1、 公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 华龙一号华龙一号开启批量化建设开启批量化建设， 未来国内未来国内能源投资能源投资增量增量的主力的主力 证券证券研究报告研究报告 所属所属部门部门 行业公司部 报告报告类别类别 行业深度 所属行业所属行业 机械设备/高端 制造/核能 行业评级行业评级 增持评级 报告时间报告时间 2020/5/31 分析师分析师 孙灿孙灿 证书编号：S01 川财研究所川财研究所 北京北京 西城区平安里西大街 28 号中 海国际中心 15 楼，100034 上海上海 陆家嘴环路 1000 号恒生大厦 11 楼，200120 深圳深圳

2、 福田区福华一路 6 号免税商 务大厦 32 层，518000 成都成都 中国 （四川） 自由贸易试验区 成都市高新区交子大道 177 号中海国际中心 B 座 17 楼， 610041 中国制造之中国制造之高端高端制造：制造：核能核能行业深度报告行业深度报告 核心观点核心观点 核电是电网承载基本电力负荷的三大基础核电是电网承载基本电力负荷的三大基础发电方式发电方式之一，之一， 是未来国内是未来国内能源能源 投资投资增量增量的最重要来源的最重要来源 稳定和安全是智能电网的基本要求， 在电网体系中， 水电、 核电和大型火电站 是电网承担基本负荷的电源单元，在受端系统增加大型稳定的电源点会不同 程度

3、地提高电网的运行性能，有助于提高电网运行的稳定性。核电是政策支 持的清洁能源模式，是未来受端（近电力消费端）电源增量最主要的来源。 中国核电中国核电产业链产业链将是将是代表代表中国未来高端制造的新名片之一中国未来高端制造的新名片之一 华龙一号首台机组 2020 年年底投运， 国产化路线确定和技术不确定问题的解 决，为后续我国自主三代核电批量化建设清理了障碍，华龙一号三代核电也 将成为最能代表中国高端制造业走向世界的新国家名片之一。华龙一号首台 机组年底的投产是我国核电创新发展的重大标志性成果，对于我国实现由核 电大国向核电强国的历史性跨越具有重要意义。 核能应用方式扩大，有助于满足多样性能源需

4、求核能应用方式扩大，有助于满足多样性能源需求 在诸多清洁能源中，核能不仅能够稳定供电，而且其稳定的供能能力和多样 化的功能以及适用性是风能和太阳能所无法比拟的。随着小型堆和第四代核 能技术的推进以及核电机组整体安全性的提升，核能的应用将进一步扩展。 浮动式核电站，其将小型核反应堆和船舶结合，突破空间限制，使核电移动 化。核能的非电应用，如核能制氢、高温工艺热、核能供暖、海水淡化等，未 来将在确保全球能源和水安全的可持续性发展方面发挥巨大作用。 给予给予核能核能行业“行业“增持增持”评级”评级 随着 2019 年以来我国对于新建核电站的审批逐步放开，以及美国的 AP1000 和法国的 EPR 堆

5、型实际建造进展不及预期，华龙一号在两核整合路线同意后 有望成为中国能源领域增量投资的主力，并将在立足国内布局的情况下，打 开海外市场，成为中国高端制造出口的新名片之一。 国内核电 2019 年以来开工重启及 2020 年底华龙一号首台机组投运，利好华 龙一号装备产业和整个核能产业链，我们建议关注如下标的：核电设备制造 领域，重点关注东方电气（核岛主设备） 、东方电气（核岛主设备） 、浙富股份 （控制棒驱动） 、江苏神通（核级管路和）和中密控股（核级泵机械密封） ；核 电运营以及核技术应用领域，重点关注中国核电（核电站运营）和中广核技 （核技术应用） ； 核燃料循环领域， 重点关注通裕重工(乏燃

6、料处理移动设备)、 应流股份（中子吸收材料）和海默科技(乏燃料处理)。 风险提示风险提示：事故风险、技术风险、政策风险、业绩风险 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 2/31 正文正文目录目录 一、核电行业现状与展望 . 5 1.1.全球在运行、在建以及计划建设反应堆数量概况 . 5 1.2.压水堆仍是目前主流机型 . 5 1.3.二代反应堆迎来更新换代，三代机型将成为主力 . 6 1.4.一次能源结构中，火电占比收缩明显，核电空间大成长可期 . 7 二、各国对于发展核电的态度 . 8 2.1.主要核电技术出口国 . 8 2.2.其他国家

