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民生机械:核电行业深度之一核能点亮未来(14

时间:2017-12-17 20:29    作者:admin     点击:

深度之一核能点亮未来(1/4原标题:民生机械:核电行业)

的能源使用方式核电是一种成熟,12%的电力提供了全球。规电力相比与其他常,低的一种能源方式核电是外部性最。等措施能够落地推广未来如碳排放交易,性将得到极大的提升则核电技术的经济。

电发展的前提核安全是核。秦山核电投运以来自90年代初期,243堆年的运行历史我国核电工业已有近,良的安全运行记录并一直保持着优,级及以上的事件从未发生过2。

发展核电的主要驱动因素环保与能源安全是我国。外界排放二氧化碳等温室气体核电机组在发电的过程中不对,二氧化硫等污染性废物也不排放氮氧化合物、。一年需消耗约160吨天然铀一台百万千瓦核电机组运行,组约需消耗5600吨天然铀2017年国内在运核电机。全部投运之后在建核电机组,8800吨天然铀年消耗量将达到。量在200万吨我国远景铀储,的钍储量更有丰富,核电稳定发展能够保证国内。

、AP1000、CAP1400等三代核电机组为主未来一段时间内我国新建核电机组将以HPR1000。0机组是未来核电出海的主力军HPR1000与CAP140。

安全且经济的清洁能源技(一)核电是一种成熟、术

成熟的能源使用方1、核电是一种式

有近70年的历史人类使用核能已。主要使用方式核电是核能的。释放出来的热能进行发电核电机组利用铀核裂变所。变过程中在核裂,铀原子核中子撞击,的链式反应发生受控,并生产蒸汽产生热能,发电机组运转从而推动汽轮,电力产生。计算根据,当于2500吨标准煤燃烧所释放的热量1千克U-235完全裂变产生的能量相。

子核裂变示意图1:铀原图

核建中公司网站资料来源:中,券研究民生证院

约12%的电力供应核电机组提供了全球。7年5月底截至201,发电机组为449台全世界在运行的核电,392GWe总装机容量达。美、俄、日、法、中等国家在运核电机组主要分布在。电机组数量稳居首位美国以99台运行核。比情况来看从发电量占,比数量最高达到70%以上主要核电国家中法国核电占,社会用电量的20%左右美、俄的核电量发电量占。球来看从全,总发电量的12%左右核电发电量约占全球。

核电在电力供应中占图2:主要核电国家比

:IAEA资料来源,券研究民生证院

成本最低的能源方2、核电是外部性式

统的安全性和环境影响相比与火电、水电等主要发电系,分明显的优势核电具有十。境及人类健康影响等外部成本如果考虑各种发电方式对环,发现可以,最低的发电方式核电是外部成本。、欧共体(EC)等机构的测算根据世界能源协会(WEC),-5欧元/MWh核电外部成本在3,、燃油电厂远低于燃煤。部性没有能够得到体现目前核电技术良好的外,等措施能够落地推广未来如碳排放交易,性将得到极大的提升则核电技术的经济。

种发电方式的外部性成本比表1:不同单位评估的各较

程总承包与项目管理》资料来源:《核电工,券研究民生证院

保持优良的安全运行记3、我国核电行业一直录

电发展的前提核安全是核。终维持着严格的监管要求我国核电行业监管部门始。定的国际核事故分级表根据国际原子能组织制,对公众产生影响根据是否有辐射,2个不同的阶段核事故被划分为,为7级共分。级被称为核事件其中1级到3,才被称为核事故而4级到7级,评定范围中0级在事故,偏差称为,没有影响对安全。秦山核电投运以来自90年代初期,243堆年的运行历史我国核电工业已有近,良的安全运行记录并一直保持着优,级及以上的事件从未发生过2。

故分级示意图3:核事图

:IAEA资料来源,券研究民生证院

全是驱动核电发展的动(二)环保与能源安力

清洁环保的能1、核电是源

年近,环保事件频发随着我国各类,雾霾天气频繁尤其是冬季,的环保压力日益增加政府及公众所面临,等清洁能源的快速发展这一点无疑将促进核电。外界排放二氧化碳等温室气体核电机组在发电的过程中不对,二氧化硫等污染性废物也不排放氮氧化合物、。燃煤电厂相比与相同功率,0万吨、二氧化硫900万吨、氮氧化合物4500吨一台百万千瓦核电机组一年可减少二氧化碳排放量65。远小于同等功率的燃煤电厂同时核电厂对燃料的需求,仅需运输30吨左右核燃料一台百万千瓦核电机组每年,需运输260万吨燃料而同等功率燃煤电厂。

机组年燃料消耗与废物产生量对表2:百万千瓦核电机组与火电比

程总承包与项目管理》资料来源:《核电工,券研究民生证院

源对外依赖度日增2、我国油气资,国家安威胁全

国资源禀赋受限于我,源以煤炭为主我国一次能,少气缺油。耗量的逐年增长随着我国能源消,次成为石油净进口国1993年我国首。后此,量几乎呈直线亿吨我国石油净进口,高达65.4%石油对外依存度。16年20,存度也已达到34%我国天然气对外依。

石油年消费量、年进口量及对外依存图4:2003年至2016年中国度

:wind资料来源,券研究民生证院

增强我国能源安3、发展核电可全

种常见的元素铀是地球上一,锌或锡类似分布情况与,石与海水之中广泛分布在岩。勘探工作的开展过去十年中随着,增加了四分之一全球铀储量至少。(WNA)的统计根据世界核能协会,公斤以下的天然铀可信储量为570万吨2015年全球开采成本在130美元/,矿储量占29%其中澳大利亚铀,储量占13%哈萨克斯坦。能协会的估算根据世界核,世界在运核电机组运行90年以上的需求570万吨天然铀的储量足够满足目前全。价格的提升并且随着,应量亦会增加天然铀的供,斤以下的天然铀可信储量为764万吨天然铀2015年全球开采成本在260美元/公。提升和成本的降低未来随着技术的,铀的来源之一海水也将成为。是陆地储量的上千倍据估计海水中铀储量。

