核电阀门：中国核电“走出去”的新动力

核电阀门作为控制核电站介质的关键设备，承担着防止放射性物质泄漏、保障反应堆安全运行的重任。全球清洁能源需求增长和国家政策支持推动了核电阀门市场的扩大，三代核电技术及乏燃料后处理市场的发展为行业带来新的增长点。全球核电阀门市场规模在2022年约为15亿美元，预计到2029年将增长至23亿美元，年复合增长率为5.6%。中国市场规模2022年为3亿美元，占全球21%，预计到2029年将增至6亿美元，全球占比提升至26%。

一

性能与效率双提升的防护新技术

核电阀门是用于控制核电站中介质的压力、温度、流向和流量的关键设备，具备防止放射性物质泄漏、确保反应堆安全运行的功能。核电阀门按其在安全系统中的重要性分为核安全Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和非核级，其中核安全Ⅰ级阀门要求最为严格。

1.核电阀门的定义。核电阀门是核电站关键设备，广泛用于核岛(NI)、常规岛(CI)和电站辅助设施(BOP)系统，主要负责调节介质的压力、温度、流向和流量，防止放射性物质泄漏，确保电站安全运行。常用阀门包括截止阀、隔膜阀和球阀，使用比例分别为35%、27%和13%，此外还有蝶阀、止回阀、闸阀、安全阀等，每种阀门均针对特定应用设计。

2.核电阀门的严格技术要求。核电阀门的设计和制造遵循严格的法规和标准，如核安全法规HAF、核安全导则HAD，以及国际标准ASME和RCC-M，以确保其强度、刚度、密封性、寿命和安全性。设计过程中需要进行有限元应力分析和抗震计算，确保阀门能承受各种载荷而不变形。密封性要求极高，防止放射性泄漏，通常采用焊接连接。阀门的使用寿命通常为30至40年，以减少维修频率。所有接触介质的部件表面需光滑，金属表面粗糙度Ra小于6.3微米。为了保证安全，阀门必须在极端工况下保持可靠性，材料需具备良好的耐腐蚀性和抗辐射性能。

3.核电阀门的安全分级。核电阀门的安全分级是根据阀门在核电站安全系统中的重要性来划分的，主要分为核安全Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级和非核级四个等级。核安全Ⅰ级阀门的要求最为严格，它们通常涉及到核电站安全运行的关键功能，如在事故情况下防止放射性物质泄漏，保证反应堆冷却等。核安全Ⅱ级和Ⅲ级阀门的重要性相对较低，但仍对核电站的安全运行起到辅助作用。非核级阀门则是指那些不直接参与核电站安全系统的阀门，它们通常用于核电站的辅助系统，如冷却水系统、通风系统等。

截止阀、隔膜阀与球阀是核电站中关键的阀门类型。截止阀以其精确的流量控制和良好的密封性在辅助管线上广泛应用;隔膜阀以其结构简单、维护方便和优异的密封性能在核岛系统中控制放射性水蒸气和重水;球阀通过球体绕阀体中心线旋转实现启闭。

1.截止阀。截止阀是核电站常见的阀门，因其精确的流量控制和优良的密封性而广泛应用。其结构类型包括填料式、波纹管式和金属膜片式，通常用于中小口径管道。工作原理通过阀瓣上下移动控制流体流动，密封面采用带斜度的直孔设计以减少流体阻力。在核电站中，截止阀主要用于辅助管线，介质为中等参数的水和蒸汽，公称通径为DN10~350mm，公称压力为PN17.2MPa，工作温度为371℃。

2.隔膜阀。隔膜阀在核电站中具有重要地位，因其独特结构和优异的密封性能。其工作原理通过隔膜的弹性变形来控制流体流动，结构简单、维护方便，并能有效防止介质泄漏。隔膜材料通常选用耐腐蚀、耐高温的橡胶，如天然橡胶或氯丁橡胶。在核电站中，隔膜阀主要用于核岛系统，控制放射性水蒸气和重水，公称通径范围为DN8~500mm。

3.球阀。球阀是一种通过球体绕阀体中心旋转来实现开关的阀门，优点包括流体阻力小、结构简单、体积小、重量轻，操作方便且开闭迅速。球阀的密封面在全开或全闭时与介质隔离，避免了介质对密封面的侵蚀，且易于维护。球阀主要用于低压、小口径管道中，适合截断、调节水流或需要快速启闭的场所。球阀的公称通径为DN6350mm，公称压力为PN1.014.5MPa，工作温度范围为-196℃至500℃。

二

“十四五”规划助力市场扩展

随着工业物联网和大数据技术的发展，核电阀门集成了更多传感器和智能控制系统。同时，新一代核电站对阀门的耐高温高压性能要求更为严格。此外，核电阀门在抗辐射性能方面也实现了关键突破。

1.智能化与数字化。随着工业物联网(IIoT)和大数据技术的普及，核电阀门逐步集成了更多的传感器和智能控制系统，实现了实时监测和远程控制。这种技术革新提高了阀门的操作精度和可靠性，减少了人工干预和维护成本。例如，纽威股份重点研发的17个项目中，有7个为核电阀门，包括用于CAP1000的核一级止回阀、核二级密封球阀等，体现了智能化与数字化的趋势。

