行业深度报告：核电设备迎景气周期，乏燃料后处理长坡厚雪--开源证券.pdf

机械设备 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1 / 32 机械设备 2023年 04月 10日 投资评级 看好 （ 维持 ） 行业走势图 数据 来源 聚源 聚焦智能制造，着眼母机强国 行 业周报 -2023.4.9 氢能产业发展驶入快车道，核心设 备需求高增 行业周报 -2023.4.2 AI 赋能制造业 行业周报 - 2023.3.26 核电设备迎景气周期 ，乏燃料后处理长坡厚雪 行业深度报告 孟鹏飞（分析师） 熊亚威（分析师） mengpengfeikysec.cn 证书编号 S0790522060001 xiongyaweikysec.cn 证书编号 S0790522080004 ⚫ 核电建设 新周期， 三代机组价值量提升 我国核电核准 节奏加快， 2022 年核电核准数量达到创纪录的 10 台 。根据中国 核学会理事长王寿军的发言， 预计 后续每年将保持 6-8 台核准 开工 。 参考台山 核电站建设节奏， 核岛设备、常规岛设备 将 分别于开工第 3 年、第 5 年进场。 我们预计， 2019-2022年开工的核电站 ， 将在 2023-2025年迎来设备集中进场， 核电设备 迎来景气周期。 三代核电价值量有所提升，核电工程设备投资占比平 均超 50 。 我国建设的二代改进型机组建成价单位投资平均 12056元 /千瓦 ， 而 三门一期等采用三代 AP1000 机组的核电项目概算建成均价为 21368 元 /千瓦。 目前我国已核准核电项目以三代机型华龙一号、 CAP1000和 VVER为主 。 ⚫ 乏燃料后处理建设提速，后处理设备长坡 厚 雪 我国乏燃料后处理产能严重不足，政府基金支出快速增加 ，设施建设提速 。 乏 燃料贮运容器、智能设备逐步实现国产。 我国从事乏燃料运输容器生产的企业 主要有大连宝原 、 西安核设备 等，科新机电等公司亦有布局；景业智能等公司 实现 乏燃料后处理智能设备 国产替代。我们测算 ， 2025 年我国乏燃料运输容器 市场空间或达 199.1亿元 ， 乏燃料后处理智能装备 探寻千亿市场规模。 ⚫ 看好 新燃料及乏燃料运输容器、智能设备、冷却塔等 从 0到 1的设备环节 新燃料运输容器国产替代 伊始 。 核燃料组件换料周期一般为 18个月，单次更换 1/3 的燃料 。 科新机电、上海阿波罗、 西安核设备 、 南通中集能源 、 大连宝原 、 中国原子能科学研究院等公司机构已获 批准 。 我们测算， 2025 年我国核燃料换 料所需运输容器市场空间约为 26.3亿元， 2030年将达 40.8亿元。 乏燃料贮运容器 、智能设备 前景广阔。 乏燃料运输容器结构复杂，性能要求 高，国内厂商主要为大连宝原、西安核设备，科新机电等厂商亦有布局。乏燃 料干式贮存可环节乏燃料后处理产能压力， 上海阿波罗 已有 乏燃料干法贮存容 器成品交付。实体清单限制 下 核工业关键设备自主可控需求迫切 ， 景业智能等 厂商已入局 ，部分产品性能可全面或部分实现进口替代。 我们测算， 2025 年我 国乏燃料运输容器市场空间或达 199 亿元 ，乏燃料后处理智能设备有望探寻千 亿市场规模。 冷却塔沿海核电应用趋势明朗。 过去沿海核电站多用直流冷却方案， 未来 冷却 塔沿海核电应用有望成为趋势， 以 2022 年核电 5698.6 万千瓦装机容量， 2030 年预计达到 12000万千瓦装机容量计算， 预计 有 126台核岛用冷却塔和 63台常 规岛用冷却塔的市场空间。 ⚫ 受益标的 海鸥股份（冷却塔）、科新机电（核燃料运输容器）、 景业智能（核工业智能设 备 及机器人 ）、 华荣股份（防爆电器）、兰石重装（核级压力容器）、佳电股份 （主氦风机）、江苏神通（阀门）、中核科技（阀门）、中密控股（机械密封 件） 。 ⚫ 风险提示 核电机组开工进度不及预期，核电设备国产化进程不及预期，乏 燃料处理设备研发及国产替代进度不及预期 。 -19 -10 0 10 19 29 2022-04 2022-08 2022-12 机械设备 沪深 300 相关研究报告 开 源 证 券 证 券 研 究 报 告 行 业 深 度 报 告 行 业 研 究 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2 / 32 目 录 1、 核电建设新周期， 2023年迎增长元年 . 