7、 . 9 2.2.1.计划继续发展核电的国家 . 9 2.2.2.准备启动核电的国家.10 2.2.3.逐步减少核电的国家.10 三、中国自主的三代核电品牌华龙一号 . 11 3.1.华龙一号的发展历程 . 11 3.2.反应堆设计 .12 3.2.1.堆芯设计核心参数 .12 3.2.2.华龙一号的设计特点.13 3.2.3.安全性设计 .13 3.3.各项参数对标 AP-1000，性价比更优 .15 3.3.1.安全性难分伯仲 .15 3.3.2.华龙一号经济性领先.15 3.3.3. AP1000 推进持续低于预期，华龙一号潜力巨大 .16 四、应用广泛，需求带动小堆、第四代核电技术研发

8、 .17 4.1.核技术在各领域均有广泛应用 .17 4.1.1 核能的新型应用扩展反应堆功能 .17 4.1.2 核技术应用龙头.19 4.2.核能应用需求扩大，堆型小型化趋势明显 .20 4.2.1 核电小型堆简介.20 4.2.2 各国小型堆发展.20 4.2.3 浮动核电站解决海上供能 .21 4.3.经济性和安全性需求推动第四代核电加速发展 .22 mNpQpOsRqNrQxOmOyQmQvN9P8Q6MtRpPnPnNlOoOtNfQnNnM7NoOuNMYtQrOuOsRzR 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 3/31 五

9、、核电行业投资逻辑和建议 .25 5.1.投资逻辑 .25 5.1.1 核电是电网承载基本电力负荷的三大基础能源之一，未来的受端电源增量主要靠 核电，是未来十年国内电源投资的最重要来源 .25 5.1.2 核能应用方式扩大，有助于满足多样性能源需求 .26 5.1.3 中国核电将是中国未来高端制造代表的新名片之一 .27 5.2.投资建议与投资标的 .28 5.2.1 核能产业链概况.28 5.2.2 行业投资建议和标的 .28 风险提示 .30 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 4/31 图表目录图表目录 图 1： 截止 2018 年

10、底各国在运、在建、计划建造核反应堆数量 . 5 图 2： 2018 年底全球在运行反应堆类型 . 6 图 3： 2018 年底全球在建反应堆类型 . 6 图 4： 在运营反应堆在役时长统计 . 6 图 5： 2010-2018 中国电力发电量来源占比变化 . 7 图 6： 2010-2018 美国电力发电量来源占比变化 . 7 图 7： 德国 1995-2015 年核电占比变化 .10 图 8： 比利时 1995-2015 核电占比变化 .10 图 9： 在运营反应堆在役时长统计 .14 图 10： 2019 年电源投资完成额结构 .26 图 11： 历年电源投资完成额同比增速变化 .26 表

11、格 1. 第三代主流机型成本对比 . 7 表格 2. 各种电力来源优劣对比 . 8 表格 3. 各国对核电的态度 . 8 表格 4. 计划继续发展核电国家进展 . 9 表格 5. 华龙一号发展历程 .11 表格 6. 华龙一号参数 .13 表格 7. 华龙一号经济性策略.13 表格 8. 华龙一号灵活性设计.13 表格 9. 华龙一号安全性设计.14 表格 10. 核技术的广泛应用 .17 表格 11. 我国四家核技术应用企业概况 .19 表格 12. 小堆技术发展 .20 表格 13. 第四代核能指标 .22 表格 14. 第四代堆型特点及研发进展 .23 表格 15. 核能产业链一览 .2

12、8 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 5/31 一、一、核电行业现状与展望核电行业现状与展望 1.1.1.1.全球在运行、在建以及计划建设反应堆数量概况全球在运行、在建以及计划建设反应堆数量概况 根据 IAEA 公布的数据，截止 2018 年底，在全球仍有 450 座核反应堆在正常工 作，55 座新反应堆在建设中。而纵观整个 2019 年，有 6 座反应堆开始运行， 新增核电机组的国家有俄罗斯（三座） 、中国（两座）以及韩国（一座） 。2010- 2019 年，总共有 63 座反应堆投入运行，其中中国占 59%（37 座） ；同时期关停

13、 的 55 座反应堆则无一来自于中国。 在中国以外， 全球的反应堆总量持续减少， 十年间共有 26 座反应堆并网，比同时期关停的数量（55）少了 29 座。目前在 建反应堆的数量为 49 座，继 2013 年的 68 座以来，这个数字已经连续六年下 降或者较前一年不变。 中国的核反应堆建设审批在 2016 年至 2019 年三年间曾暂停， 导致目前的进度 远远没有达到 2016-2020 五年规划的水平。目前全国装机总容量为 45.5GW， 在建的总量为 12.5GW 左右；而当初制定的目标位 2020 年达到 58GW 并且有 30GW 在建。但自 2019 年国务院重新批准核电站建设以后，

