核電閥門行業(yè)深度解析

核電閥門-行業(yè)深度解析

核電閥門是指在核電站中核島（NI）、常規(guī)島（CI）和電站輔助設(shè)施（BOP）系統(tǒng)中使用的閥門。從安全級別上分為核安全I(xiàn)級、Ⅱ級、Ⅲ級和非核級。其中核安全I(xiàn)級要求最高。核電閥門控制著核電站內(nèi)的介質(zhì)輸送，是核電站安全運行的重要保障。目錄1核電閥門行業(yè)定義及分類1.1核電閥門行業(yè)定義1.2核電閥門產(chǎn)品分類2核電閥門行業(yè)政策環(huán)境分析2.1核電閥門行業(yè)準(zhǔn)入政策2.2核電閥門行業(yè)發(fā)展政策2.3核電閥門行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)3核電閥門行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析4核電閥門行業(yè)國際知名企業(yè)5核電閥門行業(yè)國內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)核電閥門行業(yè)定義及分類核電閥門行業(yè)定義核電閥門是指在核電站中核島（NI）、常規(guī)島（CI）和電站輔助設(shè)施（BOP）系統(tǒng)中使用的閥門。從安全級別上分為核安全I(xiàn)級、Ⅱ級、Ⅲ級和非核級。其中核安全I(xiàn)級要求最高。核電閥門控制著核電站內(nèi)的介質(zhì)輸送，是核電站安全運行的重要保障。由于核電閥門主要通過介質(zhì)包括放射性水蒸汽重水、輻照腐蝕物等腐蝕放射性物質(zhì)，其技術(shù)特點和要求比一般電站閥門更高，除了常規(guī)技術(shù)要求，還需要著重考慮介質(zhì)中雜質(zhì)的污染、放射性、有關(guān)地震和振動條件下的穩(wěn)定性等。因此，核級設(shè)備企業(yè)除了要達(dá)到ASME、RCC等國際標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品參數(shù)滿足技術(shù)指標(biāo)外，重要的核級設(shè)備還需要經(jīng)過試驗鑒定，例如LOCA鑒定（LOCA事故是壓水堆核電站一回路承壓邊界破壞所引起的冷卻劑喪失事故）。核電閥門技術(shù)難度大，進(jìn)入壁壘高。核電閥門產(chǎn)品分類核電閥門分為核島閥門、常規(guī)島閥門和BOP閥門。其中核島閥門包括截止閥、隔膜閥、球閥、止回閥、蝶閥、閘閥等。圖表1：核電閥門分類

資料來源：核電閥門行業(yè)研究小組整理閘閥--作為截止介質(zhì)使用，不適用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。根據(jù)密封元件的形式，常常分成：楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘閥等。核電站最常用的類型是楔式閘閥和平行式閘閥。截止閥--閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短，并具有非?？煽康那袛鄤幼?，非常適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。止回閥--是指依靠介質(zhì)本身流動而自動開、閉閥瓣，用來防止介質(zhì)倒流的閥門，其主要作用是防止介質(zhì)倒流、防止泵及驅(qū)動電動機反轉(zhuǎn)，主要有旋啟式止回閥和升降式止回閥二種形式。隔膜閥--是一種特殊形式的截斷閥，其特點是隔膜把下部閥體內(nèi)腔與上部閥蓋內(nèi)腔隔開，使位于隔膜上方的閥桿、閥瓣等零件不受介質(zhì)腐蝕。蝶閥--在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0-90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時，閥門實現(xiàn)全開狀態(tài)。蝶閥結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，且只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉，同時具有良好的流體控制特性。球閥--與蝶閥一樣，球閥也屬于90°回轉(zhuǎn)閥門，只需要旋轉(zhuǎn)90度開啟和關(guān)閉閥門。