核电行业深度报告：核电行业下半年风再来，共振可期.pdf

1 重要提示： 请务必阅读尾页分析师承诺 、公司业务资格说明和免责条款 。 投资摘要 核电行业 再次明确 维持高景气 。 随着 2016 年 5 月三门核电 1 号机组主泵点动成功，其有望在 2016 年底并网发电，三代核电 AP1000 的 技术问题已基本解决。而按照核电十三五规划，到 2030 年前 核电装机容量相比于现在翻了 5 倍达 1.2-1.5 亿千瓦， 每年核电机组的建设规模为 5-6台，整个行业维持高景气。而核电出口 2030 年前总 目标 30 台，每年 2台，以及海上移动浮动核电站 20 台的建设规模，将助推行业的市场空间再上一层楼。 按照每年 6 台的核电 机组规划，到 2020 年前核电行业整体的市场规模 3630 亿元，其中设备的市场规模为 1815 亿元，基建为1452 亿元，是两个最大的投资环节。 叠加出口和海上移动浮动核电站实际市场规模 更大 。 鞭辟入里 ，再寻最受益产业 环节 。 纵览产业链，核电站土建是中国核建一家 独大，核电运营三分天下，但是其受制于核电设备利用小时数不足，需求短时难以改善。目前受益环节聚焦于核电设备、核燃料、核废料处理环节。核电设备是最受益环节， 四 大国企上海电气、东方电气、哈电集团 、 中国一重 占据了主设备的主要供应地位， 其他 企业的机会主要在管道、阀门、泵、暖通系统等细分设备行业。核燃料需要重点关注元件棒上公司的机会。核废料市场空间巨大，到 2020 年中低放废物为3.9 万立方、乏燃料 7331 吨， 核废物处理 市场空间达 500 亿元左右 ， 后处理迫切 ， 但是中国的循环处理厂最快到 2020 年才能建成，目前整个核废料 处理的现状还是 贮存 ，最受益的为 贮存 设备及转运设备。 下半年行业将迎来估值和业绩的共振期 。 2016 年下半年核电设备企业迎来长短期设备的交付高峰期，将步入业绩表现期。而为了达成十三五的核电建设计划，下半年也将迎来核电机组按节奏核准期，预期荣成石岛湾 1、 2 号机组、徐大堡 1、 2 号机组、陆丰 1、 2 号机组获 批的可能性大。而核电出口再出佳绩。 将大大提升核电行业的估值水平。 下半年行业将迎来 业绩和估值的共振 。 投资建议 。 聚焦于核电设备、核燃料、核电后处理环节 ，并且结合公司在供应地位的独占性 。 核电设备 我们重点看好核电业务占比高，充分受益于核电建设的相关公司 ，核燃料、后处理看好国产化替代，积极布局行业短板的公司 。重点推荐：台海核电（主管道 50%市场份额，最纯正的核电股）、江苏神通（蝶阀球阀垄断 90%市场份额，掘金服务后市场），关注：南风股份（ HVAC 业务优势明显，布局 3D 打印业务）、通裕重工（收购常州东方机电进入核废料处理领域）、 东方锆业（核级海绵锆重要供应商） 、中飞股份（核燃料加工设备用铝合金零部件供应） 。 风险提示。 核电机组审批开工不及预期 /核电事故造成建设中断 /核电设备利用率持续走低 /核电出口受 挫 增持 新增 日期： 2016 年 8 月 1 日 行业： 机械设备 -核电 分析师： 邵锐 Tel ： 021-53686151 021-53686137 E-mail： tengwenfeishzq shaoruishzq SAC 证书 编号： S0870513050001 研究助 理 ： 倪瑞超 Tel ： 021-53686151 021-53686179 E-mail： tengwenfeishzq niruichaoshzq SAC 证书 编号： S0870116070010 行业经济数据跟踪 （ 2016Q1） 销售收入（亿元） 474.73 11.85 通行 累计增长 -1.17% 利润（亿元） 16.49 累计增长 -19.40% 最近 6 个月 行业指数 与 沪深 300 比较 数据来源： WIND 报告编号： NRC-IR01 首次报告日期： 2016 年 8 月 1 日 相关报告 ：无 -5%0%5%10%15%20%25%16-02 16-03 16-04 16-05 16-06 16-07核能核电指数 沪深 300 核电行业下半年风再来，共振可期 证券研究报告 /行业研究 /深度报告 行业深度 2 2016 年 8 月 1 日 日 目录 一、绿色之盾核电：国之重器、行业高景气 . 