14、中国核电站审批有 望加速。 图图 1： 截止截止 2 2018018 年底年底各国在运、在建、计划建造核反应堆数量各国在运、在建、计划建造核反应堆数量 资料来源：IAEA，川财证券研究所 1.2.1.2.压水堆仍是目前主流机型压水堆仍是目前主流机型 自从核电站问世以来，在实际应用上成熟的发电堆主要有以下三种：轻水堆、 重水堆和石墨气冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中，形成了现代核 发电的主体。 热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。 轻水堆又分为压水堆 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 6/31 和沸水堆。压水堆核电站

15、使用轻水作为冷却剂和慢化剂。主要由核蒸汽供应系 统 （即一回路系统） 、 汽轮发电机系统 （即二回路系统） 及其他辅助系统组成。 冷却剂在堆芯吸收核燃料裂变释放的热能后， 通过蒸汽发生器再把热量传递给 二回路产生蒸汽，然后进入汽轮机做功，带动发电机发电。 图图 2： 20182018 年底全球在运行反应堆类型年底全球在运行反应堆类型 图图 3： 20182018 年底全球在建反应堆类型年底全球在建反应堆类型 资料来源：IAEA，川财证券研究所 资料来源：IAEA，川财证券研究所 截止 2018 年底，全球共有 451 座核反应堆在运营，其中压水堆（PWR）占到了 66%，轻水石墨堆（LWGR）

16、则是俄罗斯独有的老旧机型（切尔诺贝利正是该堆 型） 。而目前在建的 55 座反应堆中 PWR 更是占到了 82%，其中值得注意的是唯 一一座在建的高温气冷堆（HTGR）将是中国研发第四代核反应堆的试验机型。 1.3.1.3.二代反应堆迎来更新换代，三代机型将成为主力二代反应堆迎来更新换代，三代机型将成为主力 通过对 171 座永久关停反应堆的寿命进行统计， 目前在运行的以第二代为主的 核反应堆的平均寿命在 24 年左右（建造时预计使用时间为 30 年） 。剔除掉因 为政策或意外事故等原因退役的核电站，大多数反应堆的商业运行时间在 20- 40 年之间， 最长的为美国的 US-219， 自 19

17、69 年投入商业运行至 2018 年退役， 总共运行了 49 年。而通过对目前在运行的反应堆的在役时长进行统计，可以 看到高达 202 座反应堆的运行时间在 30-39 年之间，超过 40 年的更是达到了 93 座，这些反应堆的更新换代势在必行。 图图 4： 在运营反应堆在役时长统计在运营反应堆在役时长统计 资料来源：IAEA，川财证券研究所 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 7/31 虽然第二代核电反应堆证明了核电在经济性上可以和其他能源相竞争， 但是在 经历了前苏联切尔诺贝利核电事故和美国三哩岛事故以后， 各国对于核电的应 用显得更

18、加保守，而具有更高安全性的第三代反应堆则是提供了解决方案。三 代堆面临的问题主要来源于成本方面， 无论是在芬兰建设的 EPR 还是在美国本 土建设的 AP1000， 都先后由于超支等问题被延期或者叫停。 目前国际上最主流 的机型为俄罗斯的第三代 VVER， 其占据了大部分国际市场。 而我国的中核与中 广核联合推出的华龙一号，拥有着更低的成本，可以保持在 2500 美元/kw 以 内，远低于 AP1000 的 6200 美元/kw、EPR 和 VVER 的 4000 美元/kw。 表格表格 1.第三代主流机型成本对比第三代主流机型成本对比 第三代机型型号第三代机型型号 成本（美元成本（美元/kw

19、/kw） 华龙一号 =15 电厂运行方式 负荷追踪模式（Mode G） 极限地震 SL-2/g 0.3 堆芯损坏概率（CDF）/(堆年) -7 1*10 -6 大量放射性释放频率（LFR）/（堆年） -1 1*1 0-7 资料来源：中国核电信息网，川财证券研究所 3.2.2.3.2.2.华龙一号的设计特点华龙一号的设计特点 1.1. 经济性经济性 表格表格 7.华龙一号经济性策略华龙一号经济性策略 设计策略设计策略 优点优点 低泄漏装载 减少反应堆本体系统和一回路系统的成本，较高的反应堆冷却 剂平均温故可以提高汽轮机的效率。 高燃耗 每千克铀的发电量从二代+核电站的约 27 万千瓦时显著提高到

