先进核电技术经济性分析

内容概要

黄光晓

单位：厦门大学能源学院

职称：副教授

TEL：0592-2180059

E-mail：gxhuang@xmu.edu.cn

研究方向：能源政策理论与实践、能源经济、能源金融、技术经济与管理

郭奇勋

单位：厦门大学能源学院

职称：副教授

职务：副院长

TEL：0592-5952737

E-mail：qxguo@xmu.edu.cn

研究方向：核燃料与材料，化学储能材料

书籍目录

第1章核电技术的经济性分析1

1.1核电技术的发展演化1

1.1.1技术类型1

1.1.2技术路径2

1.1.3技术特性4

1.2核电技术经济性分析的基本框架5

1.2.1基本概念5

1.2.2基本框架6

1.3核电技术经济性分析的影响因素11

1.3.1基本特点11

1.3.2影响因素11

1.3.3基本流程13

参考文献14

第2章第三代核电技术的经济性分析15

2.1AP1000技术经济性分析15

2.1.1AP1000技术发展路径16

2.1.2AP1000的技术特点16

2.1.3平准发电成本与首次建造成本18

2.1.4规模效应与学习效应19

2.1.5AP1000依托三门核电项目造价分析22

2.2EPR技术经济性分析26

2.2.1EPR核电技术的概况26

2.2.2EPR的工程特性27

2.2.3EPR常规岛建造技术经济性特点29

2.2.4EPR的技术经济性特点32

2.2.5台山EPR核电站34

2.2.6奥尔基洛托3号核电站35

2.2.7弗拉芒维勒核电站36

2.3ABWR技术经济性分析36

2.3.1ABWR的技术性概况36

2.3.2TVA贝尔丰特ABWR基本情况、工程计划和成本分析43

2.4国内外第三代核电的经济性分析62

2.4.1国外在役核电的经济性62

2.4.2中国在役核电的经济性65

2.4.3世界近期核电站的造价69

参考文献72

第3章第四代核电技术的经济性分析74

3.1第四代核电技术的经济性分析框架74

3.1.1成本估算的目标75

3.1.2成本估算方法改进76

3.1.3EMWG模型78

3.1.4GIF会计代码（COA）78

3.2EMWG模型结构84

3.2.1完整核能经济模型的流程图84

3.2.2自上而下成本估算法与自下而上成本估算法85

3.2.3将成本估算整合在设计过程中86

3.2.4成本估算指南中一些需要关注的品质因数86

3.3研究、开发和验证成本的估算科目87

3.3.1选择估算科目的理由87

3.3.2RD&D活动的综合会计代码88

3.4通用框架和假设91

3.4.1项目执行91

3.4.2商业化电厂92

3.4.3估算92

3.4.4项目会计代码92

3.4.5项目范围定义93

3.4.6包含/不包含/限定条件94

3.4.7项目估算94

3.4.8项目计划95

3.4.9区域和场址定义97

3.4.10FOAK电厂97

3.4.11NOAK电厂98

3.4.12估算报告格式98

3.5自上而下成本估算99

3.5.1创新系统设计者们的成本模型需求100

3.5.2自上而下建模原理100

3.5.3第四代核能系统的自上而下法建模103

3.5.4自上而下法估算间接资本和非资本寿期成本104

3.5.5其他寿期成本元素105

3.6自下而上成本估算105

3.6.1成本分类106

3.6.2具体的成本估算指南107

3.6.3建造成本108

3.6.4其他项目成本109

3.6.5电厂成本的自下而上详细估算109

3.6.6范围/数量开发的约束注意事项109

3.6.7其他工厂112

3.7风险总资本113

3.7.1现金流113

3.7.2建造利息113

3.7.3应急113

3.7.4总资本投资成本114

3.7.5LUEC的资本成本部分115

3.8燃料循环成本116

3.8.1平准化成本的标准计算方法116

3.8.2G4ECONS采用的“单位成本x年现金流”法116

3.8.3商用材料和燃料循环服务的成本估算117

3.8.4非商用燃料循环服务的成本估算119

3.8.5G4ECONS建立的燃料循环模型120

3.9平准化发电成本的计算120

3.9.1运行和维护成本121

3.9.2退役和拆除成本124

参考文献125

第4章钠冷快堆的技术经济性分析128

4.1钠冷快堆概况128

4.1.1钠冷快堆定义及特点128

4.1.2钠冷快堆运行现状130

4.1.3钠冷快堆的安全性134

4.2钠冷快堆经济性分析方法140

4.3钠冷快堆的实际算例144

4.3.1框架开发以及方法论145

4.3.2概率风险分析模型146

