中國(guó)核電細(xì)分設(shè)備技術(shù)國(guó)產(chǎn)化競(jìng)爭(zhēng)格局發(fā)展分析圖

1、中國(guó)核電細(xì)分設(shè)備技術(shù)國(guó)產(chǎn)化競(jìng)爭(zhēng)格局發(fā)展分析圖 核電主設(shè)備技術(shù)壁壘高、建設(shè)周期長(zhǎng)、投入大，市場(chǎng)主要被東方電氣、上海電氣、哈電集團(tuán)和中國(guó)一重等大型國(guó)企壟斷。在大型鑄鍛件和關(guān)鍵零部件等細(xì)分行業(yè)，憑借雄厚的研發(fā)實(shí)力、有效的激勵(lì)機(jī)制和靈活經(jīng)營(yíng)，優(yōu)秀民營(yíng)企業(yè)積極參與，成功進(jìn)駐部分主設(shè)備制造領(lǐng)域，譬如生產(chǎn)主管道的臺(tái)海核電、蒸汽發(fā)生器用U型管的久立特材、核級(jí)蝶閥及球閥的江蘇神通、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的浙富控股等。 一、壓力容器 反應(yīng)堆容器（反應(yīng)堆壓力殼）是指安置核反應(yīng)堆的密閉容器,承受反應(yīng)堆的巨大運(yùn)行壓力。容器內(nèi)部主要包含由核燃料元件等組成的放射性活性區(qū)以及高溫高壓的反應(yīng)堆冷卻劑。壓力容器是冷卻劑的主要壓力邊界，也

2、是防止放射性裂變產(chǎn)物逸出的第二道屏障。它是核電站無(wú)法更換的關(guān)鍵主設(shè)備之一，承擔(dān)著極其重要的安全屏障作用。數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 重型鍛件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛。以AP1000為例，壓力容器由13個(gè)大鍛件組焊而成，包含整體頂蓋、上筒體、下筒體、過(guò)渡段、底封頭、4個(gè)進(jìn)口接管、2個(gè)出口接管以及2個(gè)直接安注接管。AP1000反應(yīng)堆壓力容器的上封頭和頂蓋法蘭為一體化鍛造，其難度在于大尺寸鍛件生產(chǎn)。 堆芯區(qū)鍛件斷裂韌性需要滿足堆芯60年設(shè)計(jì)壽命的嚴(yán)苛要求。中國(guó)一重自主研發(fā)了我國(guó)首臺(tái)完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的百萬(wàn)千瓦級(jí)核反應(yīng)堆壓力容器制造技術(shù)，掌握了二代加和三代核電大型鑄鍛件和設(shè)備制造技術(shù)。公司為中核集團(tuán)提供了包括巴基斯

3、坦恰?，?、福建福清、浙江秦山等核電站的反應(yīng)堆壓力容器；與中廣核集團(tuán)的合作始于2006年的紅沿河1號(hào)機(jī)組，先后為其提供了多臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)反應(yīng)堆壓力容器。中國(guó)一重在核反應(yīng)堆壓力容器制造領(lǐng)域占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了自主化和批量化的先進(jìn)制造。 國(guó)內(nèi)壓力容器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局公司應(yīng)用核電站中國(guó)一重漳州1/2#、海陽(yáng)3/4#、三門2#、福清1/2/3/4/5/6#、秦山二期4#、防城港3/4#、陽(yáng)江1/2/3/4#、 方家山1/2#、寧德3/4#、紅沿河1#、彭澤1/2#、桃花江、巴基斯坦恰?，斏虾ｋ姎饧t沿河5/6#、三門3/4#、海陽(yáng)2#、華能石島灣1#、秦山三期1/2#、寧德2#、昌江1/2/3/4#東方電氣廉江

