2024上海先进核能产业发展白皮书

产业发展白皮书202420243468当前，全球正处于一个能源转型的关键时期，减碳逐渐成为应对气候变化的全球共识，核能可有效减少碳排放，成为替代化石能源的希望，发展核能也成为事关国家安全的重要基石。放眼世界，各国际组织和美国、俄罗斯等核能大国均在探索拓展先进核能技术的广泛应用，推动部署安全可靠的先进模块化小堆示范应用，积极开展第四代核能系统的研发和国际我国商用核能历经几十年的发展取得了巨大的进步，成为目前核电发及核聚变等领域取得了显著成果，正逐步从核能大国跻身核能强国。上海是中国核电的肇兴之地，是我国核电工程设计和装备制造重地，拥有完整、综合实力很强的核能核电产业链，正着力打造世界级核电产业集群。在此背景下，在上海市经济和信息化委员会指导下，我们编制了《上海先进核能产业发展白皮书》，希望与业界同仁共同推进上海先进核能产业高白皮书阐述了先进核能概念与内涵，分析了当前先进核能的主要方向和关键技术，对当前全球以及我国先进核能发展格局及技术发展现状进行了系统性梳理。同时，基于上海在我国核能产业当中的核心地位，白皮书从核能产业规模、科创资源、企业集聚等角度，深度梳理了上海先进核能发展现状，深刻剖析了上海先进核能发展面临的主要问题，并围绕不同领域重点技术突破方向，从近期、中期、长期时间跨度提出了上海发展先进序言序言能源变革都深刻地影响了世界的发展轨12时间仓促，白皮书不足之处在所难免，我们将在后续持续2009年，国际原子能机构（IAEA）将每个反应堆模块发电功率不超过300MW反应堆机组定义为小型反应堆。随后，美国能源部在IAEA小型反应堆机组概念基础上加入了模块化概念，称为小型模块化反应堆，并对小型堆进一步细应堆，小型堆具有安全性高、建设周期短、布置灵活、总投资小、用途广泛等特需求侧，为用户提供清洁稳定的电力供应，满足区域供热、海水淡化、热电联供、核能制氢等多场景应用需求；海上用途以满足大型舰船动力、海洋平台能源核扩散性四个方面，其概念首先由美国能源部系统国际论坛（GIF），到2022年12月已经有中国、美国、俄罗斯、法国、英高温气冷堆（VHTR）和超临界水堆（SC用化程度。第四代核能系统是未来低碳排放、高效率的新型能源，其安全、绿3434聚变堆是在人工控制下利用聚变产生能量，以其释放能量巨大、无核废料产生、辐射剂量低等特点，被视为解决人类能源问题的终极方案。当前国际研究较多的聚变堆有磁约束聚变和惯性约束聚变。磁约束核聚变利用磁场约束聚变等离子体，通过加热装置向等离子体输入能量，将等离子体加热到高氚等轻原子核发生聚变反应，其中托卡马克装置是研究最多的方案。惯性约束核从全球看，自1954年苏联建成电功率为5MW的实验性核电厂以来，核电技术的发展可以划分为第一、二、三、四代。第一代核能发电是利用原子核裂变能年代中期，以早期开发的原型堆核电厂为主，证明了利用核能发电的技术是可行电引起的环境污染，特别是温室效应引起的全球变暖问题，美国率先制订了《美一步明确了防范与缓解严重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求，国际上通常把满足这两份文件之一的核电机组称为第三代核电机组。第四代核电是指在反应堆和燃料循环方面有重大创新的核能系统，其安全性和经济性都更加优越，废物量极少，无需厂外应急，并具有防核扩散能力。目前，随着三代核电实现规模化商业化建设运行，世界核电技术已基本完成了向三代核电的转型小型模块化反应堆方面，其研发起源于上世纪60年代，最初应用于军事领域，可用于保障军事基地能源供给安全、建造核动力舰艇等方面，是典型的军民融合技术。在美、俄等国带动下，基于“军转民”的小型堆开始逐渐推广应用于电力、船舶等民用领域。截至2022年底，在IAEA注册的小堆型号已超过80个，涵盖水、气、熔盐、金属等多种冷却剂类型，在国内外已成功实践、进入实质开5656正处于向清洁低碳转正处于向清洁低碳转型发展的重要时期。