4 1.1、 核电广泛应用的清洁能源，前景明亮 . 4 1.1.1、 世界核电历经四次迭代， 2050年全球核装机容量或达当前 3倍 . 4 1.1.2、 我国核电进入高效发展期， 2025年前装机量预计预计达 70GW左右 . 7 1.2、 核电 设备景气周期到来，三代机组价值量可观 . 9 1.3、 核电设备自主可控是主线，关注从 0到 1的国产化环节 . 11 1.3.1、 上游核燃料、特种材料、核燃料运输容器 12 1.3.2、 中游 核岛设备、常规岛设备和辅助设备 12 1.3.3、 下游核电站建设、运营及乏燃料处理等 14 2、 乏燃料后处理建设提速，后处理设备长坡厚雪 14 2.1、 我国坚持核燃料闭式循环处理，乏燃料处理能力亟待提升 . 14 2.1.1、 我国坚持核燃料闭式循环处理 14 2.1.2、 乏燃料后处理产能亟待提升 17 3、 从 0到 1新燃料及乏燃料运输容器、智能设备、冷却塔 . 18 3.1、 新燃料运输容器国产化伊始， 资质壁垒高企 19 3.1.1、 新燃料运输容器国产化伊始 19 3.1.2、 2030年我国核燃料（新燃料）运输容器市场空间将达 40.8亿元 20 3.2、 乏燃料贮运容器、智能设备前景广阔 . 21 3.2.1、 乏燃料运输容器国产替代空间大 21 3.2.2、 乏燃料干式离堆贮存迎来机遇 22 3.2.3、 乏燃料后处理智能设备自主可控需求迫切 24 3.2.4、 2025年我国乏燃料运输容器市场空间或达 199.1亿元 25 3.2.5、 乏燃料后处理智能装备探寻千亿市场规模 25 3.3、 冷却塔沿海核电应用趋势明朗 26 4、 行至中途核岛设备 、核电阀门、辅助设备 27 4.1、 核岛设备国产替代程度不一 27 4.2、 核电阀门自主可控力强 29 4.3、 辅助设备 HVAC系统已实现国产化 29 5、 受益标的 . 30 6、 风险提示 . 30 图表目录 图 1 世界核电技术已历经四次迭代 4 图 2 压水堆具有二回路系统和蒸汽蒸发器 . 6 图 3 沸水堆没有二回路系统和蒸汽蒸发器 . 6 图 4 高温气冷堆有望实现大规模绿色制氢 . 6 图 5 热气导管连接堆芯和蒸汽发生器 6 图 6 世界核电发展的四个阶段 7 图 7 2022年国内核电核准数量创纪录 7 图 8 我国核电站以压水堆技术为主 8 图 9 美国的标准压水堆（ PWR）建设成本中，结构及设备占比约达 33 11 图 10 核电产业链分为上游 -中游 -下游三个部分 11 图 11 核电产业链中设备投资占比达 50。 11 图 12 核电细分设备中核岛设备市场规模较大 . 11 图 13 铀矿资源转化工艺链较长 12 图 14 我国铀资源贫乏 12 图 15 核电机组由核岛设备、常规岛设备和辅助设备构成 . 13 图 16 核岛设备成本占比最高 13 图 17 核 岛设备、常规岛设备和辅助设备竞争格局差异较大 . 13 图 18 中广核、中核核电站装机量占比较高 . 14 图 19 核燃料是发电成本的主要构成之一 . 14 图 20 乏燃料具有较高的循环利用价值 15 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3 / 32 图 21 我国铀资源对外依存度常年维持在 70以上 15 图 22 乏燃料后处理可分为开式循环和闭式循环两种 . 15 图 23 快堆闭式核燃料循环 16 图 24 乏燃料后处理提高铀资源利用率 16 图 25 我国坚持核燃料闭式循环路线 16 图 26 乏燃料后处理设备种类较多 17 图 27 预计 2030年中国核电机组装机容量将实现翻倍 . 17 图 28 预计 2030年我国在运核电机组将达 90-96台 17 图 29 预计 2025年将有 5591吨乏燃料离堆储存 . 18 图 30 政府性乏燃料后处理基金支出快速增加 . 18 图 31 反应堆 堆芯位于压水堆核电站内部 . 19 图 32 核燃料组件安装在反应堆堆芯中 19 图 33 华龙一号 “177堆芯 ”含有 177根燃料组件 19 图 34 科新机电获准生产 ANT-12A新燃料运输容器 20 图 35 我们预计， 2030年我国核燃料运输容器市场空间将达 40.8亿元 . 