CN109800983A - 一种压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法，在该方法中，根据核电机组燃料管理方案、基准日期的核电机组燃料组件各环节的价格、各环节距离基准日期的时间差，以及基准日期的市场参数，确定单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本；然后根据单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本/动态成本、年换料装载量以及当地的运杂费费率，确定核电机组静态年换料成本/动态年换料成本。本发明采用与实际运行工况紧密结合的参数作为主要输入参数，输入参数易于在不同单位间进行转化，输出结果快速，且易于在动态成本与静态成本结果间切换。

Description

一种压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法

技术领域

本发明涉及核电项目经济评价技术领域，具体涉及一种压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法。

背景技术

在压水堆核电项目的发电成本中，前端燃料循环成本约占发电总成本的30％，在核电项目的经济评价中占有非常重要的地位。国际上计算年换料成本时，通常需要依据设计文件中的堆芯设计以及燃料管理方案，基于每个燃料循环的实际换料量，结合一套核燃料单价计算公式，才可以计算年换料成本，评价年换料成本多以动态计算的结果为主。

核电项目的设计换料方案以换料周期为一个燃料循环进行描述，与燃料成本计算中以年为一个周期不完全同步，核电项目运行过程中经常存在实际发电量与额定发电量不同的情况，原因在于实际换料方案与设计换料方案存在较大差异，依据换料方案来计算每个燃料循环的装载量工作繁杂且容易与实际数据出现偏差，而通过跟踪实际装载量来计算在评价时间上是不现实的。

国际上燃料制造成本单价多以折合单位重金属铀的市场价进行计算，与国内以燃料组件为单位进行计算的情形不同。

国内相关标准(如能标)对于压水堆核电项目年换料成本的计算公式不考虑资金的时间价值，且缺乏核燃料单价的计算公式，当需要动态评价年换料成本的经济性时，需要增加一套复杂的公式来完成，不能满足高效、准确地计算前端燃料循环成本的目的。

对于堆芯设计人员来讲，由于缺乏一套燃料计算程序，对于燃料设计与其费用的关联难以建立定量的关系。

为了达到准确、快捷地计算压水堆核电项目年换料成本，方便在国内标准与国际惯例间的计算结果进行比较，且利于反馈设计进行优化的目的，行业内亟待设计出一套采用与实际运行工况紧密结合的参数作为主要输入参数，输入参数易于在不同单位间进行转化，输出结果快速，且易于在动态成本与静态成本结果间切换的燃料循环成本计算方法。

发明内容

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本发明。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法，其包括如下步骤：

1)确定核电机组的燃料管理方案，以及核电机组的主要参数；

2)确定燃料循环成本的基准日期，以及基准日期的核电机组燃料组件各环节价格；

3)根据核电机组燃料管理方案与核电机组主要参数，确定年换料装载量；

4)根据核电机组燃料管理方案和基准日期的核电机组燃料组件各环节价格，确定单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本；

5)根据核电机组燃料组件各环节距离基准日期的时间差、基准日期的市场参数和单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本，确定单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的动态成本；

6)根据单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本、年换料装载量以及当地的运杂费费率，确定核电机组静态年换料成本；

7)根据单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的动态成本、年换料装载量以及当地的运杂费费率，确定核电机组动态年换料成本。

可选地，在步骤1)中，核电机组的燃料管理方案包括：达到动态平衡换料状态后的燃料装载方案及燃料组件平衡卸料燃耗；核电机组的主要参数包括：核电机组的额定电功率、热效率和年利用小时数。

可选地，在步骤2)中，核电机组燃料组件各环节价格包括：燃料采购单价、转化单价、浓缩单价，以及核电机组燃料组件的制造单价。

可选地，步骤3)具体为：

根据燃料组件平衡卸料燃耗，以及核电机组的额定电功率、热效率和年利用小时数，计算年换料装载量M_PY，其计算公式为：

在式(1)中，M_PY为年换料装载量；E为核电机组的额定电功率；H为核电机组的年利用小时数；B_d为燃料组件平衡卸料燃耗深度；η_th为热效率。

可选地，在步骤4)中，单位装料量对应的燃料采购静态成本F₁的计算公式为：

F₁＝M_f·a·f₁·P₁ (2)

f₁＝(1+l₂)·(1+l₃)·(1+l₄) (4)

