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来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 20:32:53
一、核电概况
1、基本概念
核能是原子结构发生变化时释放出的能量。核能可以分为核聚变能及核裂变能。目前能成熟商用的是控制金属元素铀、钚的原子核发生裂变释放的能量。理论上1吨铀-235在裂变反应时释放的能量是1吨标准煤所释放能量的240万倍。据估测，地球上已探明的可开采的铀储量，如果以快中子堆加以利用的话，所提供的能量将大大超过石化能源储量的总和。
核能发电就是利用U-235与中子发生的可控裂变反应所释放出的大量热能将水加热为蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机从而带动发电机发电。
与火电比，核电燃料成本不及火电的1/3，更兼CO2零排放、发电时数高、原料成本波动性小；与太阳能、风能比，成本低、容量大、电力稳定（太阳能风能都受到电网调峰瓶颈的限制）。
核电虽然拥有诸多优势，但核电的发展仍然面临许多挑战。从安全性讲，核电虽然事故率很低，但一旦发生不可预料的破坏，造成的后果也是灾难性的；从核燃料讲，中国虽然铀储量很高，但实际供应能力有限，未来大量的铀可能都需要进口，其次产生的核废料目前尚没有很好的处理办法，只能通过深处埋藏的办法，以期未来的技术可以解决；从技术设备讲，中国目前仍然处在国产化进程的初步阶段，对于更先进的三代核技术，尚需要一段时间去消化吸收，而与此同时，核电站建设中仍有部分关键部件需要进口，这些都对核电成本的持续下降产生阻碍。
2、核电技术发展
核能发电的核心装置是核反应堆。核反应堆按引起裂变反应的中子能量分为热中子堆和快中子堆。快中子是核裂变产生的中子，热中子是快中子慢化后的中子。热中子堆使用的燃料是天然铀（含量0.7％的U235）和低浓缩铀（含量3％的U235）。目前大量使用的是热中子堆。根据慢化剂、冷堆剂和燃料的不同，热中子堆又分为轻水堆（包括压水堆和沸水堆）、重水堆、石墨气冷堆、水墨水冷堆。
世界上第一座核电站是1954年前苏联建成的5MWe石墨沸水堆核电站，1957年美国建成了60MWe的压水堆核电厂。1960年代后期，美国轻水堆的核电造价仅200$/KW，且美国承诺提供相关燃料富集铀，西方国家普遍放弃原先的天然铀路线，转而采购美国的轻水堆技术。第一代核电厂功率普遍较小，建造的主要目的是为了通过试验示范来验证核电的工程实施可行性。
1973年第一次石油危机引发了欧美各国的核电建设高潮。单堆功率大幅度提高，技术上有不小进步。通常人们将从这段时期开始建设的核电厂称为第二代。第二代核电厂实现了标准化、系列化、商用化和批量化，以提高经济性，是目前世界上投运核电厂的主力。二代核电机组的设计寿命已提高到60年，今后一段相当长的时期，二代核电机组将会和第三代核电机组长期共存。
从1980年代中期开始，美国电力研究院（EPRI）根据轻水堆30多年的运行经验教训，制定并于1990年首次公布了一套使供货商、投资方、业主、核安全管理当局和公众各方面都能接受的电力公司要求文件（URD），作为开发未来的先进轻水堆（ALWR）的明确、完整的技术准则。随后西欧亦相继制订出欧洲电力公司要求文件（EUR）。人们将按照URD、EUR等要求设计建造的核电厂称为先进核电厂，习惯上又称之为第三代核电厂。第三代核电，是在美国核电用户要求文件（URD）与欧洲核电用户要求（EUR）文件的基础上，针对主要的压水堆提出的EPR改进型电厂和AP1000非能动型电厂两种类型。
我国的核电发展技术路线是在1980年代就已经确定了走压水堆道路。通过对当时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。我国自主实现了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。目前中国30万KW、60万KW及百万千瓦级核电站的国产化率水平分别在90％、70％和50％左右。预计2012、2013年前后，中国百万千瓦级核电的装备的自主化率将达到75％以上。