21 图 36 NAC-STC 型乏燃料运输容器结构复杂 22 图 37 乏燃料湿式贮存依靠池水 23 图 38 乏燃料干式贮存依靠容器外壳屏蔽辐射 . 23 图 39 上海阿波罗具有乏燃料干法贮存容器生产能力 . 23 图 40 我们预计， 2025年我国乏燃料运输容器市场空间为 199.1亿元 . 25 图 41 预计 2021-2035年乏燃料后处理智能装备年均投资额约 28亿元 -79亿元 26 图 42 沿海核电应用或为冷却塔新增量 26 图 43 压力容器在核岛设备投资中的占比最高 . 27 图 44 主管道连接一次冷却剂系统的压力容器、蒸汽发生器、主泵等关键部件 . 28 图 45 主泵是核电运转控制水循环的关键 . 28 图 46 蒸汽发生器 U型传热管完整性对核电站安全运行十分重要 29 图 47 核电站通风与空气处理（ HVAC）系统及设备 30 表 1 目前世界主流核电站采用第二代或第三代核电技术 . 4 表 2 2021年国内核电发电量占比较国际核电发电量水平存在较大差距 7 表 3 我国核电将进入高效发展期 8 表 4 十四五期间各省积极规划核电发展 8 表 5 台山核电站核岛设备、常规岛设备分别于开工第 3年、开工第 5年进场 . 9 表 6 2019年以来核电审批加速 9 表 7 核电设备将在 2022-2023年集中进场 . 10 表 8 法国乏燃料处理技术世界领先 16 表 9 相较英法俄日等国，我国乏燃料处理能力较小 . 18 表 10 新燃料运输容器国产替代开启 19 表 11 我们预计， 2030年我国新燃料运输容器市场空间将达 40.8亿元 . 21 表 12 乏燃料运输容器国产替代伊始 22 表 13 国内核废料处置主体均为大型核电央企 . 23 表 14 景业智能第二代电随动机械手部分性能已超越国际一线厂商 . 24 表 15 景业智能分析用取样机器人可显著提升放射性料液取样流程的工作效率，价格较国外有明显优势 . 24 表 16 我们预计， 2025年我国乏燃料运输容器市场空间为 199.1亿元 . 25 表 17 预计 2021-2035年乏燃料后处理智能装备市场规模可达千亿 26 表 18 核电各细分领域有望受益 30 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4 / 32 1、 核电建设新周期 ， 2023年 迎 增长元年 1.1、 核电广泛应用的 清洁能源 ， 前景明亮 核电是一种清洁能源， 是 利用核裂变或核聚变反应所释放的能量发电的技术 ， 其利用 核反应堆产生热能，进而产生蒸汽驱动涡轮发电机产生电力。相较于传统化 石燃料发电站，核电站排放量低，不会产生温室气体和大气污染物 ，在世界范围内 被广泛应用。 1.1.1、 世界 核电 历经四次迭代 ， 2050年全球核装机容量或达当前 3倍 自 1951 年 12 月美国实验增殖堆 1 号（ EBR-1）首次利用核能发电以来， 世界 核电技术已历经四次迭代 。 第一代 20 世纪五六十年代开发的原型堆和动力堆，由于核电直接从军用到商 用，核电机组附加安全设计少，存在安全隐患 ; 第二代 20 世纪 60 年代后期，在试验性和原型核电机组基础上陆续建成 发电 功率在 300MW 以上的压水堆、沸水堆、重水堆和石墨水冷堆等核电机组，二代机 组专门设计了能动安全装置，而且仅供民用，提高了核电的经济性 ; 第三代 总结了核电发展的经验和教训，结合新的安全理念、安全方法和安全 要求进一步提升了安全性能、运行性能以及经济性能 ; 第四代 2000 年美国联合其他九个有意发展核能的国家堆出第四代核能系统计 划，目前仍在发展阶段，预计在 2030年左右 推向 市场 ； 图 1 世界核电技术已历经四次迭代 资料来源 Nuclear Innovation Consultancy、开源证券研究所 目前世界主流核电站皆采用 第二代 或 第三代核电技术 。 其中，第二代和第三代 的主要核电堆 型包括压力堆和沸水堆等 ， 在安全性和经济性上较前一代都有提升 。 第四代核电技术 以 在安全性、经济性、核废物处理、防止核扩散上更为出色， 代表 堆型包括 钠冷快堆、铅冷快堆 、气冷快堆、超高温气冷堆 等， 目前主要研发试验阶 段 ，商业化预计在 2030年左右实现。 