核電站一般采用上裝式結(jié)構(gòu)，檢修時不需將閥體從管道上拆下，只需將閥蓋拆下即可方便地更換易損件，維護(hù)方便快捷，閥體與管道采用焊接連接，減少了泄漏點。調(diào)節(jié)閥--是一種流量控制閥，其主要工作原理是靠改變閥門閥瓣與閥座間的流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)系統(tǒng)介質(zhì)流量、壓力溫度等參數(shù)的目的。安全閥--是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過規(guī)定值時自動開啟，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值。核電閥門行業(yè)政策環(huán)境分析核電閥門行業(yè)準(zhǔn)入政策我國民用核承壓設(shè)備設(shè)計、制造和安裝的許可證均須向國家核安全局進(jìn)行審批。相關(guān)審批依據(jù)有《中華人民共和國放射性污染防治法》、《國務(wù)院對確需保留的行政審批項目設(shè)定行政許可的決定》（國務(wù)院令第412號）、《民用核承壓設(shè)備安全監(jiān)督管理規(guī)定》、《民用核承壓設(shè)備安全監(jiān)督管理規(guī)定實施細(xì)則》、《核電廠設(shè)計安全規(guī)定》（HAF102）及其有關(guān)導(dǎo)則、《核電廠質(zhì)量保證安全規(guī)定》（HAF003）及其有關(guān)導(dǎo)則（HAD003/01-08）等。核電閥門行業(yè)發(fā)展政策1、《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005-2020年）》2006年3月22日，國務(wù)院常務(wù)會議審議并原則通過《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005-2020年）》，確定我國核電的發(fā)展方向?qū)⒂?適度發(fā)展"轉(zhuǎn)向"積極推進(jìn)"，計劃在2020年完成核電裝機運行規(guī)模4000萬千瓦、在建1800萬千瓦的目標(biāo)，并將通過國際招標(biāo)引進(jìn)第三代壓水堆核電技術(shù)。另外，國家能源局對核電中長期發(fā)展規(guī)劃的修改意見是到2020年我國核電運行裝機容量應(yīng)調(diào)整為7000萬千瓦，在建3000萬千瓦。2、《國家"十二五"科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》為貫徹《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》，深入實施中長期科技、教育、人才規(guī)劃綱要，充分發(fā)揮科技進(jìn)步和創(chuàng)新對加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要支撐作用，按照國務(wù)院的部署要求，科學(xué)技術(shù)部會同國家發(fā)展和改革委員會、財政部、教育部、中國科學(xué)院、中國工程院、國家自然科學(xué)基金委員會、中國科協(xié)、國家國防科技工業(yè)局等有關(guān)單位，研究制定了《國家"十二五"科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）。《規(guī)劃》于2011年7月4日發(fā)布?！兑?guī)劃》突出以科學(xué)發(fā)展為主題，以支撐加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹骶€，以提高自主創(chuàng)新能力為核心的戰(zhàn)略部署；強調(diào)堅持把實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展作為根本任務(wù)，把促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力作為主攻方向，把科技惠及民生作為本質(zhì)要求，把增強科技長遠(yuǎn)發(fā)展能力作為戰(zhàn)略重點，把深化改革和擴大開放作為強大動力?！