在式(2)、(3)和(4)中，F₁为单位装料量对应的燃料采购静态成本；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属燃料装料量所需的燃料供料量；e_p为装料中燃料的份额；e_f为供料中燃料的份额；e_t为尾料中燃料的份额；M_p为燃料组件单位重金属燃料装料量；a为转换因子；f₁为第一损失因子；l₂为转化过程损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₁为基准日期的燃料采购单价；

单位装料量对应的燃料转化静态成本F₂的计算公式为：

F₂＝M_f·f₂·P₂ (5)

f₂＝(1+l₂)·(1+l₃)·(1+l₄) (6)

在式(5)和(6)中，F₂为单位装料量对应的燃料转化静态成本；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属燃料装料量所需的燃料供料量；f₂为第二损失因子；l₂为转化过程损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₂为基准日期的燃料转化单价；

单位装料量对应的燃料浓缩静态成本F₃的计算公式为：

F₃＝S·f₃·P₃ (7)

S＝M_PV_P+M_tV_t-M_fV_f (8)

M_t＝M_f-M_P (10)

f₃＝(1+l₃)·(1+l₄) (13)

在式(7)至(13)中，F₃为单位装料量对应的燃料浓缩静态成本；S为分离功；M_p为燃料组件单位重金属燃料装料量；e_p为装料中燃料的份额；M_t为尾料量；e_t为尾料中燃料的份额；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属燃料装料量所需的燃料供料量；e_f为供料中燃料的份额；f₃为第三损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₃为基准日期的燃料浓缩单价；

单位装料量对应的燃料组件制造静态成本F₄的计算公式为：

F₄＝M_P·f₄·P₄ (14)

f₄＝1+l₄ (15)

在式(14)和(15)中，F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本；M_p为燃料组件单位重金属燃料装料量；f₄为第四损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₄为基准日期的核电机组燃料组件制造单价。

可选地，步骤5)具体为：

根据燃料采购日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料采购静态成本F₁，计算单位装料量对应的燃料采购动态成本F₁'，其计算公式为：

在式(16)中，F₁'为单位装料量对应的燃料采购动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₁为单位装料量对应的燃料采购静态成本；r为折现率；

根据燃料转化日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料转化静态成本F₂，计算单位装料量对应的燃料转化动态成本F₂'，其计算公式为：

在式(17)中，F₂'为单位装料量对应的燃料转化动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₂为单位装料量对应的燃料转化静态成本；r为折现率；

根据燃料浓缩日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料浓缩静态成本F₃，计算单位装料量对应的燃料浓缩动态成本F₃'，其计算公式为：

在式(18)中，F₃'为单位装料量对应的燃料浓缩动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₃为单位装料量对应的燃料浓缩静态成本；r为折现率；

根据燃料组件制造日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料组件制造静态成本F₄，计算单位装料量对应的燃料组件制造动态成本F₄'，其计算公式为：

在式(19)中，F₄'为单位装料量对应的燃料组件制造动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本；r为折现率。

可选地，在步骤6)中，核电机组静态年换料成本C_F的计算公式为：

C_F＝(F₁+F₂+F₃+F₄)×M_PY×(1+T) (20)

式(20)中，C_F为核电机组静态年换料成本；F₁为单位装料量对应的燃料采购静态成本；F₂为单位装料量对应的燃料转化静态成本；F₃为单位装料量对应的燃料浓缩静态成本；F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本；M_PY为年换料装载量；T为运杂费费率。

可选地，在步骤7)中，核电机组动态年换料成本C_F'的计算公式为：

C_F′＝(F₁′+F₂′+F₃′+F₄′)×M_PY×(1+T) (21)

式(21)中，C_F'为核电机组动态年换料成本；F₁'为单位装料量对应的燃料采购动态成本；F₂'为单位装料量对应的燃料转化动态成本；F₃'为单位装料量对应的燃料浓缩动态成本；F₄'为单位装料量对应的燃料组件制造动态成本；M_PY为年换料装载量；T为运杂费费率。