5 1、揭开核电神秘的面纱 . 5 2、三代技术逐渐成熟 . 7 1.2.1 核电技术：国内 AP1000 为主，出口华龙一号 . 7 1.2.2 AP1000 机组即将运营，华龙一号稳步推进 . 8 3、十三五规划定调核电高景气 . 10 4、核电出口将助推市场规模 . 12 5、海上移动浮动核电站提供更多想象 . 14 6、行业最大的挑战：下游需求不足 . 15 二、鞭辟入里、灼见真知：独占性决定产业格 局 . 16 1、产业链基本观 . 16 2、核燃料：中核燃料掌控 . 18 3、土建施工和设备安装：中国核建 一家独大 . 20 4、设备：四大厂商占据主要市场，细分市场各有千秋 . 21 5、运营：三分天下，运营小时数不足是挑战 . 27 6、废料处理：后处理充满想象，暂存还是现状 . 28 三、行业下半年共振不断：业绩确定性 +估值催化剂 . 32 1、订单交付来临，核电设备企业业绩表现明显 . 32 2、按节奏核准将在下半年来临 . 33 3、核电出海再进一步 . 34 四、投资逻辑和重点公司 . 34 1、回归本源，寻找业绩最受益的核电公司 . 34 2、重点公司介绍 . 36 4.2.1 台海核电：核岛主管道核心供应商，纯正核电设备股 . 36 4.2.2 江苏神通：核蝶阀、球阀垄断，掘金服务后市场 . 37 4.2.3 南风股份： HVAC 受益核电和轨交发展，布局 3D 打印 . 38 4.2.4 通裕重工：收购常州东方机电进入核废料处理领域 . 39 4.2.5 东方锆业：核级海绵锆重要供应商 . 40 4.2.6 中飞股份：核燃料加工设备用铝合金零部件供应 . 41 五、风险提示 . 41 行业深度 3 2016 年 8 月 1 日 日 图表 目录 图 1 核裂变技术 . 6 图 2 核电站工作原理 . 7 图 3 中国核电技术路线图 . 8 图 4 中国在建和技术建设核电技术区分 . 8 图 5 出口技术区分 . 8 图 6 海上浮动核电站结构 . 14 图 7 海上浮动核电站概貌 . 14 图 8 中国核电技术路线图 . 15 图 9 设备利用率不足 . 16 图 10 核电产业链 . 17 图 11 核电市场规模 . 17 图 12 核电投资成本占比 . 17 图 13 核电设备毛利率情况 . 18 图 14 燃料构成 . 19 图 15 核燃料制造过程 . 19 图 16 核电设备国产化一览 . 22 图 17 核电设备供应格局 . 23 图 18 在运核电站市场份额 . 27 图 19 在建核电站市场份额 . 27 图 20 核电发电和上网电量情况 . 28 图 21 核废物分类 . 28 图 22 中低放废物管理 . 28 图 23 中低放废物规模 . 29 图 24 乏燃料市场规模 . 30 图 25 乏燃料处理过程 . 30 图 26 乏燃料中间贮存方法 . 31 图 27 核电建设周期 . 33 图 28 公司业务分行业 . 37 图 29 公司业务分产品 . 37 图 30 公司收入状况 . 38 图 31 公司收入构成 . 38 图 32 公司收入状况 . 39 图 33 公司收入构成 . 39 图 34 公司收入状况 . 40 图 35 公司收入构成 . 40 图 36 公司收入状况 . 40 图 37 公司收入构成 . 40 行业深度 4 2016 年 8 月 1 日 日 图 38 公司收入状况 . 41 图 39 公司收入构成 . 41 表 1 核能分类和原理 . 5 表 2 核电堆形技术区分 . 6 表 3 AP1000 主泵问题一波 三折 . 9 表 4 华龙一号机组进展 . 10 表 5 中国核电建设计划 . 10 表 6 中国在运核电站 .11 表 7 中国在建和计划建设的核电站 .11 表 8 中国核电出口情况 . 13 表 9 世界核电站建设情况 . 13 表 10 核燃料产业状况 . 20 表 11 部分竞争公司业务情况 . 21 表 12 核电细分设备市场规模 . 