表 1 目前世界主流核电站采用第二代或第三代核电技术 核电系统 侧重点 技术特点 核电堆型 代表核电站 /核电堆型 第一代 试验验证 基于军用核反应堆技术建 原型堆和试验堆 美国希平港核电站 美国 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5 / 32 造的首批原型堆，证明了 核能系统发电的可行性。 设计中没有系统、规范、 科学的安全标准，存在许 多安全隐患，发电成本较 高且目前已全部退役。 印第安角核电站 法国舒 兹核电站 德国奥利海母 核电站 第二代 推动核电民用化进程，提 高经济性 按照较完备的核安全法规 和标准来设计，实现核电 民用化。目前世界上商业 运行的大多数核电站均为 第二代技术 压水堆、沸水堆、重水 堆、石墨水冷堆和改进型 气冷堆等 切尔诺贝力核电站 浙江 秦山核电站 第三代 较第二代，提高了安全性 及经济性 第三代核电站包括革新型 核电站和改革型核电站， 第三代核电技术堆型在安 全、设计上已趋成熟。革 新型核电站采用非能动 安全系统，简化系统，减 少设备，进而提高安全 性、改善经济性；改革型 核电站在原有设计基础 上，增加安全裕量来提高 安全性，增加单机容量来 改善经济性。 先进非能动压水堆 （ AP1000） 、欧洲压水堆 （ EPR） 、先进沸水堆 （ ABWR） 、经济简化型 沸水堆 （ ESBWR） 、先进 压水堆 （ APWR、 APR1400） 、国和一号 CAP1400、华龙一号 HPR1000 “华龙一号”福建福清核 电站 第四代 较第三代，安全 和经济性 都更优，解决核废物处 理、防止核扩散等问题 四代技术有六种反应堆型 的概念设计，它在安全性 和经济性都更加优越，废 物量极少，无需厂外应 急，并具有防核扩散能力 的核能利用系统，商用化 预计在 2030年左右实 现。 钠冷快堆、铅冷快堆、气 冷快堆、超高温气冷堆、 快中子堆、超临界水冷堆 和熔盐堆等 石岛湾高温气冷堆 核电站 资料来源 中国核电招股说明书，国家能源局 、开源证券研究所 其中，轻水堆广泛应用于第二、三代核电站。 轻水堆 可分为 压水堆和沸水堆， 为世界上最普遍的商用堆型。 压水堆方面， 其 以加压清水为冷却剂和慢化剂， 其结构和运行较为简单、尺寸 较小、经济性好、且安全性高。 压水堆核电站主要包括核反应堆、一回路系统、二 回路系统及其他辅助系统。一回路系统主要负责把核裂变产生的热能传递到二回路 的水，使给水变为水蒸汽，而二回路系统则负责把水蒸汽传入汽轮机，带动电机发 电。 沸水 堆方面， 其以 沸腾轻水为冷却剂和慢化剂 ， 没有 压水堆的 二回路系统和蒸 汽蒸发器，在事故时有泄漏放射性物质的危险。 目前全球在运核电站以压水堆为主。 根据世界核能协会 数据 ，截 至 2020 年末， 全球在运核电反应堆共 441座，其中压水堆 302座，占比 68；沸水堆占比 14。 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6 / 32 图 2 压水堆 具有 二回路系统和蒸汽蒸发器 图 3 沸水堆没有 二回路系统和蒸汽蒸发器 资料来源电力界 资料来源 烟台核电研发中心 高温气冷堆为我国第四代核电站重要方向 ，以气冷代替轻水堆水冷，主要分为 棱柱式和球床式两种。燃料球靠重力自然落入堆芯，能够 不停堆在线换料； 可实现 小型模块设计 ， 灵活性更高； 且每一个木块功率密度约为大型压水堆核电站的 1/20， 停堆后余热水平较低， 更加安全。 2021 年 12 月， 我国 石岛湾高温气冷堆核电站投入运行，设备国产化率达 93.4，采用双模块设计，是全球首座球床模块式高温气冷堆核电站。该核电站的 氦气出口温度能达到 750℃，产生 566℃的过热蒸汽，在高效发电之外，高温蒸汽 还能用于热电联产、稠油热采、化工、冶金等。高温气冷堆有望实现大规模绿色制 氢。 图 4 高温气冷堆有望实现大规模绿色制氢 图 5 热气导管连接堆芯和蒸汽发生器 资料来源 清华大学核能与新能源技术研究院 资料来源 清华大学核能与新能源技术研究院 世界目光重聚核能， 2050 年全球核装机容量或达当前 3 倍。 从上世纪 50 年代 至今，全球核电共经历了 4 个发展阶段。 2011年日本福岛核电站 事故 对世界核电建 设造成了一定负面影响 。 