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敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告四代核电蓄势待发，细分领域百舸争流证券研究报告华安机械张帆 S0010522070003 2023年7月31日敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所核心观点核电作为技术成熟的清洁能源,与火电相比，不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳等物质，具有资源消耗少、环境影响小和能源保障力强等优点，在满足能源需求快速增长的同时，兼顾生态环境保护。世界核电历经四次迭代，第四代核电技术蓄势待发。目前世界主流核电站皆采用第二代或第三代核电技术。其中，第二代和第三代的主要核电堆型包括压力堆和沸水堆等，在安全性和经济性上较前一代都有提升。第四代核电技术以在安全性、经济性、核废物处理、防止核扩散上更为出色，代表堆型包括钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超高温气冷堆等，目前主要研发试验阶段，商业化预计在2030年左右实现。国内核电核准开工节奏呈现加速态势。2011年福岛核电站事故发生后，此后八年国内核电审批长时间处于低谷2012年，仅田湾核电二期工程获得核准。2015年，沿海核电项目重启，年内8台新机组获批。但在电力供大于求等背景下，2016年- 2018年，核电审批再次陷入停滞。直至2019年，核电解冻，发展节奏逐渐拉回到正常轨道。2022年核准项目达10台机组，是2008年以后的最高峰。预计到2030年，我国核电站新增115GW装机量，对应市场空间可达千亿规模。建议关注公司兰石重装（核电压力容器乏燃料后处理四代核电高温气冷堆石墨后处理），科新机电（核电压力容器新燃料运输），中密控股（核电密封），中核科技（核电卡脖子阀门），佳电股份（四代核电电机），海陆重工（核电压力容器），景业智能（核电智能装备），江苏神通（核电阀门），航天晨光（核电非标设备）。风险提示政策变动风险，核电安全等相关政策的变动对于行业的影响巨大；相关核电技术等核心技术更新的风险；原材料大幅波动的风险，核燃料、铀燃料等面临价格高、供应不足的问题；测算市场空间的误差风险；研究依据的信息更新不及时，未能充分反映公司最新状况的风险。 2 XVAZvMnQnOrQpRnOsPqPoP9PbPaQnPrRtRnOeRoOuMeRoOoPaQmNoQwMnPrRxNoPmN 敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告目录 1 核电广泛应用的清洁能源 2 核电技术的前世今生 3 核电产业链百舸争流 4 核电发展正当时，未来可期 5 建议关注公司 6 风险提示敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告 01 核电广泛应用的清洁能源敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.1 核电广泛应用的清洁能源核电作为技术成熟的清洁能源,与火电相比，不排放二氧化硫、烟尘、氮氧化物和二氧化碳等物质，具有资源消耗少、环境影响小和能源保障力强等优点，在满足能源需求快速增长的同时，兼顾生态环境保护。 2022年1-12月，全国运行核电机组累计发电量为4177.86亿千瓦时，占全国累计发电量的4.98。与燃煤发电相比，2022年核能发电相当于减少燃烧标准煤11812.47万吨，减少排放二氧化碳30948.67万吨、二氧化硫 100.41万吨、氮氧化物87.41万吨。世界核电历经四次迭代。目前世界主流核电站皆采用第二代或第三代核电技术。其中，第二代和第三代的主要核电堆型包括压力堆和沸水堆等，在安全性和经济性上较前一代都有提升。第四代核电技术以在安全性、经济性、核废物处理、防止核扩散上更为出色，代表堆型包括钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超高温气冷堆等，目前主要研发试验阶段，商业化预计在2030年左右实现。 5 敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.1 核电广泛应用的清洁能源对于中国而言，积极发展核电还可有效带动出口，助力经济稳增长。供给端，我国已具备先进核电设备规模化制造能力，且造价仅为海外同类机组价格的60左右，具备明显比较优势。需求端，据中核集团预测到2030年仅“一带一路”沿线国家将新建上百台核电机组，共计新增核电装机115GW。每出口1台核电机组需要8万余台套设备、200余家企业参与制造和建设，可创造约15万个就业机会，单台机组投资约200亿元。