一年需消耗约160吨天然铀一台百万千瓦核电机组运行,17年约需消耗5600吨天然铀以此计算国内在运核电机组20。全部投运之后在建核电机组,8800吨天然铀年消耗量将达到。组装机达到2亿千瓦如未来国内核电机,2000吨天然铀则年消耗量为3。协会提供的数据根据世界核能,/公斤以下的天然铀可信储量为27万吨2015年我国开采成本在130美元,储量5%占全球总。探力度的加大近年来随着勘,发现了数个大型铀矿藏我国陆续在内蒙古等地。作的进一步开展未来随着勘探工,会有进一步的提升我国铀矿储量应。估测据,量约在200万吨我国铀矿远景储。核电发展计划提供足够的支撑国内的铀矿储量能够为我国。资源外除铀,核电发展提供支撑(钍基反应堆)我国丰富的钍资源也能够为未来。储量已达20万吨以上国内仅白云鄂博矿的钍。

的燃料循环产业链我国已建立完整,新建核电机组燃料供应能够有效保证在运及。集、燃料元件制造、乏燃料运输、后处理等环节核燃料循环包括勘探、矿冶、纯化与转化、富。十年的努力经过近六,述环节的工艺和技术我国已全面掌握上,建设核电机组核燃料供应能够保证国内已建及规划。技术的成熟随着快堆,子增殖堆-受控核聚变)第二步即将落地我国核能三步走战略(热中子堆-快中,料增殖技术通过核燃,1~2%提升到60~70%未来铀资源利用率将由现在的。

广核集团网站资料来源:中,券研究民生证院

是未来十年建设的主(三)第三代核电流

建核电机组主流技术路1、压水堆是在运及在线

/慢化剂类型的差异根据反应堆冷却剂,水堆、重水堆及气冷堆等几种堆型核电厂所使用的反应堆可以分为轻。的的中子能级的差异根据反应堆中所使用,中子堆或快中子堆反应堆可分为热。反应堆内是否发生沸腾根据反应堆冷却剂在,PWR)和沸水堆(BWR)轻水堆又可以分为压水堆(。范围内全球,机组均采用压水堆技术大多数在运及在建核电。在建的核电机组我国目前在运及,重水堆、石岛湾1号机组采用高温气冷堆)绝大多数采用压水堆技术(秦山三期采用。组仍将以压水堆为主我国后续建设的机。

常由三个回路组成压水堆核电厂通。蒸汽发生器、主泵和稳压器等部件一回路包括压力容器、主管道、。在压力容器内燃料组件安装。热量由冷却剂带出核燃料裂变释放的,器传递给二回路水并经过蒸汽发生,剂重新流回堆芯冷却后的冷却。后产生饱和蒸汽二回路水经加热,电机组旋转并发电进而推动汽轮发。蒸汽排至凝汽器做功后的低压,水源进行冷凝由三回路冷却,蒸汽发生器并重新流回。海的电厂对于滨,通常直接选用海水三回路冷却水源。滨河的电厂对于滨湖或,选用冷却塔来代替海水三回路冷却水源通常是。

堆核电厂示意图6:压水图

国核电发行报告资料来源:中,券研究民生证院

一种持续改进的过2、核电发展是程

技术核电,经历了多次的技术革新自上世纪50年代以来,可以分为四代根据技术差异。为早期原型反应堆第一代核电机组多,证性机组属于验。大规模商用发电机组第二代核电机组为。组绝大部分为二代核电机组目前全球在运行的核电机。VVER、CANDU-6等多种不同的堆型我国目前在运行的核电机组包括了CPR、,代核电机组但均属于二。核电并无根本质性的差异第三代核电技术与二代,变核能发电均是利用裂。计上做出了大量的优化设计但由于在专设安全系统设,靠性提出了更高的要求并且对设备的性能与可,全性上有了极大的提升因此三代核电技术在安。念设计、试验或示范堆建设阶段第四代核电技术目前仍处于概,用还有一定的距离距离大规模商业应。

展路径及我国已有堆图7:核电技术发型

全先进压水堆核电技术》资料来源:《非能动安,券研究民生证院

核电机组将以三代核电为3、未来十年我国新建主

1000)、台山核电1、2号机组(EPR)、福清核电5、6号机组(HPR1000目前国内在建的三门核电1、2号机组(AP1000)、海阳核电1、2号机组(AP,、4号机组(HPR1000华龙一号)以及防城港核电3,于三代核电机组华龙一号)均属。公司开发的先进非能动核电机组其中AP1000是由美国西屋,F推出的先进核电机组EPR是由法国ED。企业中核与中广核在吸收二代核电建造经验的基础上HPR1000(华龙一号)是国内两家主要核电,核电技术的优点结合其他三代,识产权的第三代核电技术推出的具有完全的自主知。外此,(国家电投)在引进消化AP1000技术基础之上国内另外一家主要核电企业国家电力投资集团公司,的CAP14000技术研发了具有自主知识产权,机组(石岛湾2号机组目前正在准备建设首台,范工程)国核示。、AP1000、CAP1400等三代核电机组为主未来一段时间内我国新建核电机组将以HPR1000。0机组是未来核电出海的主力军HPR1000与CAP140。

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