2007年，历时三年的中国第三代核电技术国际招标尘埃落定。中国决定斥资数百亿元引进美国西屋公司AP1000技术建设浙江三门、山东海阳两大核电工程。
3、全球核电发展概况
随着石油、煤炭等常规能源燃料价格波动的加剧、控制碳排放时代的到来，核能发展再次受到了各国的高度重视，目前全球在建项目45个，规划建设112个，提交276个，总装机容量30万MW。目前核能已经成为世界第三大能源，占全球总能源消费的17％。其中美国、法国、日本三国核消费占全球的57％。到2020 年，印度计划核电占比由目前2.6％提升至30％，日本计划由27％提升至40％，俄罗斯计划由目前的15.5％提升至23％，韩国计划达到46％，而中国规划从目前的2％达到7％。
主要国家核能消费全球占比
二、我国核电发展概况
由于种种原因，我国开发核电进展缓慢，2008年全年中国核电发电量为684亿度，装机容量为9.07GW，分别占总发电量的1.99％与总装机量的1.3％，这个比例位列全球有核电国家的倒数第一。目前市场普遍预计2020年我国核电装机容量将达到86GW，预计我国未来十年年均新增6.5GW，是2002-2007年全球年均新增装机2.6GW的2.5倍，全球增速第一。以核电每千瓦1.3万元造价保守计算，到2020年核电总投资额至少8000亿元，核电设备点总投资至少4000亿元，年均360亿元，投资机会巨大。
目前我国核电发电运营几乎主要由中国核工业集团、中国广东核电集团公司、中国电力投资集团公司三家垄断经营。
我国在核电技术及设备研发方面，有自身长远的考量。故核电行业对国外设备选型和引进方面，基本上遵循市场换技术的思路。通过消化吸收，迅速实现设备的本土化，从而降低核电站的单位造价。
同时，目前广泛成熟商用的都是热中子核反应堆，对铀的使用效率较低。对贫铀的中国来说，中期将大力发展快中子核反应堆，长期发展核聚变反应堆技术。在技术进步和行业标准方面来看，核电仍然在行业生命周期的高速发展期。任何在技术方面的中大突破都有可能改变企业的竞争地位。
三、压水堆核电站系统介绍
压水堆是核电站最广泛采用的技术，全球目前正在运行的436 座核电站中有超过70％是压水堆，在建的44 座核电站中有超过85％采用压水堆。我国所有已投运和在建的商用核电站都采用了压水堆技术。
压水堆核电站整个系统划分为核岛和常规岛两部分。核岛主要包括核蒸汽供应系统，其主要功能是利用核裂变能量产生蒸汽。主要设备包括反应堆堆芯、压力容器、稳压器、蒸汽发生器、主循环泵和管道。
图中粉红色部分一回路（反应堆冷却剂循环系统）中的高高压水流经过反应堆堆芯，带走核裂变产生的热量，加热后的水流进入蒸汽发生器进行热交换，在二回路产生蒸汽。一二回路相互隔离，通过蒸汽发生器传递能量，这是压水堆的主要特点。一回路的辅助系统包括稳压器、化学和容积控制系统、反应堆安全注射系统和预热冷却系统。稳压器用来维持一回路压强的稳定和补偿水在冷态和热态时体积的变化。化学和容积控制系统的主要作用是维持一回路所需要的水量，调节溶解在冷却水中的硼酸浓度，以控制反应堆的反应性，对水进行净化处理，除去水中的裂变产物和腐蚀产物，给一回路的水加入腐蚀抑制剂和各种化学添加剂。
反应堆安全注射系统的主要作用是当一回路发生失水时，安全注射系统就作为安全给水系统。它主要由高压注射部分、安全注射箱和低压注射部分组成。高压注射部分于中等失水时起动，低压注射部分于大量失水时起动。安全注射箱通过两个逆止阀和一个隔断阀与一回路相连，起安全注射作用。这几部分协同工作即能保证堆芯的冷却，并可使反应堆停堆。
核反应堆停堆后，燃料元件因裂变产物的衰变而发热，余热冷却系统的作用是带走这部分热量。它主要由热交换装置、循环泵和阀门等组成，用于停堆、更换燃料以及一回路系统发生大量泄漏事故时带走热量，冷却堆芯。
核岛主要设备包括：压力容器、核主泵、主管道、蒸汽发生器、稳压器、控制棒及驱动机构和给水泵等。
常规岛是核电站装置中汽轮发电机组及其配套设施和它们所在厂房的总称。常规岛的主要功能是将核岛产生的蒸汽的热能转换成汽轮机的机械能，再通过发电机转变成电能。常规岛厂房主要包括汽轮机厂房、冷却水泵房和水处理厂房、变压器区构筑物、开关站、网控楼、变电站及配电所等。常规岛设备主要包括汽轮机和发电机。
