（山东核电有限公司 山东烟台 265100）
摘要：与发达国家相比，我国核电站总发电量的比值比较低。之所以会出现这种现象是因为核燃料的成本比较高。但是，核电发电是污染相对较小的一种发电方式。因此，本文简要分析了影响核电厂核燃料成本的相关因素，以便进一步降低核燃料成本，推动核电事业的发展。
关键词：核电厂；核燃料；成本；影响因素；管理策略
前言
近年来，随着我国经济建设体系的不断发展完善，能源需求量在日益增长的同时，也对能源的经济性提出了更高的要求和标准。相较于水电、风电的市场价格，核电价格无疑最具优势。但由于核燃料自身的成本较高，增加了核电厂管理运营的难度，制约了核电市场竞争力的进一步提升。
1 影响核电厂核燃料成本的因素
1.1 核燃料采购成本因素
核电厂在利用核燃料生产发电的过程中，核燃料本身的成本价格是影响核燃料总成本投入的直接因素。从核燃料的组成价格上看，燃料制作、加工、开采等生产环节的成本都包括在核燃料价格内。现阶段，国际市场上虽然低浓铀和天然铀等原材料的价格相对偏低，但是，核燃料的加工费、组价在不同地区和国家不尽相同。亚洲地区相较于其他地区，核燃料组件的加工费达到了数倍以上。亚洲地区不具备核燃料组件的加工制造能力，相关技术几乎都是引进欧美发达国家的技术工艺，同时，若核燃料需从其他国家进行采购，还会因相关的国家政策受到一定的限制。因此采购成本的影响因素对于我国核电厂核燃料成本的控制管理具有决定性作用。
1.2 核燃料换料管理成本因素
当核电站的核燃料被完全消耗掉时，需要补充加入新的核燃料，同时核电站也需要对核燃料组建进行更换，确保发电效率与质量不受影响。通常情况下，核电厂为了核燃料的管理更加方便，在对核燃料进行补充更新作业的同时会对燃料的相关部件进行调整检修，这会直接造成核电厂完全停止生产运行作业。这不仅增加了核电站运营的时间成本，也相应增加了核燃料的成本投入。
1.3 核燃料循环成本因素
（1）核燃料循环的定义
将反应堆中的核燃料，按照一定的周期从反应堆中取出，经过后处理，使其再富集，制成可使用的燃料形式（一般称为燃烧元件），装入反应堆内循环使用，成为核燃料的循环。
核燃料需要进行循环使用，主要是因为核燃料不能做到一次耗尽，而核电的发电过程伴随燃料的消耗、反应堆能量降低以及裂变产物的产生和累积，会产生毒化效应，导致反应堆的后备反应性丧失，无法长时间稳定发电。而燃料元件取出反应堆，虽很大一部分燃料仍然具有裂变性能，但这种燃料中含有极其贵重的能量资源如钚-239、铀-235，称之为乏燃料，必须通过处理将其中的珍贵能量资源提取出来，再将乏燃料重新制成燃烧元件放回反应堆中继续用于发电。核燃料的整个生命周期可以简单概括为勘探→开采→提取→精制→化学转化→铀同位素分离→制成燃烧元件→堆内燃耗→乏燃料卸取储存→乏燃料后处理→带有放射性废料处理和终极出装。在这些过程当中，乏燃料后处理是绝对不能略去的一环。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）核燃料循环成本
核电厂的核燃料使用一段时间后并不能全部耗尽，还要从堆内卸出，然后经过处理后循环使用。但是，核燃料的循环处理有一定的成本，采用不同的核燃料循环处理方式也会影响核燃料的成本。结合工作人员多年的经验，核燃料的循环处理费用在核燃料总成本中占有较大的比例。因为在核燃料循环后段，需要运输和后处理乏燃料。根据核安全标准的要求，需要购买价格高的运输容器。此外，乏燃料后处理阶段需要将燃料棒分解，并且将铀和钚等有用的资源分离出来，所以，需要使用高端工艺技术，并且设备的运行维护成本也比较高，而这些成本费用都需要核电厂支付。