兑?guī)劃》提出，"十二五"科技發(fā)展總體目標(biāo)是：自主創(chuàng)新能力大幅提升，科技競爭力和國際影響力顯著增強，重點領(lǐng)域核心關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，為加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變提供有力支撐，基本建成功能明確、結(jié)構(gòu)合理、良性互動、運行高效的國家創(chuàng)新體系，國家綜合創(chuàng)新能力世界排名由目前第21位上升至前18位，科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率力爭達(dá)到55%，創(chuàng)新型國家建設(shè)取得實質(zhì)性進(jìn)展。同時，研發(fā)投入強度、原始創(chuàng)新能力、科技與經(jīng)濟結(jié)合、科技惠及民生、創(chuàng)新基地建設(shè)布局、科技人才隊伍建設(shè)、體制機制創(chuàng)新等方面提出了具體目標(biāo)和指標(biāo)。具體在核電建設(shè)方面，《規(guī)劃》提到要突破先進(jìn)壓水堆和高溫氣冷堆技術(shù)，完善標(biāo)準(zhǔn)體系，搭建技術(shù)平臺，提升核電產(chǎn)業(yè)國際競爭力依托裝機容量為1000兆瓦的先進(jìn)非能動核電技術(shù)（AP1000）核電站建設(shè)項目，全面掌握AP1000核電關(guān)鍵設(shè)計技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備材料制造技術(shù)，自主完成內(nèi)陸廠址標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。完成中國的裝機容量為1400兆瓦的先進(jìn)非能動核電技術(shù)（CAP1400）標(biāo)準(zhǔn)體系設(shè)計并建設(shè)示范電站，2015年底具備倒送電和主控室部分投運條件。完成高溫氣冷堆關(guān)鍵技術(shù)研究，2013年前后示范電站建成并試運行。加強壓水堆及高溫氣冷堆安全技術(shù)支撐和核電站乏燃料后處理科研攻關(guān)，保障核電安全。核電閥門行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1）國際核電規(guī)范體系簡介國際主要核電標(biāo)準(zhǔn)體系：ASME（美國）、RCC-M（法國）、CSA（加拿大）JIS（日本）、DIN（德國）。《ASME規(guī)范》是最為廣泛，內(nèi)容最為詳盡的一部關(guān)于鍋爐及壓力容器規(guī)范。其制訂的目的在于提供控制設(shè)計、制造和檢驗等質(zhì)量的有關(guān)規(guī)則。該規(guī)范從1914正式頒發(fā)以來，60年代開始，每三年修訂一次，中文版最新為95版。法國《"RCC-M"規(guī)則》概述于1980年首次發(fā)布，目前最新版本為2000年版。"RCC－M"規(guī)則是借鑒ASME"鍋爐壓力容器規(guī)范"第三卷"核動力裝置設(shè)備"的NB、NC、ND、NG和NF分卷的有關(guān)內(nèi)容，同時吸收法國在核電工業(yè)發(fā)展實踐中的積累的經(jīng)驗和成果而制訂出來的。加拿大對核級設(shè)備制定有CAN/CSAN285.0-95，1995"CANDU核電廠承壓系統(tǒng)和部件的通用要求"的標(biāo)準(zhǔn)。日本制定有JISB8250-1983壓力容器規(guī)范，德國制定有DIN-2505AD壓力容器規(guī)范。2）國際針對核級閥門的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)ASME規(guī)范：1、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（1）ASMEBPV-Ⅲ-ⅠNB一級設(shè)備；（2）ASMEBPV-Ⅲ-ⅠNC二級設(shè)備；（3）ASMEBPV-Ⅲ-ⅠND三級設(shè)備；（4）ASMEBPV-Ⅱ材料技術(shù)條件；（5）ANSIB16.34法蘭連接和對焊接閥門；（6）ANSIB16.41核電廠動力操作能動閥門功能建鑒定要求；（7）ANSIB16.10法蘭連接和對焊連接閥門的結(jié)構(gòu)長度。