国际能源署（IEA）研究表明，要实现巴黎协定的气候变化目标，到2050年全球核电容量需要翻一番。 2023年4月19日更新的国际原子能机构（IAEA）动力堆信息系统显示，当前全球共有在运核反应堆420座，总装机容量374827MWe，在建核反应堆56座，容量58595MWe。事实表明，安全如期达成“双碳”目标，核电“蓄能”势在必行。除了优选厂址，新建核电机组外，目前我国核电的“单一供电”模式尚无法适应新的能源体系。“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出，开展山东海阳等核能综合利用示范，为我国核能产业发展开辟了新赛道。下一步，核能还需要扮演电力调峰、核能制氢、核能供汽、核能供暖、海水淡化等多种角色。 6 资料来源中国核电网，华安证券研究所整理敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.2 核电行业的2022年 7 中国核能行业协会2023年4月26日在京发布中国核能发展报告2023蓝皮书，从核电运行、工程建设、科技创新等方面总结分析了当前我国核能行业发展状况，并对“十四五”及中长期我国核能发展前景进行展望。蓝皮书显示，我国核电机组长期保持安全稳定运行，核电机组建设稳步推进。2022年以来，我国新核准核电机组10台，新投入商运核电机组3台，新开工核电机组6台。截至目前，我国在建核电机组24台，总装机容量约26.81GW，继续保持全球第一。商运核电机组54台，总装机容量56.82GW，位列全球第三。 2022年，我国核电总装机容量占全国电力装机总量的2.2，发电量为4177.8亿千瓦时，同比增加2.5，约占全国总发电量的4.7，核能发电量达到世界第二。此外，2022年，中国有37台机组在世界核电运营者协会的综合指数达到满分，占世界满分机组的50。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.2 核电行业的2022年 8 资料来源中核战略规划研究总院，华安证券研究所整理 1613.6 912.6 1103.4 660.8 671.274 271.7 217.2 130 225.2 350.3 345.2 254.8 254.8 125.3 236 252.5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 广东浙江福建江苏辽宁山东广西海南在运机组装机容量（万千瓦）在建机组装机容量（万千瓦）图表1我国大陆各省份在运在建核电机组情况（截至2022年12月31日）我国核电站分布在东部沿海8个省份，自北向南分别是辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东、广西、海南。各省份在运在建核电机组及装机容量情况如图所示。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.2 核电行业的2022年 9 资料来源中国核能行业协会，华安证券研究所整理图表2中国核电厂分布示意图（截止2022年12月22日））敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.3 “双碳”背景下，核电行业发展前景广阔 10 资料来源中国长期低碳发展战略与转型路径研究，华安证券研究所整理各阶段 20212030年 20312040年 20412050年 20512060年能源消费目标 “十四五”单位GDP能耗下降13.5；“十五五” 年均下降约2 达峰后稳中有降，峰值55亿 60亿t标准煤，能源结构不断优化 2050年预计45亿50亿t 标准煤能源消费稳中有降电力消费目标 2030年能源消费中占比 3540 电力消费占比持续提高 2050年能源消费中占比超60 占比超70；非化石能源发电量占比超90 非化石能源目标 2030年在一次能源消费中占比约25；在电力消费中占比约50 非化石能源占比持续提高一次能源消费占比约 70；在电力消费中占比超过80 一次能源消占比达到80 以上碳排放目标单位GDP碳排放比2005年下降6570；其中“十四五”期间下降18 2035年以前碳排放达峰后稳中有降，2035年以后下降速度加快大幅下降，能源产业碳排放量趋近于0 实现碳中和目标图表3 中国碳达峰、碳中和量化分解目标敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.3 “双碳”背景下，核电行业发展前景广阔 11 据中国核能发展与展望（2022），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；根据“十四五”现代能源体系规划，2025年前我国核电装机量计划达到70GW左右，较“十三五”期间新增装机量同比增长约40；近年来，多个核电新项目的陆续获准建设标志着核电项目建设核准批复进入常态化。