相比三代核能系統,四代核能系統具有更高的安全性、經濟性。根據杜祥琬《核能 技術方向研究及發展路線圖》,美國于 2000 年發起“第四代核能系統國際論壇 (GIF)”,希望能更好地解決核能發展中的可持續性(鈾資源利用與廢物管理)、安 全與可靠性、經濟性、防擴散與實體保護等問題。第四代核能系統最顯著的特點是 強調固有安全性,是解決核能可持續發展問題的關鍵環節。GIF 提出六種堆型:鈉 冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水堆、超高溫氣冷堆和熔鹽堆,其中鈉冷快 堆將核燃料的使用效率提高約 50 倍,是最接近滿足商業核電廠需要的堆型(可將 天然鈾資源利用率從目前的約 1%提高至 60%以上,并實現放射性廢物最小化,可 解決鈾礦資源枯竭、核材料利用率低和核廢料難以處理等問題)
中長期來看,預計我國將發展以鈉冷快堆、超高溫氣冷堆等為主的第四代核能系統。 根據杜祥琬《核能技術方向研究及發展路線圖》,我國核能發展近中期目標是優化自 主第三代核電技術;中長期目標是開發以鈉冷快堆為主的第四代核能系統,積極開 發模塊化小堆、開拓核能供熱和核動力等利用領域;長遠目標則是發展核聚變技術。
根據核能技術發展路線圖,在第四代核能系統中,鈉冷快堆、超高溫氣冷堆的示范 推廣、商業化進程相對較快,有望在 2020-2030 年期間適當推廣: 1. 高溫氣冷堆核電站示范工程:根據科技部 2021 年 12 月 23 日《我國高溫氣冷堆 核電站示范工程首次并網發電成功》,2021 年 12 月 20 日,高溫氣冷堆核電站示范 工程 1 號反應堆完成發電機初始負荷運行試驗評價,首次并網成功,發出第一度電。 該核電站裝機容量 20 萬千瓦,設備國產化率達到 93.4%,其中包括全球首臺高溫 氣冷堆螺旋盤管式直流蒸汽發生器等。 2. 霞浦核電 600MW 示范快堆:根據福建省政府 2021 年 2 月 2 日《霞浦示范快堆 工程 2 號機組開工建設》,寧德市霞浦核電 600MW 示范快堆工程 2 號機組正式開 工建設。
第四代核能系統將延續核電用管需求,中長期核電用管需求具備剛性。根據寶銀特種鋼管有限公司官網,在第四代核能系統中,高溫氣冷堆、快中子反應堆將延續特 殊管材需求,例如螺旋盤管(高溫氣冷堆)、六方管及包殼管(快中子反應堆)等。 綜上,以蒸汽發生器傳熱管為代表的管材作為核能系統關鍵部件,長期需求穩健。 中長期來看,第三代、四代核能建設均有望持續帶動核電用管需求。