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盘点国内外核电技术发展以及核电阀门行业现状

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国内外核电技术的发展情况

核电作为一种绿色、安全、高效的能源,是目前唯一可大规模替代火电的清洁能源,也是我国今后解决能源紧缺问题的必然选择。这不仅是我国能源结构合理化发展的需求,更是我国经济发展的战略需求。2012年5月30日,国务院常务会议讨论通过的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》明确要求,要加快发展技术成熟、市占场竞争力强的核电等新能源,并要求到2015年,掌握先进核电技术,提高成套装备制造能力,实现核电发展自主化;到2020年,形成具有国际竞争力的百万千瓦级核电先进技术开发、设计、装备制造能力。2012年10月16日,国务院批复《核电安全规划》和《核电中长期发展规划》。我国核电建设迎来了新一轮发展机遇。

1、一代核电机组

核能发电最初是出于军事需要,而民用核电开发与建设开始于20世纪中叶。1954年,前苏联建成世界上第一座装机容量为5MW的奥布宁斯克核电厂,1957年,美国建成功率为9MW的希平港原型核电机组。从此,人类进入和平利用核能的时代。之后,英、美等国相继建成各种类型的核电厂,到1960年有5个国家共建成20座核电厂,装机容量1279MW。国际上把上述试验性和原型核电机组称为一代核电机组,其主要意义在于把利用核能发电的技术从理论转化为实践。

2、二代核电机组

由于核浓缩技术的发展,到1966年,核电发电的成本已大大降低,核能发电真正迈入实用阶段。20世纪60年代后期,全球陆续建成了各种堆型的核电机组,如压水堆、沸水堆、重水堆以及石墨水冷堆等。1978年,全球22个国家和地区在役的30MW以上的核电厂反应堆已达1.078亿KW。20世纪80年代,因化石能源日益短缺,核电进入快速发展期。到2010年,全世界近30个国家和地区建成的核电机组约443套,总容量约4亿KW,其发电量约占同期全世界发电总量的16%。1964年,我国首颗原子弹成功爆炸后,及时提出和平利用核能构想,从此开始了对核电技术装备研试工作。到20世纪80年代,我国自行设计建造了大陆首座——秦山核电厂,首台30万KW机组1991年年度投运;大亚湾核电厂于1987年开工,1994并网发电。目前全球商业运行的四百多座核电机组,多数是这段时期所建的二代核电机组。

3、三代核电机组

20世纪90年代,世界核电业界集中力量对严重事故预防和缓解进行攻关,美国核电用户要求文件(URD)和欧洲核电用户要求文件(EUR)提出下一代核电厂安全和设计技术要求,它包括先进型的非能动(安全系统)核电厂和改革型的能动(安全系统)核电厂,国际上通常把满足URD文件或者EUR文件和核电机组称为三代核电机组,目前的主流机组是美国AP1000和欧洲EPR。AP1000的堆芯损坏频率(CDF)为5.0894*10-7/堆年、大量放射性释放概率为5.94*10-8/堆年,EPR的堆芯损坏频率(CDF)为1.18*10-6/堆年、大量放射性释放概率为9.6*10-8/堆年,比二代核电厂低一至二个数量级。三代核电机组是当前、乃至今后一段时间全球商业化运行的主流核电机组。

4、四代核电机组

四代核电系统的概念最先由美国能源部的核能、科学与技术办公室提出,2000年1月。美国能源部发起并约请阿根廷、巴西、加拿大、法国、日本、韩国、南非和英国等九国政府代表开会,发表了“九国联合声明”,组建了“四代核能系统国际论坛(GIF)”,目标是在2030年前后,向市场推出能够解决核能经济性、安全性、废物处理和防治核扩散问题的四代核能系统(Gen-IV),该系统将满足安全、经济、可持续发展、极少的废物生成、燃料增殖的风险性,防治核扩散等基本要求。目前世界各国都在不同程度上开展四代核电能系统的基础技术和试验研发工作,包括三种快中子反应堆和三种热中子反应堆系统,部分试验堆已经投运,但是全面商运还需时日。

以上就是国内外核电技术的发展史。

核安全级阀门行业现状分析

核安全级阀门是指核电厂中核岛、常规岛和电站辅助设施BOP系统用阀。从安全级别上分为核安全一、二、三级与非核级,其中核安全一级要求最高。核电阀门在核电厂中是使用数量最多的介质输送控制设备,是核电厂安全运行中必不可少的重要组成部分。

据统计一座具有两台百万千瓦级核电机组二代加核电厂约有各类阀门数万台。其中核岛、常规岛、外围辅助设备三部分的使用数量配置比例约为核岛43.5%、常规岛45%、外围辅助设施11.5%。以核岛中的阀为例,其使用数量占总数比例依次为截止阀约33.6%,隔膜阀约为26.2%,球阀约12.8%,止回阀约7.2%,蝶阀约5.7%,闸阀约5.0%,调节(控制)反约3.5%,疏水阀约0.3%,减压阀约0.2%,其他阀门约5.5%。按核安全级阀门则有核一、二、三级和非核级,占核岛阀门总份额分别约为2.3%、30%、22%和45.7%。

目前国内已具备制造和加工诸如闸阀、截止阀、止回阀、安全阀、调节阀、脱硫阀、电站阀、平板阀、蝶阀、球阀、安全级阀门和核电军工等各种非标特殊阀门以及电动装置系列阀门等资质和高水平生产能力。

同时也面临和存在一些急需解决的问题和瓶颈。如核电阀门技术标准和规范不尽完善;缺乏核电阀门研发平台;试验验证手段较为落后,制约了核电重要阀门的研发;人才流失、技术工人队伍不足,缺乏核电阀门方面专业人才;加工工艺比较落后;企业在核质保系统方面和核安全文化理念方面还存在差距;由于新进入核电阀门市场的企业增多,市场竞争竞争激烈,边际收益递减较快等。

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