随着我国经济的发展和对清洁能源的需求持续扩大，核电作为可批量规模化建设的安全高效清洁能源，预计未来在国家能源建设需求中将占据非常重要的地位。无论是国内核电新项目的开工建设还是 “核电走出去”项目，都将进一步拉动核电行业的市场需求。根据国家能源局统计数据，2022 年，我国主要发电企业电源工程建设投资完成 7208 亿元，同比增长 22.8。其中，核电企业电源工程完成投资677亿元，同比增长25.7。根据中国核能发展报告预测，我国将保持每年6-8台核电机组的核准开工节奏，核电装机规模将进一步加快扩大。“十四五”期间我国核电运行装机容量预计将达到 70GW，按每台核电机组 1GW装机容量计算，核电市场空间每年或达千亿元以上。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 1.3 “双碳”背景下，核电行业发展前景广阔 12 资料来源国家能源局，华安证券研究所整理 49.88 53.26 55.53 70 120 0 20 40 60 80 100 120 140 2020 2021 2022 2025E 2030E 核电装机容量（GW 中国核能行业协会发布的中国核能发展报告（2023）蓝皮书显示，预计2030年前，我国在运核电装机规模有望成为世界第一，在世界核电产业格局中占据更加重要的地位。预计到2035 年，我国核能发电量在总发电量的占比将达到 10左右，相比2022年翻倍。当前，全球能源格局加速重塑，低碳转型任务艰巨。国际原子能机构等权威组织再次上调了全球核电发展预期。多个国家调整核能政策，将发展核能纳入国家能源安全战略。我国明确提出“积极安全有序发展核电”。图表4 中国核电装机容量预测敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告目录 1 核电广泛应用的清洁能源 2 核电技术的前世今生 3 核电产业链百舸争流 4 核电发展正当时，未来可期 5 建议关注公司 6 风险提示敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告 02 核电技术的前世今生敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.1 核电发展历程 15 资料来源国家能源局，华安证券研究所整理核电站的开发与建设开始于上世纪50年代。1954年，前苏联建成电功率为五千千瓦的实验性核电站； 1957年，美国建成电功率为九万千瓦的希平港原型核电站。这些成就证明了利用核能发电的技术可行性。国际上把上述实验性和原型核电机组称为第一代核电机组。一代上世纪60年代后期，在试验性和原型核电机组基础上，陆续建成电功率在0.3GW以上的压水堆、沸水堆、重水堆等核电机组，它们在进一步证明核能发电技术可行性的同时，使核电的经济性也得以证明可与火电、水电相竞争。上世纪70年代，因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，称为第二代核电机组。二代上世纪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，世界核电界集中力量对严重事故的预防和后果缓解进行了研究和攻关，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”，进一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。国际上通常把满足这两份文件之一的核电机组称为第三代核电机组。三代 2000年1月，在美国能源部的倡议下，美国、英国、瑞士、南非、日本、法国和阿根廷等十个有意发展核能利用的国家，联合组成“第四代国际核能论坛”GIF，并于2001年7月签署了合约，约定共同合作研究开发第四代核能系统GenⅣ。第四代核能利用系统，是指安全性和经济性都更加优越，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，商用化估计要到2030年左右方能实现。四代图表5第一代到第四代核电敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 16 2022年，全球有6台核电机组实现首次并网，总装机容量为7.889GW，其中5台核电机组采用了第三代核电技术。这6台机组分别是我国福清6号机组和红沿河6号机组、巴基斯坦卡拉奇3号机组、芬兰奥尔基洛托3号机组、韩国新蔚珍1号机组和阿联酋巴拉卡3号机组。除了红沿河6号机组采用具有第三代核电技术特征的技术外，其他5台机组都采用了标准的第三代核电技术。鉴于以后全球开工建设的核电机组主要采用第三代核电技术和更先进的技术，这些技术将成为未来全球核电界的主流技术。