摘要：海阳核电厂离堆放射性废物处理设施（SRTF）为机组正常运行及设计事故工况产生的各类放射性废物提供了处理方案，主要包括技术废物处理、工艺废物处理、废液处理以及废物货包暂存等，每种废物的处理方案都设计独立的处理系统级相关工艺设备。以实现放射性废物的最小化的目标。
1 放射性废物处理方案
1.1 技术废物处理方案
海阳核电厂核岛侧的放射性固体废物在厂房各收集点分类收集后，集中送到废物厂房进行暂存。SRTF、去污和热检修车间的技术废物也在相应的收集点分类收集。所有的放射性固体废物都通过废物转运车运至SRTF进行处理。
其中技术废物经初步分拣为可压缩和不可压缩废物分别进行处理。并将含水的放射性湿废物单独收集，送至SRTF，通过湿废烘干系统进行烘干处理。技术废物是通过SRTF的分拣和压缩系统（SCS）进行处理。
可压缩的废物装在200L钢桶中转运至固废分拣和压缩系统的辊道上。200L钢桶先经过RTR（实时射线成像装置）检测其中是否有不适合超压或在人工分拣和预压期间可能对人有危害的任何废物。如有则转运至分拣手套箱进行分拣。RTR检测合格的废物桶在预压机进行预压，将数桶废物倒入一桶进行预压和加盖。预压完毕的200L桶送到HRGS（高分辨率伽马谱仪）进行核素测量。废空气过滤器芯则经过挤压机挤压减容后装200L钢桶，经过HRGS（高分辨率伽马谱仪）进行核素测量。
200L钢桶核素分析后到超压机进行超压，超压饼在优选装桶台上进行优选装320L钢桶，装桶完毕的320L桶送到灌浆站进行灌浆，然后经过振动台振实。经过一段时间的养护后，对合格的320L废物桶加盖，并经过剂量率测量和表面污染测量后，使用数控吊车送入320L桶暂存库暂存。
1.2 工艺废物处理方案
核岛各工艺系统产生的废树脂和废活性炭通过输送管线收集在放射性固体废物处理系统（WWS）的贮罐里，当贮罐中的废树脂和废活性炭达到一定的容量后，需要对其进行处理。海阳核电厂的废树脂和废活性炭的处理工艺是通过HIC（High Intergrity Container ，高完整性容器）装料和脱水系统将其装入HIC中，然后脱水操作，使其中游离水的体积含量小于1%，以保证废物货包暂存的安全性。然后通过屏蔽容器将其转运至SRTF的暂存库，经过剂量率测量和表面污染测量后放入地上井式的HIC暂存库进行暂存。
1.3 移动式废液处理方案
移动式废液处理系统是通过化学预处理、深床过滤和离子交换清除废液中的放射性离子杂质和悬浮颗粒。系统的设备安装在一个标准的长6m的海陆集装箱里，集装箱放置在一个拖车上。在海阳核电厂的SRTF、核岛放射性废物厂房、去污和热检修车间均设置有移动式废液处理系统的停放位和相应的工艺接口。根据电厂放射性废水处理的需要，移动式废液处理系统可以通过牵引车移动到指定地点，在将相关的电源和工艺管线通过快接头连接之后，提供快捷和高效的废水处理能力。
移动式废液处理系统由以下主要部分构成：化学注入系统AIM；控制设备、升压泵/控制模块、进水收集容器、除盐/深床过滤容器、取样槽、屏蔽、连接到NPP管道系统和HIC装料和脱水系统的快速管道连接件。
2 海阳核电厂SRTF处理方案废物最小化分析
2.1 AP1000核电厂废物源项
AP1000 核电机组所产生的放射性废物主要包括：废树脂、废水过滤器芯、化学废液、异常工况一回路废液、可压缩干固体废物、不可压缩干固体废物、通风系统废过滤器芯等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与国内M310和VVER等一般压水堆比较，AP1000 核电机组在放射性废物产生及处理上的最大特点是：除化学废液和异常工况下一回路产生的放射性废液之外，其他废液均由核岛废液处理系统通过离子交换法进行处理，几乎没有浓缩液，减少了需要水泥固化的废物，从而大大减小了最终废物货包的体积。化学废液和异常工况下的一回路废液通过离堆的移动式处理系统处理，除产生极少的处理介质以外，没有其他废物产生。作为产生量最大的固体废物，可以经过分类后，采用合适的离堆处理方案进行处理。
