我國核電閥門的發展現狀及前景

改革開發以來，我國閥門行業得到了快速發展，現已基本形**才培養、科學研究、產品開發設計和制造較為完善的體系，除少數的特殊產品外，現有產品品種和數量基本上能滿足國民經濟各部門的需要，具備很大的潛力和優勢。

1概述

　　隨著我國國民經濟的持續快速發展，對我國能源行業提出了非常緊迫的要求。目前，從保證我國的能源**、優化能源結構、支持國民經濟可持續發展等多方面迫切需要出發，我國已制訂立足于火電，大力發展水電，適度開發新型能源的政策，如核電和風力發電等。我國核電的建設正從試驗性、補償性調整為向戰略性和進取性的發展。這對于我國的核電事業是一個極好的發展機會，而核電站閥門的巨大需求則給國內外閥門生產廠商帶來了廣闊的市場前景。

2核電行業的發展前景

　　2.1國際上核電發展現狀在世界范圍內，核電已經是成熟的技術。截止2002年底統計，全世界運行中的核電機組有441個，總裝機容量3.5~3.6億kW，約占全球供電量的16.1%。有17個國家核電占其本國總發電量1/4以上，如法國為77%，韓國38%，日本36%，英國28%，美國也達到了20%。但由于受美國三哩島核事故和前蘇聯切爾諾貝利災難性核事故的影響，使核電建設在其**性方面產生了理論上的爭論，并對其建設速度和規模帶來了一定的影響。例如，1970年，核發電量在全球發電總量中僅占2%。到了1988年，這個份額急劇增長到16%。而這兩次事故后，到2002年，核電的發展一直停留在這個水平上。

　　2.2我國核電發展現狀自從1985年我國自行設計開發建造秦山一期300MW壓水堆以來，先后通過自行設計開發、引進國外技術等多種方式建造了秦山一期、大亞灣、秦山二期、秦山三期、嶺澳和田灣等6座核電站，總裝機容量達到870萬kW（表1）。表1我國現有核電站統計2002年，秦山二期1號機組2月并網發電，廣東嶺澳核電站1號機組5月投入商業運行，秦山三期（重水堆）核電站1號機組也成功并網發電。在“九五"期間，我國開工建設的核電機組就有8套。預計這8套機組全部建成后，我國的核電裝機容量將達到900萬kW，約占國內總發電能力的2%，并形成浙江秦山、廣東大亞灣、江蘇田灣三大核電基地。核電廠堆型/容量建設時間/年.月投入運行時間/年.月秦山一期自主開發壓水堆/300MW1985.031991.12大亞灣法馬通壓水堆/2×900MW1987.081994.01和1994.06秦山二期自主開發壓水堆/2×642MW1996.062002.02和2004.06秦山三期加拿大CANDU6重水堆/2×728MW1998.062002.11和2003.07嶺澳法馬通壓水堆/2×984MW1997.052002.05和2003.03田灣俄羅斯VVER-1000壓水堆/2×1060MW1999.102004~2005合計運行210萬kW，在建660萬kW。

　　總計870萬kW另外還計劃籌建下列4座核電站：（1）秦山核電一期：可擴建一至兩臺30萬kW機組的核電站；（2）秦山核電二期：預留3、4號機組廠址已完成“四通一平"工作；（3）三門核電：規劃建設6臺百萬kW級核電機組，目前，正積極爭取一期工程兩臺百萬kW級新項目。

　　（4）田灣核電站：廠址規模按4臺百萬kW級核電機組規劃，并留有再建2到4臺的余地。由于核電站具有前期建設投資高的特點，作為發展中國家，發展核電站的主要困難在于技術儲備不足，特別是缺少建設資金。為了解決資金不足問題，我國核電站建設采取了多元化融資，結果造成核工業企業負債率過高，出現了多種核電站技術并存的局面。廣東大亞灣兩套機組采用法國技術和設備，秦山三期引進加拿大重水堆機組，江蘇連云港田灣核電站用的是俄羅斯VVER堆，就是這一特點的表現。從規模上看，我國發電裝機容量已達3.56億kW，居世界第2位。其中核電機組裝機容量僅占0.7%，核能在一次能源消費中僅占0.4%，遠低于世界16.1%的平均水平。目前核能在我國能源結構中仍滯留在試驗性、補償性的地位，核電在總發電量中所占比重仍不過0.7%，在一次能源中所占比重則更是微不足道。從速度上看，我國20年建造了6座核電站，而法國在1979年1980年之間就投資開工了7座百萬kW級核電站。