资料来源新华网，华安证券研究所整理 2.1 核电发展历程图表6福清核电6号机组福清核电6号机组成为全球第三台、我国第二台华龙一号并网发电机组。经现场确认，各项技术指标均符合设计要求，机组状态良好，为后续正式投入商业运行奠定坚实基础。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.2 中国核电发展 17 2016～2020年，美国西屋的AP1000和法国电力集团的 EPR三代核电技术全球首堆先后在我国成功建成投产。我国在过去近40年中，成为全球唯一一个从没有中断核电项目建设的国家，且掌握了建造世界主流核电机型的能力，施工能力卓越，对于核电项目的建设有先进管理理念和丰富的经验，对核电工期具备强有力的掌控能力。通过对国际先进堆型的引进和消化吸收，应运而生的自主技术“华龙一号”国内外首堆也相继商运，标志着我国真正自主掌握了三代核电技术，由核电大国进入核电强国。同时，借鉴AP1000技术理念的自主三代核电技术 “国和一号”示范工程有序开建，全球首座具有第四代核电技术主要特征的高温气冷堆核电站示范工程实现成功并网发电，全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号” 开建，标志着我国核电水平跻身世界前列。资料来源中广核集团，华安证券研究所整理图表7中国核电技术发展历程敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.2 中国核电发展 18 我国的核电技术路线是在上世纪80年代确定走引进、消化、研发、创新的道路的。经过20余年的努力，通过对引进的二代法国压水堆技术的消化吸收，取得了巨大的技术进步，实现了60万千瓦压水堆机组设计国产化，基本掌握了百万千瓦压水堆核电厂的设计能力。目前我国有五种第三代核电技术拟投入应用，他们分别是 AP1000、华龙一号、CAP1400、法国核电技术EPR以及俄罗斯核电技术VVER。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.2 中国核电发展 19 资料来源烟台核电研发中心，华安证券研究所整理图表8我国第三代核电技术华龙一号 CAP1400 我国自主研发的三代核电技术路线中国“16个国家科技重大专项”之一的核电重大专项的核心内容 “华龙一号”的堆芯选用中核集团ACP1000技术的177堆芯，单堆布置，核燃料采用中核集团开发的CF自主品牌。 CAP1400符合目前全球商用核电站的最高安全标准要求，也是最大的非能动压水堆核电站。 “华龙一号”国内目标示范项目防城港核电站、福清核电站防城港核电厂位于防城港市港口区光坡镇东面约8km的红沙澫南侧光岭至山鸡啼一带的丘陵及滩涂处。核电厂以岭澳核电站为参考电站，按“翻版加改进”方式规划建设容量为6台百万千瓦级 CPR1000二代改进型压水堆机组，一期建设2台CPR1000二代改进型压水堆机组，项目拟定投资约270亿元。 CAP1400符合目前全球商用核电站的最高安全标准要求，也是最大的非能动压水堆核电站。在设计创新上，“华龙一号”提出“能动和非能动相结合”的安全设计理念，采用177个燃料组件的反应堆堆芯、多重冗余的安全系统、单堆布置、双层安全壳，全面平衡贯彻了纵深防御的设计原则，设置了完善的严重事故预防和缓解措施等。 CAP1400采用了非能动堆芯冷却系统、非能动安全壳冷却系统的组合设计。其安全性比二代核电提高两个量级。同时，CAP1400采用简化设计，与传统压水堆相比部件数量显著减少。这样维修检查的压力减少，故障几率大幅降低。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.2 中国核电发展 20 资料来源烟台核电研发中心，华安证券研究所整理图表9国外第三代核电技术 AP1000 法国核电技术EPR 俄罗斯核电技术VVER 美国西屋公司法马通和西门子联合开发的反应堆前苏联所发展的压水动力堆由国家核电技术公司负责消化和吸收，且多次被核电决策层确认为日后中国主流的核电技术路线。 EPR核电技术是我国出于政治关系的引进项目，不在目前国内新机组的技术选型考虑范围之内。在一些东欧国家，核电生产部分或全部依靠苏联设计的这种反应堆。目前，除在建的两个项目三门、海阳外，三门二期、海阳二期、广东陆丰、辽宁徐大堡、以及湖南桃花江等内陆核电项目均拟选用AP1000技术。目前，全球采用此种技术建造的核电站共有3座，除位于中国广东江门的台山核电站外，还有2005年5月开工建设的芬兰奥尔基洛托核电站，2007年底开工的法国弗拉芒维尔核电站3号机组。台山核电项目是我国首个175万千瓦核电项目，一期工程机组是基于第三代核电EPR欧洲压水堆技术的 CEPR中国的EPR技术机组，也是世界单机组容量最大的核电机组，核电汽轮机安装精度要求极高。俄罗斯政府已确定AES-2006型为俄罗斯今后核电发展的主力机型，计划在2030年前要建成32台这种机组。