先进核能技术为核能低碳拓宽了综合应用场景，且提升了核能的安全性和可持续发在现有的小型堆设计中，压水堆技术仍占据主导地位，采用成熟、经过充分小型模块化反应堆需攻关的关键技术包括：一是关键设备研制技术，包括海洋控制棒驱动机构共性关键技术研究、海上小型堆换料关键设备共性关键技术研究、直流蒸汽发生器共性关键技术研究、内置蒸汽稳压器共性关键技术研究、海洋条件下设备鉴定共性关键技术研究等；二是关键运维技术研究，包括小型堆运维关键技术研究、智能运维技术研究、在线监测和诊断技术研究、多堆控制共性关键技术研究等；三是示范工程建造技术，包括小型堆地下施工技术研究、模块四是针对不同应用场景的专项技术，包括车载堆关键技术、空间堆关键技术、深海开发用反应堆关键技术等；五是支持安全审评的共性关键技术，包括标准及安全审查技术研究、厂址适应性与选择方法研究、裂变产物行为和放射性源项研8聚变堆方面，全球范围内对于可控核聚变的研究已经超过60年。过去20-30年，国际热核聚变实验堆（ITER）计划为推动该领域技术发展做出了重要贡献。ITER计划是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程之一，其目标是通过建造反应堆级的托卡马克装置，验证利用核聚变发电的科学和工程技术可行性，我国是ITER计划核心参与国之一。作为聚变能实验堆，ITER要把上亿度由氘和氚组成的高温等离子体约束在体级甚至更高级别。近年来，随着高温超导材料的大规模工业化应用，高温超导紧凑型核聚变装置也为加快聚变能源商业化进程开辟了新的路径。2021年2月，美国国家科学院发布可控核聚变发国能源部宣布，LLNL劳伦斯利佛莫尔实验室研究的“惯性约束（激光核聚变）聚变堆取得了聚变能净能量增益的历史性突破，为不久将来聚变能7钠冷快堆采用金属合金型核燃料，燃料置于不锈钢包壳内，以液态钠作为冷却剂，液态钠充满燃料和包壳的缝隙，采用闭式燃料循环，出口温度约550℃。电、燃料增殖和核废料嬗变，其闭式燃料循环技术已经得到全球钠冷快堆主要面临以下技术挑战：一是由于钠冷快堆的设计是为了处置高放废物，使得大量锕系元素能够再循环成为研究重出系统设计，需要确保所有设计基本初因事件都有非能动的安全响应；三是因为钠与水接触发生放热反应且液态金属钠的强腐蚀容易造成泄漏，需要开展在役检查和维修技术研究，还包括预防钠泄露等的仪器仪表检测研究；四是高密度钠作冷却剂，需要考虑提高抗震设计以及严重自然灾害的应急能力；五是存在新型燃料制造等，需要考虑降低投资成铅冷快堆采用包含铀238或超铀核素的金属体或氮化物作为核燃料，以铅/铋液态金属作为冷却剂，采用闭式循环，堆芯出口温度为550℃,有的甚至可达到800℃。铅冷快堆发展目标是实现快谱闭式燃料循环，长寿命核废料最小化，更适于供热、制铅冷快堆主要面临以下技术挑战：一是新型核燃料研发带来的材料的兼容性问题研究，包括燃料以及包壳等的研发；二是含铅运行环境带来的腐蚀控制问题研究；三是研究堆结构、支撑和料再循环、再加工和核废物处理处置研究；五是铅冷却剂的在线化学检测和控制技术；六是由于铅作为冷却剂，需要开展能量转换技术研究和能量转换装置的研发；七是高密度铅使得堆体需要熔盐堆是第四代先进核反应堆中唯一使用液态燃料的堆型，以液态熔盐作为核燃料载体和冷却剂，具有失效安全、结构紧凑、常压工作、高温输出和地域适应性强等特点，是国际公认适99型，尤为适合我国钍资源丰富的国情。熔盐堆高温输出和地域适应性强的特点，特别适合在我国西部与丰富的风能、光能资源构成“风光核氢储”新型低碳复合熔盐堆主要面临以下技术挑战：一是钍铀燃料循环过程涉及的锕系核素静态与动态物理化学特性、核物理与核化学的理论与技术；二是钍铀燃料干法分离技术与批处理流程关键技术；三是模块化熔盐堆的中子物理、高温熔盐流体力学的理论与设计方法；四是耐辐照耐高温熔盐腐的蚀镍基合金、长寿命熔盐堆用核石墨研制及其服役性能评估；五是核气冷快堆采用复合陶瓷型核燃料、包覆颗粒核燃料或锕系混合物型包覆核燃料，以氦气作为冷却剂，采用闭式燃料循环，堆芯出口温度可达850℃。