可选地，燃料组件的出厂时间与基准时间一致。

可选地，燃料来源为天然铀。

有益效果：

本发明通过核电机组燃料换料方案及核电机组的主要参数，考虑燃料组件各环节距离基准日期的时间差，基于基准日期及其市场参数，进行动态、静态前端燃料循环成本计算，简化了传统计算方法中繁杂的边界条件及输入参数，且输入参数与实际运行工况紧密结合、易于在不同单位间进行转化，将动态与静态成本合二为一，提高了评价的准确性、效率及实用性，为相关设计人员建立了设计方案与燃料费用的定量关系，利于设计人员进行燃料管理优化设计。

附图说明

图1为本发明实施例提供的压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法的流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

针对现有能标规定与国际计算方法存在的缺陷或不足，本发明设计了一种输入和输出紧密切合核电项目实际情况，计算过程方便、快捷，以及结果易于在动态成本与静态成本间切换的燃料循环成本计算方法。还可根据该计算方法开发一套易于操作的计算机程序，通过软件固化计算方法，真正实现压水堆前端燃料循环成本计算的高效性。

下面通过具体的实施例详细描述本发明的技术方案。

需要说明的是，本实施例以燃料来源采用天然铀为例，且计算过程以美元为单位进行。当然，其他类型的燃料来源也应在本发明的保护范围内，计算过程还可以以其他类型货币为单位，例如人民币，只需在相应公式中按照基准日期的美元汇率将美元折算为人民币即可。

如图1所示，本实施例提供一种易于实现的压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法，包括如下步骤S101至S107。

S101.确定核电机组的燃料管理方案，以及核电机组的主要参数；

S102.确定燃料循环成本的基准日期，以及基准日期的核电机组燃料组件各环节价格；其中，各环节分别为天然铀的采购、转化、浓缩，以及核电机组燃料组件的制造；

S103.根据核电机组燃料管理方案与核电机组主要参数，确定年换料装载量；

S104.根据核电机组燃料管理方案和基准日期的核电机组燃料组件各环节价格，确定单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本；

S105.根据核电机组燃料组件各环节距离基准日期的时间差、基准日期的市场参数和单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本，确定单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的动态成本；

S106.根据单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本、年换料装载量以及当地的运杂费费率，确定核电机组静态年换料成本，即核电机组运营第N年的静态换料成本；

S107.根据单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的动态成本、年换料装载量以及当地的运杂费费率，确定核电机组动态年换料成本，即核电机组运营第N年的动态换料成本。

其中，可设定燃料组件的出厂时间与基准时间一致。如果仅需计算核电机组静态年换料成本，则不需要设置步骤S105和S107。上述步骤中涉及的成本是不含增值税的计算结果，如果需要考虑增值税，只需在计算结果中加入增值税即可。

本实施例中，通过核电机组燃料换料方案及核电机组的主要参数，考虑燃料组件各环节距离基准日期的时间差，基于基准日期及其市场参数，进行动态、静态前端燃料循环成本计算，简化了传统计算方法中繁杂的边界条件及输入参数，且输入参数与实际运行工况紧密结合、易于在不同单位间进行转化，将动态与静态成本合二为一，提高了评价的准确性、效率及实用性，为相关设计人员建立了设计方案与燃料费用的定量关系，利于设计人员进行燃料管理优化设计。

此外，由于在实际工程中，国际、国内采用的计算方法都有各自的缺陷与不足，行业内尚无一个实现前述发明目的的计算机程序，因此针对现有计算方法存在的问题、尚无计算机程序实现准确快捷计算的现状，对国际上、国内现有的前端燃料循环计算方法进行深入研究之后，通过贯通国际国内差异分析，以压水堆核电机组前端燃料循环的管理方案为基础，从技术经济专业的角度出发，实现上述计算方法，并将上述计算方法编制成计算机程序。在计算机程序中输入数据就能即刻得到计算结果，且界面输入、输出接口易于操作，实用性更强。

