我国核电设计环节主要由中国核动力研究设计院、深圳中广核工程设计有限公司、国核电力规划设计研究院及上海核工程研究设计院等四家公司承担,其中中国核动力研究设计院和深圳中广核工程设计有限公司占据主要市场。

核电设备主要分为核岛设备、常规岛设备和辅助设备系统(BOP)。核电站主要由核岛和常规岛组成,核岛主要用于核反应堆的运行,常规岛主要用于将核反应堆产生的能量转变为电能。核岛主设备主要包括核反应堆(包括堆芯、压力容器、堆内构件)、反应堆冷却剂泵、蒸汽发生器、控制棒及驱动机构、稳压器、主管道等,常规岛设备主要包括汽轮机、发电机、汽水分离再热器等。辅助设备系统即核蒸汽供应系统之外的部分,包括供热通风与空气调节系统(HVAC 系统)、排水系统等。

核电站建设中主要包括穹顶吊装、EESR、热试完成、装料及并网等关键里程碑。穹顶吊装完成意味着土建工程结束,核电站将全面转入以设备安装为主的施工阶段;EESR(End of Erection Status Report)意味着某一系统/子系统的安装完成,该系统转入调试阶段;热试全称热态功能试验,是核反应堆装载核燃料前的综合性能试验,热试完成意味着核电站具备装料条件;装料指的是装载核燃料,作为核电站建设中有核与无核的分界点,它是核电站并网发电前最后的一个关键环节;并网发电意味着核电站建设基本完成,具备商运条件。

从产业链的毛利率来看,核岛关键零部件的利润率最高,高达 45%左右,其次是电站运营(36%)和核岛设备(35%),常规岛设备和施工建设利润率约为 10%。将核岛和常规岛的主设备的毛利率进行比较,堆内构件的利润率最高,高达 61%,其次是主泵(40%)和铸锻件(38%),再次为汽轮机(30%)和蒸汽发生器(28%),发电机、压力容器和汽水分离器的毛利率均较低,分别为 22%、20%和 19.8%。

复盘过去十年核电指数,可分为四个阶段:

1)2011-2015 年:福岛核事故后,国内核电进行了历时一年半的安全检查,虽然得出安全有保障的结论,但不上马新的核电项目,核电审批速度放缓。同时德国、意大利、瑞士等提出了“弃核”的主张,公众对于核电安全性的担忧有所增加。新机组审批速度放缓+舆论压力导致核电行业发展放缓,核电指数持续下行;

2)2015 年:“十二五”规划收官之年,核能协会、国家能源局等相关人员均在不同场合透漏年内将有 6-8 台核电机组开工建设,随后8 台新机组被审批,核电重启预期升温,核电指数大幅上涨;

3)2016-2018 年:2015 年审批 8 台机组之后,虽然国家政策多次提到过核电建设目标,但并无新核电机组审批,主要原因,一方面是福岛事故后公众舆论压力仍然存在;另一方面,福岛核事故后,新机组要求具备三代安全性,2018 年之前国内三代核电并无商运投产案例,因此整体审批较为谨慎,核电指数走弱。

4)2019 至今:随着三代核电项目落地,2019-2020年国家每年核准新机组4台,2021 年国家核准 5 台机组,审批和开工节奏明显加快,同时在“碳达峰”、“碳中和”等大力发展绿电背景下,核电指数回升。https://t.cn/A675OtPx

