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我國乏燃料運輸容器市場

來源:財通證券 發布日期:2023-01-05

隨著核電運行,燃料中裂變核素鈾逐步消耗,不足以維持裂變反應,從反應堆中取出的燃料稱為乏燃料,或輻照過的燃料。把已經使用的 3%-4%的鈾廢料(乏燃料),以化學方法將鈾和钚從裂變產物中分離出來,稱為乏燃料再溶解和后處理技術,這也是核燃料循環后段中最關鍵的一個環節。


典型的鋼制乏燃料運輸容器由容器本體及兩端的減震器組成,容器本體主要由容器蓋、筒體、吊籃、提升裝置、翻轉裝置組成,需經過γ 屏蔽試驗、壓力試驗、熱傳導試驗、密封性試驗、翻轉靜置試驗等。


乏燃料運輸容器的研發設計比新燃料、六氟化鈾運輸容器難度更大,除需要確保次臨界安全外,因其具有放射性和衰變熱,所以還要保證正常運輸工況和運輸中事故工況下的安全。為達到安全運輸目的,容器中需要中子吸收材料保證次臨界安全;需要具有足夠的屏蔽厚度和適當的屏蔽材料來屏蔽γ輻射和中子輻射;要具有良好的散熱結構,以便及時將衰變熱導出,防止組件包殼的溫度過高;同時要能夠有效地阻擋外部熱量傳入,使容器能夠在半小時持續 800 攝氏度高溫條件下確保安全。除此以外,容器還要具備吸收沖擊的減震結構,能夠確保在 9 米跌落和 1 米貫穿的條件下,保持容器的包容完整并滿足設計功能。


目前,國內從事乏燃料運輸容器生產的企業主要有大連寶原核設備有限公司、西安核設備有限公司。其中前者生產型號主要為 RY-IA/IB 等乏燃料運輸容器,西安核設備有限公司制造 CNSC 乏燃料運輸容器。


此外,乏燃料貯存容器也是不可忽視的關鍵設備。據華經產業研究院數據,2020年我國乏燃料產量威 1298 噸,累計量 8718 噸,預計到 2030 年,我國每年將產生乏燃料近 2637 噸,累積產生乏燃料約 28285 噸,而目前我國乏燃料處理能力僅為50 噸/年,尚未形成規?;θ剂虾筇幚砟芰?。因此,在解決后處理問題前,乏燃料的貯存可以解決燃眉之急。


目前,我國乏燃料的貯存分為濕法和干法貯存,濕法主要是將乏燃料組件存放在核電站內的貯存水池內,干法則是將乏燃料放置在混凝土或金屬制成容器內。目前,上海阿波羅已在乏燃料干法貯存容器領域有成品交付,2020 年 12 月,公司生產的干法貯存容器發往田灣核電站。


乏燃料運輸容器市場空間測算:


1)需求量:根據前文,目前我國在運 53 臺機組大約需要 8321 個燃料組件,按照每年更換掉約三分之一的燃料組件(即乏燃料)計算,大約每年產生 2774組乏燃料組件。根據中國核工業報、深圳立木信息咨詢,一般一個乏燃料運輸容器每年最多可以運輸 4 次,但由于氣候條件、路程較遠等原因,每年實際運輸僅有 2 次。目前,我國生產的乏燃料運輸容器還處于初級階段,這里我們仍然按照


進口乏燃料運輸容器容量計算。根據立鼎產業研究網,我國進口的 2 臺 NAC-STC 型號和 1 臺 Hi-star60 型商業壓水堆乏燃料運輸容器,單臺容量分別為 26組、12 組。保守估計,我們按照 Hi-star60 容量計算,以及每年運輸 2 次計算,每個容器每年可以運輸 24 組組件。按照國產 CNSC 乏燃料運輸容器運輸能力計算,按照乏燃料在核電站冷卻 3-5 年外運集中貯存或進行后處理,則當前每年乏燃料的產量對應未來 3-5 年后,乏燃料運輸容器需求量約為 115 個。


2)價值量:根據立鼎產業研究網、深圳立木信息咨詢數據,我國從美國采購的 2 臺NAC-STC 型號單價約為 3000 萬美元(合人民幣約 2.1 億元人民幣),法國乏燃料運輸容器制造商 Robatel Industries 公司的一臺小型容器,售價也在 1 億元左右。


這里,假設國產乏燃料運輸容器價格在 5000 萬元,則當前每年乏燃料的產量對應未來 3-5 年乏燃料運輸容器市場規模約為 58 億元。


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