21 表 13 在建机组主要设备订单情况 . 23 表 14 主管道制造商 . 24 表 15 主管道中标情况 . 24 表 16 阀门分类 . 25 表 17 核电阀门情况 . 25 表 18 核电泵分类、中标情况 . 26 表 19 乏燃料处理相关设备 . 32 表 20 2016 年下半年可能获批开工的核电机组 . 33 表 21 核电上市公司业务情况总结 . 35 行业深度 5 2016 年 8 月 1 日 日 一 、 绿色之盾 核电： 国之重器 、行业高景气 1、 揭开核电神秘的面纱 核电为受控的核裂变能。 核能按照其产生原理分为核裂变能和核聚变能。 核裂变能为 重核子如铀或钚在中子冲击下发生核分裂反应，分裂成为较轻的原子核，同时释放更多的中子， 在一定的条件下，新产生的中子会继续引起更多的原子核裂变 ， 造成连锁反应 ， 称为链式裂变反应，释放出巨大的 能量 。 目前市场上用核能发电的为受控的核裂变能，主要原料为铀 235、铀 233 和钚 239，其核燃料浓度为3%左右。 表 1 核 能分类和原理 区分 工作原理 原料 区分 核燃料 浓度 现状 核裂变能 重核子如铀或 鈈 在中子冲击下发生核分裂反应，分裂成为较轻的原子核，同时释放更多的中子，造成连锁反应。称为链式裂变反应，释放出巨大的 能量 。 铀 235（天然存在） 铀 233（反应堆生产） 钚 239（反应堆生产） 受控 3% 左右 商用发电 不受控 90% 原子弹 核聚变能 核聚变是两个轻原子核结合在一起释放能量的反应 氢的同位素氘（ 2H，重氢）和氚（ 3H，超重氢） 不受控 氢弹 数据来源：中国核学会 上海证券研究所 压水堆 成 为核裂变主流技术。 核裂变技术按燃料循环分为铀 -钚循环和钍 -铀循环。按发生反应的中子能量分为热中子反应堆和快中子反应堆（没有中子慢化剂的核裂变反应堆）。热中子反应堆：冷却剂分别为轻水和气体。慢化剂分别为石墨、轻水和重水。快中子反应堆：采用铀 235 或钚 239 做燃料，液态钠、铅、锂、气做冷却剂，没有慢化剂。世界上目前应用最广泛的为轻水堆技术，其中以压水堆技术最为成熟，压水堆是指使用轻水（即普通净化水）作冷却剂和慢化剂，且水在反应堆内保持液态的核反应堆。 压水堆 结构紧凑，经济上基建费用低、建设周期短、轻水价格便宜；有放射性的一回路与二回路分开，带有放射性的冷却剂不会进入二回 路污染汽轮机，机组运行、维护方便。 中国目前除秦山三期两台重水堆及石岛湾一台高温气冷堆外，其它核电机组均为压水堆。 行业深度 6 2016 年 8 月 1 日 日 图 1 核裂变技术 数据来源：中国电力发展促进会核能分会 上海证券研究所 核电站工作原理 ：核能 热能 机械能 电能的转化过程。 以中国使用的压水堆技术来介绍。核燃料铀在反应堆中经过裂变产生能量，在 一回路 中， 冷却剂经过主泵循环到反应堆带走热量， 循环 到蒸汽发生器， 热量对其中的液态水进行加热， 二回路： 蒸汽发生器中的 液态水变成水蒸气，水蒸气带动汽轮机装置运转，而后驱动发电机机组发电。水蒸气在凝汽器中经过海水冷却，变为液态水，再次进入蒸汽发生器循环。核能发电是从核能变成热能，热能再变为机械能，再转化为电能的一个能量转化过程。 表 2 核电堆形技术区分 区分 冷却剂和慢化剂 优点 缺点 应用堆形 压水堆 轻水（即普通净化水）作冷却剂和慢化剂 结构紧凑，经济上基建费用低、建设周期短、轻水价格便宜；有放射性的一回路与二回路分开，带有放射性的冷却剂不会进入二回路污染汽轮机，机组运行、维护方便。 大部分 沸水堆 轻水（即普通净化水）作冷却剂和慢化剂 工作压力低、由于减少了一个回路，其设备成本也比压水堆低 汽轮机等设备受到放射性污染，给设计、运行和维修带来不便。 重水堆 重水（氘和氧组成的 化合物）作慢化剂 直接利用天然铀作核燃料 体积比轻水堆大，建造费用高，重水昂贵、发电成本也比较高。 秦山三期1、 2 号机组 高温气冷堆 用氦气作冷却剂，石墨作慢化剂 高温气冷堆热效率高，建造周期短，系统简单 堆芯出口温度为 8501000甚至更高，对反应堆材料的性能要求高。 