3核電閥門市場前景與分析

　　3.1市場需求一座有2套百萬kW級核電機組的核電站需各類閥門3萬臺，其中核島（NI）用閥門1.3萬臺，常規島（CI）用閥門1.3萬臺，電站輔助設施（BOP）用閥門0.35萬臺（表2、表3、表4）。按每年有250萬kW核電機組開工計算，則每年核電閥門的需求在3.75萬臺。3.2購置費用表2典型兩套百萬kW級機組規模壓水堆電站的閥門用電量序號壓水堆核電站組成閥門配置比例數量（萬臺）1核島（NI）43.5%1.32常規島（CI）45%1.353電站輔助設施（BOP）11.5%0.35合計3表3核島（CI）的閥門配置情況序號閥門類型閥門配置比例數量（臺）1截止閥33.6%43682隔膜閥26.2%34063球閥12.8%16644止回閥7.2%9365蝶閥5.7%7416閘閥5.056507調節控制閥3.5%4558**閥2.5%3259蔬水閥0.3%3910減壓閥0.2%2611其他閥門3%390合計13000表4核島（CI）中不同**等級的閥門配置情況序號核**等級閥門配置比例數量（臺）1核**2.3%3002核二級30%39003核三級22%28604非核級45.7%5940合計13000核電工程造價分為基礎價（靜態投資）、固定價（靜態價差）和建成價（動態投資）（表5和表6）。其中，閥門的投資額一般占NI、CI、BOP部分設備供應費用的3.8%，占基礎價的2%左右。一座有兩套百萬kW級機組規模的壓水堆核電站其總造價（基礎價）在42億美元左右，建成價在53億美元左右。其中，閥門的投資額一般占NI、CI、BOP部分設備供應費用的3.8%，在總造價（基礎價）的2%左右，即為0.84億美元，約合人民幣6.97億元。如前所述，在未來的11年間，每年需要有250萬kW核電機組開工，按21億美元/百萬kW的基礎價計算，即平均每年有52.5億美元的資金用于核電站建設。對于閥門行業意味著每年1.05億美元（約合人民幣8.71億元）的巨大市場。當然，如果在核電站建設連續、核電設備批量采購的情況下，核電站的造價（基礎價）會降至16億美元/百萬kW左右，閥門行業的份額會在每年0.8億美元（約合人民幣6.64億元）左右。11年合計8.8億美元（約合人民幣73.04億元）。表5國內現有核電廠建設費用3.3維修費用核電廠堆型/容量建成價秦山一期自主開發壓水堆/300MW秦山一期，1991年運行以來累計銷售收入50億元，還貸92%，

　　總計54億元大亞灣法馬通壓水堆/2×900MW40.7億元秦山二期自主開發壓水堆/2×642MW17.79億元秦山三期加拿大CANDU6重水堆/2×728MW28億元嶺澳法馬通壓水堆/2×984MW34.9億元田灣俄羅斯VVER-1000壓水堆/2×1060MW32億元表6百萬KW級核電廠基礎價分項費用（70%國產化率）序號項目名稱費用（萬美元）比例%1前期工程費51462.382NI、CI、BOP土建工程費169547.843NI、CI、BOP設備供應費10910050.464NI、CI、BOP安裝工程費150056.945給排水、附屬生產、生活福利費99974.626設計與工程管理費174568.077工程建設管理費205149.498基本預備費120385.579首爐燃料費100004.6310基礎價合計21620710011基礎價（單位kW價格（美元））1081美元/kW基礎價（單位kW價格（人民幣））8972.6元/kW每年核電閥門的維修費用一般占核電站維修總額的50%左右。而核電運行成本包括投資成本（建成價）、運行維修成本和燃料成本3部分。其中投資成本一般占核電運行成本的57%，運行維修成本占29%，燃料成本占14%。而運行成本中的大修費（維修總額）占核電運行成本的10%，以一座有兩套百萬kW級機組規模的壓水堆核電站為例，其總造價（基礎價）在42億美元左右，則相應的全服役周期的大修費用為7.34億美元，閥門的維修費用為3.67億美元，假定核電站的服役周期為20年，則每年核電站需花費在閥門上的維修費用為0.184億美元（約合人民幣1.52億元）。

4閥門行業存在的問題

　　國內的核電裝備制造業中的閥門行業，設計制造水平還遠遠落后于科技發達國家，各類閥門的可靠性和配套能力與國際水平仍有較大差距。特別是在核電站用閥門的設計和生產能力上與國外先進水平差距很大。

　　（1）閥門制造工藝落后，管理薄弱。目前，雖然有部分閥門企業得到了國家技改投資，加工水平有所提高，但行業整體加工能力依然不高。如機械加工大多以萬能機床加工為主，只有少數企業擁有部分數控加工中心，勞動生產率低，生產周期長。

　　（2）核電閥門總體水平仍然落后于世界先進水平。如智能型驅動機構目前已較為普遍的應用于國外的閥門行業，但在國內還是空白。具備在線診斷能力的核級閘閥對于核電站的正常運行和故障發現排除具有重要意義，但由于國內自動控制水平的限制，國內尚不能生產。