核电站的一回路冷却剂度较低，二回路只能产生饱和或微过热蒸汽，因而必须使用饱和蒸汽轮机。与常规的过热蒸汽轮机相比，饱和蒸汽轮机有些不同：①由于饱和蒸汽的比焓较低，故耗汽量要大得多，为了满足排汽通道大的要求，必须增加低压缸数，或者加长低压缸叶片。功率超过60 万千瓦的一般设计为“半转速”机。②蒸汽在机内膨胀过程中产生的水份多，必须在高、低压缸之间设置用新蒸汽加热的汽水分离再热器，并且在机内采取使用硬质合金和去除水滴等防湿蒸汽冲刷的措施。
四、核电设备
当前的核电机型多数为CPR1000的二代半压水堆型。压水堆核电站由核岛和常规岛组成，核岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯，常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统，与常规火电厂类似。
核电的固定资产投资中，基础设施、核电设备和其他项目的比重大致为40％、50％和10％。而核电设备又包括核岛设备、常规岛设备以及配套辅助设备。在设备投资所占的50％的比重中，核岛设备、常规岛设备和配套辅助设备的大致比例分别为45％、30％和25％。
进一步分解，核岛设备中占比较高的分别是：压力壳23％、管道20％、蒸发器17％、核极阀12％、核冷却泵8％、堆内构件和控制杆10％。国内的核岛设备企业以东方电气和上海电气综合实力最强，一重在压力容器方面也具有较强实力，中核科技是国内核电站关键阀门的重要供货商之一。
而常规岛设备中占比较高的分别是：泵阀及管道等40％、汽轮机24％、发电机18％、汽水分离再热器12％。国内的常规岛设备企业以东方电气、上海电气和哈动力综合实力最强。相对于核岛而言，常规岛技术成熟，而且附加值高。
目前，主流投建机型CPR1000国产化率较高，已达到75％，其中：常规岛设备已基本国产化，核岛设备中压力壳、蒸发器、主管道、稳压器、堆内构件、通风电机、K2、3级电缆已经基本实现国产化，而核主泵、大口径核1E级阀、DCS控制系统、K1级电缆和电气贯穿件等仍需要进口。
第三代核电主流机型AP1000国产化目标较高，预计从第一台到第四台目标国产化率分别为30％、50％、60％和70％。相对二代半的CPR1000而言，AP1000采用了模块化设计，大大减少了安全部件的采用。其中阀门减少50％、水泵减少35％、管道减少80％、抗震建筑物减少45％、电缆减少70％。由于安全性更高、国产化后成本将更低，未来内陆核电站等新审批核电项目预计将以AP1000为主。
五、秦山二期扩建项目重要设备分包情况
秦山二期1987 年立项，1、2 号机组分别于1996 年和1997 年开工，经过8 年的建设，两台机组分别于2002 年和2004 年投入商业运营。秦山二期核电站是全面贯彻“以我为主、中外合作”的方针，通过自主设计、建设掌握的核电核心技术，创立了具有自主知识产权的商用核电品牌——CNP650。秦山二期核电站采用了成熟可靠的压水堆技术，设计和建设采用国际标准，55 项关键设备中有47 项基本实现了国产化，设备国产化率达到了55％，建设成本为1330 美元/千瓦。由于秦山二期的良好运行表现，国家批准了二期扩建项目，使用同样的CNP-650 堆型，3、4 号机组已经分别于2006、2007 年开工，预计分别于2011、2012 年建成投产。下面我们详细了解一下二期扩建项目的设备承制情况，一窥核电设备市场格局。
1、压力容器：
反应堆压力容器是一个圆柱形高压反应容器，容器内设有实现核裂变反应堆的堆芯和堆芯支撑结构，顶部装有控制裂变反应的控制棒驱动机构，随时调节和控制裂变反应的速度。压力容器是核电站的核心设备，是核电站的“心脏”，属于核安全一级要求和质保一级要求的产品，具有制造水平标准高、难度大、周期长和不可维修、不可替代的特点，必须保证其在核电站40 至60 年寿命期内绝对安全可靠。当今世界掌握反应堆压力容器制造技术的国家屈指可数。
