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摘要：在我国经济不断发展的过程中，对于电力能源具有了更高的要求。核电作为现今电力供应的主要类型，在我国电力能源发展中具有十分重要的意义。在核电厂运行中，核燃料成本在整个成本当中占据有相当重要的比重。在本文中，将就影响核电厂核燃料成本因素进行一定的研究。
关键词：核电厂；核燃料成本；影响因素
1 引言
近年来，我国的核电厂获得了快速的发展。在核电厂运行当中，核燃料成本具有较大的比重，如何降低该类成本进行，可以说是降低运行成本、保障核电厂高效运行的关键。在核电厂运行中，有较多的因素会对核燃料成本产生影响，对此，即需要能够充分做好影响因素把握，保证核电厂的良好运行。
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2 核燃料概述
在核电厂运行中，核燃料能够在反应堆中通过核聚变、核裂变形成核能，核能再转化为电能。在现今生产中，反应堆使用的裂变核燃料主要为铀235、钚239。为了保障电厂运行安全，在反应堆中，核燃料不能够一次耗尽，并进行回收再利用处理。对于燃料的后处理来说，其是一项具有复杂特征的工作，并在处理当中具有核临界以及放射性风险。对此，即需要能够在设置有防护墙的室内室当中进行后处理，通过有效措施的应用实现该问题的预防。
在类型方面，其主要分为以下几种：第一，金属燃料。该类燃料有铀、钚等。在核电厂当中，铀是经常应用到的核燃料，也存在缺点，如熔点低、尺寸不稳定以及同质异晶转变等问题。钚是一种容易裂变的材料，同铀相比具有更小的临界质量，且具有较低的熔点。钍在吸收中子后，将有较大的可能发生裂变，且具有较高的熔点以及较强的辐射稳定性；第二，陶瓷燃料。在该类燃料中，包括有氮化物以及铀和钚等氧化物等。其中，UO2是经常应用到的陶瓷燃料类型，其芯块具有较高的熔点以及良好的高温稳定性。在辐射中，芯块中具有较多的裂变气体，且在燃耗当中不会发生较大的尺寸变化。该材料同不锈钢具有较好的相同性，能够在轻水堆中应用；第三，弥散体燃料。即在非裂变材料中弥散分布核燃料。在核电厂当中，经常以金属基体、陶瓷燃料颗粒制作弥散体系，在对金属、陶瓷燃料积极作用进行发挥的情况系，对核燃料裂变效果进行有效的提升，在高温气冷堆中，也将使用碳化物以及钍的氧化物等作为燃料，使其应用在石墨中弥散。
3 成本影响因素
3.1 换料管理成本
在核电厂运行一定时间之后，则将消耗掉一定的燃料，需要将新燃料加入到其中，在此过程中，需要做好燃料组件的更换，以此保证在发电效率方面能够满足要求。同时，从便于燃料管理角度考虑，电厂在实际对新燃料进行更换时，也需要做好燃料组件的调整，但该方式在实际应用中，将在换料大修的过程中消耗掉较多的时间，并因此使核电厂停止运行，以此增加了电厂核燃料管理成本。
3.2 燃料采购成本
在核燃料发电当中，核燃料价格成本在整体核燃料成本当中占据有重要的组成部分。在价格方面，核燃料价格包括有开采、加工制造等环节成本，从目前来说，虽然国际市场当中该种低浓缩铀、天然铀等价格并非很高，但在不同国家与地区当中，燃料在加工费用、燃料组件价格方面也存在差异。各类情况的存在，则使得我国核电厂在运行当中也需要承担较大的核燃料采购成本，并因此对其良好发展产生影响。
3.3 循环成本因素
在核电厂运行中，核燃料是无法全部耗尽的，且需要能够从堆内卸出，在经过一定处理后再进行循环的使用。对于循环处理这个过程来说，也将产生一定的成本，且核燃料循环处理方式同燃料成本具有直接的联系。在核燃料成本中，核燃料循环处理费用在其中占据有非常大的比例，在核燃料循环后期，需要对燃料进行运输与处理，从核安全标准角度考虑，需要对特定的运输容器进行购买，且该容器具有较高的价格。同时，在后处理阶段中，也需要做好燃料棒的分解处理，以此获得铀和钚等资源，不仅对工艺技术具有较高的要求，且设备在运行中也具有较高的维护成本。
4 成本降低措施
4.1 燃料采购
在核电厂运行中，为了最大程度降低在核燃料购买上花费的费用，则可以从国外对相应的核燃料进行购买。在机组换料当中，需要应用到特定的组件与核燃料，需要采购一定的天然铀，且在铀富集服务上也将形成变化。在实际生产中，为了对核燃料的购买费用进行降低，则可以考虑将铀富集同采购按照一个合同进行处理，且尽可能签订中长合同。国内采购的部分，可以3年左右议一次价格，国外采购的部分，则可以5年左右议价。通过该种燃料购买策略的应用，不仅能够保证货源能够满足要求，且能够对燃料采购成本进行有效的降低。
4.2 换料管理
在核电厂运行中，根据其发电计划，可以对换料管理模式进行积极的改进，以此起到对核燃料成本降低的效果。通过该方式的应用，则能够在对燃料富集度有效提升的情况下，对换料的组件数量进行减少，使燃料在循环方面具有更为经济的特点。在具体对核燃料经济性进行评价时，换料组件数量是重点考虑的一项因素，每当对一个换料组件数量进行减少，则能够对后续的组件生产制造、后处理费用起到有效的节约。此外，在实际工作中，可以按照18个月换料的方式开展工作，在对燃料组件数量进行减少的基础上，同时对卸料的燃耗进行增加，进一步降低核燃料成本。
4.3 循环管理
在核电厂运行中，在循环管理工作方面，每年都需要对大量的乏燃料进行驻存，之后再进行统一的运输与处理。在实际生产中，为了对这部分费用进行降低，电厂则可以同负责乏燃料业务的公司签订合同，要求其能够同核电厂共同承担一定的循环处理费用。具体来说，即要求该方到核电厂取货，并将乏燃料处理的责任、权利转移给对方。通过该方式的应用，则能够在核燃料循环处理当中核电厂花费的费用进行减少，在循环利用核燃料的情况下起到降低成本的效果。
5 结束语
在上文中，我们对影响核电厂核燃料成本因素进行了一定的研究。在实际电厂运行中，即需要能够从多个方面做好成本影响因素的考虑，以科学措施的应用最大程度降低燃料成本，不断提升电厂的经济效益水平。
参考文献
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[3]刘国明，邵增.混合能源堆裂变包层核燃料成本分析[J].核科学与工程.2017（01）
论文作者:梁宗弢,曹鹏久,章圣斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年21期
论文发表时间:2020/2/27
标签：核燃料论文; 核电厂论文; 燃料论文; 成本论文; 因素论文; 组件论文; 电厂论文; 《建筑学研究前沿》2019年21期论文;