四大国企垄断主要设备市场,民营企业细分领域占据优势地位。核电设备行业存在较高的行业壁垒。从技术壁垒上讲,核电关键设备技术难度大,技术门槛高,同时核电对安全和质量的要求需要技术相对成熟可靠,一般需要供货商有过往的供货业绩;从准入资质壁垒上讲,企业生产核电设备需要获得民用核设备的设计制造资质,其中核一级、二级资质获取难度极大,需要企业长期的技术积累和资本投入;从资金壁垒上讲,核电设备生产需投入大量资金用建设厂房和购买专用设备,而且核电设备合同金额大,周期长,也将占用大量流动资金。正因为以上原因,核电市场呈现垄断竞争的态势。核电站主设备主要由上海电气、东方电气、哈电集团、中国一重及中国二重垄断,包括反应堆压力容器、堆内构件、控制棒及驱动机构、稳压器、蒸汽发生器、汽轮发电机、主冷却剂泵等;近年来,部分民营企业占据细分领域主导地位,并通过产品线延伸进一步发展。应流股份在主泵泵壳取得主导地位,江苏神通、纽威股份、中核科技等企业在阀门市场取得主导地位。

核电设备投资中,主设备投资占据主要份额。核岛中,各核岛设备的投资占比分别为:压力容器约 24%,堆内构件约 6%,反应堆冷却剂泵约8%,蒸汽发生器约17%、控制棒及驱动机构约 4%、稳压器 2%,阀门约 12%、主管道约3%、燃料运输系统约4%,其他约 20%;常规岛中,各常规岛设备的投资占比分别为:汽轮机约24%,发电机约 18%,汽水分离再热器 12%,其他 46%。

土建施工与设备安装:核岛中国核建独大,常规岛多强并存

核电站的土建工程与设备安装主要包括前期准备工程、土建工程和设备安装及其他核电站相关工程,其中前期准备工程是核电站 FCD 正式开工前的阶段,土建工程和设备安装是核电建设中的阶段,两者均可以细分为核岛、常规岛以及BOP的施工和安装。一般而言,有关核岛的土建施工和安装难度最高,常规岛次之。

核电站核岛土建工程与设备安装呈现中国核建一家独大的竞争格局。核岛建设工程的难度与特殊性最高,一直以来几乎都被中国核工业建设集团有限公司一家垄断,其中子公司中核工业华兴建设有限公司主要负责核岛土建施工业务,中核二三建设公司负责核岛设备安装业务。中国核建是国内外唯一一家连续30 余年不间断从事核电建造的企业集团,承担了我国大陆和出口的所有核电机组的建造任务,掌握了包括压水堆、重水堆、实验快中子堆、高温气冷堆等各种堆型、各种规格系列的核电建造能力,具备同时承担 40 台核电机组的建造资源和能力,中国核建正在承建的核电项目包括红沿河、徐大堡、昌江、防城港、福清、田湾、漳州、太平岭、三澳、以及巴基斯坦卡拉奇等 10 个项目共18 台机组,是世界上在建机组数量最多的企业,中国核建在市场中处于绝对主导地位。另外,广东火电工程总公司参与部分核岛设备安装业务。

核电站常规岛土建工程与设备安装呈现多强并存的局面。在常规岛土建工程中,中国建筑第二工程局有限公司和中核工业华兴建设有限公司共同占据主导地位,中建二局参与承建了大亚湾核电站、岭澳一期、二期、台山、红沿河等多个核电站的常规岛土建工程;常规岛与辅助设备安装准入门槛相对较低,且与火电站相应工程相似度较高,各大型火电建设企业也纷纷想要分一杯羹,如广东火电工程公司、浙江火电建设公司等,广东火电工程公司先后承建了岭澳核电站常规岛设备安装、台山核电站常规岛及 BOP 安装、阳江核电厂常规岛及BOP 安装、海南昌江核电站 1、2 号机组常规岛及 BOP 安装等工程任务,广东火电工程公司先后参建了秦山核电、方家山核电、三门核电等 14 台核电常规岛装机工程任务。

核燃料是指含有易裂变核素,能够在反应堆内实现自持链式核裂变反应的物质。它是核电机组持续输出电力的能量之源。当今核电站使用的核燃料主要是铀235,且纯度需达到 3%(而铀 235 在天然铀中的含量仅为0.71%),因此铀燃料的生产、供应是核燃料的重点。天然铀是以矿石形式存在的,经过勘、探开采、水冶铀转化与浓缩等过程,最终送往核燃料加工厂制造,目前核燃料主要由中核下属的铀业公司进行制造。