4、1#、臺(tái)山2#、嶺澳3/4#、寧德1#、紅沿河2/3/4#、防城港1/2#法瑪通（法國(guó)）大亞灣1/2#、嶺澳1/2#斗山重工（韓國(guó)）三門1#、海陽(yáng)1#、秦山二期3#數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 二、主管道 核島一回路主管道是連接反應(yīng)堆一次冷卻劑系統(tǒng)主要設(shè)備的管道，由直管段、彎頭和主管道上的接管組成。反應(yīng)堆至蒸汽發(fā)生器之間的管道稱為熱段，蒸汽發(fā)生器至主泵之間的稱為過(guò)渡段，主泵至反應(yīng)堆之間的稱為冷段。主管道是包容反應(yīng)堆冷卻劑重要的壓力邊界，屬于核安全一級(jí)、抗震I類設(shè)備。主管道的制造難度高：1）高壓高輻射工作環(huán)境對(duì)管件性能提出高要求；2）三代機(jī)組要求將結(jié)構(gòu)復(fù)雜的主管道一體化鑄造，以減少焊縫處的管道腐蝕，相

5、對(duì)于二代加的分段鑄造，制造難度再上臺(tái)階。數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 目前國(guó)內(nèi)的核電主管道供應(yīng)商主要有臺(tái)海核電、二重重裝、渤船重工、吉林中意、東方電氣、三洲核能等。其中，臺(tái)海核電已經(jīng)取得了二代主管道生產(chǎn)所需的全部制造許可和三代主管道及泵閥鑄件的制造許可，先后研發(fā)二代加主管道奧氏體鑄鋼材料、三代主管道RCC-M，掌握了三代主管道全流程制造技術(shù)，涵蓋華龍一號(hào)、AP1000、CAP1400等國(guó)內(nèi)主流技術(shù)路線。國(guó)內(nèi)主管道市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況公司應(yīng)用核電站臺(tái)海核電福清5#、昌江1/2/3/4#、寧德5/6#、徐大堡1#、漳州1/2#、田灣5/6/7/8#、陽(yáng)江1/2/3/4#、方家山1/2#、寧德1/2/3/4/5/

6、6#、 防城港1/2/3#、巴基斯坦卡拉奇2#三洲核能嶺澳1/2/3/4#、福清1/2/3/4#、紅沿河1/2/3/4#渤船重工三門1#、三門2#（分包給臺(tái)海核電）、海陽(yáng)2#（分包給臺(tái)海核電）、徐大堡2#（分包給臺(tái)海核電）吉林中意陸豐2#（分包給臺(tái)海核電）、石島灣2#（分包給臺(tái)海核電）二重重裝福清6#，海陽(yáng)1/3#，陸豐1#，廉江1#、石島灣1#二重重裝大亞灣1/2#、秦山一期1#、秦山二期1/2/3/4#、秦山三期1/2#、田灣1/2/3/4#數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 三、蒸汽發(fā)生器 核電站的內(nèi)部通常包含一回路系統(tǒng)和二回路系統(tǒng)，核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，高溫高壓的一回路冷卻水把熱

7、能帶出反應(yīng)堆，并在蒸汽發(fā)生器內(nèi)把熱量傳給二回路的水，使它們變成蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其中，蒸汽發(fā)生器與核島一回路中的壓力容器相連，通過(guò)其中的U型管將熱量傳遞給二回路。因此，具有放射性的一回路液體被蒸汽發(fā)生器隔離，使得二回路蒸汽不帶放射性，構(gòu)成了一道防護(hù)屏障。數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 U型管是蒸汽發(fā)生器中的核心部件，兼具傳熱和隔離的作用，對(duì)其技術(shù)要求極高：1）結(jié)構(gòu)上為提高傳熱效率，要求U型管外徑較窄（17.48mm）、管壁較?。?.01mm）；2）惡劣工況對(duì)抗壓、抗震、抗輻射能力提出高要求；3）穩(wěn)定工作60年。 U型管經(jīng)歷了四個(gè)階段的技術(shù)迭代，目前Inconel690憑借高強(qiáng)度、高抗腐蝕、

8、易加工成為主流選擇。U型管的技術(shù)門檻極高，基本被法國(guó)的Valinox、日本的Sumitomo和瑞典的Sandrik三家公司壟斷。蒸汽發(fā)生器UU型管技術(shù)路線20世紀(jì)50-60年代20世紀(jì)50-60年代20世紀(jì)70年代西歐國(guó)家1972年起20世紀(jì)80年代18-8型鉻鎳不銹鋼Inconel600鎳基合金Incoloy800合金Inconel690鎳基合金抗氯離子腐蝕性差抗苛性堿腐蝕性差抗蒸發(fā)器介質(zhì)腐蝕性差抗腐蝕、高強(qiáng)度數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 目前寶銀特鋼與久立特材已經(jīng)獲得了核級(jí)熱交換器傳熱管生產(chǎn)資質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了Inconel690U型管的國(guó)產(chǎn)化。寶銀特鋼與中國(guó)核動(dòng)力分析設(shè)計(jì)院聯(lián)合，久立特材與上海核工程分

