2021年初中国原子能科学研究院核工程设计研究所所长周培德同志的一次讲话中提到，未来核电的发展趋势是降成本，否则没有出路，颇有同感。
在没有接触核电之前，一直觉得核电很高大上，接触核电之后感觉不只是高大上，没有哪几个领域的项目能如核电这般复杂和繁琐，建造周期如此之长，投入如此之大。
想想中国政府对世界节能减排的承诺以及投入的巨大财力、物力、人力，深感核电承受之重以及成本之痛，有必要分析一下核电项目高成本的原因，找出削减成本的思路和方法。
1 成本构成
建设项目成本构成大同小异，大致可按下图划分。
图1 某核电项目费用构成
建筑工程费包括建造各类建筑物、构筑物、管线以及场地平整等费用。
安装工程费包括各种需要安装的机械设备装配、装置工程以及这些设备的附属管线工程、绝缘、保温、油漆等工程费用，也包括用于验证安装质量而进行的单个设备试车费用。
设备购置费包括生产设备、进口设备、生产工器具及生产家具等购置费用。
工程建设其他费用指除建安、设备购置以外的一切费用，包括土地使用费、建设单位管理费、生产准备费、勘察设计费、工程监理费、研究试验费、联合试运转费、绿化费等。
预备费包括基本预备费和工程造价调整预备费。总的来说是为防范难以预料的风险和因价格变化导致工程造价调整而预留的费用。
税金在项目建设阶段通常主要为采买产生的进项税，后续可用于抵扣销项税。
2 成本分析
图2 某核电项目费用占比情况
图2为国内某核电项目的费用占比情况，可以看出项目投资的主要支出费用为建筑工程费、设备购置费和工程其他费用。
在这几大费用中建筑工程费主要是围绕工艺设备需要而产生的，工程建设其他费用中设计费、研究试验费、联合试运转费等也是跟工艺设备有直接关系的，设备采买费自不必说了。可见核电项目投资成本的核心影响因素都与工艺设备直接相关。所以降低成本的途径只能从工艺和设备两个方面着手了。
这里所说的工艺主要是指生产工艺，其他方面不做表述。而核电站与火电站的工艺区别只是在汽轮机之前的部分，汽轮机之后的生产工艺和设备是相同的，所以两者产生的投资差价就在于核岛的生产工艺和为工艺服务的设备配置以及土建基础上。
3 降低成本途径浅析
受核安全法规的限制，为确保核安全而设置的专用安全设施和设备其成本可削减的余地不大，能挤出的“水分”不多，除非从原理上突破，没有太大必要冒这个风险，所以这部分专用安全设施和设备建议标准化、模块化，这样可在一定程度上降低其成本。
除了专用安全设施和设备外，其他方面是存在可以削减成本的途径的。主要是从两个大的方面来考虑：工艺和设备。
3.1工艺方面
工艺是主要的降成本途径，因为工艺是生产的主线，一切生产活动都是围绕着工艺开展的，所有的建设项目都是为工艺服务的。从工艺原理上来看，核反应堆的工艺原理是大致相同的，但是它也不是一成不变的，随着技术进步和生产装备的更新也是可以改进的，哪怕是改一成也能省两成的钱。事实上大多数情况下是我们不愿意去冒险，或者说缺少创新的驱动力。
如果想深入的探讨主工艺的话，那恐怕不是一个两个人能做到的事情。既然每种堆型工艺流程都有不一致的地方，那就说明反应堆工艺是可以改进创新的，当然改进方向是降成本。
概括来说核岛主要工艺过程是产热—传热，堆芯产热、回路传热，由此分解出来的众多系统都是为这条工艺主线服务的。工艺主线基本是固定的，但其衍生出来的众多系统经济性必然有众多可优化之处，从而降低建造成本。比如说反应堆换料工艺，包括新组件运输、新组件入堆、乏组件出堆及乏组件运输贮存等过程。换料工艺路线复杂，路径很长。从降低成本的角度分析首先可以优化工艺路线，缩短换料路径，其次经优化后去除一些不必要设备及其结构基础、管线、控制单元等，甚至是一些工艺间。比如某核电站乏组件转运工艺是这样的：Œ乏组件进入存放水池→码放机将乏组件放至格架→Ž需要转运时码放机将乏组件装入水下乏桶→吊车将桶吊至小车上→小车载桶进入运输大厅→‘运输大厅吊车再将桶吊至运输容器中。这套工艺路线将水池大厅与运输大厅分开成两个工艺间，中间由通道过渡，形成了两套相对独立的工艺系统和配套设备。这条工艺路线如果能将两个工艺间合并成一个，吊车共用一台，码放机与吊车功能合并起来，小车、闸门等设备以及过渡通道等构筑物就可以去除，工艺路线可以简化为：Œ乏组件进入存放水池→码放机将乏组件放至格架→Ž需要转运时码放机将乏组件装入水下乏桶→码放机将桶吊至运输容器中。简化后的工艺路线节省了一个工艺间和几台设备，可以在相当程度上节省建造投入。通常核电站寿期内乏组件转运次数只有几次，这套工艺使用频率还是很低的。从可靠性的研究理论可知工艺路线越长，环节越多，其系统安全性反倒会降低，故工艺路线设计应简洁适用，既有助于提高系统安全性更可节省建造成本。