由二氧化铀组成的燃料芯块是核燃料元件棒最核心的材料,是反应产生热量的主要原料。铀矿石经过水冶厂冶炼提纯后,得出铀矿粉俗称黄饼,黄饼经过复杂化学反应和浓缩等步骤,将天然铀中丰度 0.7%左右的铀235,逐步浓缩到4.5%左右,这个过程是以六氟化铀形式存在的。六氟化铀再次经过转化,变成氧化铀,然后经过制胚、在摄氏 1750 度的高温下的氢还原环境中烧制20 个小时烧结成氧化铀陶瓷,也就是所谓的核燃料(芯块)了,燃料芯块,按照一定要求装入锆管中,加上相应附件,封装后就成了燃料棒。

我国铀矿主要依赖进口。我国铀矿勘查程度较低,探明有限,我国的已经发现的铀资源并不丰富,仅占全球 1.3%,大量的铀资源需要进口。近年来,随着铀矿勘察的不断深入,临近的蒙古、哈萨克斯坦跟中国的边境地区都发现大量的铀矿矿床,说明了我国铀矿资源潜在总量较大,前景广阔。一般情况下,铀矿从勘探到开采周期很长,地质勘探从普查到详查再到正式提交储量,需10 年左右时间,而此后的矿山建设还需要 4 年左右时间。随着我国天然铀矿需求的逐年上升,中期内中国对铀矿的需求缺口巨大。

铀矿供给国内采矿中核独大、中广核海外采矿量领先。2018 年以前,我国的铀矿资源由政府严格把控,即便是对国内企业的资质要求都非常严格,进入该领域者寥寥无几。长期以来,中核集团在国内铀矿勘察、开采方面一家独大,中国唯一的完整的核燃料循环产业体系。其子公司中国核燃料有限公司公司是中国最主要的核燃料生产商、供应商、服务商,并为我国所有投运核电站提供优质的核燃料。

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茶产品拼配技术
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茶叶拼配是将具有不同品质特征、加工工艺的茶混合搭配,通过协调质量与体积的比例关系,使其外形、汤色、滋味进一步提升的技术。近年来,茶叶拼配已不再局限于同一茶叶品类,为丰富茶产品,满足市场的多样化需求,多茶类组合拼配和再加工茶拼配产品走入大众生活。

一、茶叶拼配基本原则

1. 采用不同来源的原料进行拼配

茶叶拼配原料有等级、季节、产区、品种等多方面的差别,丰富的原料来源更有助于提高拼配茶产品的质量与多样性。高等级原料色香嫩度极佳,但多数身骨轻。不同季节所产茶叶各具特色,春茶味醇耐冲泡,夏茶香平味带涩,秋茶香高味浓郁。不同产区的气候条件、土壤状况都有差异,会影响茶叶的内含物质,例如低纬度地区茶叶多酚类物质含量更高,高纬度地区茶叶氨基酸含量更高,相比于平地茶,高山茶的氨基酸与芳香物质更为丰富。不同茶树品种在次级代谢产物含量上差异显著,产品风味差异化得以表达。

2. 根据库存情况和市场导向制定拼配方案

茶叶拼配不能单从提高产品品质出发,近年茶园面积和茶叶产量总体呈上升趋势,茶叶库存量逐年增长且库存压力巨大,陈茶堆积的问题日渐棘手,而市场上新型茶产品出现缓慢,固有的产品形式较为单一,无法满足消费者的物质和精神文化需求。在市场调查的基础上,发掘消费者需求,精准定位提炼卖点,以消化库存和满足市场需求为抓手,给茶叶拼配提供了更多可能。

