析 摘要：核电作为一种清洁能源，对于满足中国电力需求、优化能源结构、减少环境污染、促进经济能源可持续发展具有重要战略意义。首先陈述了中国核电发展现状，并提出其发展过程中存在的问题，然后结合中国的实际情况提出了核能发展的战略措施。 关键词：中国;核电;战略措施 中图分类号：F12 文献标志码： A 文章编号：1673-291X***2011***07-0200-02 引言 中国长期以来，以煤炭为主的能源结构不仅已无法适应经济的快速发展，也造成了较严重的社会能源、环境问题。能源发面，煤炭可供人类使用的时间为二百至二百二十年[1]，中国面临煤炭枯竭的严峻形势不言而喻;环境发面，燃用各种化石燃料将向大气中排放大量的温室气体二氧化碳，硫氧化物和氮氧化物等有害气体以及大量的烟尘，对环境造成极其严重的破坏。因此，中国有必要积极改善能源利用结构和实现能源的多元化供给。目前，由于有枯水期和丰水期的分别，造成水电电力不够稳定;而太阳能和风能在短期内又不可能在总电力装机容量中占有较大的份额。所以，核能是目前唯一达到工业应用、可以大规模替代化石燃料的能源[2]。因此，本文从中国发展核电的必要性出发，结合核电产业在中国的现状和存在的问题，提了出中国核电发展战略措施。 一、中国核电发展的现状 截至2008年底，中国共有11台核电机组投入商业执行，核电装机容量达到910万千瓦，占中国电力装机容量的[3]，并且中国已形成广东、浙江、江苏三个核电基地。其中，秦山二期是中国自主设计、采购、建设、运营的核电机组，55项大型关键装置中，47项实现了国产化，标志著中国具有自主建设核电厂的能力[4]。同时，中国跨入了核电站出口国行列，巴基斯坦恰希玛核电站是中国第一座按国际安全标准自主设计、生产制造的核电站。中国在核电的科研、设计、建设、执行等方面还培养锻炼了一批专业人才，具有相对完整的核电人才队伍。 经过各个部门的努力，中国核电已形成规模化批量化发展格局 [5]。二代改进型压水堆核电技术路线―CPR1000已在核电站专案中得到应用，在积累二代技术储备和执行经验的基础上，中国还积极吸收安全性和经济性更高的三代核电技术。装置制造能力的提升，先进技术的引进以及核电建设取得的成就和经验的积累，为中国核电的进一步发展奠定了基础。预计到2020年中国电力装机总容量约为亿~亿kW，考虑到煤炭资源、运输能力、环境容量等承受力的制约，中国燃煤电厂总装机容量的比例将由目前的70%下降到61%，而核电在全国发电装机容量中的比重到2020年将达到4%，核电投运规模将达到4 000万千瓦，核电年发电量达到2 600亿~2 800亿千瓦时。 二、中国核电发展存在的问题 核电在中国发展近三十年中，减少了近1亿多吨煤炭的生产及其运输，对国民经济的发展和环境的保护起到了不可磨灭的作用。但是，仍然存在着组织模式不清、标准体系落后、技术创新不足等各种问题。 1.核电发展缺乏长远和总体性规划，这也直接导致了中国核电标准化体系较低。核电产业的发展涉及国家的长期能源战略，对于正处于工业化程序中的中国，核电在国民经济发展中的重要作用更加凸显。而目前中国核电多国引进、多种堆型、多种技术、多类标准的现状难以确保中国核电产业的可持续发展。 2.核电发展经济性较低。核电站平均建成价比投资为1 742美元/千瓦，燃煤电站平均建成价比投资为889美元/千瓦，核电与煤电平均建成价比投资为[3]。此外，与煤电相比，核电的上网电价也较高，这势必会减弱核电在电力市场中的竞争力。 3.核电自主化、国产化程序有待提高。由于中国核电起步较晚，关键的核心技术尚未实现实质性突破，没有完全实现百万级大容量核电机组，工程设计、制造的自主化。而且，近三十年来，未能形成一个统一的、实际可行的核能战略目标、发展规划和与其相适应的产业政策，在已建的专案上形成多种堆型、多国引进，客观上不利于核电国产化局面。 4.核电人才不足，缺乏技术创新。中国核电人才存在缺乏、断档现象。人才数量不足，人才专业结构比例失衡，核电人才流失、老化，而且中国高校培养能力有限。技术方面，具有自主产权和国际领先水平的核心技术研发能力明显落后于国外核电发达国家。虽然核电装置国产化取得了一定进展，但关键核电装置以及装置的关键部件国内仍无法制造。 5.天然铀缺乏，放射性废物管理欠佳。中国已经探明的铀资源量不足，且天然生产能力较低;此外，随着核电的发展，如何处理放射性废物也需要妥善解决。 三、中国核电发展的战略措施 1.完善核电产业总体性、长远性规划。中国应尽快制定出符合中国核电发展的中长期规划，努力做到统一堆型，统一标准，并将核电建设纳入电力的总体规划。