山东石岛湾核电站 快中子反应堆 快中子引起链式裂变反应所释放的能量进行发电，不需要慢化剂 体积小、功率密度大、铀利用率提高至 60%以上，最大程度的降低核废料，实现放射性废物最小化。 快堆的燃料元件加工及乏燃料后处理要求高 数据来源：中国电力发展促进会核能分会 上海证券研究所 行业深度 7 2016 年 8 月 1 日 日 图 2 核电站工作原理 数据来源：中国电力发展促进会核能分会 上海证券研究所 2、 三代技术逐渐成熟 1.2.1 核电技术：国内 AP1000 为主，出口华龙一号 中国的核电技术是在引进法国、美国、俄罗斯的技术基础上，进行学习吸收，技术改进以后，形成自身的核电技术。主要是中核、中广核、国家电投作为核电开发的三大主体。随着日本福岛核事故以后，中国要求目前建造的核电站全部使用 三代核电技术 。 三代核电技术采用 非能动的安全系统 。 中国目前比较主流的核电三代技术： 主要是中核、中广核的华龙一号 （中国拥有知识产权） ，国家电投的 AP1000（美国西屋拥有知识产权）、 CAP1400（中国拥有知识产权） 。 从中国在建和计划建设的核电站技术选择中可以看出，第一位 AP1000，共 30 台机组选用此技术，占比 48%，第二为 Hualong1 号，共 8 台机组，占比 13%，而 ACPR1000 有 6 台机组，占比 10%。 从中可以看出国内未来核电机组 主流技术 为 AP1000。 而在中国计划出口的 18 台机组中，华龙一号共 6 台机组，占比33%，是出口的主力核电技术。 行业深度 8 2016 年 8 月 1 日 日 图 3 中国核电技术路线图 数据来源： 国家能源局图解核电图册 上海证券研究所 图 4 中国在建和技术建设核电技术区分 图 5 出口技术区分 数据来源： 世界核能协会（ 2016/6） 上海证券研究所 数据来源：世界核能协会（ 2016/6） 上海证券研究所 1.2.2 AP1000 机组即将运营，华龙一号稳步推进 AP1000 主泵问题解决， 示范机组即将运营 日本福岛核电站事故以后，中国决定一律采用核电三代技术。其中 AP1000 为中国从美国西屋公司引进的第三代核电技术。第三代核电技术的核心是非能动技术，大大提高了核电站的安全性。 三门核电站 1 号 机组 是 AP1000 的示范项目， 更是 AP1000 技术的全球首个机组。三门核电站 1 号机组开工日为 2009 年 3 月份， 最初计划 2013 年建成发电， 但是由于 AP1000 主泵的问题，此项目进展的并不顺利，其中是一波三折 ， 至今已经延期了整整 3 年的时间。 AP1000的制造商是美国 EMD 公司。首先在主泵制造初期发现 分包商制造质量管控 存在 问题， 随后 EMD 对分包商制造进一步严格管控质量。第二次二是在进行极端苛刻条件下的失水试验时，发现轴承部件抵抗热瞬态冲击能力需要加强。为此，西屋、 EMD 对主泵运转控制和硬件结构进技术区分 中核 中广核 国家电投俄罗斯技术 自主研发 美国技术CN P 300 CN P 600国际90年代先进技术二代改进型 A E S 91 CP 100 0 CP R100 0A CP 100 0 A CP R100 0 A P 100 0三代CA P 140 0M 310法国技术华龙一号30, 48% 2, 3% 6, 10% 2, 3% 2, 3% 2, 3% 4, 6% 4, 6% 1, 2% 8, 13% 2, 3% AP1000ACP100ACPR1000CAP1400CFR600CNP-650CPR-1000EPRHTR-PMHualong 1VVER-10002, 11% 6, 33% 3, 17% 1, 5% 2, 11% 1, 6% 3, 17% CNP-300华龙一号 重水堆 2 x 100 MWECAP1400ACP600其他 行业深度 9 2016 年 8 月 1 日 日 行进一步改进，并取得成功。此后，西屋、 EMD 开展第 2 次工程与耐久性试验 过程中 ， 推力瓦的卡件 出现 局部疲劳断裂。在查明原因、改进设计和完成验证试验后， 2015 年 2 月 25 日重新开始第 3 次工程与耐久试验， 发现 叶轮出现了轻微裂痕，长度约为 10 毫米至 12 毫米 ，2 个月以后解决问题， 成功完成试验。 