2、材料標(biāo)準(zhǔn)（1）ASMEBPV-ⅢNB-2000、NC-2000、ND-2000；（2）ASMEBPV-ⅡSA-182鍛造或軋制合金鋼管路法蘭管件，高溫閥門和部件；（3）ASMEBPV-ⅡSA-351高溫用奧氏體鋼鍛件；（4）ASMEBPV-ⅡSA-105碳素鋼鍛件；（5）ASMEBPV-ⅡSA-216適用于高溫可熔焊的碳鋼鑄件。3、制造標(biāo)準(zhǔn)（1）ASMEBPV-Ⅲ-Ⅰ；（2）NB一級設(shè)備NB-4000；（3）NC二級設(shè)備NC-4000；（4）ND三級設(shè)備ND-4000；（5）ASMEBPV-Ⅸ焊接及釬焊評定。4、檢驗標(biāo)準(zhǔn)（1）1ASMEBPV-Ⅲ-Ⅰ；（2）NB一級設(shè)備NB-5000，NB-2500；（3）NC二級設(shè)備NC-5000，NC-2500；（4）ND三級設(shè)備ND-5000，NC-2500；（5）2ASMEBPV-V無損檢驗；（6）3ASMEBPV-Ⅸ焊接及釬焊評定。5、試驗標(biāo)準(zhǔn)（1）ASMEBPV-Ⅲ-ⅠNB一級設(shè)備NB-6000，NB-3530；（2）NC二級設(shè)備NC-6000，NC-3530；（3）ND三級設(shè)備ND-6000，ND-3530；（4）ANSIB16.34法蘭連接和對焊接閥門；（5）ANSIB16.41核電廠動力操作能動閥門功能建鑒定要求；（6）IEEE323核電廠IE級電氣設(shè)備的考驗；（7）IEEE344核電廠IE級設(shè)備抗震鑒定的推薦實施方法；（8）IEEE382核電廠中具有安全相關(guān)功能的動力操作閥組件執(zhí)行機構(gòu)的鑒定。3）國內(nèi)針對核級閥門的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)的有關(guān)閥門的設(shè)計、制造標(biāo)準(zhǔn)有：（1）EJ/T1022.1壓水堆核電廠閥門設(shè)計制造通則；（2）EJ/T1022.2壓水堆核電廠閥門碳素鋼鑄件技術(shù)條件；（3）EJ/T1022.3壓水堆核電廠閥門不銹鋼酸鋼鑄件技術(shù)條件；（4）EJ/T1022.4壓水堆核電廠閥門碳素鋼和低合金鋼鍛件技術(shù)條件；（5）EJ/T1022.5壓水堆核電廠閥門奧氏體不銹鋼鍛件技術(shù)條件；（6）EJ/T1022.6壓水堆核電廠閥門焊接與焊縫驗收；（7）EJ/T1022.7壓水堆核電廠閥門包裝、運輸和貯存；（8）EJ/T1022.9壓水堆核電廠閥門產(chǎn)品出廠檢查與試驗；（9）EJ/T1022.11壓水堆核電廠閥門電動裝置；（10）EJ/T1022.12壓水堆核電廠閥門氣動裝置；（11）EJ/T1022.14壓水堆核電廠閥門應(yīng)力分析與抗震分析；（12）EJ/T1022.15壓水堆核電廠閥門抗震鑒定試驗；（13）EJ/T1022.17壓水堆核電廠閥門表面處理通用技術(shù)條件；（14）EJ/T1022.18壓水堆核電廠閥門產(chǎn)品清洗規(guī)則。核電閥門行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r分析經(jīng)過測算，核電閥門占核電設(shè)備總投資的5.2%左右，按國家核電發(fā)展規(guī)劃，到2020年新建核電站中閥門總投資累計將達(dá)到219億元。閥門作為一種耗材，其市場容量將隨著核電裝機容量的增加而增加。因此，其未來市場容量主要來自新增容量和產(chǎn)品更換兩個方面。基于前瞻調(diào)研目前新建和擬建核電機組裝機容量大部分為百萬千瓦級，本報告對于核電投資總規(guī)模和核電設(shè)備投資規(guī)模的預(yù)測基于以下假設(shè)：1）核電站建設(shè)期為5年，每年平均分配投資；2）核電設(shè)備投資占總投資的比例為60%，核電設(shè)備單位投資額7200元/千瓦；3）核電閥門占核電設(shè)備總投資5.2%；4）各種核電閥門測算均居于典型兩套百萬kW級機組規(guī)模壓水堆核電站數(shù)據(jù)。2010年我國核電新增市場容量約2GW，核電站總投資約806億元，核電設(shè)備投資共481億元，核電閥門新增容量約為25億元，而核電閥門維修、更換費用約為3.35億元。前瞻根據(jù)對核電裝機容量的預(yù)測，測算出"十二五"期間核電閥門的市場總?cè)萘繛?35.83億元，其中新增市場容量183.35億元和