9、析設(shè)計(jì)院攜手，分別對(duì)接蒸汽發(fā)生器廠商?hào)|方電氣與上海電氣，簽訂了三代核電示范工程的U型管供貨合同。 四、閥門 核電閥門是核電站建設(shè)中使用數(shù)量較多的介質(zhì)輸送控制設(shè)備，它連接核電站眾多系統(tǒng)，發(fā)揮著截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防逆流、穩(wěn)壓和分流等作用。一座設(shè)計(jì)兩臺(tái)100萬(wàn)千瓦機(jī)組的核電站需要各類閥門3萬(wàn)臺(tái)，數(shù)量占比較大的包括截止閥、隔膜閥、閥、止回閥和蝶閥等。數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 核電閥門的工作環(huán)境復(fù)雜，不僅要考慮介質(zhì)中雜質(zhì)的污染、環(huán)境溫度、濕度、放射性、電壓波動(dòng)等因素，還要保證其在正常、異常、應(yīng)急和事故四種工況下均能正常工作。由于閥門用量大、分布面廣且技術(shù)要求高，每年核電閥門檢修費(fèi)用約

10、占總檢修費(fèi)用的50%以上。 核島和常規(guī)島中許多重要的核級(jí)、非核級(jí)閥門，如先導(dǎo)式安全閥、主蒸氣隔離閥、調(diào)節(jié)閥等的技術(shù)和市場(chǎng)均被發(fā)達(dá)國(guó)家的知名企業(yè)壟斷，價(jià)格十分昂貴。以福清核電站為例，使用的進(jìn)口閥門數(shù)量是國(guó)產(chǎn)閥門的約1/30，但總價(jià)是國(guó)產(chǎn)閥門的1.4倍；核級(jí)進(jìn)口閥門數(shù)量是核級(jí)國(guó)產(chǎn)閥門數(shù)量的2/5，但總價(jià)接近后者的3.6倍。數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 我國(guó)的核級(jí)閥門研發(fā)始于20世紀(jì)60年代，目前已達(dá)到70%-80%的國(guó)產(chǎn)化程度。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)已能夠自主生產(chǎn)所有非核級(jí)閥門和核級(jí)閥門、大部分核級(jí)閥門以及少量核級(jí)閥門。數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 目前核級(jí)閥門主要來(lái)自進(jìn)口，主要供貨商有法國(guó)萬(wàn)納托、美國(guó)泰科、加拿大維蘭

11、等。國(guó)外生產(chǎn)商掌握完備、先進(jìn)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢測(cè)維修等一系列技術(shù)，能夠?yàn)楹穗娬咎峁┡涮追?wù)。而國(guó)內(nèi)具備核級(jí)閥門生產(chǎn)資質(zhì)的企業(yè)中，僅有中核蘇閥、上海良工、大連大高、上海閥門廠、應(yīng)流股份等少數(shù)企業(yè)能生產(chǎn)核級(jí)閥門，且與外商相比產(chǎn)品較單一。 國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的核級(jí)閥門公司產(chǎn)品中核蘇閥高CV值止回閥、升降式止回閥、比例噴霧閥、爆破閥、快速啟閉電動(dòng)閘閥上海良工升降式止回閥、對(duì)夾式止回閥、電動(dòng)截止閥、平行式雙閘板閘閥、鍛件波紋截止閥上海閥門廠定壓差升降式止回閥、低壓差開(kāi)啟止回閥、ACP1000穩(wěn)壓器安全閥大連大高旋啟式與升降式止回閥、截止閥：大口徑電動(dòng)閘閥、ADS自動(dòng)降壓閥、主給水止回閥（樣機(jī)研制中）應(yīng)流股