气冷快堆的发展目标是超高出口温度带来的多元化热应用和高发电效率，更适于供热、制氢等多元化应用。该技术存在高温高压系统带来的复杂瞬态动力学问题等困难，耐高温材料研发需求和技术风险，调研结果显示全球气冷快堆距离工业示范应用还有较长的气冷快堆主要面临以下技术挑战：一是研发可经受高温和堆结构材料；二是高性能汽轮机的研发以保证高效的气体热量传递问题；三是由于高温、高压、气体流动传热带来的系统安全性问题，包括余热排出、承压安全壳设计等。此外，还包括堆芯综合超高温气冷堆采用包覆型核燃料，石墨作为慢化剂，氦气作为冷却剂，可以采用一次循环和多次循环方式，堆芯出口温度达950℃。高温和超高温气冷堆由于其在核能制氢等综合利用领域的独特优势，成为全球各国积极和最有效的制氢系统，发展目标是超高出口温度带来的多元化热超高温气冷堆主要面临以下技术挑战：一是在超高温、高燃耗、高通量情况下，银和铯高迁徙能力增加了碳化硅层的破损概率，对燃料设计提出了更高的要求；二是在超高温运行环境下，需要验证石墨的稳定性和寿命问题；三是因采用能动的安全系统使得安全裕量降低；四是为发挥高温氦气的优势循环效率使得高性能氦气轮机及相关部件的研发成为最有潜力方案；五是因高温高压的氦气冷却使得压力容器材料、热利用系统材料的研发成为重点；六是研发适合于高温运行超临界水堆是一种高温高压水冷反应堆，技术基于现有的轻水堆和超临界水冷化石燃料电厂，采用铀的氧化物为核燃料，以超临界水作为冷却剂，采用一次通过式燃料循环方式，堆芯出口温度为510℃,最高可达550℃。超临界水冷堆发展目标是提高效率、简化设备，提高经超临界水堆主要面临以下技术挑战：一是反应堆材料因辐照导致的腐蚀、辐解作用和水化学作用、强度等问题；二是反应堆的安全性问题，包括非能动安全系统以及堆芯淹没事故时带来的正反应性等安全问题；三是运行的稳定性及控制问题，包括中子、热工、自然循环相耦合的不磁约束核聚变反应堆的关键技术有：一是强磁场制造，通过超导磁体产生强大且稳定的磁场，以便约束和控制高温等离子体；二是等离子体控制，确保大规模聚变燃烧等离子体的稳态运行。目前国际上主流的方案是使用托卡马克（Tokamak）技术路线来实现磁约束核聚变，代表性的试验装置有国际热核聚变实验堆ITER、欧盟JET和中国全超导托卡马克东方超环EAST、中国环流器三号等，磁约束也是中国可控核聚变目惯性约束聚变反应是短脉冲式的，无法连续发生，其关键技术有：一是研发高能量激光或粒子束系统，必须能够在极短的时间内（通常是纳秒或皮秒级别）将大量的能量集中到微小的燃料靶上；二是小型燃料靶的制造，其中涉及高精度的材料处理和制造技术。惯性约束核聚变研究目前仍处于验证物理原理和实施点火阶段，进展较快的是美国2008年建成的国家点火装基于先进核能的核电产业链包括核电技术的研发、新堆型型号设计、装备制造、建设安装、运行维护、退役，同时还涉燃料供应，主要包括型号研发设计、厂址咨询与规划、铀矿地址勘探、铀矿开采、铀的冶炼和加工、铀浓缩、核燃料元件制造等环节，不但起着引领整个产业链的作用，而且贯穿产业链各个环节，支撑制造、建造、运维等各项工作安全高效地进行。中游为设备制造，主要包括核岛、常规岛、电站配套设施、仪控的设业链已经拓展至区域供暖、海水淡化、工业供热、制氢等多种应用场景对应的各对于聚变堆产业链来说，基于核聚变与传统核裂变在原理、燃料类型、废物管理、安全性等方面的显著差异，其产业链构成也与传统核电产业链存在明显不同。在上游的核电设计及核燃料供应方面，涉及到氘、氚、氦、锂-6等燃料制备、运输、储存，等离子体仿真、装置设计和聚变控制的相关软件开发。在中游），铜氧）制造等。