同时，借鉴美国“小业主”型、法国“大业主”型、日本“供应商”式、韩国“一体化”等诸多核电产业组织模式型别，找到适合中国国情的核电产业发展模式，从而保证中国核电建设的布局更合理，保证核电的可持续发展。 2.提高核电经济性，加大核电的资金投入。核电与煤电经济性相比，具有建成价比投资高的特点;与国内电网电价相比也没有优势。因此，实现核电标准化、批量化生产，努力控制核电站工程造价，提高核电厂负荷因子，在电价中体现环保折价，使核电站在经济发达、能源短缺和运输紧张的地区与煤电相竞争，这是中国核电发展的根本出路。此外，资金不足是制约中国核电发展的主要因素之一，所以，中国必须加大对核电发展的资金投入，以保证中国核电事业的可持续发展。 3.加速核电国产化和自主化程序。提高中国核电自主化、国产化，必须坚持先进科技引进与消化、吸收、创新相结合。引进百万千万级压水堆，时刻关注国际上最先进的技术，在第二代核电技术完善和成熟的基础上启动第三、四代核电技术。不断提高核电的国产化水平，促进中国核电产业的优化升级，从而保障核工业的可持续发展。 4.培养核电人才，加强核电技术创新。为了早日实现中国核电产业的腾飞，我们必须抓紧培养一批高阶核电技术人才，完善人才激励政策。同时，重视职工的在岗职位培训，努力建造一支懂技术、善管理的核电人才队伍。在技术创新方面：第一，要提高机组的安全性、经济性;第二，改进核废物处理技术，防止核扩散，努力实现核燃料回圈;第三，开发新的堆型，坚持采用热堆―快堆―聚变堆的三步方针，在保证新堆型安全性、经济性的基础上，争取使新堆型稳步发展并逐步形成中国的核能主力，同时加快核电自主化、国产化程序。 5.保证天然铀可持续供应，妥善处理放射性废物。足够的天然铀是核电可持续发展的前提，必须积极探明中国天然铀储量，确保天然铀的可持续供应。同时，加强技术创新，以防止放射性废物的泄露甚至实现废物再利用。 结语 经过长期的发展，核能已在中国初具规模。作为解决能源短缺、减轻环境污染的替代能源，核电已与火电、水电形成了中国电力的三大支柱。尽管如此，核电发展过程中的问题也急需解决。为此我们要充分吸收总结核电产业三十年中的发展经验和不足，统筹规划核电的发展，加速自主化国有化程序，培育核电人才，加强技术创新，提高核电的经济性，以保证中国核电事业的健康可持续发展。 参考文献： [1]景继强，栾洪为.世界核电发展历程与中国核电发展之路[J].东北电力技术，2008，***2***. [2]杨旭红，叶建华，钱虹，薛阳.中国核电产业的现状及发展初探[J].上海电力，2007，***6***. [3]邹树梁.中国核电经济性分析[J].南华大学学报：社会科学版，2009，***2***. [4]祁恩兰.中国核电发展的问题研究[J].中国电力，2005，***4***. [5]叶奇蓁.中国核电发展战略研究[J].电网与清洁能源，2010，***1***. [6]杜国功，杜国用.中国核电产业发展的战略思考[J].山东经济，2009，***3***.[责任编辑 安世友] 篇二 核电工程物资管理 摘要核电工程物资占到总投资55%左右，价值高，数台机组的物资采购价格高达百亿人民币;***1***种类繁杂，数量庞大，产生海量物资交易记录资料;***2***安全、质保等级分类复杂，过程控制严格，追溯性要求高，标准、规范要求严格;***3***管理周期长达5年多;***4***储存保养要求严格，恒温恒溼、清洁度等控制要求高。由于核电物资的特殊性，物资管理是核电工程专案管理的重要内容。对现场施工进度起着重要的后勤保障。作为核电工程物资本文针对核电工程物资的分散式管理中存在的问题进行分析，提出建议。 关键词 核电 仓储 物资管理 一、核电工程物资的管理模式 当前核电工程物资现场仓储管理模式主要分为两类，一是分散式管理，即仓储管理工作由各岛安装承包商分别管理;这种管理模式在以前建设核电用的比较多，工程结束后，很多物项丢失的比较严重，特别是消耗性材料和备品备件，由于总承包商无法对下面的安装单位做好监控管理的职责，安装单位在使用过程中浪费和丢失的比较严重，比之前预算的用量要多，使工程物料的成本增大，再次购买也增加了采购周期，影响了工程进度。不能及时检视物项的到货出库动态，也不能和现场施工进度紧密的联络起来。二是集中式管理，即总包方承担了所有的仓库业务，这种管理方式避免了安装单位随意浪费和丢失物资的现象，同时也带来了不好统一管理和成本增加问题。由于仓库人员种类繁多，各人员要求的技能、文化水平要求不同，不便于统一管理，增加管理成本。这种管理方式避免了安装单位随意浪费和丢失物资的现象，这种管理模式也有不足之处，总承包商不能有效的监管物项，核电在不断探讨核电的工程物项管理的模式，也不但在实际工作中改进和创新管理模式。