在步骤S101中，核电机组的燃料管理方案包括：达到动态平衡换料状态后的燃料装载方案及燃料组件平衡卸料燃耗。其中，核电机组在达到动态平衡换料状态时，应按照燃料管理方案卸出乏燃料，然后装载新燃料。

核电机组的主要参数包括：核电机组的额定电功率、热效率和年利用小时数。

在步骤S102中，核电机组燃料组件各环节价格包括：天然铀采购单价、转化单价、浓缩单价，以及核电机组燃料组件的制造单价。

步骤S103具体为：

根据燃料组件平衡卸料燃耗，以及核电机组的额定电功率、热效率和年利用小时数，计算年换料装载量M_PY，其计算公式为：

在式(1)中，M_PY为年换料装载量(也可称为年发电量所需重金属铀装料量)，单位是kg·(U)；E为核电机组的额定电功率，单位是MW；H为核电机组的年利用小时数；B_d为燃料组件平衡卸料燃耗深度，指的是核电机组所有燃料组件平衡卸料燃耗的平均值，单位是MWd/kg·(U)；η_th为热效率，即电功率/堆芯热功率。

在步骤S104中，核电机组燃料组件各环节的静态成本指的是：天然铀采购静态成本F₁、天然铀转化静态成本F₂、天然铀浓缩静态成本F₃和燃料组件制造静态成本F₄。

其中，单位装料量对应的天然铀采购静态成本F₁的计算公式为：

F₁＝M_f·a·f₁·P₁ (2)

f₁＝(1+l₂)·(1+l₃)·(1+l₄) (4)

在式(2)、(3)和(4)中，F₁为单位装料量对应的天然铀采购静态成本，单位是$；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属铀装料量所需的天然铀供料量，单位是kg·(U)；e_p为装料中²³⁵U的份额；e_f为供料中²³⁵U的份额；e_t为尾料中²³⁵U的份额；M_p为燃料组件单位重金属铀装料量，单位是kg·(U)；a为转换因子，单位是1b·(U₃O₈)/kg·(U)；f₁为第一损失因子；l₂为转化过程损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₁为基准日期的天然铀采购单价，单位是$/1b·(U₃O₈)。

单位装料量对应的天然铀转化静态成本F₂的计算公式为：

F₂＝M_f·f₂·P₂ (5)

f₂＝(1+l₂)·(1+l₃)·(1+l₄) (6)

在式(5)和(6)中，F₂为单位装料量对应的天然铀转化静态成本，单位是$；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属铀装料量所需的天然铀供料量，单位是kg·(U)；f₂为第二损失因子；l₂为转化过程损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₂为基准日期的天然铀转化单价，单位是$/kg·(U)。

单位装料量对应的天然铀浓缩静态成本F₃的计算公式为：

F₃＝S·f₃·P₃ (7)

S＝M_PV_P+M_tV_t-M_fV_f (8)

M_t＝M_f-M_P (10)

f₃＝(1+l₃)·(1+l₄) (13)

在式(7)至(13)中，F₃为单位装料量对应的天然铀浓缩静态成本，单位是$；S为分离功，单位是SWU；M_p为燃料组件单位重金属铀装料量，单位是kg·(U)；e_p为装料中²³⁵U的份额；M_t为尾料量，单位是kg·(U)；e_t为尾料中²³⁵U的份额；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属铀装料量所需的天然铀供料量，单位是kg·(U)；e_f为供料中²³⁵U的份额；f₃为第三损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₃为基准日期的天然铀浓缩单价，单位是$/SWU。

单位装料量对应的燃料组件制造静态成本F₄的计算公式为：

F₄＝M_P·f₄·P₄ (14)

f₄＝1+l₄ (15)

在式(14)和(15)中，F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本，单位是$；M_p为燃料组件单位重金属铀装料量，单位是kg·(U)；f₄为第四损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₄为基准日期的核电机组燃料组件制造单价，单位是$/kg·(U)。