中国一重集团从1960 年代以来投入大量资金对相关设备技术改造，先后引进冶炼、锻造、热处理、焊接、机械加工、探伤等先进设备和仪器百余台，推广使用新工艺、新材料、新技术近百项，培训技术人员与高级技术工人万人次。通过技术改造、技术创新和专业培训，一重逐步形成具有独立炼钢、浇注、锻造、热处理、机械加工、焊接、检测、运输等一整套综合技术实力的企业。同时，中国一重还拥有制造资质、完备的技术保证体系、足够的技术操作人员和百万级核电制造资格许可证，为核电国产化做出了突出贡献，先后为国家提供了十多台核压力容器。一重集团成为了我国后续国产压力容器的最主要厂商。
秦山二期扩建项目 3 号机组的反应堆压力容器由中国核动力研究设计院设计，韩国斗山重工进行制造。4 号机组的压力容器将由我国的一重集团承建，实现600MW 核心部件的国产化。
2、蒸汽发生器：
蒸汽发生器是一回路高高压冷却剂和二回路水进行热交换的容器。一回路内水流经过反应堆芯加热后流入蒸发器，将热量传递给蒸发器壁另一侧二回路的水，将水加热变成蒸汽。作为核电站一、二回路之间的边界，蒸汽发生器的制造、安装的质量关系到电站全寿期运行的安全性和稳定性。秦山二期扩建项目3 号机组共2 台蒸汽发生器，其中
国产化的 3B 蒸汽发生器的各项技术指标达到了设计要求。 3B 蒸汽发生器的成功制造，标志着我国核电核心设备的国产化能力和水平迈上了新的台阶。接下来4 号机组两台蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构等设备的加工和制造也将由上海电气完成。
3、堆内构件：
作为结构较为复杂的反应堆核心设备之一，堆内构件主要发挥着为燃料组件及其相关组件提供支承、压紧和定位，合理分配流量，为控制棒组件、堆芯测量仪表提供保护和导向等作用。
秦山二期扩建工程3 号堆内构件、控制棒导向筒组件由上海第一机床厂有限公司（上海电气子公司）成功制造。该项目改变以往国外总包国内返包模式，由中国核动力研究设计院设计，由上海第一机床厂制造，实现了我国核电堆内构件真正意义上的100％国产化，标志着我国核电反应堆关键设备的设计制造技术达到国际水平。
4、稳压器：
稳压器是压水堆核电站反应堆冷却剂系统的主要承压设备之一，位于一环路压力容器与蒸汽发生器的热段之间，对冷却剂系统压力起控制与保护作用。秦山二期扩建3 号、4 号稳压器都是由西安核设备有限公司制造。公司也曾经为秦山二期项目提供过一台稳压器，另外一台由上海锅炉厂（上海电气子公司）承制。
5、汽轮机和发电机：
秦山二期项目的1、2 号汽轮机采用的是国内外联合设计、制造模式，由哈尔滨汽轮机厂完成了2 台650MW 的汽轮机、发电机制造任务。二期扩建项目的汽轮机由哈尔滨汽轮机厂独立完成设计和制造，实现了核电大型汽轮机的国产化。二期扩建项目的两台发电机均由上海电气提供。
6、汽水分离再热器：
汽水分离再热器作为核电特有设备，设计和制造难度都很大，是核电站常规岛“四器一冷”（给水除氧器、低压加热器、高压加热器，汽水分离再热器、冷凝器）设备中最关键的组合式、一体化大型设备。该设备的制造改变了以往国外公司总承包、国内企业分包的模式，由国内企业哈尔滨锅炉厂有限责任公司总承包，美国TEI 公司分包，这为汽水分离再热器的国产化奠定了基础，标志着我国核电关键设备制造能力达到国际水平。此外，哈锅炉还承制了岭澳一期核电站的2 台1000MW 汽水分离再热器。
7、核岛环吊：
作为核电站的重要设备，环吊质保等级Q2 级，在建安阶段主要承担着反应堆厂房内主设备的吊运工作，在电厂运行期间用于反应堆停堆换料和反应堆厂房内设备维修所需的各种吊装服务，也是唯一的吊装机具，是名副其实的“核岛搬运工”。秦山二期1、2 号机组的环吊是进口的，而扩建工程3、4 号机组是中核集团推进国产化的一项重要设备，核电业主公司选择了太原重工集团作为环吊的供货商，目前国产化取得了圆满成功。
8、核级阀门：
作为国内阀门行业首家上市公司，中核苏阀在核级阀门研发、制造和试验方面有着很强的实力。在秦山核电二期扩建工程中，中核苏阀承担了止回阀、闸阀、截止阀等多种核级阀门的产品设计、制造、试验任务，为核电阀门的国产化做出了贡献。
六、重点 CPR-1000 项目设备分包情况