海南核电在工程物资管理的方面开拓创新，有效有避免了前两种的管理方式的不足之处，合理的利用人和机具的利用，首次采用总承包再分包管理模式，仓储具体作业由一家承包商或专业的物流公司来操作，总承包商只到建立建一支较小的物项管理团队，负责管理、监督承包商的日常工作，负责协调各个安装承包商物资部门，以确保甲供物项各项工作顺利进行。 二、工程物资的几个控制和管理方面的建议 整个工程物资的管理包括计划、设计、采购、仓库的建设主要几个方面。 设计、采购、计划问题。在实际建设过程中，施工图纸的出版进度往往难以满足采购进度的需要，因此无法及时提供图纸材料清单作为采购的依据。在此情况下，采购工作依据历史参考电站的装置材料采购清单进行采购，但由于不同专案存在设计变更、现场变更，造成一定程度上采购遗漏、材料短缺或剩余浪费。供货计划根据三级采购进度计划和采购合同编制，条目比较粗，安装需求计划根据四级计划编制，两个计划在细节程度上的匹配度不高，一方面造成工程物资提前到货积压仓库，导致库容不足，有些物项到货离具体安装时间相差二三年之久，这样不仅占用库存量，由于海南天气高温潮溼，装置容易生锈和老化，影响装置的质量问题，同时也给后期物项保养增加了工作任务，导致成本增加。 如何解决到货与安装进度所需物项不匹配的问题，根据其他核电的安装进度所用物资进行分析，结合现场的施工进度，制定物项的一年的到货滚动计划，发给供货商，提前做好到货安排，也要控制物项过早到货。安装单位根据二级施工进度计划，编制三、四级施工进度计划，在四级进度计划的基础上结合实际施工编制3个月滚动安装需求计划。根据施工安装单位的安装需求计划，核实所求物项是否已经到货，及时与供应商联络到货问题，提前解决到货问题，满足施工现场所需。 一、库房的建设： 仓库规划和建设问题。在核电现场平面图中布置，仓库的布置和现场厂房之间科学安排，防止仓库离现场施工远，二次搬运的吊车、卡车、叉车、人工费用增加。同时也增加了安全风险。总承包应建立仓库设计、建造的标准化体系。根据核电物资储存等级、类别、大小应建立不同储存等级的仓库，满足物资的储存要求。仓库配备行车、叉车、等机具，配备消防设施、通风保溼设施、配置摄像头、保安岗亭等安保设施，配置照明、动力等电源设施。每天对仓库的设施进行安全检查，做好相关检查记录。其次仓库的各种作业活动，必须有相关程式规定和管理规章制度，做到有章可循，有据可依，这也是核电行业的管理方针。 二、到货开箱检验缺陷问题： 截止日前，到货开箱检验的缺陷的统计，开箱检验缺陷已经有二千条，已经关闭一千一百多条，核电专案已经接近尾项，这些没有关闭的缺陷检验报告，按照要求不能组卷进行移交，虽然这些缺陷大部分都是一些小问题。后期的工作重点在关闭检验缺陷上面了，要减少开箱检验的问题，个人建议从源头开始：***1***开箱时，对面哪些重大装置和供货比较多的厂家，在开箱检查时，要求厂家人员必须参加，发现小问题或疑惑的问题，在开箱检验时就可以解决。***2***对于检验时发现一些小问题，如小面积生锈、零件脱落，如厂家人员没有到现场参加开箱，这些问题可以安排仓库承包商在开箱时就可以进行处理，减少开箱检验。***3***参加开箱检验人员，如开箱中发现密封垫片、管接头等有划痕现象，如钢丝绳、电缆、钢管到货米数缺少一点，这些问题安装单位QC人员在开箱检验的时候都可以下结论，不影响现场的安装使用。 三、物资管理系统SAP 由于核电物资的种类繁杂，数量庞大，在日常到货、开箱、出库、查询的活动中，产生海量的交易记录资料，这些记录要用系统软体要实际管理。现代化的物资管理软体SAP，可以帮我们实际日常的工作管理的需求，和资源共享，资讯的准确性。工程物资的消耗统计，后期的费用的结算提供了可靠的资讯。 四、物资储存级别的要求 现场储存保养。仓库大致分为三个等级，一级为恒温恒溼仓库，温度控制在16℃～25℃，溼度小于等于60%，防静电，防强磁场，保持清洁度等;二级为一般室内或保温库，三级为一般露天仓库。在储存期间，需按照规范书中要求的频率、内容对储存的物资进行预防性和修正性保养，如防腐涂油、气体或液体保护、通电保温干燥、转动等，发现质量异常，进行修正性保养，严重质量问题按照《不符合项报告》进行处理。所有保养工作都须形成记录以备核查。 五、总结 随着人类对能源需求的日益增长和不可再生能源的日渐减少，核电能源已成为一些国家能源计划中的重点物件之一，尤其在我国，核电能源已进入快速发展阶段。物资管理从前的单一的模式变成多样化，现代化管理的模式，科学化的管理，降低管理成本，更好的为核电建设提供有力的保障。 参考文献： [1]任永娟，薛润泽.核电厂建设阶段的仓储管理工作[J].分析中国城市经济，2011 的人还看