12、份研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)CAP1400核級(jí)不銹鋼爆破閥閥體，具備國(guó)際領(lǐng)先水準(zhǔn)數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 核、級(jí)閥門國(guó)產(chǎn)化程度較高，細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)涌現(xiàn)出一批掌握核心技術(shù)、具備規(guī)模生產(chǎn)能力的優(yōu)質(zhì)企業(yè)：1）江蘇神通：占據(jù)國(guó)內(nèi)在建核電項(xiàng)目的核級(jí)蝶閥、球閥超過(guò)90%的市場(chǎng)份額，基本覆蓋國(guó)內(nèi)所有核電建設(shè)項(xiàng)目；2）大連大高：為紅沿河一期、海陽(yáng)3、4號(hào)機(jī)組和石島灣示范工程等提供止回閥、截止閥和爆破閥等，可生產(chǎn)的閥門類型達(dá)20大類、500多個(gè)型號(hào)；3）紐威股份：與中廣核合作，承接陽(yáng)江、防城港、臺(tái)山核電站的閘閥、截止閥和止回閥訂單，技術(shù)背景雄厚。 五、主泵 在一回路系統(tǒng)中，主泵用于驅(qū)動(dòng)冷卻劑在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，連續(xù)不斷

13、地把堆芯中產(chǎn)生的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器二回路給水。主泵是核電運(yùn)轉(zhuǎn)控制水循環(huán)的關(guān)鍵，也是核島主設(shè)備里唯一轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備，設(shè)計(jì)難度最大、周期最長(zhǎng)的一級(jí)設(shè)備。因此，主泵就像是核島的“心臟”，至關(guān)重要。目前存在軸封泵和屏蔽泵兩種主流技術(shù)路線，難度集中在水力設(shè)計(jì)和長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性的考核。 以往核電主泵一直被國(guó)外壟斷，目前世界上具有設(shè)計(jì)制造核主泵能力的廠商主要有美國(guó)西屋/EMD、日本三菱、法國(guó)法瑪通/熱蒙、德國(guó)KSB、奧地利Andritz、俄羅斯ASE/烏克蘭SUMY和美國(guó)Flowserve。 通過(guò)不懈努力，核電主泵正在逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。2005年，東方電氣集團(tuán)和法國(guó)阿?，m集團(tuán)合資成立東方阿?，m核泵有限公司，引入法

14、國(guó)100D軸封式主泵，用于國(guó)內(nèi)CPR項(xiàng)目；2008年，沈鼓集團(tuán)、哈電集團(tuán)引入AP1000屏蔽泵技術(shù)，主要用于國(guó)內(nèi)AP、CAP項(xiàng)目；2008年6月，上海電氣集團(tuán)與德國(guó)KSB成立合資公司。目前我國(guó)已經(jīng)擁有M310主泵的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。 國(guó)內(nèi)主泵市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況公司應(yīng)用核電站哈電動(dòng)裝福清1/2/3/4/6#、方家山1/2#、石島灣1/2#、陸豐1/2#、三門3/4#、海陽(yáng)3/4#東方阿?，m陽(yáng)江1/2#、寧德1/2/3/4#、紅沿河1/2/3/4#、防城港1/2/3/4#、嶺澳3/4#SEC-KSB田灣1/2/3/4#、昌江1/2#熱蒙（法國(guó)）大亞灣1/2#、嶺澳1/2#三菱（日本）秦山二期1/2/3/4#

15、EMD（美國(guó)）三門1/2#、海陽(yáng)1/2#數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 六、堆內(nèi)構(gòu)件 反應(yīng)堆核心設(shè)備，承擔(dān)重要功能：1）精確定位和支承核燃料組件，正確引導(dǎo)反應(yīng)堆控制棒進(jìn)行核反應(yīng)啟動(dòng)、停止和功率調(diào)整；2）為反應(yīng)堆溫度測(cè)量、中子通量測(cè)量提供正確通道，建立反應(yīng)堆合理的水流通道；3）有效屏蔽堆芯內(nèi)迸發(fā)出來(lái)的中子和射線對(duì)外界材料的輻照損傷，極大地延長(zhǎng)了壓力容器的使用壽命。 堆內(nèi)構(gòu)件具有零件種類數(shù)量多、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜、尺寸精度要求高、焊接變形控制難度大等特點(diǎn)，是集精密加工、精密焊接、精密裝配、精密檢測(cè)于一體的大型復(fù)雜設(shè)備。“華龍一號(hào)”堆內(nèi)構(gòu)件高度達(dá)11.03米，最大直徑4.18米，重約160噸，由236類、1348