在下游的反应堆运营，则涉及聚变堆废物处置、特种设备运维等统筹气候与发展双重目标，实现经济社会绿色低碳转型发展在世界范围内形世界核协会在2021年9月发布的一项报告中指出：核能是推动全球清洁转型发热、区域供暖、海水淡化、合成燃料和化工产品生产等，有助于推进电力以外难截至2022年底，全球33个国家和地区共运行4371台核电机组，总装机容量电力结构中，22个国家核电占比超过10%，13个国家超过25%，4个国家超过从技术发展来看，世界主要核电国家持续加大对第三代核电技术、小型模块化反应堆、第四代核能系统和聚变堆等技术的研发。其中，压水堆和快堆是目前针对小型模块化反应堆，美国、中国、俄罗斯、阿根廷、韩国等均提出各自循环一体化压水堆CAREM正在建造中，将于2026年实现首次临界。中国的简化罗斯的海基小堆KLT-40S已于2020年5月在“罗蒙诺索夫号”（Akademik针对第四代核能系统，钠冷快堆方面，该型号是目前运行经验最丰富的先进核能系统（全球累计400堆年），俄罗斯在钠冷快堆技术发展和建设投入上处于领先地位，同时中国、印度、法国、日本、美国等也在钠冷快堆方面制订了建设计划。铅冷快堆方面，中国、俄罗斯、欧盟、日本、韩国等均在大力推动关键技术研究和型号设计工作，俄罗斯在工程化推进中处于领先地位，我国整体仍处于关键技术攻关阶段。熔盐堆方面，美国橡树岭国家实验室于上世纪六十年代建成），快堆方面，由于存在高温高压的系统带来的复杂瞬态动力学问题等困难，耐高温材料研发需求和技术风险，全球气冷快堆距离工业示范应用还有较长的距离，尚未建造过真正的气冷快堆。超高温气冷堆方面，全球已运行多座实验高温堆及其原型堆。我国清华大学研发设计的模块式HTR已处于示范工程建设，关键技术已商业公司CFS成功研制全球首个基于高温超导材料的聚变装置磁体，磁场强度达20特斯拉；我国“东方超环”EAST托卡马克装置实现了1056秒的长脉冲高参数年12月，美国国家点火装置(NIF)实验中，首次实现能量增益因子Q＞1，达到目前，世界上具有较强核电产业实力的国家有8个，分别是美国、法国、俄罗斯、中国、英国、加拿大、日本和韩国，在发展先进核能产业方面建立了先发美国是世界上最早研究开发核电技术和应用的国家之一，核电产业也是美国政府介入最多的行业之一，美国政府通过制定国家能源目标、监管安全和环境以及资助研究开发等多途径，在核电发展建设、反应堆研究开发、燃料循环和防核在小型模块化反应堆方面，采用一体化自然循环设计的NuScale小堆，已获得美国核管会（NRC）标准设计；Holtec公司开发了具有非能联合应用（如制氢、储能、海淡等）。在微堆方瓦级热管反应堆（KiloPower）地面原型试验装置的非核运行和固体燃料堆芯、热管传热、斯特林循环发电的带核试验；西屋电气基于碱金属热管技术提出的eVinci微型核电源已获得美国能源部、国防部等多个项目支持，正在开展样机研制可实现3～13MWe功率输出，并满足车载运输要在第四代核能系统方面，针对钠冷快堆，美经积累了有近50年的运行经验，并且已具备示范快堆燃料制造能力。针对铅冷快堆，美国已于21世纪初重启研发计划，美国的爱达荷国家工程和主要研究嬗变处理核废料；美国阿贡国家实验室、劳伦斯伯克利国家实验室和洛斯阿拉莫国家实验室联合开展SSTAR项目，主要研究小型模块化设计；在SSTAR基础上，美国阿贡国家实验室冷快堆，并处于国际领先地位；美国西屋公司开快堆技术的可行性。针对熔盐堆，在美国能源部（DOE）的推动下，已有十多家公司从事熔盐堆核管会（NRC）的审评，近日已正式向美国核管请，以推动其商业化进程。针对超高温气冷堆，美国能源部开展的“下一代核电站”（NGNP)研究项目最终选择通用公司参与的棱柱型模块式反在聚变堆方面，美国核聚变装置数量达到34台，居世界第一位，同时聚变产业企业数量高达25家，占全球聚变企业总数的58%。