当中子轰击235铀核(重核)时一个铀核会分解为2个等质量的小铀核同时也会产生2个中子这2个中子再去轰击其他的铀核 依次下去会放出巨大的能量 这就是核的裂变 也是链式反应

（报告出品方/分析师： 兴业证券 蔡屹 石康 李春驰 史一粟）

核电原理概述：裂变链式反应产生能量，产生蒸汽推动汽轮机组发电

核能通过核裂变、核聚变和核衰变等三种核反应从原子核释放能量，其中核裂变链式反应为核能发电原理。

核能发电主要利用质量较大的原子（如铀、钍、钚）的原子核在吸收一个中子后会分裂为多个质量较小原子核、同时放出二至三个中子和巨大能量的特性，而放出的中子和能量会使别的原子核接着发生裂变，使放出能量的过程持续，这样的系列反应被称作核裂变链式反应。核裂变链式反应即为核能发电的能量来源。

核电站使核裂变链式反应产生的能量完成核能-热能-机械能-电能的转变，达到发电的目的。

核电站大体可分为核岛部分（NI）和常规岛部分（CI）：

核岛部分：核岛部分包括反应堆装置和一回路系统，主要作用为进行核裂变反应和 产生蒸汽。

核岛反应堆的作用为发生核裂变，将裂变过程中释放的能量转化为水的热能；水在吸收热能后以高温高压的形式沿管道进入蒸汽发生器的 U 型管内，将热量传递给 U 型管外侧的水，使外侧水变为饱和蒸汽；冷却后的水将被主泵打回到反应堆中重新加热，形成一个以水为载 体的闭式吸热放热循环回路，这个回路被称作一回路，又称“蒸汽供应系统”。