田湾核电站是中国和俄罗斯技术合作项目，地点在江苏省连云港市田湾镇。田湾核电站于1999年 10月20日正式开工建设，一期工程建设2台单机容量106万千瓦的俄罗斯AES-91型压水堆核电机组，设计寿命40年，年发电量达140亿千瓦时。 AP1000主要的设计特点包括主回路系统和设备设计采用成熟电站设计、简化的非能动设计提高安全性和经济性、严重事故预防与缓解措施、仪控系统和主控室设计、建造中大量采用模块化建造技术。 EPR是新一代反应堆，具有更高的经济和技术性能降低发电成本，充分利用核燃料UO2或MOX，减少长寿废物的产量，运行更加灵活，检修更加便利，大量降低运行和检修人员的放射性剂量。 VVER技术特点卧式蒸汽发生器;六角燃料组件; 没有压力容器底部的缝隙;高容量pressurisers提供一个大型反应堆冷却剂库存。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.3 四代核电站技术汇总 21 资料来源中国核电网，华安证券研究所整理图表101-4代核电站第一代核电站一代堆主要在20世纪50至60年代期间开发的原型堆和动力堆，也是从那时候开始，核电首次投入商业民用。欧洲仅存的最后一个一代堆商业电厂位于威尔士的威尔法Wylfa 核电站，于2012年关闭，不过最终是在2015年12月完成关闭。在巴基斯坦，最后一个一代堆电站CANDU-137仍在卡拉奇运行。第二代核电站二代堆专门设计了能动安全装置，而且原则上仅供民用。二代堆通常为轻水堆，尽管也有重水型设计。使用的安全装置，涉及了电气或机械方面的操作，可以实现自动启动，也可以由操作员操作启动。目前在西方国家运行的大多数二代堆，都是由西屋、法马通和通用电气GE制造。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.3 四代核电站技术汇总 22 资料来源国家能源局，中国核电网，华安证券研究所整理图表101-4代核电站第三代核电站三代堆的安全性主要体现在改革型的能动和非能动安全系统，在技术上满足国际原子能机构安全法规第二版对预防和缓解严重事故的要求，也符合我国新颁布的安全法规对预防和缓解严重事故的要求。国家电力投资集团引进了美国非能动AP1000电站，中国广核集团引进法国EPR核电站。同时，中国在此基础上进行自主研发出了 CAP1400核电站。第四代核电站四代堆概念是由美国能源部的核能、科学与技术办公室提出。第四代核能系统国际论坛（GIF）推荐的6种典型四代堆型分别为气冷快堆（GFR）、铅冷快堆（LFR）、钠冷快堆（SFR）、熔盐堆（MSR）、超临界水冷堆（SCWR）和超高温气冷堆（VHTR）。第四代核能系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险低、防止核扩散等基本要求。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.3 四代核电站技术汇总 23 世纪之交，美国能源部开始规划发展在经济性、安全性、废物处理等方面有重大革命的新一代先进核能系统“第4代核能系统”（Gerneration Ⅳ）。第4代核能系统是指2030年之前可以投放市场的新一代核能系统，它必须在一些有挑战性的目标上具有重大进展。这些目标包括可持续性、安全性和可靠性以及经济性。在时间上，第4代核能系统也考虑了个别在2010年前能够投放市场的技术。第4代核能系统必须满足下列主要指标 1.能够和其他电力生产方式相竞争，总电力成产成本低于每度电3美分； 2.初投资小于每千瓦发电装机容量1000美元； 3.建设期小于3年； 4.堆芯融化概率低于10-6/堆年； 5. 在事故条件下无放射性场外释放，无需场外应急，这是核安全的一个革命性改进，其含义是无论核电站发生是什么事故，对场外公众都不会造成损害； 6.能够通过对核电站的整体实验向公众证明核电的安全性。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.3 四代核电站技术汇总 24 资料来源科普中国，华安证券研究所整理图表11第四代核反应堆热中子反应堆超高温反应堆（VHTR）运用石墨作为减速剂、一次性铀燃料循环、氦气或熔盐作为冷却剂。此设计设想出水口温度可达 1000°C，堆芯则可采燃料束或球床式。借由热化学的硫碘循环，反应堆高温可用于产热或产氢制程。超高温反应堆也具有非能动安全系统。第一个实验性VHTR在南非建成（南非球床模组反应堆），但已于2010年 2月停止挹注资金。成本提高与难以突破的技术困难，使投资人与消费者踌躇不前。超临界水反应堆（SCWR）以轻水反应堆（LWR）为基础，运作于高温高压环境，采取直接、一次性循环。最初的设想是采取如同沸水反应堆（BWR）的直接循环。但在改用超临界水作为工作流体后，水便为单一相态，类似压水反应堆（PWR）。SCWR的可运作温度比BWR与 PWR还高。 