但近年来 在低碳趋势及全球能源危机下，德国政府计划推迟关闭最后 3 座核电 站； 2022 年 2 月，法国宣布将建造六座新反应堆，并考虑再建造 8 座；日本在 2022年 8月表示，将探索建设下一代反应堆，并推动闲置核反应堆重启。国际能源 署 （ IEA） 评估认为，到 2050年全球核装机容量要达到现在的 3倍 。 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7 / 32 图 6 世界核电发展的四个阶段 资料来源上海市核电办公室、开源证券研究所 1.1.2、 我国核电进入高效发展期， 2025年前装机量 预计 预计 达 70GW左右 我国核电发电量占比较发达国家存在较大差距。 2021 年 我国核电发电量 约 383TWh，核电发电 占比约为 5。虽然我国核电发电量位居世界前列，但发电占比 低于 10的全球平均水平，较美国、 俄罗斯 等国家存在较大赶超空间。 表 2 2021年国内核电发电量占比较国际核电发电量水平存在较大差距 国家 核电发电量（ TWh） 核电发电量占比 美国 771.64 19.6 法国 363.39 69 日本 61.3 7.2 俄罗斯 208.44 20 中国 383.21 5 全球 265.33 10 数据 来源 IAEA、 Our World in Data、 开源证券研究所 我国核电进入 安全 高效发展期 ，核电核准加速 。 我国核电自上世纪 70 年代开 始发展，过去 10 年核电核准分别与 2011 年后和 2016 年后 出现了 2 次断档。 2011 年因日本福岛事件， 国内处于安全考虑 在 2012-2014 年 暂缓 核电 建设核准。 2016 以 来国内用电增长放缓 ， 装机容量快速增长， 出现 多台核电机组陆续投产 ， 导致部分 核电机组降负荷运行甚至停机备用 的情况 ；此外，当时全球首个 AP1000 核电项目 浙江三门核电站尚未投产， 导致 2016-2018年核电项目 核准暂停 。 2019 年以来三代机组 陆续投产 ，我国核电 核准 节奏 加快。 2022 年 ， 国内核电 核准数量达到 创纪录的 10台 ，预计 后续每年将保持 6-8台开工核准。 图 7 2022年国内核电核准数量创纪录 数据来源电力科技、核能号等、开源证券研究所 0 5 10 15 核电机组核准数量（台） 开工数量（台） 并网数量（台） 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8 / 32 图 8 我国核电站以压水堆技术为主 资料来源 中国核能行业协会 2025 年 我国 核电装机量有望达 70GW，较“十三五”期间增长 40 。 根据 “十四五”现代能源体系规划，在 2025 年前，我国核电装机量达到 70GW 左右， 较“十三五”期间 增长 40。 根 据中国核能发展报告 （ 2021） 数据 ，到 2030年， 我国 核电在运装机量 有望 达到 120GW，核电发电量占全国发电量的 8。 根据核 电站的发展历程及应用前景数据，到 2050 年我国核电装机总容量将达到 400GW， 核电发电量份额将增加到 14.5。 表 3 我国核电 将 进入高效发展期 时期 文件名称 对核电的看法 十五期间 （ 2001-2005） 电力工业“十五”规划 “适度发展核电” 十一五期间 （ 2006-2010） 核电中长期发展规划 （ 2005-2020 年 ） “积极推进核电建设” 十二五期间 （ 2011-2015） 核电安全规划 （ 2011-2020 年 ） “提高准入门槛，暂时不安排内陆核电” 十三五期间 （ 2016-2020） 电力发展“十三五”规划 “坚持安全发展核电的原则，加大自主核电示范工程建 设力度，加快推进沿海核电项目建设。” 十四五期间 （ 2021-2025） 政府工作报告 “在确保安全的前提下积极有序发展 核电” “十四五”现代能源体系规划 “规划到 2025 年，核电运行装机容量达到 7000 万千瓦左右，较‘十三五’同比增长 40，复合增速 7” 资料来源 中国政府网、国家能源局 、 开源证券研究所 表 4 十四五期间各省 积极规划核电发展 省份 核电发展 规划 辽宁 开工建设徐大堡核电二期。 山东 高效开发核能，稳步有序推进海阳、荣成、招远等沿海核电基地建设。