核電設備:概念,規範標準,採用原則,實際套用情況,設備分類,設備安全分級概述,產業

通常把核電站的組成設備稱為核電設備。建造核電站的設備主要分為三類：核島設備、常規島設備、輔助系統（BOP）。

核島設備是承擔熱核反應的主要部分，技術含量最高，對安全設計的要求也最高；常規島設備在技術上不區分第二代和第三代；輔助系統的工程規模比較小，這三種設備在核電站的造價中所占到的比例分別為5：3：2。

基本介紹

中文名：核電設備
外文名：nuclear power equipment
實質：核電站的組成設備
總重：6.7萬噸。
國際標準：ISO、IEC、IAEA
設備分類：核島設備、常規島設備、輔助系統

概念,規範標準,採用原則,實際套用情況,設備分類,設備安全分級概述,產業鏈描述,發展分析,

概念

通常把核電站的組成設備稱為核電設備，各系統的設備約有48000多套件，其中機械設備約6000套件，電器設備5000多套件，儀器儀表25000餘套件，總重約6.7萬噸。一座2*600MW的壓水堆核電站約有290個系統，分別歸屬核島（NI）、常規島（CI）和電站輔助設施（BOP）。

核電廠設備具有數量巨大、種類繁多的特點，需要依靠設備安全等級的劃分，執行不同要求的製造設計、抗震、質保與監督管理等規範性任務。裝備製造業是工業發展的基礎性和戰略性產業，也是一個國家或地區工業化水平與經濟科技總體實力的重要體現。裝備製造業整體能力和水平決定各國的經濟實力、國防實力、綜合國力和在全球經濟中的競爭與合作能力，甚至決定開發中國家實現現代化和民族復興的進程。

規範標準

採用原則

－中國的法規、條例和規定必須遵照執行

－結合國情，參照大亞灣核電站使用的法國RCC系列標準和其他國家標準

－適當採用中國國家標準和核工業標準

實際套用情況

（1）國家頒布的法律、法規、條例規定。如環境保護法、鍋爐壓力容器安全監察暫行條例、核安全法規和導則等。

（2）法國規範標準

① RCC系列

RCC-P、 RCC-M、 RCC-E、 RCC-G、 RCC-I、 RCC-C、

②在役檢查規則：RSEM

（3）國際標準和其他國家標準

國際標準：ISO、IEC、IAEA

美國標準：ANSI、ASME、ASTM、IEEE

其他國家標準：FN、DIN

（4）國內配套規範、標準

①部分法國標準中譯本

②RCC轉化的國標GB，核行業標準EJ，如：

GB/T15761-1995， GB/T16702-1996， EJ/T1012-1996， EJ/T1027-1996， EJ/T1040-1996， EJ/T1022-1996， EJ/T1039-1996， EJ/T1103-1996， EJ/T1104-1996

③各有關專業按RCC要求編制的專用通用技術條件。如安全殼鋼襯裡用6mm厚20HR鋼板技術條件，IE級電氣設備抗震鑑定試驗技術條件

④根據RCC-M編制的安裝技術要求

設備分類

建造核電站的設備主要分為三類：核島設備、常規島設備、輔助系統（BOP）。

核島設備是承擔熱核反應的主要部分，技術含量最高，對安全設計的要求也最高；常規島設備在技術上不區分第二代和第三代；輔助系統的工程規模比較小。這三種設備在核電站的造價中所占到的比例分別為5：3：2。

核島設備	常規島設備	輔助系統（BOP）
反應堆堆芯、反應堆壓力殼、堆內構件、控制棒驅動機構、蒸汽發生器、主泵、主管道、安注箱、硼注箱和穩壓器等	包括汽輪機、發電機、除氧器、凝汽器、汽水分離再熱氣、高低壓加熱器、主給水泵、燃料轉運裝置、凝結水泵、主變壓器和循環水泵等	核蒸汽供應系統之外的部分，即化學制水、海水、制氧、壓縮空氣站等

目前我國在建機組有四種機型，國產化程度不一，技術掌握情況也不盡相同。兩種國產化程度較高的機型是CPR1000 和高溫氣冷堆型。CPR1000 是在CPR300（秦山一期）、CPR600（秦山二期）的基礎上發展起來的自主研發的機型，業內也稱之為“二代半”機型，是四種在建機型中國產化程度最高和建造單價最低的。

高溫氣冷堆型是由清華大學和中國核工業建設集團公司共同研製第四代機型，我國在該技術領域處於國際領先水平，不過第四代機型仍在實驗室階段，正式商用預計在2020 年之後。

其餘兩種機型都屬三代機型，廣東台山的2台機組採用法國阿海琺的EPR 技術，後來在“統一技術路線”的方針下，中央決定成立國家核電技術公司，由國核技引進西屋的AP1000 技術，並以浙江三門和山東海陽的四台機組作為第三代核電自主化的依託項目，逐步提高國產化率。

設備安全分級概述

核電廠設備具有數量巨大、種類繁多的特點，需要依靠設備安全等級的劃分，執行不同要求的製造設計、抗震、質保與監督管理等規範性任務。不同的安全等級對設備本身的要求差另0巨大，所以如何進行安全等級的劃分對於以最合理、最經濟的方式達到核電廠設備運行維修的最最佳化至關重要。