而到了 2016 年 5 月份，三门 1 号机组四台主泵点动成功 ， 6 月份，海阳核电 1 号机组点动成功，如果顺利的话， 三门核电 1 号机组有望在 2016 年年底实现并网发电运营。主泵问题的解决，表明了三代核电技术 AP1000 的全部技术问题已经解决，后续 AP1000 机组审批和建设的技术担忧基本消除。 表 3 AP1000 主泵问题一波三折 动态 对策 分包商制造质量管控的问题 EMD 对分包商加强管控 失水试验时，发现轴承部件抵抗热瞬态冲击能力需要加强 西屋、 EMD 对主泵运转控制和硬件结构进行进一步改进 2 次工程与耐久性试验：推力瓦的卡件局部疲劳断裂 查明原因、改进设计和完成验证试验 3 次工程与耐久试验：叶轮出现了轻微裂痕，长度约为10 毫米至 12 毫米 2 个月以后解决问题 2016/5/22，全球首台 AP1000 机组、三代核电自主化依托项目浙江三门 1 号机组全部四台主泵的点动操作顺利完成。 后续 AP1000 机组建设步伐加快 2016/6/30,三代核电自主化依托项目海阳核电 1 号机组全部四台反应堆冷却剂主泵首次点动成功 后续 AP1000 机组建设步伐加快 数据来源： 北极星电力网 上海证券研究所 华龙一号稳步推进中 福清 5、 6 号机组为华龙一号的示范项目机组，其分别在 2015 年5 月 7 日、 2015 年 12 月 22 日进行 第一罐混凝土 浇筑，目前 5 号机组进展速度最快， 三台安注箱全部完成吊装就位。设备采购共计 332 个采购包，已签订设备采购合同 269 个，反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、汽轮发电机组等长周期关键设备均已开工制造。 而在出口中的示范机组巴基斯丹的 卡拉奇 2、 3 号机组，其中 2号机组在 2015 年 8 月 20 日核岛浇筑第一罐混凝土， 567 项设备采购合同包括 16 项长周期设备的采购合同已签订，相关设备制造正在按计划进行 ，首台预装设备安注箱已抵运现场。而 3 号机组也即将开工建设。 可以看出目前华龙一号的示范机组目前都在稳步推进建设中。 其中行业深度 10 2016 年 8 月 1 日 日 福清 5 号机组最快于 2019 年商业运营。 表 4 华龙一号机组进展 区分 进展 福清 5 号机组 2015 年 5 月 7 日，福清 5 号机组核岛浇筑第一罐混凝土（ FCD）、常规岛主厂房浇筑第一罐混凝土、循环水泵房筏基浇筑完成，三台安注箱全部完成吊装就位。设备采购共计 332 个采购包，已签订设备采购合同 269 个，反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、汽轮发电机组等长周期关键设备均已开工制造。 福清 6 号机组 2015 年 12 月 22 日浇灌反应堆厂房第一罐混凝土，核岛反应堆厂房钢衬里模块一吊装。 卡拉奇 2 号机组 2015年 8 月 20日核岛浇筑第一罐混凝土 ,常规岛主厂房浇筑第一罐混凝土、循环水泵房筏基浇筑等工程控制目标均提前完成， 567 项设备采购合同包括16 项长周期设备的采购合同已签订，相关设备制造正在按计划进行，首台预装设备安注箱已抵运现场。 卡拉奇 3 号机组 即将进行核岛浇筑第一罐混凝土 数据来源： 北极星电力网 上海证券研究所 3、 十三五规划定调核电高景气 截止到 2016 年 6 月， 中国目前在运核反应堆 33 个 (3 台延迟运营 )，装机容量 29577MW， 在建核反堆 21 个， 装机容量 24036MW。 在运加上在建核电机组，共 54 个， 总装机容量： 53613 MW。而按照国家核电的十三五规划到 2020 年，中国核电装机容量将达到 58000 MW，在建容量将达到 30000 MW。目前的缺口是 34387 MW，按此到 2020 年前，每年需要核准开工的装机容量为 6877 MW。按照单台 1250 MW（ AP1000）的装机容量，每年需要 新 开工的反应堆数量为 6 个。即到2020 年需要新开工的反应堆数量为 30 个，在计划建设范围内。 表 5 中国核电