岭澳项目顺利实施后，正在为二期扩建项目制订百万千瓦级堆型方案的中广核提出了 CPR-1000 方案。CPR-1000 是中广核在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，结合20 多年来的渐进式改进和自主创新形成的“二代加”百万千瓦级压水堆核电技术。
这一技术方案具有四个方面显著特点：一是技术先进性，总体性能达到了国际同类型在役核电站的先进水平；二是成熟性，有国际上约1000 个堆年的安全运行经验，满足新安全法规、导则的要求；三是良好的经济性，具备实现自主化、国产化基础，通过推进自主化、国产化，可大幅降低造价，达到与脱硫火电上网电价竞争的目标。
由于CPR-1000 技术方案具备的特点，这一方案得到了国家有关部委和业内专家的普遍认同。从已经和即将开工的核电站来看，CPR-1000 成为了我国二代改进型核电站的主流方案。
1、岭澳二期项目
岭澳核电站二期是中广核集团继大亚湾核电站、岭澳核电站一期投产后，在广东地区建设的第三座大型商用核电站，项目规划建设两台百万千瓦级压水堆核电机组。岭澳核电站二期是中国首座采用自主品牌技术路线CPR一1000 建设的百万千瓦级核电站。通过工程建设，我国将全面掌握改进型第二代压水堆核电站的工程设计和设备制造技术，促进核电产业的本地化和自主化，并为第三代核电技术自主化工作打下基础。
岭澳一期项目设备国产率只有30％，二期项目预计3 号机组国产化率达到50％，4号机组国产化率达到70％。电站设备分包情况如下表所示：
2、红沿河项目
辽宁红沿河核电有限公司由中国广东核电集团有限公司、中电投核电有限公司、大连市建设投资公司按照45：45：10 的股比投资组建，负责辽宁红沿河核电一期工程的建设和运营。2006 年8 月28 日，辽宁红沿河核电有限公司在大连市工商局注册成立。红沿河核电一期工程是国家十一五期间首个批准开工建设的核电项目，是东北地区第一个核电站。红沿河核电项目规划建设六台百万千瓦级核电机组，其中一期工程采用CPR1000 技术路线。红沿河项目设备分包情况十分具有代表性，一、二号机组设备总体国产化率不低于70％，其中关键设备自主化比例不低于85％，三、四号机组总体国产化率不低于80％。红沿河设备分包情况对于我们了解“二代加”核电设备市场很有意义。
七、AP1000 国产化主体
为了统一我国核电技术，在较高的水平上实现核电设备的国产化，我国开始了引进第三代核电技术。2004 年9 月，中国第三代核电站，浙江三门和广东阳江（后改为山东海阳项目）核电站核岛供货国际招标正式开始。2006 年12 月，招标结果终于公布，美国西屋公司的AP1000 成为了最后的赢家。
2007 年3 月，国家核电技术公司与西屋联合体在北京签署第三代核电自主化依托项目核岛采购及技术转让框架合同，在浙江三门和山东海阳建设四台AP1000 机组。同年5 月，负责引进第三代技术的国家核电技术公司正式成立。国核公司是代表国家对外签约，受让第三代先进核电技术，实施相关工程设计和项目管理，通过消化吸收再创新形成中国核电技术品牌的主体，是实现第三代核电技术引进、工程建设和自主化发展的主要载体和研发平台。承担第三代核电技术的消化、吸收和再创新工作。在不转移外方责任的条件下，组织外方、项目业主成立项目联合管理机构，负责核电自主化依托项目核岛及其接口等相关工程设计、设备采购和工程建设。
AP1000 作为第三代核电技术，依然采用了压水堆设计，系统设备构成与法国二代加技术差别不大，但是存在一些特殊设备和制造难点：
1. AP1000 的主泵是屏蔽泵，可以避免泄漏，具有很大的优点，但与以往的轴封式主泵很不同，AP1000 主泵加工精度高，配件是非商品级的，国产化难度大。
2. 主管道是锻件，不同于以往的铸件。目前上重、中船重工、一重和二重均开展了主管道样品的试制工作，并取得较大进展。试制品的化学成本完全满足西屋公司的技术要求。AP1000 主管道冷弯管核心技术也取得突破，达到国际同步水平。超低碳纯净不锈钢基础理论研究和认识已经接近世界同步水平。
3. 爆破阀是 AP1000 的专有设备，其中的驱动装置是由药爆切断原来密闭的管道封板，以满足应急打开要求。海阳2 号机组12 台阀门将由国内分包商制造。中核苏阀已经制定ASME N 和NPT 认证及国家核安全局取证工作计划。哈电集团阀门公司也将参与爆破阀的国产化工作。