通用原子公是美国最大的磁聚变研究实验，普林斯顿大学等离子体物理实验室（PPPL）是美国主要的磁约束核聚变研究中心，洛斯阿拉莫斯国家实验室创新展磁约束核聚变项目SPARC，并获得了超过20亿美元的私人投资，占全球聚变总投资的32%以上。美国政府于2022年启动了商业核聚变十年远斯是自主理念创新的典范，多机型、系列化，在新时位。俄罗斯正致力打造以压水堆、快堆、浮动堆和在小型模块化反应堆方面，主要是采用军转民在第四代核能系统方面，针对钠冷快堆，俄罗斯开展多用途钠冷快中子研划的研究，主要在堆设计、新燃料以及相关装置和特种同位素生产的研发。针对堆、氮化物燃料和后处理关键技术，且正在设计和建造BREST300铅冷快堆及燃的博奇瓦尔无机材料研究所开展熔盐堆燃料及乏燃料处理技术的研发，主要包括氟化钚和次锕系元素氟化物的制备、氟化锂和氟化铍混合熔盐的制备以及氚的安在聚变堆方面，俄罗斯于2021年启动“至2024年期间在俄罗斯联邦原子能技术的发展作为重点项目(FP-3)。其中，Rosatom俄罗斯联邦特罗伊茨克聚变创新国家研究中心主要负责开展研发项目，库尔恰托布德克尔核物理研究所等科研机构将共同参与关键技术研发。同时，俄罗斯的聚变发展计划也充分与ITER项目相结合，一方键设备材料是ITER项目重要支撑，另一方面未来的TRT原型聚变堆作为F法国核电在世界上占有很重要的位置，在役核电机组数量和总装机容量仅次法国核电在世界上占有很重要的位置，在役核电机组数量和总装机容量仅次于美国列世界第二位。法国具有相当完备的核电机械设备、电气设备、控制仪表设备等工业生产能力，同时拥有了一整套完整的包括铀资源开发、燃料元件制造、乏燃料后处理以及核废料处理和贮存等过程的核燃料循环工业体系，此外还建立了一套高效的核电站运行、维护和维修等服务体系。这些能力和体系的建立，是法国核电工业得以迅速发展的保证，同时又是法国核电工业不断开拓国际在小型模块化反应堆方面，法国电力集团（EDF）研发的一体化压水堆在第四代核能系统方面，针对气冷快堆，国际上的实验堆研究主要由法国牵法国与欧洲其他国家在2014年成立EUROfusion，支持核聚变技术的研发和应署核聚变装置。作为东道国，由欧盟、英国、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯英国是世界上最早建设商用核电机组的国家，也是世界上最先规模化发展核电的国家，近年来，英国相继部署了大型压水堆核电项目建设、资助小型模块化堆及先进模块化反应堆研发、调整与优化核能相关组织机构等行动，期望扩大核能发展规模。为了推动新核能项目的交付，2022年英国对核燃料有限公司（BNFL）进行了重组，设置了独立机构“大不列颠核能”（GBN），负责小型模块化反应堆的竞优工作，为政府核能项目的最终投资决策提供支持。2023年成立的能源安全与净零排放部发布了《能源安全战在小型模块化反应堆方面，罗尔斯-罗伊斯堆设计，单机容量470MWe，其建设成本约18亿英镑（约合25.1亿美元），项目的平准化度电成本境署、核监管办公室和威尔士自然资源部进行的第一步通用设计审查，将于2023年基本完成可行性研究，计划2030年交付使用。Newcleo计划设计和建造首个立混合氧化物（MOX）制造厂为铅冷快堆提供燃Babcock公司曾致力于研究一个200MWe的高温气冷堆设计，但目前该公司正与X-energy公司共同计划在英国建造多达40台Xe-100反应堆。在微堆方面，可用于供电和供热。2023年1月，U-Battery公司的高温气冷堆燃料元件和堆芯设计获得英国知识产权局签四代堆方面，英国政府启动的AMR示范项目是一项研发计划，旨在探索先进核技术的新型冷却系统和燃料。针对高温气冷堆，2021年12月，政府确认高温气冷堆将成为熔盐反应堆设计，包括用于热电联供的自然循环热中子堆FLEX、用于今年还公布了聚变未来计划，用于培训、开发新的燃料循环测试设施以及支持聚变公司。