常规岛部分：常规岛部分包括汽轮发电机系统和二回路系统，主要作用为利用蒸汽推动汽轮机组发电。

由核岛部分热传递产生的蒸汽会进入常规岛中的汽轮机组中，将蒸汽的热能转变为汽轮机的机械能，再通过汽轮机与发电机相连的转子将机械能转换为电能，完成发电过程。

同时做功完毕的蒸汽（乏汽）被排入冷凝器，由循环冷却水进行冷却，凝结成水，之后由凝 结水泵送入加热器进行预加热，最后由给水泵输入蒸汽发生器，形成又一个以水为载体的封闭循环系统，这个回路被称作“二回路”。

从原理上看，二回路系统与常规火电厂蒸汽动力回路大致相同。

核电商业模式：重资产模式+运营期现金牛

核电商业模式呈现重资产模式+运营期现金牛的特点：

建设期：工期长，投资额大

核电站因存在普遍拖期现象，实际建设周期约在5-10年。核电站的设计工期通常为 5 年，而因缺乏施工经验、设计变更、耗时检测等原因，我国核电机组普遍存在首堆拖期问题，导致建设期利息费用增长、发电成本提高。

批量化生产有利于核电机组建设周期缩短、成本下降，实现批量化建设之后，M310/CPR等同机型系列建设周期可逐渐稳定在 5 年左右。

我国三代核电单千瓦投资额在15000元左右。

在AP1000基础上自主研发的三代核电技术CAP1000的建设成本为14000元/kW，同属三代核电技术的“华龙一号”建设成本达17390元/kW。据此计算，一台百万千瓦级的核电机组对应投资额约为150亿元，呈现投资额大的特点。

运营期：稳健现金牛

核电行业与水电行业类似，都具有运营期稳定现金牛的特征。

核电站遵循营业收入=电价*上网电量=电价*装机容量*利用小时数*（1-厂电率）的拆分简 式，营业收入可确定性强，同时由于项目前期建设投入高昂、固定资产折旧成本较高（占主营业务成本的30-40%），所以核电站成本中非付现成本（折旧）占比较高。

因此核电站一旦进入运营期，将呈现获得稳健而充裕的经营性净现金流的特性。

低碳高效的基荷电源，“双碳”目标下重要性凸显

核电具有低碳高效的特点，我国核电占比明显低于全球水平。

相比于其他发电方式，核电利用小时数高、度电成本较低，具有低碳、稳定、高效的特点，适合作为优质基荷电源发展。

而从电源结构上看，2020年我国核电占比仅为 ，不仅低于核能利用大国法国的 ，也显著低于全球平均水平的 ，我国核电占比仍有较大的提升空间。

“双碳”目标下非化石能源占比提升，核能重要性凸显。

在2020年12月的气候雄心峰会上：到2030年单位GDP的二氧化碳排放比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源比例达到 25%左右。

2021年10月24日，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作意见》中提出要“积极发展非化石能源”、“实施可再生能源替代行动”、“不断提高非化 石能源消费比重”、“积极安全有序发展核电”。

2021年10月26日，国务院正式发布《2030年前碳达峰行动方案》，其中指出“积极安全有序发展核电。

合理确定核电站布局和开发时序，在确保安全的前提下有序发展核电，保持平稳建设节奏。

积极推动高温气冷堆、快堆、模块化小型堆、海上浮动堆等先进堆型示范工程，开展核能综合利用示范。

加大核电标准化、自主化力度，加快关键技术装备攻关，培育高端核电装备制造产业集群。

实行最严格的安全标准和最严格的监管，持续提升核安全监管能力。”对比我国近10年来的能源结构变化，非化石能源占比自2011年的提升至2020年的；从电源结构上看，据中电联数据核电占比已从2011年的提高至2021年的，核能重要性正在凸显。

核电技术演进：经济性与安全性推动核电技术发展

经济性与安全性是推动核电发展的核心目标。

核电站的开发始于上世纪50年代， 70年代石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展，目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的。

上世纪90年代，为解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响，美国和欧洲先后出台“先进轻水堆用户要求”文件和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”，满足两份文件之一的核电机组称为第三代核电机组。

