核電閥門的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

摘 要：伴隨著我國國民經(jīng)濟(jì)快速的前進(jìn)，我國能源問題面臨著前所未有的緊張問題。現(xiàn)在，為了確保我國資源的安全、優(yōu)化資源配置、協(xié)助國民經(jīng)濟(jì)的永續(xù)前進(jìn)等這些方面考慮，我國制定了在火電發(fā)展的基礎(chǔ)上，極力推廣水電，恰當(dāng)?shù)拈_發(fā)一些新式資源的策略，就像核電或者風(fēng)能發(fā)電。國內(nèi)核電發(fā)展情況正在從補(bǔ)償性、實(shí)驗(yàn)性轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)取性、策略性方向前進(jìn)。這是正式發(fā)展使用核電的一個(gè)難得的好機(jī)遇，同時(shí)發(fā)展核電事業(yè)對(duì)閥門的需要也為國內(nèi)外閥門市場帶來了發(fā)展機(jī)遇。

關(guān)鍵詞：核電閥門；技術(shù)現(xiàn)狀；研究分析；發(fā)展方向

1 核電行業(yè)的發(fā)展前景

1.1 國際上核電發(fā)展現(xiàn)狀

在國際市場上，核能發(fā)電已經(jīng)是一項(xiàng)老練的措施。在2002年末對(duì)核能發(fā)電的計(jì)算，在全球投入使用的核能發(fā)電站已經(jīng)有四百四十一個(gè)，有功容量之和達(dá)到三點(diǎn)五至三點(diǎn)六億千瓦，提供的電量占全世界供電量的百分之十六點(diǎn)一。其中已經(jīng)有十七個(gè)國家使用核能發(fā)電占了全國發(fā)電量的四分之一以上，例如法國核電占了百分之七十七，韓國百分之三十八，日本百分之三十六，英國百分之二十八，美國百分之二十。但是因?yàn)槊绹◢u發(fā)生的核意外以及前蘇聯(lián)發(fā)生的核意外，所以對(duì)于核電站的建設(shè)在安全方面有著不同的意見，同時(shí)也對(duì)核電站的建造效率以及大小產(chǎn)生影響。就像在上世紀(jì)七十年代，核電站發(fā)電量只占據(jù)總發(fā)電量的百分之二。發(fā)展到1988年，核電量就已經(jīng)占了總電量的百分之十六。但是發(fā)生了這兩次意外之后，一直到2002年，所占比例都沒有發(fā)生變化。

1.2 我國核電發(fā)展現(xiàn)狀

在1985年，我國獨(dú)立自主的研究開發(fā)建成了秦山一期發(fā)電量在30萬千萬的壓水堆之后，我國又獨(dú)立自主的進(jìn)行研究、同時(shí)借鑒國外先進(jìn)技術(shù)等結(jié)合建成了秦山一期以及二期和三期、大亞灣、嶺澳還有田灣等六座核能發(fā)電站，有功容量之和達(dá)到了八百七十萬千瓦。

在2002年2月，秦山二期的一號(hào)設(shè)備開始投入到核電網(wǎng)中開始運(yùn)行，5月份嶺澳核電站的一號(hào)設(shè)備也開始投入使用，秦山三期的一號(hào)設(shè)備也開始投入到核電網(wǎng)中進(jìn)行使用。從1996年到2000年，我國開始建造的核電站有八座。估算等這八座核電站建成之后投入使用，有功容量的和能達(dá)到九百萬千瓦，大概占我國總發(fā)電量的百分之二，同時(shí)建成了秦山、大亞灣、田灣這三處的核能發(fā)電基地。

2 核電閥門市場前景與分析

2.1 市場需求

一座核電站中如果有兩套超過百萬千瓦級(jí)別的機(jī)組所需要各種閥門大概在三萬臺(tái)左右，這里NI以及CI大概都需要使用一點(diǎn)三萬臺(tái)閥門、BOP大概需要3500臺(tái)閥門。按照每年有二百五十萬千瓦核電機(jī)組運(yùn)行，大約每年需要閥門在三點(diǎn)七五萬臺(tái)。