4.3.3在TNF内使用重要措施分析安全性147

4.3.4确定潜在的替代设计148

4.3.5经济模型的发展150

4.3.6方法示例150

4.3.7经济模型的开发150

4.3.8收集的数据151

4.3.9参考模型的开发173

4.3.10ALMR的说明175

4.3.11参考模型的缺陷181

4.3.12通过使用参考模型使成本更经济182

参考文献192

第5章第四代核电技术的其他五种堆型技术经济性分析198

5.1第四代核电技术其他五种堆型技术概况198

5.1.1气冷快堆（GFR）198

5.1.2铅冷快堆（LFR）202

5.1.3熔盐堆（MSR）207

5.1.4超临界水冷堆（SCWR）212

5.1.5超高温气冷堆（VHTR）215

5.2LFR与ETDR的成本估算217

5.2.1Topdown方法218

5.2.2Bottomup成本估算225

5.3高温气冷堆资本成本与运营成本估算230

5.3.1资本成本建模概述232

5.3.2运营成本估算253

5.3.3退役成本263

5.4第四代核电技术的成本估算比较264

5.4.1所选的第四代核反应堆设计与燃料循环264

5.4.2成本估算结果265

5.4.3结论269

参考文献269目录

第6章小型堆的技术经济性分析272

6.1小型堆的优缺点272

6.1.1小型堆的优点272

6.1.2不利因素275

6.2各国小型堆概览275

6.2.1轻水堆275

6.2.2高温气冷堆（HTGR）278

6.2.3液态金属冷却快中子堆（FNR）279

6.2.4熔盐反应堆（MSR）280

6.2.5小型堆能源产品和特性281

6.3无现场换料的小型堆282

6.3.1非现场换料小型堆的特点283

6.3.2非现场换料小型堆的附属功能283

6.3.3近期研发设计的堆型概述283

6.4小型模块堆284

6.4.1小型模块堆模块化的定义284

6.4.2小型模块堆的特性284

6.5小型堆经济性分析286

6.5.1小型堆LUEC估算方法286

6.5.2影响因素288

6.5.3小型堆LUEC估算289

6.5.4小型堆LUEC估算结果299

6.5.5SMR和LR成本比较307

6.5.6SMR与非核发电技术成本比较313

6.5.7各国小型堆竞争力315

6.6小型堆实例分析322

6.6.1韩国SMART322

6.6.2俄罗斯SVBR100323

6.6.3BILIBINO市的SMR应用324

6.6.4中国的ACP100324

6.7小型堆潜在市场325

6.7.1小型堆应用和应用方向325

6.7.2小型堆应用地区326

6.7.3小型堆潜在市场328

6.8我国小型堆可行性分析330

6.8.1小型堆发展背景330

6.8.2小型堆区域供热的市场潜力分析331

6.8.3技术可行性分析332

6.8.4经济可行性分析333

6.8.5面临的挑战333

6.8.6应对的路径335

6.9总结336

参考文献336

第7章行波堆的技术经济性分析338

7.1行波堆的技术特点339

7.1.1反应堆物理339

7.1.2参数的研究和冷却剂的选择343

7.1.3行波堆的安全性分析346

7.2行波堆的工程实践353

7.2.1泰拉一号（TP1）354

7.2.2泰拉能源核电站（TPRP）361

7.2.3面临的挑战363

7.3行波堆的经济性分析364

7.3.1资本成本365

7.3.2燃料成本365

7.3.3中子的经济性——利用额外的中子366

7.3.4资源利用的经济性367

7.3.5废物处理的经济性——深埋储存370

7.3.6铀浓缩产能减少和无需后处理372

参考文献374

作者简介

核电作为一种绿色清洁能源，在许多发达国家的发展已近成熟，而在国内的仍有很大发展空间。要推动新一代的核电技术大规模商业化运营，就必须在保障更高的安全性的前提下进一步提高其经济性，使之能够与传统化石能源和新兴的可再生能源竞争。

本书对国外先进核电技术资料进行了梳理，通过对具有代表性的第三代核电技术（如AP1000）和第四代核电技术（如钠冷快堆SFR），以及小型堆、行波堆等创新概念技术的技术经济特性进行归纳和总结，提出了不同代际和不同路线的先进核电技术的技术经济性分析基本框架，并对各种技术特点对核电发电成本的影响进行了敏感性分析，提出一些具有较高实际应用价值的观点。

本书适合核电及能源经济相关专业学生作为教材与参考书，也适合相关研究人员、企业技术人员、管理人员阅读，并对相关政策制定有很大参考价值。

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