20、 了 42 万千瓦时。 18 个月换料 电厂可利用率从二代+的 75%提高到了 90%。 反应堆压力容器（RPV）设计寿命 60 年 提高了 RPV 寿命进而可提高整个核电厂设计寿命。 资料来源： 华龙一号反应堆堆芯与安全设计研究 ，川财证券研究所 2.2. 灵活性灵活性 表格表格 8.华龙一号灵活性设计华龙一号灵活性设计 设计策略设计策略 优点优点 Mode-G 运行模式 具有较强的负荷跟踪能力，允许根据电网负荷变 化，快速降低和提高反应堆功率水平。 运行带变宽 提高了安全裕量 资料来源： 华龙一号反应堆堆芯与安全设计研究 ，川财证券研究所 3.2.3.3.2.3.安全安全性性设计设计 中核

21、集团的华龙一号安全系统设计创新性地采用了能动加非能动的设计理念 （中广核则采用三套非能动装置） 。能动安全系统是高效、成熟、可靠的，且 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 14/31 已经过充分工程验证的，而非能动安全系统可有效应对动力源丧失，以非能动 安全系统作为能动安全系统的补充，可在保证技术成熟性的同时，通过多样化 的手段大幅提高安全性。以能动和非能动的方式实现应急堆芯冷却、堆芯余热 导出、安全壳热量排出和熔融物压力容器内滞留等功能，非能动系统作为能动 系统的备用措施以多样化的形式确保电厂安全。 表格表格 9.华龙一号安全性设计华龙

22、一号安全性设计 设计策略设计策略 优点优点 二次侧非能动余热排出系统 应对主给水全部丧失且辅给水不可用，可安全带出事故后 72 小时堆芯热 量。 非能动安全壳热量导出系统 用于在包括严重事故的超设计基准事故工况下的安全壳长期排热。 堆腔注水冷却系统 防止压力容器熔穿，实现严重事故工况下的压力容器内堆芯熔融物滞留。 资料来源： 华龙一号能动与非能动相结合的安全系统设计 ，川财证券研究所 华龙一号主要安全系统的原理见下图。 其中能动安全系统均为在成熟技术基础 上继承发展，进行了充分的系统设计优化。“华龙一号 ”典型的非能动系统 主要包括二次侧非能动余热排出系统、 非能动安全壳热量导出系统和能动与非

23、 能动相结合的堆腔注水冷却系统。作为新设计的系统，验证其有效性是必不可 少的，针对上述三个系统，均开展了实验研究，以证明其在特定的事故工况下 能够发挥其既定功能。 图图 9： 在运营反应堆在役时长统计在运营反应堆在役时长统计 资料来源：IAEA，川财证券研究所 川财证券川财证券研究报告研究报告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 15/31 3.3.3.3.各项参数对标各项参数对标 A AP P- -10001000，性价比更优，性价比更优 3.3.1.3.3.1.安全性难分伯仲安全性难分伯仲 从安全性角度衡量，两种机型难分优劣。美国原子能研究委员会（NRC）对反 应堆堆

24、芯损伤频率 （CDF） 的要求是 110 -4堆年， 美国核电用户要求文件 （URD） 为 110 -5 堆年，目前的在役核电厂大约为 510-5 堆年，AP1000 的 CDF 为 5.0810 -7 堆年， 华龙一号的 CDF 值低于 110-6 堆年， 均远远上述可参考值； NRC 对大量放射性释放频率（LRF）要求的目标值为 110 -6 堆年（运行电厂 允许 110 -5 堆年） ，URD 为 110-6 堆年，在役核电厂为 110-6 堆年9 10 -6 堆年，AP1000 的 LRF 为 5.9410-8堆年，华龙一号的 LRF 低于 110-7 堆年，同样大幅低于可参考值。 此

25、外，两种机型设计基准地震地面水平加速度均达到 0.3g。AP1000 采用非能 动安全系统后，事故工况下 72 小时内操纵员可不采取任何手动动作，72 小时 后也仅需少量的厂外援助。这大大减少了人因错误，而这种错误是造成核电厂 事故的重要原因。华龙一号采用 177 组 12 英尺燃料组件，配备实体隔离的三 个安全系列，采用了能动与非能动结合的安全措施，大幅度提高了应对内外部 灾害的能力，事故工况下 30 分钟内操纵员可不采取任何手动动作，经优化后 不干预时间也可延长至 72 小时。 3.3.2.3.3.2.华龙一号华龙一号经济性领先经济性领先 经济性是国际市场竞争的决定性因素之一。从以往经验看