同时，UKAEA（英国原子能管理局）正在形成促进英国世界领先的球形托卡马克能源生产方案，并计划开发核聚变发在上世纪核电发展中，加拿大的核能产业取得了很大成绩。由加拿大原子能水堆之外，居第三位。重水堆占领了加拿大国内全部市场，并向印度、罗马尼在第四代核能系统方面，针对熔盐堆，目前美国和加拿大两国核监管机构已韩国的核电产业与中国几乎同时起步，经过数十年的发韩国的核电产业与中国几乎同时起步，经过数十年的发展，完成了由最初的完全引进，到现在已经具备了成套设备和技术出口能力，实施了有效的“走出去”战略。韩国核电经过四十多年的发展已经形成了重水堆和压水堆两种技术，并且拥在小型模块化反应堆方面，采用一体化压水堆技术路线的研发，开展聚变能相关安全与技术规范和标准研究，支持核聚变研究设备和设施的验证测试和公共利用，从而推进韩国示范日本于2018年批准能源战略计划，提出至2030年核能占比达到约20%，推动实验快堆和高温气冷堆来推动未来核能研发，高温气冷堆还可生产用于燃料电在小型模块化反应堆方面，日立公司和美国GE公司联合开展小型沸水堆在第四代核能系统方面，针对钠冷快堆，日本拥有大量运行快堆的经验，近的大量经验，并掌握高温制氢技术，与波兰合作设计高温气冷研究堆。针对超临绕国家量子科技研究开发机构(QST)的产学研框架，推动在ITER项目和BA项目进进DEMO反应堆的研究和开发。通过成立日本聚变产业理事会，允许民为正式成员参与，实现民营公司之间和公司与学术界之间聚变能源的信息交流和核能是清洁低碳安全高效的优质能源，是我国实现“碳达峰碳中和”目标的重要战略选择，将在我国能源绿色低碳转型、保障国家能源安全和电力供应、支习近平总书记在党的二十大报告中指出，核电技术的发展为作出了贡献。核电产业一直以来得到党和国家的高度重视，是体现国家综合国核电技术已经实现了从跟跑到并跑再到部分领域领跑的历史性跨越。随着“双碳”战略的实施，我国明确核电发展方针由“安全高效”转为“积极安全有委最新的核电相关发展规划为我国下一阶段核电事业的发展提供了政策引领。预我国核电已全面掌握了三代核电技究开发工作，部分具备试验示范条初步设计和外部审查，计划于2025设示范工程；中广核集团积极推动堆研发方面，中广核集团ACPR50S钠冷快堆。我国快堆技术的开发始于20世纪60年代，从1987年起，钠冷快堆技术发展纳入国家863高技术发展计划，20MW中国实验快堆（CEFR）于2000年开工，2011年7宁德霞浦2台60万千瓦示范快堆工程及技术研究始于20世纪80年代。2011年以来，中国科学院实施“未来先进核裂变能-ADS嬗变系统”战系，预期可达到国际先进水平。此核集团等也正在推进铅冷快堆的研钍基熔盐堆。2011年，中国科学院启动了钍基熔盐堆核能系统（TMSR）战略性科技先导专项，计达到工业应用。2017年，中国科学高温/超高温气冷堆。高温堆在世界前列。2006年我国启动高温气冷堆重大专项，2012年在山东荣成250MWt模块式高温堆示范工程，2022年12月，示范工程实现了初始深入开展研究，为发展更高功率的聚变堆。随着可控核聚变关键技术接连取得突破以及社面已实现局部“领跑”，我国核聚变研究始于20世纪60年代产业发展的重要推动力量。2006年，中国科学院等离子体研方超环（EAST），于2021年实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，其间电子温度近7000万摄氏度，创下当时托水平。2017年，中国聚变工程实验堆（CFETR）项目在合肥核工业西南物理研究院设计、研发、建造的最新托卡马克装约束核聚变为目标，计划于2023年研发建设洪荒70高温超导可行性验证，在2027-2028年建成高温超导托卡马克工程样锻件，临港、闵行制造基地）、东方锻件，临港、闵行制造基地）、东方电气（核岛+常规岛；广州、自贡、德阳、武汉四个制造基地）、哈电集团+一重集团（哈电-核岛+常规岛，秦皇岛、哈尔滨、哈南工业新城基地；一重-大锻件，棉花岛制造基除了这四家拥有核电运营牌照外，其他主体通过参股方式参与核电站开发目前，国内核电发展已基本形成四大核电业主集团和三大核电装备制造基地的发展格局。