4. 重型锻件的结构、重量和质量有别于2.5 代的大锻件，它必须满足60 年寿命的要求。这里包括反应堆压力容器的一体化顶盖、法兰接管段、蒸发器下封头，也包括蒸发器的管板等。其中，反应堆压力容器的一体化上封头与一体化下法兰接管段需要350 吨左右的钢锭。
5. 其他设备：堆内构件和控制棒驱动机构也有别于过去的设备，比如，堆内构件更多采用了焊接方式，需要一定的工艺试验和攻关；驱动机构与60 年寿命相适应的材料、零件与加工工艺。
国家核电技术公司拟通过三门和海阳电站的4 台机组逐步消化AP1000 重要设备的核心技术，实现三代核电技术的国产化。哈电集团、上海电气和一重成为了第三代技术的重要引进主体，反应堆压力容器由一重和上海电气负责国产化，蒸汽发生器由哈尔滨锅炉和上海电气负责引进。三门和海阳一期项目的常规岛部分均由哈动力和三菱重工负责汽轮发电机组的制造。另外，东方电气获得了海阳核电站2 台稳压器订单，成功进入第三代核岛设备制造领域。
八、核电上游燃料供应商
核能的燃料是铀。目前全球已探明的铀储量550 万吨，预计可供人类使用75 年。如果考虑未探明的铀储量，预计铀资源储量为1600 余万吨，按目前的资源消耗水平，可供人类使用250年。
我国是铀矿资源不丰富的一个国家。我国铀矿探明储量居世界第10位之后，不能适应发展核电的长远需要。世界铀矿储藏量较大的几个国家：澳大利亚（约占全球总储量的27％、哈萨克斯坦（17％）、加拿大（15％）、南非（11％）。而全球每年铀的产量有60％是来自加拿大（20.5％）、哈萨克斯坦（19.4％）和澳大利亚（19.2）。
自从1990年以来，全球铀制造行业进行了大量的并购，行业集中度迅速提高。至2008年，市场排名前10位的公司已经控制了87％的全球份额，包括力拓（18％）、Cameco（15％）、Areva（14％）。
未来束缚中国核电发展的因素之一是铀资源不足等因素。中国现在已探明的铀矿储量只够2020年1/3的用量。（但据IAEA 预测，中国潜在铀资源储量约200万吨，发展潜力巨大） 如果得不到足够的铀矿资源，不管建多少核电站，最终都将面临停产的困境。
2008年，中国广东核电集团先后与全球最大的核电公司阿海珐以及全球最大的铀燃料生产国之一哈萨克斯坦签订了铀燃料的合作协议，此后中国核工业集团也在香港主板成立了主要进行海外铀资源开发的“中核国际有限公司”。但中国涉足海外铀矿仅2年时间，开拓难度很大。据悉，在澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦三个富铀国已探明的铀矿几乎已被力拓、法国的阿海珐等大公司掌控。
事实上，除了开拓海外资源，技术的更新也能解决铀资源短缺的问题。目前在网运行的压水堆都是热中子堆，其对铀的使用效率低。而快中子堆由于对中子及燃料的增殖反应，其对铀的使用效率能从热中子堆的2％提高到70％。
九、核电设备制造行业的企业
核电设备制造行业分为三个子板块：关键设备制造、其他核电设备制造和配件及其他材料。关键设备指关系到反应堆运行和核电站发电的重要大型设备，主要包括蒸气发生器、汽轮机、发电机、安注箱、稳压器等。其他设备包括与核反应堆运行和发电站发电有关的一般设备，包括电源系统、开关站二次设备、变压器、电站空冷设备、阀门、泵等。配件及其他核电设备包括管道、电缆、锻件、焊材等辅助材料。
1、核电关键设备提供商
（1）从核电技术角度，东方电气占有优势，哈动力有望后来居上
预计2014 年前二代改与三代机组装机量比为6：4，2014 年后为2：8，二代改机型以CPR1000 为主，三代机组以AP1000 为主。
目前国内主流的二代改机型分别是中广核的CPR1000 和中核集团的CNP1000，但从成熟度和先进性上看，CPR1000 将成为主力机型。①目前两个主要的核电技术标准是法国的RCCM 和美国的ASME，CPR1000 的标准主要依据的是RCCM，而CNP1000 没有实现上述两个认证。②CPR1000 技术更为成熟，CPR1000 是中广核集团以大亚湾核电站、岭澳核电站一期为基础，不断改进形成的百万千瓦级核电站技术。同类机组的大亚湾和岭澳一期已安全运行近30 个堆年，目前在建的核电站中共12 台机组采用CPR1000 技术，在二代改机型中占比70％。