21 世纪初，第四代核能系统国际论坛（GIF）会议提出将钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界水冷堆、超高温气冷堆、熔盐堆 6 种堆型确认为第四代核电站重点研发对象。四代核电技术强化了防止核扩散等方面的要求，目前相关产业链雏形基本形成，预计将于2030年开启商业化进程。

2019年核电审批重启，三代机组成为主力机型

2016-2018年我国核电连续三年“零审批”，核电发展处于停滞期。

2011年日本福岛核电站受地震引发的海啸冲击，出现严重核泄漏事故，世界各国开始谨慎对待新增核电站建设，我国核电站审批工作也受此影响放缓。

2015年，我国批准 8 台核电机组，之后2016-2018年进入停滞状态，连续三年“零审批”。

2019年核电审批重启，三代核电机组正成为主力机型。

2018年后我国多台三代核电机组投入商运，三代机组的安全性和可靠性得到印证；此外2018 年1月28日，我国自主研发的三代核电机组“华龙一号”首堆、中核集团福清核电 5 号机组反应堆压力容器顺利吊装入堆，建设工程进展顺利。受此影响，我国核电审批工作重新提上议程。

2019年 7 月，国家能源局表态山东荣成、福建漳州和广东太平岭核电项目核准开工，标志着核电审批正式重启。

2020年，海南昌江核电二期工程、浙江三澳核电一期工程总计 4 台机组获批；

2021年，江苏田湾核电厂7&8号机组、辽宁徐大堡核电厂3&4号机组和海南昌江多用途模块式小型堆 科技 示范工程项目共计5台机组获批，我国核电机组批复进度正有序进行。

而从2019年后核电机组开工情况来看，以“华龙一号”和“VVER”为代表的三代核电机组已成主力机型。

自主三代核电有望按照每年 6-8 台机组的核准节奏稳步推进，“积极发展”政策正逐步兑现。2021年 3 月，《政府工作报告》中提到“在确保安全的前提下积极有序发展核电”，这是近10 年来首次使用“积极”来对核电进行政策表述。

据中国核能行业协会《中国核能发展与展望（2021）》，我国自主三代核电有望按照每年6-8台机组的核准节奏稳步推进，2021年全年核准、开工各 5 台，积极有序发展政策正逐步兑现。

四代核电技术快速发展，有望带领核电产业迈入新纪元

四代核电有望带领核电产业迈入新纪元。

近年来，我国在“863”、“973”、核能开发、重大专项计划以及第四代核能系统国际合作框架的支持下，先后开展了高温气冷堆、钠冷快堆、超临界水冷堆、铅冷快堆和熔盐堆五种堆型的研究开发，取得了一系列研究成果，与国际水平基本同步。其中，我国高温气冷堆、钠冷快堆研发进度居于世界前列。

高温气冷堆利用其高温特性，在工艺供热、核能制氢、高效发电等工业领域拓展核能的应用前景；快堆则是当今唯一可实现燃料增殖的关键堆型，将明显提高铀资源的利用率，并能够利用嬗变以实现废物最小化。

我国在高温气冷堆、钠冷快堆上的研发进度居于世界前列。

高温气冷堆全球首堆华能石岛湾高温气冷堆已于2021年12月20日成功并网发电，并计划于山东海阳辛安核电项目建设 2 台高温气冷堆。

钠冷快堆方面，中核霞浦600MW示范快堆工程已于2017年底实现土建开工，计划于2023年建成投产。

高温气冷堆： 具有固有安全性和潜在经济竞争力的先进堆型。

固有安全性： 即在严重事故下，包括丧失所有冷却能力时，核电站可不采取任何人为和机器的干预，仅依靠材料本身的能力保证反应堆放射性不会熔毁与大量外泄。

具体表现为：

①防止功率失控增长。

以我国石岛湾示范工程为例，其采用不停堆的连续在线装卸燃料方式，形成流动的球床堆芯；且示范堆采用石墨作为慢化剂，堆芯结构材料不含金属，稳定性高，堆芯热容量大、功率密度低。

②载出剩余余热。

高温气冷堆采用氦气作为一回路冷却剂，具有良好的导热性能。在主传导系统失效的情况下，堆芯余热可借助热传导等自然机理导出，再通过非能动余热排出系统排出，剩余发热不足以使堆芯发生熔毁。