26、，俄罗斯的 VVER、 韩 国的 APR1400 在国际竞争中胜出的一个主要原因是造价相对较低。 韩国的阿联 酋核电项目 （APR1400） 价格 200 亿美元， 固定价比投资约为 3500 美元/千瓦。 而法国 AREVA、美国 GE、西屋等一些老牌 NSSS 供应商在竞争中失利，也往往 是因为造价过高。美国本土建设的 AP1000 成本高昂，例如，佐治亚州 Vogtle 核电项目比投资为 6360 美元/kW； 法国弗拉芒维尔 3 号机组总投资 60 亿欧元， 固定价比投资为 5200 美元/kW； 英国计划 2025 年建成 2500 万千瓦新的核电机 组，估计新建核电总投资 1100

27、 亿英镑（1700 亿美元） ，估算综合比投资 6800 美元/kW。 而把目光投向国内建设的项目，由于在安全性方面增加了大量额外成本， AP1000 和华龙一号的比投资均要高于二代及二代加的核技术，但未来有较大 的下降空间。 根据中国核电在建项目的信息比较， AP1000 的首堆项目三门 1 期 总投资 408 亿元，由于进度一再拖延目前总投资已达 440 亿元以上，比投资 17600 元/kW， 华龙一号的首堆项目福清 3 期总投资 377 亿元， 比投资 16400 元 /kW，成本依然低于 AP1000，其他在建的二代项目比投资约 13000 元/kW。 川财证券川财证券研究报告研究报

28、告 本报告由川财证券有限责任公司编制 谨请参阅尾页的重要声明 16/31 华龙一号的设计立足于我国已有核电工业基础，设备制造、工程建设、生产运 营都具有成熟的经验可以借鉴。特别是设备制造方面，国内完全具备相应的供 货能力和设备产能。据测算，华龙一号首两台机组国产化率将超过 85%，基础 造价比投资每千瓦低于 2500 美元， 与国际上在建的包括美国 AP1000 在内的其 他三代核电机组相比有相当的竞争力，实现系列化以后设备国产化率可高于 95%，成本进一步下降空间巨大。 3.3.3.3.3.3.AP1000AP1000 推进推进持续持续低于预期低于预期，华龙，华龙一号潜力巨大一号潜力巨大 2

29、007 年 10 月，国务院正式批准了国家发改委上报的核电中长期发展规划 (2005-2020 年) ，这标志着我国核电发展进入了新的阶段。 规划提出： “我 国的核电发展指导思想和方针是：统一技术路线，注重安全性和经济性，坚持 以我为主，中外合作，通过引进国外先进技术，进行消化、吸收和再创新，实 现核电站工程设计、设备制造和工程建设与运营管理的自主化，形成批量建设 中国自主品牌大型先进压水堆核电站的综合能力。 ”从而确立了以后国内核电 技术路线统一到 AP1000 及其国产化型号，进而发展自主品牌的基本方针。不 过，引进 AP1000 后，不仅没有对中核和广核的自主研发之路造成太大冲击， 反

30、而加速了华龙一号的成熟。 这其中的重要原因在于中核与广核作为国核技股 东的地位，使他们完全拿到了 AP1000 的技转资料，并用于发展自己的堆型， 以及 AP1000 过于革命和超前的理念技术导致首堆建设比较曲折，给华龙一号 发展成熟留下了充足的时间。 因为三里岛事故后的近三十多年，美国没有进行新的核电站建设，作为世界压 水堆鼻祖的西屋公司因拿不到新订单导致经费投入不足，设计能力严重下滑， 对新理念和新技术应用中所出现问题的解决能力也不足。 AP1000 最重要的革命性创新主泵采用屏蔽泵就是新技术导致新问题的典 型。屏蔽泵已大量应用于核航母和核潜艇等军工设施，不但适用极其严格的核 技术出口管制，还涉及军控，原来用于制造军用屏蔽电机泵的成熟的材料和工 艺当然不能采用。美国的屏蔽泵制造商 EMD 公司为向中国出口用于 AP1000 的 屏蔽泵，必须绕过美国政府的核技术出口管制清单，开发管制清单上没有的新 材料、新工艺等，为此需要进行大量的试验和攻关，自然耗费相当的时间和经 费，迄今屏蔽泵的研发过程说明了技术攻关的难度：如屏蔽泵的飞轮原来考虑 用贫化铀，由于涉及敏感的核材料，后改用钨合金。 2007 年至 2015 年， 经历首台主泵制造、 首次工程和耐久试验、 产品批量制造、 设计修改、第二次工程耐久试