2.2 購置費(fèi)用

核電工程造價(jià)分為基礎(chǔ)價(jià)（靜態(tài)投資）、固定價(jià)（靜態(tài)+價(jià)差）和建成價(jià)（動(dòng)態(tài)投資）。其中，閥門的投資額一般占NI、CI、BOP部分設(shè)備供應(yīng)費(fèi)用的3.8%，占基礎(chǔ)價(jià)的2%左右。一座有兩套百萬千瓦級(jí)機(jī)組規(guī)模的壓水堆核電站其總造價(jià)（基礎(chǔ)價(jià)）在42億美元左右，建成價(jià)在53億美元左右。其中，閥門的投資額一般占NI、CI、BOP部分設(shè)備供應(yīng)費(fèi)用的3.8%，在總造價(jià)（基礎(chǔ)價(jià)）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250萬千瓦核電機(jī)組開工，按21億美元/百萬千瓦的基礎(chǔ)價(jià)計(jì)算，即平均每年有52.5億美元的資金用于核電站建設(shè)。對(duì)于閥門行業(yè)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(dāng)然，如果在核電站建設(shè)連續(xù)、核電設(shè)備批量采購的情況下，核電站的造價(jià)（基礎(chǔ)價(jià)）會(huì)降至16億美元/百萬千瓦左右，閥門行業(yè)的份額會(huì)在每年0.8億美元（約合人民幣6.64億元）左右。11年合計(jì)8.8億美元（約合人民幣73.04億元）。

2.3 維修費(fèi)用

大概每年凈對(duì)閥門的維修支出就占了維修總支出的一半。核電站運(yùn)營工作中的費(fèi)用有建成價(jià)格、運(yùn)營修理費(fèi)用、燃料費(fèi)用這三個(gè)方面組成。這里建成價(jià)格大多都是核電能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需費(fèi)用的百分之五十七，運(yùn)轉(zhuǎn)中維修費(fèi)用占了百分之二十九，燃料費(fèi)用占了百分之十四。但是在運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)核電站設(shè)備維修總支出能占運(yùn)轉(zhuǎn)成本的十分之一，比如一座核電設(shè)備有兩臺(tái)能夠達(dá)到百萬千瓦的機(jī)組，其最根本的建造價(jià)格在四十二億美元，那么在能夠運(yùn)轉(zhuǎn)使用的年限中需要七點(diǎn)三四億美元，僅僅整修閥門就需要三點(diǎn)六七億美元，假如這兩臺(tái)機(jī)組壽命為二十年，每年需要整修閥門的成本就是一點(diǎn)五二億人民幣。

3 閥門行業(yè)存在的問題

3.1 重要的核電站閥門技術(shù)尚未突破。我國閥門行業(yè)已經(jīng)能夠生產(chǎn)核電站用核級(jí)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(shù)層次上處于下游水平，而在主蒸氣隔離閥、大口徑安全閥（DN200mm）等技術(shù)含量高的閥門研制和生產(chǎn)上尚未取得重大突破。

3.2 這種核電開關(guān)的整體水平相對(duì)與世界整體水平是有一定距離的，例如智能驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在在我國處于空白期，但在國外確實(shí)運(yùn)用廣泛。在對(duì)設(shè)備出現(xiàn)故障能夠在線檢查并且排除故障的核級(jí)閥門，因我國的生產(chǎn)技術(shù)低下，自動(dòng)化水平不好，并不能夠生產(chǎn)投入使用。