2.2 海阳核电厂废物最小化分析
核电厂放射性废物进行处理后最终形成装载放射性废物的标准货包，统计每个核电厂每台机组放射性固体废物年产生量就以最终废物货包的体积进行计算，海阳核电厂的各类放射性废物最终形成标准的320L钢桶和高整体容器（HIC），现就各类废物的源项及整个处理过程的减容效果进行分析，最终成为应用海阳核电厂离堆放射性废物处理方案的废物最小化预期结果。
工艺废物最小化分析
海阳核电厂工艺废物主要包括机组和SRTF移动式废液处理系统产生的废树脂和废过滤器芯，AP1000 核电机组主要采用离子交换法处理废水，湿废物中废树脂所占比例较大，其中，机组废树脂的年产生量约为11.33m³，SRTF移动式废液处理系统年产生量为0.5 m³，总量约为11.83 m³，液体过滤器芯0.147 m³（10个AP1000标准尺寸滤芯）。
根据A型HIC装载设计要求，单个HIC可装约2.85m³的废树脂，即废树脂年产生的HIC数量为4个，根据美国ES公司所做的AP1000标准过滤器芯装填HIC试验，另外考虑过滤器芯放射性水平以及HIC处置300年所可以接收的累计最大剂量值，每个B型HIC可装载20个AP1000标准滤芯，即每年产生0.5个HIC。工艺废物的年产生数量为4.5个。HIC废物货包总体积为14.4m³（单个HIC体积为3.2m³）。经过计算可见海阳核电厂离堆放射性废物处理方案减容比为0.83，略增容。
技术废物最小化分析
在技术废物处理过程中，在设计源项固定的情况下，影响技术废物处理最小化效果的过程主要包括：废物的预压、超压、水泥灌浆固定。其中，根据运行经验，废物的预压过程减容比大致为3，经过预压的200L钢桶经超压后，减容比大致为3-5，而在将200L钢桶的压缩饼装入320L钢桶进行水泥灌浆后，减容比大致为0.5-0.8，在最保守的情况下，技术废物经预压、超压以及水泥灌浆固定后，总体减容比最小为：3*3*0.5=4.5，最大为：3*3*0.8=7.2，即经过处理后的技术废物最终形成的废物货包的体积为处理前的1/4.5~1/7.2。约37m³。
3 小结
海阳核电厂SRTF作为AP1000机组放射性废物处理系统的延续和扩展，能够处理6台AP1000机组正常运行以及事故工况下产生的各类放射性废物，并且具有处理8台机组的扩展能力，SRTF为技术废物、工艺废物以及放射性废液提供了处理方案，满足国家标准、导则对于放射性废物处理以及放射性废物货包的相关要求。SRTF所采用的处理方案在国内外都有成熟应用经验并且尽可能的实现放射性废物最小化目标。
海阳核电厂离堆放射性废物处理方案能对AP1000机组产生的各类废物进行有效的处理，在工艺废物处理过程中由于工艺废物的特殊性，经过处理后的工艺废物总的货包体积有所增容，在其他废物的处理过程中即使在较保守的计算情况下也能达到较好的减容效果，虽然处理后的单机组年放射性废物总量计算值约为50m³，达到国际上衡量核电厂放射性废物管理优秀标准值。
参考文献
[1]崔安熙，余小东.秦山核电基地放射性固体废物最小化探讨. 辐射防护, 2010(4): 248-253.
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[3]白玉.三种不同设计核电厂放射性废液处理系统差异性分析. 中国核电, 2014(01): 86-91.
论文作者:王道全
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/13
标签：废物论文; 放射性论文; 海阳论文; 核电厂论文; 废液论文; 预压论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第27期论文;