田灣核電站降低放射性廢物蒸殘液的研究與實踐

摘 要 田灣核電站為降低電站年放射性固體廢物總量，通過對蒸汽發生器排污水凈化系統（LCQ-2）廢水排放的改造和運行方式進行優化大幅降低了電站放射性蒸殘液的產生量。

關鍵詞 蒸殘液；排放；再生

中圖分類號：TL941 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0155-01

1 背景

蒸汽發生器排污水凈化系統（LCQ-2系統）是二回路的系統，該系統樹脂床的再生液及沖洗水水量很大，按照原設計不管是否有放射性都排向地漏水處理系統KPF進行蒸餾處理，這樣將大大增加電站蒸殘液的產生量。

廢物最少化是國際原子能機構（IAEA）確定的放射性廢物管理9條原則之一，優化系統運行方式是實現放射性廢物最少化最重要的措施。通過技術改造是減少電站廢物產生量的具體手段。

LCQ-2系統每臺機組有兩個系列，一個系列運行一個系列備用，根據實際運行情況單個系列連續運行四個月左右就需要再生，每次再生產生廢水大約1200 m3。而這些廢水按照原設計都需要排放到地漏水處理系統（KPF系統）進行蒸餾處理，將會產生大約10 m3的放射性蒸殘液廢物，在電站廢物固化系統按照1：3.5比例進行水泥固化，每再生一次電站增加35立方放射性固體廢物，按照每年進行6次再生計算，每年將在蒸汽發生器排污水凈化系統樹脂床再生廢水產生60立方放射性蒸殘液廢物，產生放射性固體廢物216 m3。

為降低電站年放射性固體廢物總量，經過公司相關部門進行嚴謹、縝密的分析，認為通過對LCQ-2系統廢水排放改造和優化運行方式可以大幅度的減低電站放射性蒸殘液的產生量。

2 改造的原因和目的

蒸汽發生器排污水凈化系統LCQ-2是二回路的系統，正常運行期間沒有放射性，該系統樹脂床的再生期間產生的廢水量很大，按照原設計不管是否有放射性都排向KPF系統進行蒸餾處理，這樣將大大增加電站放射性蒸殘液廢物的產生量。

LCQ-2系統每臺機組有兩個系列，一個系列運行一個系列備用，根據實際運行經驗LCQ-2的單個系列連續運行四個月左右就需要再生，每次再生產生廢水大約1200 m3。而這些廢水按照原設計都需要排放到地漏水處理系統KPF進行蒸餾處理，將會產生大約10 m3的放射性蒸殘液廢物，在電站按照1：3.5比例進行水泥固化，每再生一次電站增加35立方放射性固體廢物。而根據我國《放射性廢物管理規定》、《輕水堆核電廠放射性固體廢物處理系統技術規定》的有關規定，放射性廢物固化后需要隔離放置300年，對隔離放置的場地也有嚴格的要求。廢物存放場要占用大量寶貴的國土資源且需要對現場長期監控，耗費大量人力物力資源。

根據電站對蒸汽發生器排污水的放射性核素監測和國內其他核電站實際運行經驗來看，蒸汽發生器排污水在正常運行工況下不會有放射性，所以在經過周密的考慮和詳細的論證后，提出對蒸汽發生器排污水凈化系統樹脂床產生的廢水排放去向進行技術改造。自技術改造后，通過優化運行方式對蒸汽發生器排污水凈化系統樹脂床產生的廢水根據是否存在放射性進行判別是否進入KPF系統蒸餾處理還是直接排放大海。在技術改造后，自2008年自今12次進行樹脂床再生產生的廢水都沒有放射性，不需要排向KPF系統蒸餾處理，兩臺機組按照每年再生6次，每次再生產生廢水1200 m3，KPF系統每蒸餾1200 m3廢水產生10 m3蒸殘液，每年可以減少電站放射性蒸殘液60 m3，減少電站放射性固體廢物216 m3。

3 改造方案

3.1 蒸汽發生器排污水凈化系統（LCQ-2）樹脂床再生廢水排放途徑改造

1）通過技術改造增加LCQ-2系統樹脂床再生廢水排放途徑，2006年11月提出技改申請蒸汽發生器排污水凈化床沖洗水排放管道的改造。將蒸汽發生器排污水凈化床的正沖洗水原設計排放到KPF10BB003，現通過技改，增加一路蒸汽發生器排污水凈化床的沖洗水直接排放到大海，在對凈化床沖洗水取樣達到直接排放標準時，直接排向大海。

2）針對在進行樹脂床再生過程中會產生部分酸堿廢水無法達到直接排向大海的條件，2007年8月提出技改申請增加1KPF60支管排水到中和池1GCR。在1KPF60的排放管道上增加支管把1LCQ40/50的樹脂再生液及再生沖洗水排到中和池1GCR，將再生初期產生的酸堿廢水排放到中和池1GCR進行中和排放。

3.2 蒸汽發生器排污水凈化系統（LCQ-2）樹脂床出口取樣管線移位改造

由于原設計樹脂床出口取樣管線在樹脂床底排支管出口的下游，且底排支管到樹脂床隔離閥之間有很長的距離；當樹脂床再生沖洗過程中沖洗水直接經過底排閥排走導致隔離閥之前這段管子內的酸性或堿性水無法排出，由于取樣管線太細且在隔離閥之前有一段距離要想通過取樣管線排出這些廢液且沖洗到電導合格非常困難，將會大量增加再生沖洗廢水。需要通過技術改造把樹脂床的底排支管改接到取樣管線的下游且緊靠樹脂罐之間的隔離閥的位置；這樣改后取樣管線也更具有代表性，再生過程中管道內不會再殘留酸或堿，可以節省大量的沖洗水和沖洗時間且不會把酸或堿沖入系統。

4 結論

蒸汽發生器排污水凈化系統（LCQ-2）廢水排向改造和運行方式優化是降低電站放射性固體廢物總量的良好實踐，具備應用到其他減低電站廢物改造的示范性意義。如通過分析、論證，對蒸汽發生器排污水凈化系統（LCQ-2）廢樹脂通過改造，將其更換的樹脂在經過檢測合格后直接進行豁免，不作為低放廢物處理，從而通過降低電站放射性廢樹脂產生量的方式降低電站放射性固體廢物的總量。

在進行改造和運行方式優化后，兩臺機組按照每年再生6次，每次再生產生廢水1200 m3，地漏水處理系統（KPF）每蒸餾1200 m3廢水產生10 m3蒸殘液，每年可以減少電站放射性蒸殘液60 m3，減少電站放射性固體廢物216 m3。在電站40年壽期內，預計減少放射性蒸殘液廢物2400 m3，減少電站放射性固體廢物8640 m3。

參考文獻

[1]高新宇，付東彪.田灣核電站放射性技術廢物最小化實踐[A].中國核學會核化工分會放射性三廢處理、處置專業委員會學術交流會論文集[C].2011.

作者簡介

賈曉鴻（1978-），男，新疆人，工程師，2006年畢業于西安交通大學核科學與技術專業，獲碩士學位，現從事核島技改管理工作。endprint