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我国乏燃料运输容器市场

来源:财通证券 发布日期:2023-01-05

随着核电运行,燃料中裂变核素铀逐步消耗,不足以维持裂变反应,从反应堆中取出的燃料称为乏燃料,或辐照过的燃料。把已经使用的 3%-4%的铀废料(乏燃料),以化学方法将铀和钚从裂变产物中分离出来,称为乏燃料再溶解和后处理技术,这也是核燃料循环后段中最关键的一个环节。


典型的钢制乏燃料运输容器由容器本体及两端的减震器组成,容器本体主要由容器盖、筒体、吊篮、提升装置、翻转装置组成,需经过γ 屏蔽试验、压力试验、热传导试验、密封性试验、翻转静置试验等。


乏燃料运输容器的研发设计比新燃料、六氟化铀运输容器难度更大,除需要确保次临界安全外,因其具有放射性和衰变热,所以还要保证正常运输工况和运输中事故工况下的安全。为达到安全运输目的,容器中需要中子吸收材料保证次临界安全;需要具有足够的屏蔽厚度和适当的屏蔽材料来屏蔽γ辐射和中子辐射;要具有良好的散热结构,以便及时将衰变热导出,防止组件包壳的温度过高;同时要能够有效地阻挡外部热量传入,使容器能够在半小时持续 800 摄氏度高温条件下确保安全。除此以外,容器还要具备吸收冲击的减震结构,能够确保在 9 米跌落和 1 米贯穿的条件下,保持容器的包容完整并满足设计功能。


目前,国内从事乏燃料运输容器生产的企业主要有大连宝原核设备有限公司、西安核设备有限公司。其中前者生产型号主要为 RY-IA/IB 等乏燃料运输容器,西安核设备有限公司制造 CNSC 乏燃料运输容器。


此外,乏燃料贮存容器也是不可忽视的关键设备。据华经产业研究院数据,2020年我国乏燃料产量威 1298 吨,累计量 8718 吨,预计到 2030 年,我国每年将产生乏燃料近 2637 吨,累积产生乏燃料约 28285 吨,而目前我国乏燃料处理能力仅为50 吨/年,尚未形成规模化乏燃料后处理能力。因此,在解决后处理问题前,乏燃料的贮存可以解决燃眉之急。


目前,我国乏燃料的贮存分为湿法和干法贮存,湿法主要是将乏燃料组件存放在核电站内的贮存水池内,干法则是将乏燃料放置在混凝土或金属制成容器内。目前,上海阿波罗已在乏燃料干法贮存容器领域有成品交付,2020 年 12 月,公司生产的干法贮存容器发往田湾核电站。


乏燃料运输容器市场空间测算:


1)需求量:根据前文,目前我国在运 53 台机组大约需要 8321 个燃料组件,按照每年更换掉约三分之一的燃料组件(即乏燃料)计算,大约每年产生 2774组乏燃料组件。根据中国核工业报、深圳立木信息咨询,一般一个乏燃料运输容器每年最多可以运输 4 次,但由于气候条件、路程较远等原因,每年实际运输仅有 2 次。目前,我国生产的乏燃料运输容器还处于初级阶段,这里我们仍然按照


进口乏燃料运输容器容量计算。根据立鼎产业研究网,我国进口的 2 台 NAC-STC 型号和 1 台 Hi-star60 型商业压水堆乏燃料运输容器,单台容量分别为 26组、12 组。保守估计,我们按照 Hi-star60 容量计算,以及每年运输 2 次计算,每个容器每年可以运输 24 组组件。按照国产 CNSC 乏燃料运输容器运输能力计算,按照乏燃料在核电站冷却 3-5 年外运集中贮存或进行后处理,则当前每年乏燃料的产量对应未来 3-5 年后,乏燃料运输容器需求量约为 115 个。


2)价值量:根据立鼎产业研究网、深圳立木信息咨询数据,我国从美国采购的 2 台NAC-STC 型号单价约为 3000 万美元(合人民币约 2.1 亿元人民币),法国乏燃料运输容器制造商 Robatel Industries 公司的一台小型容器,售价也在 1 亿元左右。


这里,假设国产乏燃料运输容器价格在 5000 万元,则当前每年乏燃料的产量对应未来 3-5 年乏燃料运输容器市场规模约为 58 亿元。


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