国内目前在建的三代机组主要是法国的EPR和西屋的AP1000，相比AP1000 非能动式安全系统，EPR更加复杂而且造价更高，不符合我国的长远利益，所以三代机型将以AP1000 为主，EPR为辅。
在二代改技术上，东方电气起步较早，相比上海电气、哈动力优势明显。东方电气目前是核岛主回路装备和常规岛汽轮发电机的主承包商，能批量成套生产核岛主装备和常规岛设备，并在常规岛的设计和制造方面都实现了自主化。
在三代技术上，哈动力和上海电气主要吸收AP1000 技术，而东方电气吸收引进法国EPR技术。但从目前的招标情况看，东方电气已经进入原由哈动力和上海电气垄断的AP1000 领域，并拿到红沿河项目订单。
从目前的比较来看，AP1000 成为市场主流的可能性更高，2014年之前东方电气将凭借在二代改技术上的优势占据较大份额，而随着AP1000的成熟，哈动力和上海电气将逐渐拉近与东方电气的差距。
（2）从与核电运营商关系来看，东方电气具有优势
中广核和中核集团在CPR 和CNP 上的技术优势长期垄断中国核电站建设，通过引进三代技术，中电投成功中标海阳AP1000 核电项目，通过技术引进有望逐渐具备与中核集团和中广核竞争的实力。 预计2014 年之前将以CPR1000 为主要技术，中广核（CPR1000）为主核电建设和运营商，而在2014 年之后，随着AP1000 的成熟，将是一个中广核、中核总和中电投三强的局面。预测，2014 年前中广核、中核总和中电投三者市场份额之比为5：4：1，2014 年之后为4：4：2。
从与三大核电集团的关系上看，上海电气与中核集团有长期合作历史（中核集团公司和上海电气集团公司与西班牙核设备公司签署了海南昌江核电工程蒸汽发生器设计和制造合同），而东方电气与中广核存在技术合作（中广核－东方－二重达成了核电大型锻件国产化开发合作联合协议）。 东方电气与中广核的技术合作将是其在中广核的核电项目投标上更具优势，而上海电气在中核集团核电项目上的份额要超过其在中广核项目中的份额。判断东方电气在二代改技术上的市场份额将超过 50％，在三代技术上的市场份额有望达到40％。
2、其他设备制造商
关注国产化程度较低的其他核电设备。国产化程度低，意味着有更多高端、高价值的设备要依靠国外进口，对于这类设备，国内厂商有很大的进口替代空间，一旦能够在这些高端产品上实现突破，将大大提高核电业务收入水平。目前国产化程度低于 50％的核设备主要是核级阀门和主泵，主要生产企业包括核级阀门生产企业中核科技（000777）以及主泵生产企业沈鼓集团。
关注业务弹性高的其他核电设备制造商。按弹性由大到小排序为中核科技（000777）、奥特迅（002227）、海陆重工（002255）、天威保变（600089）、哈空调（600202）、国电南自（600268）、特变电工（600089）和盾安环境（002011）。
（1）核级阀门国产化率50％
核级阀门目前国产化进度在50％-60％左右，该比例是按阀门价值计算而非数量。一座2×100 万千瓦核电站需要4 亿元左右的阀门，目前国内企业只能获得2 亿元左右的订单，随着国产化进度的继续提高，国内企业整体阀门订单量将不断提升，增长空间接近100％。
（2）中核科技业务弹性位居前列
核电站阀门招标非常看重企业的资质和历史供货业绩，要求企业必须通过核安全认证，国内已取得核电阀门设计、制造许可证的企业有21 家，其中，中核苏阀、沈阳盛世、大连大高与苏州神通共同与中广核就CPR1000 核电阀门国产化开发签订战略合作协议，合作范围包括核电阀门及相关驱动装置样机的研发和生产，具体包括核一、二、三级闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀等核电阀门种类。
未来 10 年将是三代技术与二代改技术并存的时期，鉴于第一批三代项目在 2013-2014 年投入运营，2014 年之前中国仍将以二代改机组为主。作为CPR1000 阀门技术开发和生产的龙头企业，中核科技有望占据25％以上的市场份额。