核燃料的循环成本包括了核燃料循环的前期成本、核燃料的堆内燃耗成本及核燃料的循环的后期成本。前期成本涵盖了从铀矿地质勘查、铀矿选矿开采、铀矿石加工处理、对铀进行提取精制、对铀进行浓缩以及将铀制燃料元件这一系列过程的所有成本。而从燃烧元件装入反应堆之后，核燃料逐步燃烧到一个周期结束后停止反应堆燃烧取出乏燃料，这一个周期内所有的成本都计入核燃料的堆内燃耗成本当中。核燃料运输容器购买费用和车船费用，及乏燃料后处理设备及人员的费用全部包括在核燃料循环的后期成本里面。乏燃料运输的容器制造标准非常严格，容器价格非常昂贵；运输过程更是层层把关，也带来一笔极大的开支；而乏燃料后处理更是一项高精尖科技，光设备往往就需要上百亿元，人员费用更是不菲，所以核燃料循环成本主要就集中在了核燃料循环的后期成本上。
2 降低核电厂核燃料成本的管理策略
2.1 合理采购、规划核燃料
为了降低核电厂在核燃料购买上所需的费用，可以考虑从国外市场购买一些核燃料。一般情况下，核电厂机组换料需要相应的核燃料和组件，所以，需要采购一定的天然铀，并且在铀富集服务方面也会产生一定的费用。为了降低核燃料的购买费用，可以考虑将铀采购和铀富集服务归为一个合同。同时，还需要签订中、长期合同，并且从国内采购约70%的核燃料，从国外采购约30%的核燃料。对于国内采购部分，可以每三年议一次价格；对于国外采购部分，可以每五年议一次价格。采用这种核燃料购买策略不仅能够保证货源，还能降低核燃料的采购成本。
2.2 改进核燃料换料管理
核燃料换料成本的控制管理需根据核电厂的发电计划，改进和完善核燃料的换料管理模式与方法，使燃料的富集度得到进一步的提升，使需要进行调整更新的换料组件数目进一步地减少，从而使核燃料使用的经济性得到大幅提高。在核电厂的换料管理工作中，可以采用十八个月换一次料的管理策略，据研究统计，核燃料使用一年半左右时间，基本会被耗尽，这时进行换料操作最恰当。同时在换料过程中，尽量控制换料组件的数目，仔细检查将完好无损的组件尽量保留并继续使用。通过对换料时间与换料组件数目的管理控制，实现减少核电厂核燃料成本投入的目的。
2.3 加强对核燃料的循环管理
关于核燃料的循环处理成本，核电厂可通过与专门负责乏燃料处理和运输的企业建立长期合作的方式实现对核燃料成本的控制管理。核电厂可将每年产生的乏燃料进行统一贮存，然后由合作企业定期进行统一处理和运输，这样可以有效降低双方的成本投入，实现共赢的目的。同时，核电厂在与相关企业合作过程中，应主动要求相关企业承担一部分循环处理核燃料的费用。具体而言，就是要求相关企业需到核电厂对乏燃料进行取货，同时将处理乏燃料的需承担的相关责任义务与可获得的经济利益转移一部分给企业。这一管理模式，使核电厂在循环处理核燃料这一环节中所需的成本费用大大降低，同时使核燃料能够得到充分的循环再利用，进而使核电厂的核燃料成本得到最大限度的控制与降低。
3结束语
总而言之，对于核电厂，核燃料成本在一定程度上决定了核电行业的竞争力。所以，核电厂需要进一步研究影响核燃料成本的因素，并且采取相对科学的管理方式实现对核燃料的采购管理、换料管理和循环管理，从而降低核燃料成本。由此可知，分析影响核电厂核燃料成本的因素可以为核电厂的运行管理提供一定的指导。
参考文献：
[1]季彪，刘传德.核燃料循环成本与核电的竞争力[J].中国核电，2010（03）：270-275.
[2]季彪等.核燃料循环成本与核电的竞争力[J].中国核电，2010，3：270-275.
论文作者:罗鑫
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/1
标签：核燃料论文; 核电厂论文; 成本论文; 燃料论文; 核电论文; 因素论文; 反应堆论文; 《电力设备》2016年第18期论文;