3.3 在機(jī)組中關(guān)鍵的設(shè)備一般自主性比較差，不穩(wěn)定。針對(duì)核電站所使用的閥門來講，在發(fā)生故障的時(shí)候，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的做出反應(yīng)真的很重要，就像主蒸汽隔離閥門按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范打開的時(shí)間只有幾秒，但是如果這中間出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)帶來很嚴(yán)峻的結(jié)果。所以，閥門中產(chǎn)生動(dòng)力的設(shè)備其品質(zhì)以及作用很關(guān)鍵。但是在我國閥門中電力產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)構(gòu)掌控水準(zhǔn)不高，仍舊處在上世紀(jì)八十年代發(fā)達(dá)國家的技術(shù)，和現(xiàn)代發(fā)達(dá)國家的差別很大。經(jīng)過執(zhí)行構(gòu)造的掌控準(zhǔn)確度還是比較低，運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活，和發(fā)達(dá)國家同樣功能的設(shè)備相比相差甚遠(yuǎn)。

3.4 生產(chǎn)閥門的技術(shù)水平低，管制意識(shí)不高。現(xiàn)在，即使有一些生產(chǎn)閥門的單位取得了國家投資進(jìn)行創(chuàng)新改革，生產(chǎn)水平在一定程度上有所提升，但是此行業(yè)整體的水平還是很低。就像加工使用的機(jī)床只有很小一部分的單位有數(shù)控機(jī)床，剩余的大多數(shù)單位主要還是使用萬能機(jī)床，生產(chǎn)效率不高、時(shí)間長。

3.5 我國生產(chǎn)核電機(jī)組使用的閥門產(chǎn)業(yè)會(huì)受到國際市場中著名單位的擠壓。國際市場中存在著研究開發(fā)核電閥門設(shè)備五十多年歷史的單位，生產(chǎn)出的產(chǎn)品技術(shù)成熟、品種眾多、功能穩(wěn)定，并且早已在國內(nèi)外眾多的壓力堆上有所運(yùn)用。尤其是主蒸汽隔離閥門，我國的生產(chǎn)技術(shù)還不能獨(dú)立自主的生產(chǎn)出來，這方面，國外市場就占據(jù)了很大的優(yōu)勢(shì)。

4 展望

4.1 部分閥門我國擁有專利。如我國自行設(shè)計(jì)制造的核島（NI）用全封閉電動(dòng)閘閥，該閥采用特制的電傳動(dòng)裝置和旋轉(zhuǎn)一直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)副，無填料，對(duì)于系統(tǒng)的安全運(yùn)行和簡化維護(hù)保養(yǎng)都有著積極的意義。

4.2 核電領(lǐng)域國產(chǎn)化程度不斷提高，對(duì)解決閥門配套能力有利。為降低核電造價(jià)，國家在核電產(chǎn)業(yè)政策上，積極推動(dòng)各項(xiàng)重要設(shè)備的國產(chǎn)化工作，對(duì)于生產(chǎn)核電閥門企業(yè)來講，在爭取國家產(chǎn)業(yè)政策支持的基礎(chǔ)上，加大自主研發(fā)的力度，聯(lián)合各外協(xié)作廠家，可以在閥門驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝置和傳動(dòng)裝置等方面取得突破，解決制約閥門整機(jī)性能提高的瓶頸問題。

4.3 閥門行業(yè)制造管理水平在逐年提高。現(xiàn)在，我國很多閥門企業(yè)已不滿足于生產(chǎn)中低壓、自動(dòng)化程度低的通用閥門，不滿足于粗放的生產(chǎn)管理方式。各企業(yè)都在通過不斷的進(jìn)行質(zhì)量體系認(rèn)證、國家核安全認(rèn)證等方式提高企業(yè)的質(zhì)量管理水平，通過不斷引進(jìn)新設(shè)備，如數(shù)控加工中心、自動(dòng)焊生產(chǎn)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(cè)試中心、專用試驗(yàn)回路，提高對(duì)安全閥、節(jié)流閥、疏水閥和減壓閥等特殊閥門的性能檢測(cè)水平。