适时启动第四核电厂址开发，探索核能小堆供 热技术研究和示范，打造核能强省。到 2025 年，在运在建核电装机规模达到 1300 万千瓦左右 江苏 安全利用核能，加快田湾核电 7、 8 号机组项目建设 ; 支持田湾核电应急救援基地建设 浙江 安全高效发展核电，围绕核电基地探索建设零碳未来城 （ 图 ） ，建成三澳核电一期，推进三门核电二三期、三澳核电二期，形成渐北、浙东、浙南三大沿海核电基地，到 2025 年核电装机达 1100 万千瓦以上。 广东 大力发展核能等清洁能源，支持沿海经济带发展核电，抓好惠州太平岭核电站建设，开工建设陆丰、廉江核电。 福建 重点推进漳州核电、霞浦核电、神华罗源湾电厂等大型电源项目建设，建成华电可门电厂三期、漳州核电 1、 2号机组、霞浦核电示范快堆 1号机组，到 2025 年，力争全省电力总装机达 8000 万千瓦以上， 广西 积极稳步发展核电 海南 加快发展核电配套产业，引进核电建设期和运行期所需的机械、电器、仪表、控制系统及材料生产企业。推动建设核 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 9 / 32 省份 核电发展 规划 电运维服务中心，加快发展核电运行所需的技术支持和检修运维服务、支持核技术在环保、放射医学等领域的非动力 应用。 资料来源 深圳核博会官网、国家能源局、开源证券研究所 1.2、 核电 设备景气周期到来 ， 三代机组 价值量 可观 核电机组建设 周期约为 6-7 年 。 我国 2008 年 -2015 年开工的核电机组已陆续完 成并网。 2016 年 -2018 年核电核准中止 ，意味着 2023-2025 年期间 新并网 机组数量 将会减少， 2025年之后 将再次增长 。 核电设备景气周期到来。 台山核电站建设过程中，核岛 设备、常规岛设备分别 于开工第 3 年、开工第 5 年进场。参考台山核电站的建设节奏，我们预计， 2019- 2022 年开工的核电站， 将在 2023-2025 年 迎来设备集中进场，我国即将迎来核电设 备景气周期。 表 5 台山核电站 核岛 设备、常规岛设备分别于开工第 3年、开工第 5年进场 开工年份 时间 事件 进场进度 T1 2009.10.26 核岛浇筑第一罐混凝土 T3 2011.10.23 核岛穹顶吊装就位 核岛设备进场 T4 2012.6.3 反应堆压力容器吊装就位 T4 2012.9.29 首台蒸汽发生器吊装就位 T4 2012.12.26 核岛主回路焊接完成 T5 2013.8.26 发电机定子在东方电气制造完成 常规岛设备进场 T5 2013.12.4 堆芯捕集器安装完成 T5 2013.12.20 核回路中压注管线冲洗完成 T6 2014.3.29 汽轮机四缸扣盖完成 T6 2014.7.31 海底隧道开工 T6 2014.8.14 发电机完成转子穿装 T6 2014.10.30 机组泵站进水 T6 2014.12.26 机组重要厂用水系统首次起泵 T7 2015.6.8 机组主盘车可用 T8 2016.1.27 冷试完成 T8 2016.3.15 机组循环泵水泵首次启动 T9 2017.4.13 核燃料到场 新 燃料 进场 T9 2017.8.4 热试完成 T9 2017.11.15 核燃料接受 T9 2017.12.18 首次装料前的安全检查 T10 2018.4.10 机组批准书颁布并装料 T10 2018.6.6 首次临界 T10 2018.6.29 并网发电 T10 2018.10.30 100功率发电 资料来源 ChemWhat、开源证券研究所 表 6 2019年以来核电审批加速 机组名称 投资方 机组型号 装机单体容量 核准时间 装机容量 漳州 1外壳直径 2209.8mm;减震器外径 3149.6mm 总长 2390mm;外壳直径 616mm;减震器外径 1116mm 2960 X 2950 X 6270mm 使用环境温度 （ -29 C， 38C） / （ -40C， 38C） 运输方式 陆路、水路运输，独家使用 / 道路、水路、铁路，独家使 用 设计使用寿命 20年 25年 / 资料来源 生态环境部官网、开源证券研究所 3.2.2、 乏燃料干式 离堆 贮存 迎来机遇 乏燃料离堆贮存可以 暂缓乏燃料后处理产能压力 。 