在步骤S105中，核电机组燃料组件各环节距离基准日期的时间差指的是：天然铀采购日期与基准日期的时间差、天然铀转化日期与基准日期的时间差、天然铀浓缩日期与基准日期的时间差，以及燃料组件制造日期与基准日期的时间差。核电机组燃料组件各环节的动态成本指的是：天然铀采购动态成本F₁'、天然铀转化动态成本F₂'、天然铀浓缩动态成本F₃'和燃料组件制造动态成本F₄'。基准日期的市场参数指的是：基准日期的折现率。

步骤S105具体为：

根据天然铀采购日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的天然铀采购静态成本F₁，计算单位装料量对应的天然铀采购动态成本F₁'，其计算公式为：

在式(16)中，F₁'为单位装料量对应的天然铀采购动态成本，单位是$；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₁为单位装料量对应的天然铀采购静态成本，单位是$；r为折现率。

根据天然铀转化日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的天然铀转化静态成本F₂，计算单位装料量对应的天然铀转化动态成本F₂'，其计算公式为：

在式(17)中，F₂'为单位装料量对应的天然铀转化动态成本，单位是$；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₂为单位装料量对应的天然铀转化静态成本，单位是$；r为折现率。

根据天然铀浓缩日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的天然铀浓缩静态成本F₃，计算单位装料量对应的天然铀浓缩动态成本F₃'，其计算公式为：

在式(18)中，F₃'为单位装料量对应的天然铀浓缩动态成本，单位是$；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₃为单位装料量对应的天然铀浓缩静态成本，单位是$；r为折现率。

根据燃料组件制造日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料组件制造静态成本F₄，计算单位装料量对应的燃料组件制造动态成本F₄'，其计算公式为：

在式(19)中，F₄'为单位装料量对应的燃料组件制造动态成本，单位是$；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本，单位是$；r为折现率。

在步骤S106中，核电机组静态年换料成本C_F的计算公式为：

C_F＝(F₁+F₂+F₃+F₄)×M_PY×(1+T) (20)

式(20)中，C_F为核电机组静态年换料成本，单位是$/kg·(U)；F₁为单位装料量对应的天然铀采购静态成本，单位是$；F₂为单位装料量对应的天然铀转化静态成本，单位是$；F₃为单位装料量对应的天然铀浓缩静态成本，单位是$；F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本，单位是$；M_PY为年换料装载量，单位是kg·(U)；T为运杂费费率。

在步骤S107中，核电机组动态年换料成本C_F'的计算公式为：

C_F′＝(F₁′+F₂′+F₃′+F₄′)×M_PY×(1+T) (21)

式(21)中，C_F'为核电机组动态年换料成本，单位是$/kg·(U)；F₁'为单位装料量对应的天然铀采购动态成本，单位是$；F₂'为单位装料量对应的天然铀转化动态成本，单位是$；F₃'为单位装料量对应的天然铀浓缩动态成本，单位是$；F₄'为单位装料量对应的燃料组件制造动态成本，单位是$；M_PY为年换料装载量，单位是kg·(U)；T为运杂费费率。

下面通过一个具体的实例来描述压水堆核电项目前端燃料循环成本的具体计算过程：

假设，燃料组件平衡卸料燃耗深度B_d为50.326MWd/kg·(U)，即50326MWd/t·(U)，核电机组的额定电功率E为1291MW，热效率η_th为37.97％，年利用小时数为7000小时。基准日期为2017年3月30日，基准日期的美元汇率为6.8993，天然铀采购日期与基准日期的时间差为3年，天然铀转化日期与基准日期的时间差为2.5年，天然铀浓缩日期与基准日期的时间差为2年，燃料组件制造日期与基准日期的时间差为1年。折现率r为7％，转化过程损失因子l₂为0.5％，浓缩过程损失因子l₃为0.5％，制造过程损失因子l₄为1％。天然铀采购单价P₁为60$/lb·(U₃O₈)、转化单价P₂为9.25$/kg·(U)、浓缩单价P₃为163$/SWU，燃料组件制造单价P₄为3750￥/kg·(U)，即543.5$/kg·(U)。装料中²³⁵U的份额e_p为4.54％，供料中²³⁵U的份额e_f为0.711％，尾料中²³⁵U的份额e_t为0.25％，燃料组件单位重金属铀装料量M_P为1kg·(U)，运杂费费率T为3.40％。

