核废料干式贮存容器“十三五”期间可达百亿级市场空间

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-08-19 09:57:49】【打印】【关闭】

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干式贮存具有很大的灵活性、扩展性和多样性。贮存地点既可以在厂区内也可以在厂区外，既可以是室外或室内、也可以是地上或地下贮存，既可以是集中放也可以分散存放，既可以是单一贮存功能也可以是贮存/运输两用的形式，因此，贮存容器是乏燃料干法贮存项目中最为重要的设备，它将提供对乏燃料组件的结构保护、辐射屏蔽、放射性隔离，并通过冷却手段实现对乏燃料组件的温度控制。根据所用贮存容器的不同，乏燃料干法贮存一般可分为金属容器式、混凝土筒仓式、干井式和金属套管式。其中，金属容器式和混凝土筒仓式广泛应用于美国、欧洲和日本的核电厂；干井式干法贮存直接使用大地土层作为辐射屏蔽容器，国际上应用极少；金属套管式主要应用于重水堆核电厂乏燃料的离堆临时贮存。

干式贮存容器类型及其使用占比

压水堆乏燃料干式贮存主要有两种类型：金属容器系统和混凝土筒仓系统。除了秦山第三期1、2号机组是重水堆之外，我国其他的都是压水堆核电站，因此，基于干式贮存已经发展为乏燃料离堆贮存的技术主导，是国际乏燃料贮存的大趋势，并考虑到目前我国对干式贮存经验不足和设备国有化程度低等原因，未来我国将会大量进口订购金属容器和混凝土筒仓。

德国的干式贮存型金融容器

阿根廷的混凝土筒仓

金属容器除了提供足够的辐射屏蔽外，能将内部热量直接通过热传导导出，在早期的乏燃料干式贮存设备上常被采用。另外由于金属比混凝土有较大的密度，在相同的屏蔽效果上，容器的截面积与重量比混凝土结构低。因此金属容器除作为贮存功能外，也常搭配燃料运输需求，设计成贮存／运输双功能的容器。金属容器的制造厂家主要有GNS、HOLTEC、NAC、Transnuclear等。

混凝土是良好的辐射屏蔽材料，因此常被应用为核废料贮存结构的主要材料。相比金属容器，其成本低、原料易取得，制造技术及需求设备较简单等，普遍受到各厂家的青睐。以混凝土材质作为干式贮存容器的材料，需要较大的厚度才能满足辐射屏蔽的需求。然而混凝土并不是良好的导热材料，为了达到热量排出的要求，设计上大多采用通气式混凝土筒仓。混凝土容器的制造厂家主要有AREVATNI、HOLTEC与NAC等。

尽管上述各种乏燃料干式贮存容器的形式各有特点，但最终都是实现乏燃料从核电站内贮存水池转移到后处理厂中。本着更加节能、环保、经济、高效科学等方面，其发展趋势可归纳成如下几方面：向着更经济、易制造的方向发展，由金属容器演变为混凝土容器;由单一用途（仅具有贮存或运输用途）容器，演变为双重用途容器（贮存及运输），甚至发展为多种用途（贮存、运输及处置）的容器；向着更大容量，可存放更多乏燃料的方向发展；向着贮存更高燃耗的乏燃料，以及铀钚混合燃料（MOX）的方向发展。目前，CASTOR容器、TN24容器、HI-STAR100容器以及NAC-SAC容器都是双功能干式贮存容器。如今，干式贮存设备厂商大多向乏燃料干式贮存设施集成化发展，开发出完整的乏燃料贮存运输整套解决方案，如HOLTEC公司的HI-STORMFamily贮存系统、BNG公司的FuelsolutionsTM和NAC公司的MAGNASTOR系统。

目前，市场上美国制作的金属贮存容器单台造价约为2500万，能处理19组乏燃料组件。根据行业数据统计，每组乏燃料组件重量约为0.4-0.6吨，按照“十三五”计划中核电项目的投产，期间会产生乏燃料约为5000吨，若这些乏燃料都采取干式贮存，到2020年，就堆内贮存容器市场空间可高达115-165亿元。国际上，贮存容器趋向于多功能化，现今一台贮存、运输双功能干式贮存容器造价可高达1亿元。我们认为，虽然目前国内还是以湿式贮存为主，但是干式贮存带来的灵活性、稳定性、经济性都被圈内专家认可，尤其是日本福岛核电站事故的发生，使得很多人对湿式贮存的安全性提出了质疑，因此，我国已确定未来使用干式贮存技术。而目前，我国还没有生产干式贮存容器的经验，在短期内，主要还是进口为主。国内上海电气、应流股份、台海核电等公司致力于研发乏燃料干式贮存容器的国产化。

乏燃料贮存格架作为湿法贮存乏燃料组件的最主要设备，在核电厂、后处理厂中应用广泛。通常在每个核电机组中需要十几台乏燃料贮存格架以贮存核反应堆运行十年以上期间所产生的乏燃料组件，按照目前核电站建造速度，每年有6-8座核电站机组得到国务院核准，假设核准的核电站均采用湿式贮存方法，那么到2020年，有多达30多台机组将要招标乏燃料贮存格架，按照每个乏燃料贮存格架2000万计算，其市场空间可达70亿。受制于中子吸收材料，我国高密集乏燃料贮存格架至今都是依赖国外进口，市场发展空间巨大。目前，国内已具备自主研发新型乏燃料贮存格架的能力，离达到自主制造高密集乏燃料贮存格架更进一步。

2015年11月10号，中广核联合江苏核工业格林水处理有限责任公司成功研制出新型“整体骨架+模块化贮存套筒”式乏燃料贮存格架，在有效降低成本的同时，还有效避免了目前我国核电项目普遍采用高密集乏燃料贮存格架所出现的格架变形等问题。2016年2月24日，由辽机集团大连宝原核设备有限公司研制的龙腾“2020”“华龙一号”关键设备乏燃料贮存格架样机顺利通过了由中国核电工程有限公司组织的专家组的成果验收。

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