16、7個(gè)零件組成。 根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，“華龍一號(hào)”堆內(nèi)構(gòu)件滿足國(guó)內(nèi)和國(guó)際最先進(jìn)的核電法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，具備完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。2017年?yáng)|方電氣一舉中標(biāo)四臺(tái)“華龍一號(hào)”核電機(jī)組堆內(nèi)構(gòu)件項(xiàng)目。2018年上海電氣完成了全球首臺(tái)“華龍一號(hào)”福清5號(hào)和海外首臺(tái)卡拉奇2號(hào)的堆內(nèi)構(gòu)件交付工作，進(jìn)一步鞏固了該領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)核電站堆內(nèi)構(gòu)件市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局公司應(yīng)用核電站上海電氣防城港3/4#、三門2/3/4#、海陽(yáng)2/3/4#、福清1/2/3/4/5/6#、田灣5/6/7/8#、嶺澳2/3/4#、陽(yáng)江1/2/3/4#、 秦山一期1#、秦山二期1/2/3/4#、方家山1/2#、寧德1/2/3/4#、紅沿河1/2/3/4/

17、5/6#、臺(tái)山2#、華能石島 灣1#、方家山1/2#、昌江1/2#東方電氣陸豐1/2#、昌江3/4#、漳州1/2#、寧德6#、防城港1/2#法瑪通（法國(guó)）大亞灣1/2#、嶺澳1#、臺(tái)山1#西屋（美國(guó)）海陽(yáng)1#斗山重工（韓國(guó)）三門1#AECL（加拿大）秦山三期1/2#數(shù)據(jù)來(lái)源：公開(kāi)資料整理 七、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 直接影響反應(yīng)堆正常運(yùn)行及安全性能?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是堆芯組件的關(guān)鍵元件，位于反應(yīng)堆壓力容器頂蓋內(nèi)，與控制棒組件連接，通過(guò)以一定次序?qū)θ齻€(gè)電磁線圈通電，實(shí)現(xiàn)控制棒組件的插入和提升，從而控制堆芯平均溫度，以達(dá)到反應(yīng)堆安全啟動(dòng)，調(diào)節(jié)反應(yīng)堆功率和停堆的目的。 精密性高，穩(wěn)定性強(qiáng)?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)承擔(dān)著

18、反應(yīng)堆的啟動(dòng)、功率調(diào)節(jié)、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能。由于其運(yùn)行工況惡劣性、機(jī)械配合運(yùn)行的精密性和機(jī)電配合的復(fù)雜性，之前僅有美國(guó)、法國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵技術(shù)。 2001年，中國(guó)核動(dòng)力院針對(duì)秦山二期核電站設(shè)計(jì)出ML-A型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。隨后，可應(yīng)用于二代加的ML-B型問(wèn)世，但所使用的驅(qū)動(dòng)桿、鉤爪組件等18種1362個(gè)零件仍需進(jìn)口。2015年，中廣核掌握了適用于12英尺和14英尺燃料組件的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)備在百萬(wàn)千瓦機(jī)組的完全自主化和國(guó)產(chǎn)化。 上海電氣進(jìn)入市場(chǎng)較早，為大部分二代堆型供貨，并聯(lián)合上海核工院率先實(shí)現(xiàn)AP1000控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造。東方電氣自2007年開(kāi)始著手研發(fā)，2012年與中廣核合作為紅沿河一期等供貨。浙富控股進(jìn)入市場(chǎng)較晚，其ML-B型三代壓水堆核電控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)擁有發(fā)明專利?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)制造商與設(shè)計(jì)院合作模式制造廠商隸屬上市公司合作設(shè)計(jì)院競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)供貨領(lǐng)域開(kāi)始合作時(shí)間上海第一 機(jī)床廠上海電氣上海核工院進(jìn)入市場(chǎng)早，具備了四十多年核電