3.2设备方面
设备是实现工艺路线的必要手段和工具，是工艺的载体，如果说工艺是大脑，设备则是手和脚，是真正干活的执行机构。
再来说说设备能够缩减成本的途径。先看设备成本的影响因素有哪些，详见图3。
总的来说从设计、选材、制造到安装，每个环节都影响设备成本，相对来说影响比较大的因素为设计经验、选材、研究试验和标准化。
设计经验影响结构、工艺的合理性和可行性。缺乏经验的设计者往往会增加设备制造、基础施工、安装等环节难度，使得制造工艺难以制订，基础施工、安装精度难以保证，造成较大的成本浪费。
选材对设备成本影响巨大，核级设备多选用不锈钢材质。相对于碳素钢和其他合金钢而言，不锈钢成本往往要高出5~6倍甚至十倍以上，当然不锈钢有其高温强度特性优良、对空泡肿胀的阻抗大、与钠相容性好等优点，在接近堆芯的环境中还是离不开不锈钢材料的。但远离堆芯的外围设备很多还是可以使用价格低廉的碳素钢或合金钢材料的，并且相对于不锈钢材料，碳钢材料的加工成本也要低一些，主要是由加工难度、刀具、加工周期等因素产生的加工成本差异。对于一台10t重的设备，原材料利用率按50%计算的话，按当前的碳钢与不锈钢市场价对比来看，使用碳钢材料大约能节省材料费60万元以上。而且核设备中不锈钢锻件使用量也较大，这些不锈钢锻件的供货周期往往在3~5个月甚至更长，时间成本也是相当巨大的。
研究试验可以说是核安全制度下的必然结果，为了确保更高的安全性和可靠性往往会对一些材料、工艺、设备等开展试验验证工作，具有研究性质的试验周期往往是比较长、投入也相当大的，因此在确定研究试验项目时应进行充分的分析和论证，多邀请各行业专家交流，避免形式化和扩大化以及重复性的验证工作。总的来说应进行充分的调查研究，有可借鉴的研究成果就不必再行验证；能做部件验证的就不必整机验证；能与专业厂家合作的就不必委托第三方验证。研究试验费在核电项目工程其他费中占比是比较大的一项，是有效降低建造成本的途径之一。
图3 设备成本影响因素
核设备标准化是有效降低建造成本的重要手段。在与某电力投资公司的朋友交流时了解了一下火电的投资成本，目前国内火电（煤电）的建造成本约4000元/kW左右，与80年代比较如今火电投资成本大幅降低的主因是火电机组的量化和标准化，在标准化后可以大大节省设计（包括建筑设计）、研究试验、制造、安装等环节投入，所以投资成本一下子就下来了。那么核电项目在做总体布局和顶层设计时如能尽量采用标准化设备，尽量减少非标设备用量，其建设投资同样可以大幅降低。当然核设备的标准化工作需要先行铺路，否则便是空谈了。当一种堆型固化后，其配套设备也应当固化，并且形成型号系列供设计者选择，而不必重新设计。对于制造方而言也可以缩短熟悉图纸文件、编制工艺、组织生产时间，乃至于模具、工器具等成本都可以省下来。其他方面可以节省的费用也是显而易见的。
4 结语
作为一种清洁能源，核电有着巨大发展潜力，但其高昂的成本成为阻碍核电规模化建设的巨大绊脚石，因而降低成本是未来核电发展的必然趋势。那么在核电项目建设过程中的每一个环节都是降低成本的潜在途径之一，本文重点从工艺和设备两个角度分析了降低核电项目成本的途径，盼望核电项目的每一个参与方都能从大格局出发，深入研究各自领域内能够降低成本的途径，为中国核电行业大发展、走出国门献计献策。
参考文献
[1]陶树人. 技术经济学[M].第1版.北京：经济管理出版社，1999.
[2]苏著亭、叶长源、阎凤文等. 钠冷快增值堆[M].第1版.北京：原子能出版社，1991.
作者简介：赵明（1976—），男，辽宁岫岩人，高级工程师，大学本科，从事核安全设备研究设计