中核科技与美国福斯将联合组建发展核电项目的合资公司——福斯苏阀核电设备有限公司。福斯公司在高端核级阀门领域拥有很强的技术优势，尤其是主蒸汽隔离阀在全球市场占有率高达80％以上。目前，福斯公司在华业务主要集中在油田、电站领域，产品以离心泵为主，核电阀门市场有待扩展，有成立合资公司的要求。合资公司成立后，中核科技有望加速实现主蒸汽主隔离阀的国产化，主蒸汽主隔离阀作为核电站重要阀门之一，目前尚未实现国产化，单台的价格高达几百万元。
（3）中核科技核电业务毛利率水平有望上升
核级锻件是核电设备的关键部件，我国目前主要的核级锻件基本上从国外进口，中核科技扩展高端大型锻件的制造技术和生产能力能够解决阀门制造中的瓶颈，扩大和提升核级阀门的生产能力，提高核级阀门产品质量。
阀门成本构成中原材料占50％-60％（原材料中由阀体、阀板构成的毛胚又占60％-70％）、人工10％-20％、检验检测10％，其他成本占10％。毛胚由于占阀门总成本的40％，对阀门企业成本影响较大。中核科技与横店集团英洛华电气有限公司共同出资设立的横店机械有限公司，能够为公司提供毛胚这一阀门重要原材料。在核电建设加速，核级阀需求量大幅增加的情况下，中核科技在核电阀门方面将表现出较高的成本优势。
3、配件及其他材料板块：锆材和锻件值得期待
（1）锆材是最重要的核级耗材之一
锆合金的热中子吸收截面小，导热率高、机械性能好，又具有良好的加工性能以及同UO2相容性好，尤其对高水、高水蒸气也具有良好的抗蚀性能和足够的热强性，所以锆合金被广泛用于核燃料的包壳、格架、端塞和其它堆芯材料。
每一百万千瓦核电机组首炉装机容量需锆材30-35 吨（相当于核级海绵锆60-70 吨），由于燃料消耗及辐照，锆材成为经常性的消耗材料，每年要更换三分之一，每年更换10-15 吨（相当于核级海绵锆20-25 吨），预计到2020 年，我国建成和在建的核电站每年对核级锆材的需求量将达1000 吨左右。目前我国核级海绵锆生产尚属空白，也没有完整核级锆材生产线，我国核电所需核级锆材完全依赖进口。
国核宝钛锆业股份公司是国家核电技术公司为了实现我国核级锆材国产化与宝钛集团有限公司共同出资组建。国家核电技术公司负责引进、消化、吸收第三代先进核电技术，宝钛集团是我国最大的以钛、锆及其合金为自主的专业化稀有金属材料生产科研基地，是我国钛、锆行业的领军企业。双方的强强合作，能够整合国内现有锆材生产资源，受让美国西屋公司的全套核级锆材生产加工技术，实现核级锆材的国产化、自主化，并最终实现我国三代核级锆材完全自主供应。
国核锆业现已具有 100 吨/年核级锆管材的生产能力，并计划在三年内形成年产1000 吨核级海绵锆、500 吨核级成品锆材、500 吨工业锆的生产建设规模，最终建成拥有核级海绵锆、锆合金熔炼、锆加工材等在内的完整产业链以及锆技术、产品研发等科研机构，达到年产2000 吨核级海绵锆、1000 吨成品锆材的能力，成为国内最大的核级锆材生产企业。目前国核宝钛锆业没有进入上市公司。
嘉宝集团子公司高泰具有二代改核电站用核级锆管 65 万米的的生产能力（对应约200 万千瓦核电站装机用锆管需求），由于没有法国公司的技术认证，无法进行生产。近期，嘉宝将将子公司高泰的 51％股权转让给中核集团下属中核建中，高泰较弱的背景使其难以获得认证，将控股权转给中核集团能够大大提高高泰获得法玛通公司技术转让和认证的可能性。
（2）核级锻件具有相当大的提升空间
世界上大型铸锻件的生产能力主要集中在日本、韩国、欧洲和中国。我国在大型锻件产能方面落后于日韩两国：在技术水平方面，部分大型、复杂铸锻件尚未攻关成功，只能依靠进口。在生产能力上，也无法满足国内旺盛的市场需求。
在核级锻件方面，我国目前从日韩进口的主要有 100 万千瓦核电站核岛主泵泵壳、电站转子等大量高端核锻件。
A 股上市公司中涉及核铸锻件的公司是华锐铸钢（002204），公司主要产品是汽轮机高、中压汽缸、核岛主泵泵壳。公司与东电集团中国东方阿海珐核泵公司合作开发的核电主泵泵壳尤其值得关注，该产品填补了国家空白，有望成为公司新的业绩增长点。