. 协调基准茶、调剂茶、拼带茶的比例

在拼配前,首先要明确目的,准确制定产品方案,了解每批茶的品质特征,依据所选定的目标样品确定基准茶、调剂茶、拼带茶。基准茶是拼配茶的主体,数量占比最大,其品质一般优于标准样,但在某些因子上存在不足;调剂茶拥有基准茶不具备的品质,它的作用在于实现高低平衡,可将基准茶高于标准样的因子调低,又可改善基准茶某些因子的不足,使成茶品质大体接近标准样;拼带茶品质相对较差,价格较低,主要用于调控成本,需根据目标样品的品质适量添加,三者比例关系的协调是拼配技术的关键。

4. 扬长避短,优势互补,效益叠加

茶叶由于生长环境、加工工艺不同会表现出不同的品质特征,每批茶叶都有各自的优势因子与劣势因子,通过拼配,使得茶样优势得以放大,劣势得以互补,使成品品质符合目标样品,并形成自身的产品特色。在当今供给端饱和、质量上乘原料丰富的情况下,可在拼配过程中添加保健、造型美学等元素,以此发挥更显著作用。例如,根据古代药食同源原理,将茶叶和药材拼配,研发出兼具两者保健功效的药茶产品,得到了市场的广泛关注;工艺花茶的诞生成功提升茶叶美学,消费者在品评的同时,可以欣赏花茶的绽放过程。

二、茶叶拼配技术应用

1. 原叶茶中同茶类拼配技术

传统意义上的拼配,大多是同一茶类不同品种或不同等级的拼配,目的在于研发出色香味形各因子表现优良的茶品,通过感官审评的方式评判拼配成功与否。在六大茶类中,除白茶和黄茶外,其余茶类都有进行单一茶类茶叶拼配的相关研究。统计近30年来发表的关于茶叶拼配工艺研究的论文数量如图1。

近30年茶叶拼配研究的论文数量

(1)绿茶

西湖龙井是中国十大名茶之一,以色绿、香郁、味甘、形美著称,因此绿茶中关于西湖龙井茶的拼配研究较多。有研究表明,西湖龙井茶经过筛分拼配后对稳定品质和提高效益有显著作用。原料嫩度高、产品品质佳、等级相对较高的龙井茶叶,其外形挺直、光削,下沉速率更快,可以通过拼配此类茶叶来加快龙井茶的下沉速度,满足顾客的观赏需求及消费体验。

(2)乌龙茶

乌龙茶注重内质,其中香气和滋味是决定品质的重要因素,其次是外形和叶底。研究表明,不同焙火程度的原料不可用于同一批次产品的拼配,否则会导致滋味和香气混杂,且叶底花杂,色泽不一。不同茶树品种的香气特征如下:水仙具有特有兰花香;肉桂香气辛锐,具有花果、桂皮般的香气;黄观音花香高且显;金牡丹则似有花果香,回味持久;丹桂有浓郁的奶油香,在拼配过程中可根据成品茶特征挑选原料。将条索粗大、香味浓的低级水仙与外形紧结、香气细锐、滋味较淡薄的武夷奇种拼配,能使二者外形调和,滋味提升且优势互补;在低端商品茶拼配中,可通过掺入少量窨花乌龙茶,以改善夏茶原料香低味粗涩的品质。

(3)红茶

基于工夫红茶风味组学研究表明,人们对滋味属性的感知不及香气敏感,因此在拼配工夫红茶时,应优先控制香气品质变化。通过相关性分析,在滋味调和中,可以通过增强甜味来平衡过强的苦、涩、酸味。在传统工艺的坦洋菜茶、福安大白茶和高香工艺的花香型品种相互拼配的方案中,以传统工艺为基底茶的方案改善了原料茶较为单一的香型且提升了香气的浓纯度,以花香型为基底茶的方案提高了茶汤滋味的醇厚度,增加了香气的层次性和丰富感。