随着乏燃料年产量的增加， 在乏燃料后处理规模化之前可将饱和的乏燃料卸出，运至统一地点管理，待后处理 大厂建成后，再进行后处理。 离堆贮存主要分为干法贮存和湿式贮存。 湿法贮存是将乏燃料贮存在水池中， 依靠池水对乏燃料进行冷却和屏蔽辐射；干法贮存则是将乏燃料贮存金属或混凝土 容器中，容器里充满空气或惰性气体，依靠气体对流来对乏燃料进行冷却，依靠容 器外壳来屏蔽辐射。 我国乏燃料后处理 形势与日本类 似。 其一，我国和日本都具有一定的乏燃料后 处理能力，但皆以小规模试点为主，暂未运行国大规模商业化处理厂。 其二，我国 与 日本都选择了和法国阿海珐公司合作建厂， 借鉴 阿海珐公司成熟闭循环处理技术 经验 。其三，我国与日本都 面临乏燃料离堆贮存的迫切需求 。 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 23 / 32 日本乏燃料干式离堆贮存对我国具有借鉴意义。 1998年后，日本的乏燃料没有 再委托其他国家处理，由于后处理厂投运时间延期， 乏燃料已经快达到其容量上限， 因此日本已大规模 采用干式离堆贮存方式。 预计到 2025 年，中国有 3000 吨乏燃料 需要离堆贮存。日本的乏燃料暂存、处置方式具有借鉴意义。 表 13 国内核废料处置主体均为大型核电央企 公司 母公司 经营范围 现状 中核清原 中核集团 中低放核废料处置 及高放核废料运输 负责运营甘肃中低放处置厂及 高放核燃料运输 中广核工程公司 中广核集团 中低放核废料处置 负责运营北龙中低放处置厂 中电远达 国电投集团 中低放核废料处置 计划在山东等地建设中低放处 置厂，暂无牌照 资料来源国防科工局、开源证券研究所 湿式贮存为目前普遍采用的方法，干式贮存 有望成为未来主流 。 干法贮存前期 投入较大，但安全性高，且储运方便 。 2021 年 11 月，秦山三期规划建设乏燃料临 时干式贮存设施，拟建设 18 个 QM-400 模块，并留有增建 2 个模块的场地，每个 QM-400 模块可贮存 24000 根乏燃料棒束，按照机组实际产生的乏燃料推算，可存 贮机组运行 45年的乏燃料。 图 37 乏燃料湿式贮存 依靠池水 图 38 乏燃料干式贮存 依靠容器外壳屏蔽辐射 资料来源中国核电网 资料来源中国核电网 目前，上海阿波罗在乏燃料干法贮存容器领域已有成品交付。 2020 年 12 月， 公司生产的干法贮存容器发往田湾核电站。 根据 Nuclear Energy Institute 数据 ，干法贮存设施和设备的前期投入需要至少 800万美金，但每年贮存乏燃料的成本只需要 30万美金。 假设单个乏燃料干式贮存 容器设计容量为 15吨，售价为 900万美金，按 2025年乏燃料累计产量为 1.6万吨 计算，则到 2025年，干式贮存容器的市场规模在 96亿美元。 图 39 上海阿波罗 具有 乏燃料干法贮存容器 生产能力 资料来源 上海阿波罗 微信公众号 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 24 / 32 3.2.3、 乏燃料后处理智能设备自主可控需求迫切 实体清单限制 ， 核工业关键设备自主可 控 需求迫切 。 近年来，中美贸易摩擦不 断加剧， 2018年 10月美国能源部限制对中国出口核技术，并于 2020年 6月 美国国 防部将中核集团等企业列入“实体清单”，但国内核工业领域部分进口设备已达到 使用寿命期限，面临设备无法迭代更新的困难局面。我国迫切需要在关键设备环节 进行进口替代，实现自主可控。 目前入局乏燃料后处理智能设备的厂商包括景业智能等。 景业智能第二代电随 动机械手在各方面已经可完全实现进口替代，且在部分性能指标上已超越大部分国 际一线随动机械手。 