四个核电业主集团，分别是中核集团、国家电投集团、中国广核集团和中国华能集团。国内核电装备制造基本形成了上海（上海电气集团为主）、四川（东方电气集团、中国二重为主）、东北（哈尔滨电气集团、中国一重）三足鼎立的发展格局。重要的设备制造企上海市发展先进核能产业的基础优势主要体现在以下一是产业规模稳步增长。上海拥有全国规模最大、业“双碳”战略带来的市场机遇，连续3年保持两位数增长（16%、13%、24%2022年核电产业总产出达312.2亿元，产业规模实现稳步增长。随着我国三代核电进入规模化批量化建设，上海核电产业预期在较长时间内保持稳上海市发展先进核能产业的基础优势主要体现在以下一是产业规模稳步增长。上海拥有全国规模最大、业“双碳”战略带来的市场机遇，连续3年保持两位数增长（16%、13%、24%2022年核电产业总产出达312.2亿元，产业规模实现稳步增长。随着我国三代核电进入规模化批量化建设，上海核电产业预期在较长时间内保持稳二是产业生态优势突出。从产业链上看，上海核电涵盖了从技术研发到运维服务上中下游各环节，形成以上海核工院、中核建股份、中能建华东电力设计院、上海电气等核电央企和地方国企为龙头，阿波罗机械、上阀股份、能量奇点等专精特新民营企业为重要补充，上海交大、中国科学院上海应物所、上海科技大学等高校与科研院所为重要支撑的完备产业生态。从装备制造上看，以上海电气为龙头的核电主设备制造基地，具备年产6-12台/套百万长期以来，上海核电产业的发展一直得到上海市委、市政府的现代化产业体系，核电的发展不仅与数字化、绿色低碳转型息息相关，更是上海“3+6”新型产业体系中高端装备的重要组成部分，《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》提出未来能源作为5个未来产业之一，要发展先进核能。2022年6月7日，《上海市瞄准新赛道促进绿色低碳产业发展行动方案（2022—上海制造的核岛主设备国内市场占有率约40%，常规岛主设备国内市场占有率约30%。在核电站设计领域，上海单电从业人员，副高及以上人才占比约30%，其中高层次人交大张杰、复旦大学马余刚、中国科学院上海高研院沈文庆、赵振堂）及国家级海外高层次人才、国家有突出贡献专家、国家勘测设计大师、享受国务院特殊津贴专家、全国技术能手、国家级百千万人才等约50人，产业人才综合实力全国领先。目前，已成立上海市未来产业先进核能专三是技术创新取得突破。科研投入加大力度，“十四五”以来，上海业研发投入34.4亿元，年均增长18.7%，新增核电发明专利709项。创新资源不断集聚，中核集团“核创空间”等多个功能平台落地；国家电投勇当“国和一号”现代产业链链长，上海核工院获评创建“科改企业”和世界一流专业领军示范企业，截止2023年11月15日月底，“国和一号”产业链联盟单位达99家；中广核上海科技在沪打造数字化平台；华能集团在沪设立华能核能技术研究院；中国能建依托上海华东电力设计院于2023年4月成立了“核能常规岛技术研究院”。一批产品实现首台（套）供货，凯士比核泵自主研制“国和一号”示范工程湿绕组主泵并成功发运。上核公司成功研制国内首台第四代钠冷快堆独立热交入选上海市高端智能装备首台（套）突破项目。（国家能源局、上海市发改委认定的以及部分上海企业完成的首台（套）研制清单详见附录二）。未来核能提前超前完成高温超导产业链的完整布局。上海电缆研究与应用方面的领先单位，上海超导已成为CFS等一众聚变公司的核心供应商，翌曦科技等初创企业正聚焦超导磁体应用，能量奇点研发围不仅包括核岛、常规岛主设备，还包括各类辅机和接装备订单超千亿元，其中多台设备取得国内首台乃担了国家重大科技专项——大型先进压水堆分项，开展“国和”系列的研发设计、装备制造、工程建设；提供了“华龙”系列核岛面，上海核工院是我国首台出口商用核电机组（巴基斯坦恰希玛核电站1号机单位提供主设备及材料。