③放射性物质的包容。

示范堆采用全陶瓷包覆颗粒燃料元件，以四层屏蔽材料对燃料核心进行包裹，只要环境温度不超过1650 ，碳化硅球壳就能保持完整，固锁放射性裂变产物。经测试，示范堆正常运行温度最高达1620 ，放射性达到了国际最好水平。

潜在经济竞争力： 同样以石岛湾示范工程为例，通过①装备高度自主化（示范工程国产化率达 ）、②“多合为一”降低成本支出（在保持主体系统不变的情况下，进行双模块组合，即核岛由两座球床反应堆模块、两台蒸汽发生器带动一台汽轮机发电。

这类模块化建造缩短了工期，大幅减少施工量，提高了经济性）来控制造价。

同时若对比建设成本，尽管高温气冷堆（HTR-PM）在反应堆本体(主要是 PRV 和堆内构件)的造价远超同等规模的压水堆（PWR）核电站，但根据张作义等人的相关文献研究，在一个 PWR 核电站的建设总造价中，反应堆本体（PRV 和堆内构件）的造价所占的比例非常有限，大约为 2%，所以影响较小。

对比等规模 PWR 核电站，在其他部分造价保持不变的情况下，即使 HTR-PM 示范电站反 应堆本体的造价增加为原来的 10 倍，全站建设总造价的增涨也可以控制在 20% 以内。

钠冷快堆： 固有安全性外，具备核燃料增殖提高利用率、核废料最小化等优势的先进堆型。

提高核燃料利用率： 快堆技术利用铀-钚混合氧化物（Mixed Oxide，MOX）。在快堆中，堆心燃料区为易裂变的钚 239，燃料区的外围再生区里放置着铀 238。

钚 239 产生核裂变反应时放出来的快中子较多，这些快中子除了维持钚 239 自身的链式裂变反应外，还会被外围再生区的铀 238 吸收。

铀 238 吸收快中子后变成铀 239，而铀 239 很不稳定，经过两次β衰变后又一次变成了钚 239。

因此在快堆运行时，新产生的易裂变核燃料多于消耗掉的核燃料，燃料越烧越多，此便称为增殖反应。

增殖反应充分利用了铀资源，且核废料导致的环境污染问题将有希望解决，从而使第四代核电成为拥有优越安全性和经济性，废物量极少，无需厂外应急，并具有防核扩散能力的核能利用系统。

新型核电技术下，核能综合应用成为可能

据中国科学院院刊《核能综合利用研究现状与展望》，从能源效率的观点来看，直接使用热能是更为理想的一种方式，发电只是核能利用的一种形式。

随着技术的发展，尤其是第四代核能系统技术的逐渐成熟和应用，核能有望超脱出仅仅提供 电力的角色，通过非电应用如核能制氢、高温工艺热、核能供暖、海水淡化等各种综合利用形式，在确保全球能源和水安全的可持续性发展方面发挥巨大的作用。

核能制氢： 核能制氢即利用核反应堆产生的热作为一次能源，从含氢元素的物质水或化石燃 料制备氢气。目前研发的主流核能制氢技术包括热化学碘硫循环、混合硫循环和高温蒸汽电解，实现了核能到氢能的高效转化，有效减少热电转换过程中的效率损失。由于高温气冷堆（出口温度 700 950 ）和超高温气冷堆（出口温度 950 以上）具有固有安全性、高出口温度、功率适宜等特点，是目前最理想的高温电解制氢的核反应堆：

1) 高温陶瓷包覆燃料具有高安全性。

2) 与热化学循环过程耦合。在800 下，高温电解的理论制氢效率高于50%，且温度升高会使效率进一步提高。

3) 核热辅助的烃类重整利用高温气冷堆的工艺热代替常规技术中的热源，可部分减少化石燃料的使用，也相应减少了CO2排放。

4) 可与气体透平藕合发电，效率达48%。

当前，中核集团与清华大学、宝武集团等已联合开展核能制氢与氢能冶金结合的前期合作，计划“十四五”期间进行中试验证，“十五五”期间进行高温堆核能制氢—氢冶金的工程示范。