(4)黑茶

普洱茶有生熟之分,多以饼茶、砖茶、沱茶形态加工储存。郑际雄依据拼配原料中季节、树龄、产地、海拔等不同,设计出晒青毛茶七因子拼配模型,从本味、蜜味、浓厚、饱满度、生津度、喉韵、中和味7个维度进行拼配;同时发现,使用纯料山头茶这一拼配方法所得成品滋味独特,有很强的地域特征,但存在滋味淡薄,内含物不丰富协调的问题,陈化转化过程缓慢。彭功明则强调普洱茶拼配的相融性,在云南六大茶山中,滋味浓厚、回甘生津的布朗山茶叶与滋味清甜、花香馥郁的景迈山茶叶相融性极好,可拼配出优质的成品茶。

2. 原叶茶中多茶类组合拼配技术

与单一茶类拼配不同,多种茶类拼配目的更多在于研发新型产品,满足消费者多样化需求。谢剑威等以白茶为主要原料开展多茶类拼配试验,旨在保留白茶特征的前提下丰富白茶产品,经试验表明拼配工夫红茶能在保留白茶清甜滋味的同时,增加拼配茶的焦糖味;拼配清香型铁观音能够增加兰花香、糯米香,拼配茶的比例在15%~25%为宜。何娟将一定比例的绿茶和乌龙茶进行同批同机组合生产,开发出一种具有减肥降脂功效的新茶品。王文杰等通过分析干燥前后红绿茶拼配加工的各项理化指标,得出茶叶在干燥前进行拼配能有效改变成品茶的滋味和香气的结论,为新型拼配茶提供更多可能性。湖南农业大学刘仲华教授曾在首届“中国好茶黑白对话”产业发展高峰论坛中指出,黑茶白茶组合在一起品饮时,二者的健康属性得以很好地相融,这为将来黑茶白茶拼配产品的出现提供了理论依据,更有助于两大茶类实现创新发展。

3. 再加工茶混合拼配技术

茉莉花茶是由茶叶和茉莉花拼合窨制而成,茶香花香两者完美融合。陈力发现福建茉莉花茶拼配中多以茶毫显、香浓的闽东原料为主料,辅以滋味浓厚、香气显的闽北原料。而张强等研究发现,拼配部分云南原料可弥补福建、湖南花茶滋味不足的问题。曾文治等基于α-淀粉酶活性抑制率进行茉莉花茶拼配,结果表明,按照茉莉大白毫、茉莉毛峰与茉莉银毫质量比为2.8∶2.5∶2.2进行配比,所得茉莉花茶不仅在品饮上有一定提升,且具备降血糖功效。

除茉莉花茶之外, 有多种不同茶类与植物的根、茎、叶、花、果等器官混合加工形成的茶饮。蒋晓东等表明不经过杀青,直接进行热风干燥、粉碎、过筛后的枇杷花与大宗炒青绿茶按5∶12拼配、装袋,所得袋泡茶的主要化学成分及感官品质均更为优质。李磊磊采用茶粉拼配和原料拼配两种工艺分别探究沙棘叶与白茶、绿茶的最佳配比,为研发新型沙棘茶饮提供了参考。

三、展望

茶叶拼配技术是茶叶加工过程中尤为重要的环节,对成品茶品质起着举足轻重的作用。未来需在以下几方面着重发力,来解决目前存在的问题:一是建立健全拼配茶工艺的运用与审评准则,统一标准,为实际生产提供理论基础;二是利用互联网+大数据对工艺进行记录分类整理,确保完整的原料配比数据得以保存,加快研发茶叶智能拼配与识别系统,通过数据库资料自动进行拼配,大幅降低人工成本且保证成品茶品质稳定;三是不断深入开展试验研究,丰富拼配原料与技术并提供相应的论证数据,引导消费者认识到拼配茶的口感优势、保健功能等特征。综上所述,坚持标准化、智能化、多样化发展,茶叶拼配才能实现长足进步。

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