2.高温高压耐受技术。新一代核电站对阀门在极端条件下(如更高温度和更高压力)的性能要求更加严格，耐高温高压的材料和密封技术成为研发的重点。现代核电阀门采用高性能耐高温、耐高压的材料，如合金钢和特殊陶瓷材料，并通过精确的结构设计和优化制造工艺，确保阀门在极端工况下仍能保持良好的密封性、强度和可靠性。例如，大功率石墨慢化反应堆核电厂使用的电动楔式双闸板闸阀，公称压力PN10.0MPa，工作温度290℃，展示了高温高压技术的应用。

3.抗辐射性能。随着核电站运行环境的逐步严苛，核电阀门的抗辐射性能要求日益提高。未来几年，针对辐射屏蔽和抗辐射老化的新材料和新工艺将得到更多的关注。例如，中核科技成功研制出了DN1050主蒸汽隔离阀气液联动驱动装置，攻克了主蒸汽隔离阀最为复杂的核心技术难关，为中国核电事业的自主发展奠定了坚实的基础。

随着全球对清洁能源需求的增加，核电作为稳定低碳能源的重要性日益凸显。国家政策的积极推动，预计2025年核电装机容量将达到70GW，推动了阀门需求的增长。三代核电技术的发展带来了新的市场空间，单台机组核岛阀门价值量巨大。乏燃料后处理市场的需求扩大，预计将为核电阀门行业带来新的增长机遇。

1.能源需求增长。全球对清洁能源的需求不断增加，核电作为清洁能源的重要组成部分，其阀门市场也将持续增长。按照我国国家能源局的要求，为达成2060年电力系统碳中和的目标，非化石能源在电力生产中的占比将超过90%，其中核电作为非化石能源的重要组成部分，预计将接近总发电量的20%。据IAEA数据显示， 2024年我国在运和在建的核电机组总数达到102台，总装机容量为11,313万千瓦。其中，已核准并在建的核电机组数量达到46台，装机容量为5,505万千瓦;在运核电机组56台，总装机容量为5,808万千瓦，与法国并列世界第二。

2.政策支持装机量增长。国家政策的积极推动和对清洁能源的重视为核电阀门行业创造了良好的发展机遇。“十四五”现代能源体系规划明确提出，到2025年，中国核电装机容量将达到70GW，且核准机组数量连续三年超过10台，核电项目加速推进。这一发展趋势促进了核电站建设和维护需求的增长，从而推动了核电阀门需求的提升。中国核能行业协会预计，2025年核电产业的新开工项目投资规模将达到2,310亿元，为核电阀门行业带来广阔的市场前景。

3.核电技术的发展。三代核电技术的发展为核电阀门行业开辟了新的市场空间。根据国元证券的分析，中国华龙一号、美国AP1000和俄罗斯VVER1200等先进核电机组的核岛阀门单台价值约为2~3亿元。这些技术进步不仅提升了核电阀门的性能，还为企业带来了新的市场机遇与挑战，推动了核电阀门市场的快速增长。

4.乏燃料后处理市场潜力。中国目前面临乏燃料管理压力，亟需发展乏燃料循环后段技术。全球商用乏燃料后处理能力有限，而中国已制定三步走计划以提高后处理产能。根据国元证券的预测，根据在运核电机组产生乏燃料情况以及在建机组数量，预计乏燃料后处理阀门的市场空间可达 84 亿元，对应每年 8.4 亿元的市场规模。随着在运核电机组数量的增加，乏燃料水池和贮存格架等核心设备的需求将进一步扩大，为核电阀门行业带来新的增长机会。

三

增长与挑战并存

全球核电阀门市场规模在2022年约为15亿美元，预计到2029年将增长至23亿美元，年复合增长率为5.6%。中国市场规模2022年为3亿美元，占全球21%，预计到2029年将增至6亿美元，全球占比提升至26%。

1.全球核电阀门市场。据QYR的统计及预测，2022年全球核电阀门市场规模约为15亿美元，预计到2029年将增长至23亿美元，年复合增长率(CAGR)为5.6%。全球核电阀门的主要产地分布在北美、欧洲、中国和日本，其中北美是最大的生产地区，占有约30%的市场份额。产品类型方面，球阀占有重要地位，预计2029年份额将达到18%。同时就应用来看，常规岛在2022年份额大约是50%，未来几年CAGR大约为6%。

2.中国核电阀门市场。据QYR数据显示，2022年中国市场规模为3亿美元，约占全球的21%，预计2029年将达到6亿美元，届时全球占比将达到26%。

3.核电阀门国产化进程。核电阀门的国产化进程逐步推进。根据中国核工业集团公司数据，岭澳二期两台机组国产化率已达到64%，红沿河3号机组为80%，而三门和海阳核电站计划分别实现70%和80%的国产化。技术方面，国内已成功研发核I级电动闸阀等高等级核电阀门。尽管如此，国内与国际先进水平仍存在差距，尤其是在智能核电阀门的应用上，国内仍处于起步阶段。主要技术挑战包括精准控制压力定值、快速响应和高精度动作，这些技术问题涉及多个领域的交叉融合，同时还面临制造管理和国际竞争的压力。