上海还承担了多个先进堆型装备研制，如负责研制“863”项目清华大学10MW高温气冷实验堆氦气风机、压力容器、蒸汽发生器根据核电产业最新发展趋势与我国战略发展要求，结合上海核电产业基础与优势，在先进核能产业布局方面，小型模块化反应堆重点布局和发展核能供热堆和海洋核动力平台；在四代堆技术重点布局和发展高温气冷堆和钍基熔盐堆；可控聚变堆重点布局和发展惯性约束激光核聚变、磁惯性约束核聚变和磁约束高温装备用大锻件等材料研制。宝山高端材料制造基一是基础研究和原始创新能力有所欠缺。从全产业链上看，上海核电设计、装备制造、建设安装等环节实力较强，但在核物理、反应堆原理研究和创新方面与北京（清华大学、中核集团中国原子能科学研究院）和四川（中国工程科研国家队有一定差距，缺少核辐照装置、基础原理研究台架、先进材料研发平二是先进型号工程落地还存在堵点卡点。尽管目前已有一成初步设计和关键设备研发，但是由于应用场景、厂址环境条件、型号经济性等方面的限制，大多数型号从项目推进的角度都仅停留在经济性论证和潜在用户前期接洽阶段。除了政府采购项目以外，先进核能常常不是用户增加用电用能装机三是产业链协同优势有待发挥。长三角地区既有以上海为核心的发形成的产业生态已颇具规模。但政府层面信息交流、资源整合、协同攻关的常资源和灵活性，促进核电产业的创新，对先进核能产业发展有着重要意义。然而，一方面，核电行业技术含量高、高度专业化，相较于一般工业类目有更为细五是产业人才发展存在的瓶颈。领军型核电人才稀缺，相比其他国家产业，上海核电产业在科学家、院士等领军人才的数量和质量上均存在较大差距；在制造端面临核电操作技能人才缺乏的问题，企业招工难，培养难，无法满足产线对基础技能人员需求，对口的学历教育在实践方面也较为薄弱。此外，部重点以集聚企业和支持企业发展壮大为核心，以核心技术突破为引领，以探索先进核能应用场景示范为路径，推动先进核能产业加快发展。上海先进核能产业发展建议按照近期、中期和长期布局以下重近期（2025年完成一体化供热小堆主体工程所需关键技术研发和关键试验研究，完成缠绕管式换热组件、控制棒驱动机构等所有设备中期（2030年推动一体化供热小堆批量化建设，在我）：旁通流量试验、堆芯入口流量分配特性试验、上下腔室交混试验等关近期（2025年完成热管微堆单组件原理试验、非核整体）：）：）：）：近期（2025年）：完成一体化自然循环供热堆研发，支撑示范项目）：）：）（近期（2025年）：完成2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆的建设及运）：近期（2025年完成“HN-750高温气设计”初步设计，包括堆内构件、反应堆、蒸汽发生器等关键设备的装置洪荒70，在完整装置层面率先完成高温超导托卡马克技术路线的）：奇点定位于核电业主的核心供应商，为核聚变电站提供托卡马克反应近期（2025年推进国家“十四五”重大科技基础设施项目“惯性约束聚变能源系统关键物理技术”（预研类）。以实现聚变科学中期（2030年）：在2028年之前完成磁惯性约束聚变原理的实验验1Hz重频工作所需的关键技术。到2038年研发和演示可盈利的商业发电所需的核聚变增益。研发包括反应堆应用所需的重复脉冲功率技术、基于熔盐的动力反应堆厚液壁以及厚液壁氚增殖包层等，为工程加强基础领域研究，推动先进核能分析模型的开发和设计分析体系的升级，着力推动核电研发设计软件自主化，加大对燃料和特殊材料的研发力度，重点推动液态金属快堆发展，加强钍基熔盐堆的技术研究，提升燃料可持续性，建成国家级核电产业技术创新平台，打造核能技术创新中心、核电装备成套中心、核电工程建造中心、核电运维服务中心和国际合