核电设备专题系列报告（二）-数十年磨一剑-四代核电渐行渐近-财通证券

机械设备/行业专题报告/20230312
核电设备专题系列报告（二）
投资评级：看好（维持）

核心观点
四代核电技术致力于提升核电厂的经济性、安全性与可靠性，并增强防扩散能力。我国已布局高温气冷堆、钠冷快堆和钍基熔盐堆三种堆型，其中高温气冷堆为当前最成熟的四代堆型。通过技术突破及国产化推进，相关设备制造企业将受益，但需关注研发进度、成本控制及政策不确定性等风险。

四代核电技术
全球核电技术分四代：第一代为实验性原型堆，第二代实现商业化，第三代提升安全性，第四代则聚焦可持续性、经济性及安全性。第四代技术包括六种堆型，我国重点发展高温气冷堆（固有安全、模块化设计）、钠冷快堆（中子经济性好，福建霞浦项目计划2023年投产）和钍基熔盐堆（最安全技术之一，计划2030年后商业化）。

高温气冷堆
高温气冷堆采用模块式设计，燃料元件为全陶瓷包覆球形结构，在1620℃高温下仍可保持稳定，通过氦气冷却保障安全，且可提供高温工艺蒸汽（571℃、141MPa）。其国产化率达93.4%，核心设备如蒸汽发生器、主氦风机（哈电集团佳电股份总包）、堆内构件（上海电气、海陆重工、方大炭素等）及压力容器（上海电气）均实现自主制造。山东石岛湾示范工程于2021年首次并网，计划2022-2023年启动商业化进程，后续可灵活扩展至20万至100万千瓦机组。

钠冷快堆与钍基熔盐堆
钠冷快堆利用液态钠冷却，堆芯中子速度高于压水堆，中子经济性更优，适合偏远地区及多能互补场景。我国福清霞浦项目计划2023年投产。钍基熔盐堆为最安全技术之一，燃料储量丰富（钍是铀的5-8倍），且可实现无水冷却，适合干旱地区。计划于2030年后全球率先商用，当前已有2兆瓦实验堆运行。

经济性与技术应用
高温气冷堆发电成本约0.355元/kWh，供汽成本14.37元/吨，未来通过设计优化与规模化建设仍有降本空间。其技术可拓展至多个领域：

1. 工艺蒸汽：主蒸汽温度达571℃，可替代火电锅炉，满足石化行业热需求（如稠油热采）。
2. 核能制氢：与高温蒸汽电解（HTSE）、蒸汽甲烷重整（SMR）、硫碘（SI）循环等工艺结合，制氢效率近60%。SI循环为国际主流方案，国内已启动中试。
3. 火电原址复用：高温堆蒸汽参数与超高压火电机组匹配，可减少新建成本，替代燃煤机组后年减排煤炭280万吨、烟尘132吨等。

相关标的
推荐关注以下企业：

• 佳电股份：主氦风机总包商，驱动电机自主研制，覆盖10万千瓦机组需求。
• 上海电气：承制高温堆压力容器及金属堆内构件，技术处于国际领先。
• 海陆重工：参与堆内构件制造，具备“华龙一号”等核电项目经验。
• 方大炭素：炭堆内构件国产化供应商，解决大尺寸含硼炭材料技术难题。
• 科新机电：热气导管及主氦风机冷却器供应商，贡献关键设备。
• 中核科技：实现核级氦气隔离阀国产化，填补国内空白。
• 兰石重装：提供高温堆乏燃料贮存系统热屏设备，具备核电项目经验。
• 尚纬股份：供应高温堆壳内电缆，技术达国际先进水平。

风险提示

1. 技术研发风险：四代核电未大规模商用，技术突破可能延缓商业化进程。
2. 降本不及预期：示范工程成本较高，需依赖设计优化及批量化建设降低成本。
3. 政策不确定性：当前核电审批以第三代为主，四代技术推广依赖政策支持。
4. 安全风险：公众对核能安全存在顾虑，历史事故可能影响市场接受度。

总结
四代核电技术通过提升安全性与经济性，成为未来能源转型的重要方向。高温气冷堆作为我国主导技术，已实现关键技术国产化，示范工程初具成效，但大规模商用仍需技术迭代与成本优化。钠冷快堆与钍基熔盐堆亦具备发展潜力，需关注政策与工程进度。相关设备企业如佳电股份、上海电气等有望受益于产业链发展，但需应对技术研发、成本控制及政策风险。