表 14 景业智能第二代 电随动机械手 部分性能已超越国际一线厂商 性能指标 法国 A公司 M型机械手 俄罗斯 B公司 S型机械手 德国 C公司 T型机械手 景业智能 第一代电随动 机械手 景业智能 第二代电随动机 械手 各关节运动范围 肩关节旋转 255 肩关节摆动 87-22 肘关节旋转 170 肘关节摆动 0，伸缩 2450mm 腕关节旋转 360 腕关节摆动 38-114 肩关节、肘关节和 腕关节旋转均为 360 肩关节、肘关节和 腕关节摆动均为 105 肩关节、肘关节和腕 关节旋转均为 360 肩关节、肘关节和腕 关节摆动均为 360 肩关节、肘关节和 腕关节旋转均为 360；肩关节、肘 关节和腕关节摆动 均为 110 肩关节、肘关节和腕 关节旋转均为 360；肩关节、肘 关节和腕关节摆动均 为 360； 操控模式 异构操作 可编程智能运行 同构操作 异构操作 可编程智能运行 同构操作 异构操作 可编程智能运 行 同构操作 异构操作 可编程智能运行 操作端反馈力度 持续 10N 最大 35N - 最大反馈力 20N 最大反馈力 50N 可调节 最大反馈力 100N 可调节 驱动方式 伺服电机系统 自整角机系统 伺服电机系统 伺服电机系统 伺服电机系统 密封形式 动态密封 静态密封 静态密封 静态密封 静态密封 安装方式 固定式安装 固定式安装 固定式安装 固定式 移动式安装 固定式 移动式安装 资料来源景业智能公告、开源证券研究所 表 15 景业智能 分析用取样机器人可显著提升放射性料液取样流程的工作效率，价格较国外有明显 优势 技术要求 测试条件 景业智能 分析用取样机器人 德国 D公司 S型取样器 法国 E公司 P型取样器 取样操作自动 化 取样操作机构 电机驱动的机械结构和取样机械臂，直接夹持样品瓶取样 电机驱动的机械结构，直接夹持样品瓶取样 自动机械臂，需通过特制工具抓取样品瓶取样 取送样操作方 式 全自动，可人工操作 全自动 全自动 取样时间 ≤ 3min - 6min 定量取样 直接气动送样 样品瓶 10mL样品瓶，事先抽真空，不重复使用 3mL样品瓶（聚乙 烯材质）、不抽真空，不 重复使用 10mL样品瓶（聚乙烯 材质），事先抽真空，不重 复使用。可直接用于自动 分析 送样方式 真空抽吸气动送样 真空抽吸气动送样 真空抽吸气动送样 送样容器 样品瓶直接作为送样容器 样品瓶直接作为送 样容器 样品瓶直接作为送样 容器 取样针便于检 维修 取样针 单针，防堵设计 双针 单针 取样针检维修 方式 通过手套口或主从手直接快 速更换 通过手套口人工拆 除部分机构后手工更换 自动机械臂抓取特制 工具自动更换 资料来源景业智能公告、开源证券研究所 行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 25 / 32 3.2.4、 2025年我国乏燃料运输容器市场空间或达 199.1亿元 我国乏运输容器依赖进口，运输能力严重不足。 截至 2019 年，我国乏燃料的 运输工作主要由中国核工业集团下的中核清原环境技术有限责任公司承担。该公司 仅拥有从美国购买的两种商业压水堆乏燃料运输容器，容量分别为 26 组和 12 组， 运输能力严重不足。 核电站投入运行第二年开始卸料， 100万 kw每年产生 21t的乏燃料。根据我国 现有的乏燃料处理能力，我们测算，我国 2021/2022/2025 年乏燃料当年外运需求量 分别为 707吨 /752吨 /1047吨；离堆贮存需求量分别为 2230吨 /2932吨 /5591吨。从 国外研制乏燃料运输容器的发展历程来看，乏燃料运输容器吨级会经历 10t-20t-100t 等几个阶段。我国目前仅完成了第一个 10t阶段（以核二院为主导），还尚未进入到 第二个阶段。 假设我国乏燃料运输容器单次容量为 10t，单价 3000万元，我们测算， 2021/2022/2025年我国乏燃料运输容器市场空间分别为 88.1/110.5/199.1亿元。 图 40 我们预计， 2025年我国乏燃料运输容器市场空间为 199.1亿元 数据来源乏燃料运输容器研究进展（汪海， 2015 年）、中国核电发展与乏燃料贮存及后处理的 关系（肖雨生， 2020年）、 Wind、开源证券研究所 表 16 我们预计， 2025年我国乏燃料运输容器市场空间为 199.1亿元 2021 2022E 2025E 中国乏燃料当年外运量（即离堆贮存增量，吨） 707 752 1047 中国乏燃料当年离堆贮存需求量（吨） 2230 2932 5591 中国乏燃料所需运输量（吨） 2937 3684 6638 商用堆用小型乏燃料运输容器单次容量 10 10 10 每年所需商用堆用小型乏燃料运输容器数量 294 368 664 乏燃料运输容器单价（万元） 3000 3000 3000 乏燃料运输容器市场空间（亿元） 88.1 110.5 199.1 数据来源乏燃料运输容器研究进展（汪海， 2015 年）、中国核电