四

国内外领军企业

Emerson拥有世界最大的流量测试实验室，模拟核电站管路系统，测试新一代控制阀性能。IMI CCI以其DRAG®流速控制技术解决了高压降等挑战，提升了核电阀门的耐用性和稳定性，其产品在全球第三代动力反应堆建设中发挥重要作用。KSB集团提供全面的核电泵阀解决方案，已在多个国内外核电项目中成功应用。

1.Emerson。Emerson是全球核电阀门市场的重要参与者，尤其在核电截止阀领域具有专业优势。其子公司Emerson-Fisher专注于为核能行业提供高质量的控制阀解决方案，凭借高可靠性和先进设计，Emerson的核电截止阀产品在市场中广受认可。其位于美国爱荷华州马歇尔敦的创新中心拥有世界上最大的流量测试实验室，能够精确模拟大型核反应堆设计管路系统，并在测试管路系统中测量新一代核电控制阀的性能。

2.IMI CCI。IMI CCI是全球领先的核能产品及服务供应商，以其创新的流程控制技术在高能严苛工况中的应用享有盛誉。公司独特的DRAG®流速控制技术，通过迷宫式叠片设计有效解决了控制阀中的高压降问题，克服了气蚀、冲刷、噪音和振动等挑战，显著提升了阀门的耐用性和系统稳定性，特别适合核电等高要求工况。IMI CCI在核能领域的持续发展体现在其高性能的隔离阀、安全释放阀、回流保护阀、流程控制阀及阀体驱动系统上，这些产品不仅提高了在役核电厂的运行效率，还在全球第三代动力反应堆建设中发挥了重要作用。

3.KSB。KSB集团是全球知名的泵和阀门制造商，在核电阀门领域具有显著的技术优势和市场影响力。公司提供包括核岛和常规岛用泵和阀门在内的多种核电产品，如核级I级泵和核级II、III级泵及阀门， ZTN 系列核应用排出闸阀，采用全焊接结构设计，具备高强度、耐腐蚀、高密封性、耐高温及抗震等特性，配套的橡胶避震喉能有效减少震动危害，延长系统使用寿命，该组合产品已在多个国内外核电项目中成功应用，为核电站的水处理系统提供了稳定与安全的性能支持。KSB在中国的合资企业SEC-KSB专注于核电站泵和阀门的设计、制造及售后服务，已成功交付200多套核级和非核级泵阀产品。

中核科技、江苏神通和纽威股份是中国核电阀门行业的领先企业。中核科技攻克多项技术难题，填补国际空白;江苏神通实现核级球阀和蝶阀进口替代，占据核电阀门市场主导地位;纽威股份开发高端核级阀门产品并成功出口国际市场。

1.中核科技。中核科技是中国核级阀门领域的领先企业，拥有强大的技术实力和完善的研发体系。作为国内首批获得核级阀门设计生产资质的公司之一，中核科技的产品广泛应用于核电站建设，涵盖核I级阀门及二代、三代(华龙一号、AP1000)核电机组的阀门成套供货，并能满足四代核电机组关键阀门的需求。公司成功攻克多项技术难题，成为全球唯一能够同时制造主蒸汽隔离阀、爆破阀和稳压器先导式安全阀的企业，打破了国际市场的技术垄断。2023年第三季度，公司营收同比增长23%，达到3亿元，毛利润5,449万元，毛利率16%。

2.江苏神通。江苏神通是冶金特种阀门和核电阀门领域的领先企业，成功打破了国外企业在国内核电关键设备的垄断，实现了核级球阀和蝶阀的进口替代。自2008年以来，公司已获得国内核级蝶阀和球阀招标订单的90%以上，展现了强大的市场竞争力。随着核电行业的快速发展，江苏神通预计将持续受益，年产能可供应6至8个新建核电机组所需的阀门，并满足更多核电项目需求。2023年和2024年第一季度，公司营业收入分别为21亿元和6亿元，同比增长9%和14%。

3.纽威股份。纽威股份是中国工业阀门领域的领先企业，产品涵盖闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀等多种核电阀门，广泛应用于国内外三代、四代核电站及试验堆项目。024年，纽威股份成功研制出具有自主知识产权的“核一级电动截止止回阀”和“核级无阀盖截止阀”，填补了国内空白，主要性能指标达国际先进水平，可应用于华龙一号、国和一号等先进堆型核电站，展示了其高端核级阀门的生产和检测能力。公司产品不仅在国内广泛应用，还成功出口至国际市场，包括英国HPC项目和法国ITER核聚变项目。2023年第三季度，公司营收同比增长67%至18亿元，毛利润6亿元，毛利率32%，扣非净利润同比增长84%至2.8亿元。