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

核心观点
四代核电旨在提升核电厂经济性、安全性、可靠性：全球核电技术的发展历史大致可以划分为四代：第一代核电基于军用核反应堆技术，开发建造的首批原型堆及示范电站验证了核能发电的技术可行性；第二代核电，对经验证的机型实施了标准和批量化建设，全球绝大部分商运的机组都属于二代或二代改进型。第三代核电与二代原理相同，但进一步提升了安全性，主要机型有AP1000、EPR、CAP1400、华龙一号等。第四代核电的提出始于20世纪90年代末，旨在提升核电厂的经济性、安全性和可靠性以及防扩散和外部侵犯能力，主要包括超高温气冷堆、超临界水堆、气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆和熔盐堆六种堆型，目前我国布局了高温气冷堆、钠冷快堆、钍基熔盐堆三种堆型。
高温气冷堆是我国当前发展最成熟的堆型，国产化率达93.4%：高温气冷堆被称为“不会熔毁的反应堆”。1）燃料元件是耐高温全陶瓷包覆颗粒球形核燃料元件，在高温下也能保持良好温度负反馈；2）氦气作为冷却剂，安全性好，环境污染小；3）采用模块式设计，功率密度低，安全性更高、更灵活。2021年，我国山东石岛湾高温气冷堆示范工程1号反应堆完成发电机初始负荷运行试验评价，首次并网成功。示范工程上下游共500余家单位参与研发建设，仅首次使用的设备就有2200多台（套），创新型设备600余台，设备国产化率达到93.4%。高温气冷堆核岛主要设备包括蒸汽发生器、主氦风机、堆内构件、一回路压力容器、燃料装卸系统等，仍然以国企生产为主，部分民企参与其中。布局的企业主要有哈电集团佳电股份、科新机电、海陆重工、方大炭素、上海电气、宝鸡泰华磁机电技术研究所等。
技术应用方面，四代核电大有可为：1）工艺蒸汽：除常规发电外，相较于压水堆主蒸汽温度284℃、压力6.8MPa，高温气冷堆主蒸汽品质更高，主蒸汽温度为571℃，压力为14.1MPa，经过蒸汽转换设备可以提供该温度压力以下各种参数的工艺蒸汽。2）核能制氢：采用热化学制氢的新模式，在为制氢工艺提供电能和热能而不释放温室气体，目前主要有高温蒸汽电解（HTSE）、蒸汽甲烷重整（SMR）、硫碘（SI）循环可与高温气冷堆耦合制氢。3）火电原址复用：高温堆与常规火电超高压机组蒸汽参数基本相当，其汽轮发电机组的规格和系列也与火电厂非常接近，可以很好地利用现有火电厂汽轮机组。
相关标的：建议关注主氦风机总包商佳电股份，布局金属堆内构件的上海电气、海陆重工，以及炭堆内构件的方大炭素，热气导管及主氦风机冷却器供应商科新机电，以及兰石重装、中核科技、尚纬股份等。
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