SCWR是以两种科技为基础进一步发展而成轻水反应堆与超临界蒸气锅炉。前者是世界上大部分商转中的反应堆类型；后者也是常用的蒸汽锅炉类别。熔盐反应堆（MSR）最初和广泛采用的概念，是核燃料溶于氟化物中形成金属盐类，如四氟化铀（UF4）和四氟化钍（ThF4）。当燃料熔盐流体流入以石墨减速的堆芯内时，会达到临界质量。现行大部分设计是将熔盐燃料均匀分散在石墨基体中，提供低压、高温的冷却方式。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.3 四代核电站技术汇总 25 资料来源科普中国，华安证券研究所整理图表11第四代核反应堆快中子反应堆气冷式快反应堆（GFR）利用快中子、封闭式核燃料循环对增殖性材料进行高效核转换，并控制锕系元素核裂变产物。使用出口温度850°C的氦气冷却，送入直接布雷顿循环的封闭循环气涡轮发电。许多新式核燃料能确保运作于高温中，并控制核裂变产物产出混和陶瓷燃料、先进燃料微粒或锕系化合物陶瓷护套燃料。堆芯燃料会以针状、盘状集束或柱状分布。钠冷式快反应堆（SFR）液体金属快中子增殖反应堆与一体化快反应堆为基础延伸而来。 SFR的目的是增加铀滋生钚的效率和减少超铀元素同位素的累积。反应堆设计一个未减速的快中子堆芯将长半衰期超铀元素同位素消耗掉，并会在反应堆过热时中断连锁反应，属于一种非能动安全系统。这种燃料处理方式所遇到的挑战是钠的活性问题，因为钠与水接触会产生爆炸燃烧。然而，使用液态金属取代水作为冷却剂可以减低这种风险。铅冷式快反应堆（LFR）采用封闭式核燃料循环，燃料周期长。单一堆芯功率约50至150兆瓦，模组可达300至400兆瓦，整座电厂则约1200兆瓦。核燃料是增殖性铀与超铀元素的金属或氮化物合金。 LFR以自然热对流冷却，冷却剂出口温度约550°C至800°C。也可利用反应堆高温进行热化学反应产氢。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.4 常见的核电站堆型 26 资料来源烟台核电研发中心，华安证券研究所整理图表12五种核电站堆型压水堆压水堆是指使用轻水（即普通净化水）作冷却剂和慢化剂，且水在反应堆内保持液态的核反应堆。除秦山三期外，我国目前运行的核电机组全部为压水堆。压水堆作为一种技术十分成熟的堆型，与其他堆型相比，结构紧凑，经济上基建费用低、建设周期短、轻水价格便宜；有放射性的一回路与二回路分开，带有放射性的冷却剂不会进入二回路污染汽轮机，机组运行、维护方便。沸水堆沸水堆利用轻水作慢化剂和冷却剂，只有一个回路，水在反应堆内沸腾产生蒸汽直接进入汽轮机发电。与压水堆相比，沸水堆工作压力低；由于减少了一个回路，其设备成本也比压水堆低；但这样可能使汽轮机等设备受到放射性污染，给设计、运行和维修带来不便。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 2.4 常见的核电站堆型 27 资料来源烟台核电研发中心，华安证券研究所整理图表13五种核电站堆型重水堆重水堆是以重水（氘和氧组成的化合物）作慢化剂的反应堆。其主要优点是可以直接利用天然铀作核燃料，同时采用不停堆燃料方式；但体积比轻水堆大，建造费用高，重水昂贵、发电成本也比较高。重水堆核电站是发展较早的核电站，我国秦山三期1、2号机组采用的是加拿大坎杜型（CANDU）压力管式重水堆。高温气冷堆高温气冷堆用氦气作冷却剂，石墨作慢化剂，堆芯出口温度较高。高温气冷堆热效率高，建造周期短，系统简单；但堆芯出口温度为8501000℃甚至更高，对反应堆材料的性能要求也高。山东石岛湾规划建设20万千瓦级高温气冷堆。快中子反应堆（快堆）快中子反应堆直接利用快中子引起链式裂变反应所释放的能量进行发电，因此不需要慢化剂、体积小、功率密度大。快堆可使铀利用率提高至60以上，最大程度的降低核废料，实现放射性废物最小化。 2011年7月21日10时，我国第一个实验快堆成功实现并网发电。敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告目录 1 核电广泛应用的清洁能源 2 核电技术的前世今生 3 核电产业链百舸争流 4 核电发展正当时，未来可期 5 建议关注公司 6 风险提示敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告 03 核电产业链百舸争流敬请参阅末页重要声明及评级说明证券研究报告华安证券研究所 3.1 核电产业链 30 核电产业链是以生产核电产品为主线，以核电站为中心，围绕核能发电和技术支持将核燃料生产从事者与电网经营者联系在一起而形成的产业链条。核电产业链主要由五大产业构成，分别是核燃料提供产业、核配件制造产业、核工程建设产业、核废料处理产业以及核电站运营产业。资料来源产业链视角下我国核电产业发展现状与对策研究，华安证券研究所整理研发设计设备制造核电站建设运行管理电力市场核燃料供应乏燃料处理核材料图表14核电产业链