海阳核电厂离堆放射性废物处理技术介绍及应用分析

海阳核电厂离堆放射性废物处理技术介绍及应用分析

海阳核电厂采用了世界上先进的第三代核电技术AP1000，AP1000在设计中首次提出了离堆放射性废物处理的概念，即在多堆核电厂址中设计独立的放射性废物处理设施，集合多种放射性废物处理系统来对多台机组运行和事故工况下产生的放射性废物进行处理，这样既可以优化相关系统的功能设计又可以减少多机组相同系统的重复设计，文章将对海阳核电厂采用的离堆放射性废物处理技术进行介绍并对其应用进行应用分析。

标签：AP1000；放射性废物处理；SRTF；移动式；应用分析

1 概述

海阳核电厂厂址放射性废物处理设施（以下简称“SRTF”）是山东海阳核电一期工程重要的BOP子项之一，SRTF独立于AP1000机组，设计具有能够满足处理6台AP1000机组运行产生的放射性废物的能力并且具有处理8台机组的扩展能力，在机组特定的事故工况下具备处理机组产生的放射性废物的能力，SRTF 内处理的所有放射性废物，无需再回到核岛或其它设施进行再处理，经SRTF相关系统处理合格的液态放射性废物汇至电厂排放总管排放，放射性固体废物经处理后转化为合格的废物货包在SRTF内暂存后转运至处置场永久处置。

2 海阳核电厂SRTF放射性废物处理技术介绍

（1）SRTF功能介绍。处理来自于核岛的化学液体废物、0.25%燃料包壳破裂情况下的一回路冷却剂和蒸汽发生器管道破裂（SGTR）产生的液体废物；处理核岛产生的废过滤芯和放射性废树脂；运输和处理核岛及其他放射性厂房产生的放射性干、湿固体废物；收集和处理SRTF产生的废物（包括放射性超标废水）；固体放射性废物和空桶的暂存；核岛和其他放射性厂房控制区工作人员工作服的检测和洗涤；SRTF设施内液态和气态流出物监测和排放；过程监测和辐射监测以及可靠的仪表使用和控制。

（2）SRTF主要系统介绍。海阳核电厂SRTF具备完整的放射性固体废物和放射性液体废物处理功能，在设计中根据具体的放射性废物类型设计了不同的处理系统，如，实现放射性固体废物处理功能的系统包括HIC（High Integrity Container）装料和脱水系统、废物分拣和压缩和灌浆系统、湿废物烘干系统；实现放射性废液处理功能的系统包括化学废液处理系统、0.25%燃料包壳破裂液体处理系统、SGTR液体处理系统、超标废液处理系统。另外SRTF作为独立的核设施设计了维持设施运行的各辅助系统。

下面对SRTF各主要系统做简要介绍：

移动式废液处理系统：该系统由美国ES公司设计供货，设计基于美国超过17家核电站的实际运行经验，能满足处理AP1000机组产生的化学废液、0.25%

燃料包壳破裂和SGTR产生废液的处理要求，经过处理的放射性废液能达到国家标准（GB14587）规定的排放要求（1000Bq/L，H-3和C-14除外）。

移动式废液处理系统包括：化学废液处理系统、0.25%燃料包壳破裂液体处理系统、SGTR液体处理系统；各系统都设计安装在国际标准的6米集装箱内，使用时通过专用特种车辆转运至核岛、去污及热检修车间、SRTF等工作区域。移动式废液处理系统具有可移动性、投用迅速、部件及处理媒介更换快捷、辐射屏蔽有效等特点。主要包括：升压泵/控制模块；进水收集容器；除盐/深床过滤容器；化学注入系统AIM？；取样槽；屏蔽及连接管线等部件。设计使用期限为60年。系统流程如图1所示。

其中，化学废液处理系统的处理能力为1.14m3/hr，处理AP1000机组产生的放射性化学废液。0.25%燃料包壳破裂液体处理系统，设计成能处理0.25%燃料包壳破损产生的非正常工况废液。处理能力为1.14m3/hr，SGTR液体处理系统处理能力为4.54m3/hr，它对来自1.14m3/hr燃料元件破损废液处理系统的产物作净化处理，它也可用于处理蒸汽发生器传热管破裂（SGTR）事故产生的废液。包壳破裂或SGTR事故时，也可处理少量污染物、洗涤或地面疏水。处理SGTR 废水时，系统被移到BOP建筑内，将水从储存罐输送到4.54m3/hr批量系统，然后返回电站排放槽。

HIC装料和脱水系统：HIC 装料和脱水系统可将核岛和SRTF产生的废树脂通过专用管道输送到HIC，也可将废过滤器通过屏蔽转运工具装入HIC。完成HIC装料后，HIC脱水系统对树脂或过滤器进行脱水处理，使HIC游离液体满足处置要求（游离液体不超过体积的1%），然后将HIC转运至SRTF暂存。

该系统设计基于自1984年起就在美国超过20家核反应堆运行经验，HIC是一种中、高放废物储存容器，主要材料为高联聚乙烯，具有耐辐照的特性，系统设计有两种HIC，一种盛装废树脂、活性炭颗粒，一种盛装废滤器，共同使用相同的脱水装置（SEDS）。HIC装料和脱水系统在处理和装运过程中配有专用的屏蔽设备（CASK）。

HIC装料和脱水系统流程如图2所示。

废物分拣压缩和灌浆系统：废物分拣和压缩及灌浆系统位于SRTF 厂房内，用于接收核电站产生的干放射性废物并对其进行分拣、压缩、灌浆。200L桶作为中间处理桶，最终形成320L最终处置废物桶。

其主要流程为：

该系统的设计满足每天处理25个200L废物桶，产生约4个320L废物桶。废物分拣和压缩系统的设计是基于经过认证的美国核电站当前运行的系统。

湿废物烘干系统：湿废物烘干系统功能是对核电厂运行产生的含水量较大的湿废物在超压前进行烘干处理。湿废物烘干设备每天能烘干处理4个200L桶装

湿废物，使其烘干后在一定时间段内无明显冷凝液析出。经烘干的废物可再由废物分拣压缩和灌浆系统处理，最终转化成标准320L最终处置废物桶。

放射性洗衣房系统：放射性洗衣房系统用于对在核电站运行和检修期间放射性控制区内工作人员使用的衣物（包括外衣、内衣、鞋子等）进行洗涤去污后重新使用。

辅助系统：辅助系统用于支持SRTF作为独立核设施运行并保证各系统功能的完整性，主要包括以下系统：

辐射防护和监测系统、转运和装卸系统、放射性分析实验室、电气系统、控制系统、暖通空调系统、压缩空气系统、水系统、消防系统等。

3 海阳核电厂SRTF放射性废物处理技术应用分析

海阳核电厂SRTF采用了国际上成熟并且具有广泛应用经验的放射性废物处理技术，部分技术在国内是首次使用，其中，SRTF的放射性废液处理技术具有可移动性、响应快速、处理工艺简单、二次废物产生量少等特点，在设计中考虑了处理事故工况下产生的废液能力。SRTF放射性固体废物处理技术针对不同类型的废物采用不同的处理系统，其处理能力基本可涵盖核电厂所以的放射性固体废物，与国内目前普遍采用的固体废物处理技术相比具有工艺简单、减容比高、最终需处置废物量低等特点。总体而言，海阳核电厂SRTF放射性废物处理技术在国内具有较好的应用前景。

参考文献

[1]HYG-CTS-M4C-ES001 REV.A Radioactive Liquid Treatment System Mass and Activity Balance.

[2]HYG-CTS-GER-ES001 REV.B PRE System Design Description for CTS system.