对比不同制氢方式，高温气冷堆制氢具有成本优势。

美国能源部在核氢创新计划下进行了核能制氢经济性评估，得到的氢气成本在美元/kg。此外，IAEA开发了氢经济评估程序，参与国对核能制氢成本进行了情景分析，在不同场景下得到的氢气成本在美元/kg。

核能供暖： 核能供暖即使用核电机组二回路抽取蒸汽作为热源，通过厂内换热首站、厂外供 热企业换热站进行多级换热，最后经市政供热管网将热量传递至最终用户。

从安全性角度来看，在整个供热过程中核电站与供暖用户间有多道回路进行隔离，每个回路间只有热量的传递，而热水也只在小区内封闭循环，与核电厂隔离，较为安全；而从碳排放角度来看，核能作为零碳能源大大优于传统热电厂烧煤供热。

2021年 11 月 15 日，国家能源核能供热商用示范工程二期 450 万平方米项目在山东海阳正式投产；2021年 12 月 3 日，浙江海盐核能供热示范工程（一期）在浙江海盐正式投运。从远期来看核能供暖作为零碳清洁取暖手段，具备复制推广潜力，也有助于我国“双碳”目标的实现。

核电乏燃料需妥善处置，我国已确认闭式循环路线

乏燃料指受过辐射照射、使用过的核燃料，由核电站反应堆产生。

核燃料在反应堆内经中子轰击发生核反应，经一定时间内从堆内卸出。

乏燃料含有的铀含量较低，无法继续维持核反应，但仍含有大量放射性元素，需要妥善处置。

乏燃料处理方式分为“开式核燃料循环”和“闭式核燃料循环”，差异在于“开式”直接将乏燃料冷却包装后送入深地质层进行处置或长期储存，而“闭式”将乏燃料送入后处理厂回收铀、钚等物质后再将废物固化进行深地址层处置。

我国于上世纪 80 年代确立核燃料“闭合循环”路线以提高资源利用率，同时减小放射性废物体积并降低毒性。

卸出乏燃料规模持续增长，首套200吨/年处理设施处于建设周期

卸出乏燃料规模不断增长，供需矛盾日益突出。

国家能源局在2021年7月5日公开的《对十三届全国人大四次会议第2831号建议的答复复文摘要》（索引号：000019705/2021-00408）中表示，一台百万千瓦核电机组每年卸出乏燃料20-25吨；若按中电联披露截至2021年12月我国核电装机5326万千瓦计算，我国将每年产生乏燃料约吨吨。

据《中国核能行业智库丛书（第三卷）》，2020年我国产生1100吨乏燃料，乏燃料累积量已达8300吨，预计到2050年累积量达114500吨。

随着核电规模的不断扩大和持续运营，我国每年卸出乏燃料的规模将持续增长，核电的继续发展势必离不开乏燃料后处理设施的相关配套。

首台套 200 吨/年处理设施正处于建设周期中，紧迫需求下未来具有确定性发展机会。

据江苏神通非公开发行 A 股股票预案介绍，我国在建的首套闭式乏燃料处理设施处理能力仅有 200 吨/年，而开式核燃料循环使用到的堆贮存水池容量已超负荷，这与较为庞大的乏燃料年产生量与累积量形成了鲜明对比。

此外国家发改委、国家能源局早在 2016 年的《能源技术革命创新行动计划（2016-2030 年）》中就明确了要发展乏燃料后处理技术，提出要在 2030 年基本建成我国首座 800 吨大型商用乏燃料后处理厂。

我国核电行业的发展离不开“闭式核燃料循环处理”相关产能的同步推进，市场需求较为紧迫，未来具有确定性发展机会。

受益于核电积极发展的逐步兑现，核电全产业链景气度有望回暖。

核电属于典型重资产行业，运营期可获得优质现金流，利用小时数高、度电成本较低、低碳稳定高效等优势，在碳中和背景下有望迎来发展机遇期。

（1）核电站建设进度不及预期的风险：核电项目建设期长，若因种种原因造成建设工期延长，将导致造价成本大幅上升；

（2）政策风险：核电行业高度受政府监管，若相关政策出现变化可能会对核电发展产生影响；

（3）核安全风险：若世界范围内发生核事故，将会对项目推进节奏、核电长期发展空间造成不利影响。

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