　　（3）重要的配套裝置自動化程度低，可靠性差。對于核電站用閥門來說，在事故狀態下動作的及時準確非常重要，如主蒸氣隔離閥按要求打開的時間僅為幾秒鐘，如果出現動作不及時或誤操作都將帶來嚴重的后果。因此，閥門驅動裝置的性能和質量非常重要。而我國閥門配套用電動執行機構控制水平低，仍然停留在國外20世紀七八十年代的水平，與國外先進水平差距較大。通用執行機構的控制精度不高，動作不靈敏，與國外同類產品相比還有一定差距。

　　（4）重要的核電站閥門技術尚未突破。我國閥門行業已經能夠生產核電站用核級閘閥、止回閥、蝶閥、球閥、隔膜閥等系列閥門。但配套閥門檔次不高，在技術層次上處于下游水平，而在主蒸氣隔離閥、大口徑**閥（DN200mm）等技術含量高的閥門研制和生產上尚未取得重大突破。


　　（5）在核電閥門領域將面臨國際各大知名企業的有力競爭。國外研制和生產核電閥門已有近50余年的歷史，經驗豐富，產品種類齊全，技術先進，性能可靠，而且已成功應用于國內外數百個反應堆上（表7），見表8。特別是在諸如主蒸氣隔離閥等國內尚未具備設計生產能力的閥門方面，國外閥門企業有著很強的優勢。表7國外部分為核電站配套閥門情況閥門生產廠商核電站配套設備法國萬納托公司（vanatome）核電站核級閥門核廢物處理工廠核級閥門研究實驗反應堆及回路核級閥門壓水堆主蒸氣隔離閥、主蒸氣**釋放閥、穩壓器**釋放閥、給水旁排閥門、波紋管閥門、截止閥、控制閥、楔式閘閥、平行閘閥、旋啟式止回閥、輔助回路**閥、二回路**閥、蒸發器**閥、隔膜閥、多閥組沸水堆快堆氣冷堆鈾濃堆CANDU重水堆**核反應堆各類一回路閥門維蘭（VELAN）秦山一期閘閥、止回閥、蝶閥、球閥等秦山二期全球300多個核電站30萬個核級閥門：具備在線診斷能力的核級閘閥、可拆卸閥座的**殼隔離止回閥、波紋管密封截止閥美國安德森·格林伍德閥門有限公司核電站核閥、減壓閥、**閥、調節器APCO威勒邁特閥門公司核潛艇止回閥CCI閥門公司核電站核閥、調節閥、控制閥、蝶閥科提斯萊特流體控制公司美國**及核電站控制閥、**閥、電磁操作隔離控制閥克瑞閥門集團公司核電站閘閥、球閥、止回閥、蝶閥、核電閥門、截止閥、銅閥

　　5展望

　　（1）閥門行業制造管理水平在逐年提高。現在，我國很多閥門企業已不滿足于生產中低壓、自動化程度低的通用閥門，不滿足于粗放的生產管理方式。各企業都在通過不斷的進行質量體系認證、國家核**認證等方式提高企業的質量管理水平，通過不斷引進新設備，如數控加工中心、自動焊生產線等提高閥門的加工制造能力，通過建立各型閥門的綜合測試中心、專用試驗回路，提高對**閥、節流閥、疏水閥和減壓閥等特殊閥門的性能檢測水平。

　　（2）部分閥門我國擁有**。如我國自行設計制造的核島（NI）用全封閉電動閘閥，該閥采用特制的電傳動裝置和旋轉一直線運動傳動副，無填料，對于系統的**運行和簡化維護保養都有著積極的意義.

　　（3）核電領域國產化程度不斷提高，對解決閥門配套能力有利。為降低核電造價，國家在核電產業政策上，積極推動各項重要設備的國產化工作，對于生產核電閥門企業來講，在爭取國家產業政策支持的基礎上，加大自主研發的力度，聯合各外協作廠家，可以在閥門驅動裝置、控制裝置和傳動裝置等方面取得突破，解決制約閥門整機性能提高的瓶頸問題。

　　（4）在跟蹤國外先進技術上取得了一定進展。我國已經能夠設計和生產鈉冷快中子增殖堆用閥門，能夠為國外核電站檢修生產部分核級閥門。特別是在核電站反應堆用余熱排出系統用低流阻閥門的研制和生產上取得了突破。


　　（5）隨著改革開放的不斷深入，我國閥門行業可以加強與國外核電閥門企業的合作，充分利用其先進的技術、資金及管理等優勢，提升自身的技術實力和管理水平，完善測試手段和檢驗方法，*終實現在我國核電閥門領域國產化的目標。