年换料装载量M_PY：

单位装料量对应的天然铀采购静态成本F₁：

单位装料量对应的天然铀转化静态成本F₂：

单位装料量对应的天然铀浓缩静态成本F₃：

单位装料量对应的燃料组件制造静态成本F₄：

F₄＝M_P·f₄·P₄＝M_P·(1+l₄)·P₄＝1×(1+1％)×3750/6.8993＝548.97$

单位装料量对应的天然铀采购动态成本F₁'：

单位装料量对应的天然铀转化动态成本F₂'：

单位装料量对应的天然铀浓缩动态成本F₃'：

单位装料量对应的燃料组件制造动态成本F₄'：

核电机组静态年换料成本C_F：

C_F＝(F₁+F₂+F₃+F₄)×M_PY×(1+T)

＝(1480.82+87.81+1150.70+548.97)×19.71×1000×(1+3.40％)＝66592020$

核电机组动态年换料成本C_F'：

C_F'＝(F₁'+F₂'+F₃'+F₄')×M_PY×(1+T)

＝(1814.07+103.99+1317.43+587.40)×19.71×1000×(1+3.40％)＝77891972$

综上所述，本发明提供的压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法对于压水堆核电机组前端燃料成本的计算准确、高效，实现了不同输入参数的可转换、不同输入结果的灵活选择，可以快速得到所需的计算结果。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压水堆核电项目前端燃料循环成本动态计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定核电机组的燃料管理方案，以及核电机组的主要参数；

2)确定燃料循环成本的基准日期，以及基准日期的核电机组燃料组件各环节价格；

3)根据核电机组燃料管理方案与核电机组主要参数，确定年换料装载量；

4)根据核电机组燃料管理方案和基准日期的核电机组燃料组件各环节价格，确定单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本；

5)根据核电机组燃料组件各环节距离基准日期的时间差、基准日期的市场参数和单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本，确定单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的动态成本；

6)根据单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的静态成本、年换料装载量以及当地的运杂费费率，确定核电机组静态年换料成本；

7)根据单位装料量对应的核电机组燃料组件各环节的动态成本、年换料装载量以及当地的运杂费费率，确定核电机组动态年换料成本。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，在步骤1)中，核电机组的燃料管理方案包括：达到动态平衡换料状态后的燃料装载方案及燃料组件平衡卸料燃耗；核电机组的主要参数包括：核电机组的额定电功率、热效率和年利用小时数。

3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，在步骤2)中，核电机组燃料组件各环节价格包括：燃料采购单价、转化单价、浓缩单价，以及核电机组燃料组件的制造单价。

4.根据权利要求3所述的计算方法，其特征在于，步骤3)具体为：

根据燃料组件平衡卸料燃耗，以及核电机组的额定电功率、热效率和年利用小时数，计算年换料装载量M_PY，其计算公式为：

在式(1)中，M_PY为年换料装载量；E为核电机组的额定电功率；H为核电机组的年利用小时数；B_d为燃料组件平衡卸料燃耗深度；η_th为热效率。

5.根据权利要求4所述的计算方法，其特征在于，在步骤4)中，单位装料量对应的燃料采购静态成本F₁的计算公式为：

F₁＝M_f·a·f₁·P₁ (2)

f₁＝(1+l₂)·(1+l₃)·(1+l₄) (4)

在式(2)、(3)和(4)中，F₁为单位装料量对应的燃料采购静态成本；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属燃料装料量所需的燃料供料量；e_p为装料中燃料的份额；e_f为供料中燃料的份额；e_t为尾料中燃料的份额；M_p为燃料组件单位重金属燃料装料量；a为转换因子；f₁为第一损失因子；l₂为转化过程损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₁为基准日期的燃料采购单价；

单位装料量对应的燃料转化静态成本F₂的计算公式为：

F₂＝M_f·f₂·P₂ (5)

f₂＝(1+l₂)·(1+l₃)·(1+l₄) (6)