在大部分有關法規、規範中，安全等級的劃分都是基於核電廠的三項基本功能，即反應性控制、餘熱排出和放射性的包容。這三項基本功能是指導安全分級的核心思想。落實操作安全分級，要依靠確定論和機率分析共同作用的模式，首先以確定論為主，從工程經驗的角度進行考慮，由三項基本功能出發，列出與此相關的幾十條功能，之後在此範圍內根據機率分析的方法或確定論的方法對這些安全功能進行安全重要度方面的排序，確定不同的安全級別，通過機率分析的方法可以較好地確定出該類排序。再通過排序的功能與相關設備的一一對應，最終達到對設備安全等級的劃分。具體內容可以參照HAD 102/03(傭於沸水堆、壓水堆和壓力管式反應堆的安全功能和部件分級》。

產業鏈描述

核電設備產業鏈可分為上游的原材料供應商、中游核電設備生產商和下游的核電站運營商。

核電設備上游原材料主要是鋼材，目前國內的核電用鋼主要供應商有寶鋼、太鋼、鞍鋼等。從核電用鋼的發展歷史和目前發展趨勢來看，核電用鋼正沿著一條低強度→中強度→高強度→超高強度的路線發展。例如，美國早期曾採用屈服強度為270MPa的SA212-B低強度鋼，後來採用T屈服強度為350MPa的3028和SA533B-1中強度鋼，接著又在核潛艇耐壓殼體用鋼和高壓容器鋼的基礎上發展了屈服強度為600MPa的SA543-SA542高強度鋼，目前又在積極著手為開發900~1400MPa級的超高強度用鋼積累資料。

在成分選擇方面，核電用鋼主要分為碳鋼及合金鋼兩大領域，其中由於在核電站內部的特殊環境，鋼板在具有較好的強度、韌性匹配的同時，更為主要的是還要承受長期的中子輻射作用，而一般來講，鋼中的合金元素越多，其體現出的整體抗中子輻射作用就越弱，世界各國廣泛認同的是Mn-Ni-Mo系低合金高強度鋼，它是在Mn-Mo的基礎上加M而發展起來的，比Mn-Mo型低合金鋼韌性好。為了獲得比較滿意的淬透性，並保證鋼板各項性能能夠達到規定的要求，世界各國對鋼的成分範圍均做了不同程度的調整，但其基本性能相差無幾。國際上較為典型的核電用鋼主要有美國的A508-3、A533（B，D）、德國的BHW35、法國的16MND5和日本的SFVV3等。

在核電站固定資產投資中核電設備投資占50%左右，是核電投資最主要的環節。核電設備包括核島、常規島和輔助設備三部分，分別占電站總投資的23%，15%和12%。如果按照12000元/千瓦造價計算，一套100萬千瓦核電機組的總造價為120億元。按上述比例計算核島投資為27.6億，常規島投資為18億元，輔助設備為14.4億元。核島和常規島各部件組成部分的投資占比如下：

核島部件名稱	成本占比	常規島部件名稱	成本占比
壓力殼	23%	泵、閥、管道、冷凝器	40%
管道及熱交換器	20%	汽輪機	24%
蒸發器	17%	發電機	18%
核級閥	12%	汽水分離再熱器	12%
反應器冷卻泵	8%	其他	6%
反應堆容器內件	6%	合計	100%
控制桿機構	4%
核燃料傳送機構	3%
核級線纜	3%
硼注箱、安注箱	2%
壓力穩定器	2%
合計	100%

在核電運行方面，中國目前只有中核、中廣核和中電投三家公司具有核電站運營牌照。現在五大電力集團中除中電投以外的其他四家企業國電集團、大唐集團、華電集團和華能集團，以及其他地方發電企業都在積極通過參股的形式參與核電站建設。中創國發認為，在獲得核電站的管理經驗之後，這些企業將積極向國家申請核電站運營牌照。

在各個電力集團參股運營核電站的背景下，出現了大唐集團聯手中電投、中廣核投資核電站；華能集團、國電集團、華電集團分別於中核集團合資建設核電站；深能源聯手中廣核投資核電站等。未來這些電力集團都有可能獲得獨立建設和運營核電站的可能。

發展分析

受能源需求持續上漲和碳排放下降承諾的雙重壓力，繼續發展核電是我國能源戰略的必然選擇。要達到2020年非化石能源占一次能源15%的承諾，根據調查分析，預計2015年前新開工核電裝機容量在3000萬千瓦以上，投資規模超過3900億元。目前國家能源局《核電安全規劃》和國家發改委《核電中長期發展調整規劃》均已送往國務院待批，核電投資重啟在即。

隨著核電投資重啟，核電鑄鍛件、核電主設備、核級閥門和核電HVAC設備等細分行業有望全面復甦。其中，核電鑄鍛件未來四年年均需求有望達到86億元;未來四年核電主設備行業下游需求旺盛，行業年均銷售額預計可達390億元;核電閥門和核電HVAC設備下游需求有望倍增。

我國“十一五”規劃明確提出，到2020年核電機組投運4 000萬kW，在建機組1 800萬kW。由於核電建設周期一般為5年，這便意味著2006-2015年的10年間，已經開工和投運的機組容量要達到4 000萬kW。截止到2006年5月12日田灣核電機組併網發電，我國第一批建設的8 70萬kW核電機組全部實現投運。此外，目前我國已經開工如秦山二期擴建2台6 5萬kW機組、嶺澳二期2台100萬kW機組，以及紅沿河、陽江、三門等已經過國家批覆的大約共有l loo萬kW。這樣，在未來近10年的時間內，我國還要開工建設2 000萬kW左右的核電機組。

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