在式(5)和(6)中，F₂为单位装料量对应的燃料转化静态成本；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属燃料装料量所需的燃料供料量；f₂为第二损失因子；l₂为转化过程损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₂为基准日期的燃料转化单价；

单位装料量对应的燃料浓缩静态成本F₃的计算公式为：

F₃＝S·f₃·P₃ (7)

S＝M_PV_P+M_tV_t-M_fV_f (8)

M_t＝M_f-M_P (10)

f₃＝(1+l₃)·(1+l₄) (13)

在式(7)至(13)中，F₃为单位装料量对应的燃料浓缩静态成本；S为分离功；M_p为燃料组件单位重金属燃料装料量；e_p为装料中燃料的份额；M_t为尾料量；e_t为尾料中燃料的份额；M_f为达到动态平衡换料状态后核电机组燃料组件单位重金属燃料装料量所需的燃料供料量；e_f为供料中燃料的份额；f₃为第三损失因子；l₃为浓缩过程损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₃为基准日期的燃料浓缩单价；

单位装料量对应的燃料组件制造静态成本F₄的计算公式为：

F₄＝M_P·f₄·P₄ (14)

f₄＝1+l₄ (15)

在式(14)和(15)中，F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本；M_p为燃料组件单位重金属燃料装料量；f₄为第四损失因子；l₄为制造过程损失因子；P₄为基准日期的核电机组燃料组件制造单价。

6.根据权利要求5所述的计算方法，其特征在于，步骤5)具体为：

根据燃料采购日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料采购静态成本F₁，计算单位装料量对应的燃料采购动态成本F₁'，其计算公式为：

在式(16)中，F₁'为单位装料量对应的燃料采购动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₁为单位装料量对应的燃料采购静态成本；r为折现率；

根据燃料转化日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料转化静态成本F₂，计算单位装料量对应的燃料转化动态成本F₂'，其计算公式为：

在式(17)中，F₂'为单位装料量对应的燃料转化动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₂为单位装料量对应的燃料转化静态成本；r为折现率；

根据燃料浓缩日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料浓缩静态成本F₃，计算单位装料量对应的燃料浓缩动态成本F₃'，其计算公式为：

在式(18)中，F₃'为单位装料量对应的燃料浓缩动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₃为单位装料量对应的燃料浓缩静态成本；r为折现率；

根据燃料组件制造日期与基准日期的时间差、基准日期的折现率和单位装料量对应的燃料组件制造静态成本F₄，计算单位装料量对应的燃料组件制造动态成本F₄'，其计算公式为：

在式(19)中，F₄'为单位装料量对应的燃料组件制造动态成本；t_b为基准日期；T₁为最大提前时间；F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本；r为折现率。

7.根据权利要求5所述的计算方法，其特征在于，在步骤6)中，核电机组静态年换料成本C_F的计算公式为：

C_F＝(F₁+F₂+F₃+F₄)×M_PY×(1+T) (20)

式(20)中，C_F为核电机组静态年换料成本；F₁为单位装料量对应的燃料采购静态成本；F₂为单位装料量对应的燃料转化静态成本；F₃为单位装料量对应的燃料浓缩静态成本；F₄为单位装料量对应的燃料组件制造静态成本；M_PY为年换料装载量；T为运杂费费率。

8.根据权利要求6所述的计算方法，其特征在于，在步骤7)中，核电机组动态年换料成本C_F'的计算公式为：

C_F′＝(F₁′+F₂′+F₃′+F₄′)×M_PY×(1+T) (21)

式(21)中，C_F'为核电机组动态年换料成本；F₁'为单位装料量对应的燃料采购动态成本；F₂'为单位装料量对应的燃料转化动态成本；F₃'为单位装料量对应的燃料浓缩动态成本；F₄'为单位装料量对应的燃料组件制造动态成本；M_PY为年换料装载量；T为运杂费费率。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的计算方法，其特征在于，燃料组件的出厂时间与基准时间一致。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的计算方法，其特征在于，燃料来源为天然铀。