AP1000核電廠固體放射性廢物處理工藝研究

方祥洪++耿忠林++馬若霞++楊彬

摘 要：隨著我國核電的發展，特別是以AP1000為代表的第三代核電的蓬勃建設，放射性廢物處理也有一些新的技術。AP1000核電站首次提出了廠址廢物處理設施（SRTF）的概念，對傳統核電廠的放射性廢物處理系統進行了改進。該文僅對AP1000核電廠的固體廢物處理工藝進行研究，以期為我國核電放射性廢物處理技術的發展提供借鑒和參考。

關鍵詞：AP1000核電廠 處理技術 放射性固體廢物

中圖分類號：TL941 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（a）-0052-03

Study on Solid Radioactive Waste Treatment Technology of AP1000 NPPs

Fang Xianghong1 Ghen Zhonglin2 Ma Ruoxia1 Yang Bin1

（1.CPI Yuanda Environmental Protection Engineering Co. Ltd. Chongqing Science and Technology Branch；2.Yuan Da Nuclear Safety Environmental Protection Co. Ltd. Chongqing，401122）

Abstract：With the development of Chinas nuclear Power Plant， especially the AP1000 as the representative of the third generation of nuclear power to be construction， radioactive waste treatment also has some new technologies. AP1000 nuclear power plant was the first time proposed the concept of site rad-waste treatment facility（SRTF）， the traditional nuclear power plant radioactive waste treatment system has been improved. This article only study on the AP1000 nuclear power plant solid waste treatment technology， and with a view to Chinas nuclear power radioactive waste treatment technology to provide reference.

Key Words：AP1000 Nuclear Power Plant；Treatment technology；Radioactive solid waste

核電廠產生的放射性固體廢物，主要來源于電站廠機組正常運行、換料大修及預期運行事件中產生的放射性固體廢物。它主要由廢樹脂、廢過濾器芯子、HVAC濾芯、檢修廢物（木材、金屬）、通風過濾器、棉織物、紙張、濕固體廢物等組成。所有這些放射性廢物均由固體廢物處理系統（WSS）及其廠址廢物處理設施（SRTF）進行處理。通過對固體放射性廢物進行收集、分類、暫存、壓縮裝桶、超級壓縮和水泥固定等工藝，以達到對固體放射性廢物進行有效包容處理的目的，形成標準固體廢物貨包，滿足處理要求后暫存于廢物暫存庫[1-2]。

AP1000核電廠的固體廢物處理處理系統包含兩個部分。一個是位于核島輔助廠房的固體廢物處理系統（WSS），另一個是位于核島外的廠址廢物處理設施（SRTF）[3]。

1 固體廢物處理系統

固體廢物處理系統（WSS）用于收集廢樹脂和濃縮液、廢過濾器芯子、干放射性廢物、和電站正常運行包括預期運行事件產生的混合廢物。

WSS系統主要執行廢樹脂轉運、廢樹脂貯存、廢樹脂混合、廢樹脂取樣、廢樹脂轉運容器的充裝、廢樹脂轉運容器的運輸、廢過濾器組件的移出及包裝和運輸等功能。

WSS系統為濕固體廢物提供處理和包裝前后的貯存設施。濕固體廢物的吃力和包裝功能通過屏蔽轉運容器運輸至SRTF廠房處理和儲存。

廢過濾器芯具有中放水平的放射性。廢過濾器芯采用轉運桶進行轉運。輔助廠房設置混凝土坑用于暫存廢過濾器芯。混凝土坑可容納多種廢物容器，廢過濾器芯可通過廢物轉運容器直接運輸。

廢樹脂處理工藝在AP1000核電廠目前有兩種工藝。一種為直接裝入高密度聚乙烯高整體性容器（HIC），另一種為熱態超級壓縮。裝入HIC工藝須在核島完成裝入和脫水單元操作，然后將HIC通過運輸屏蔽容器（CASK）轉運至SRTF進行脫水驗證后，轉運至HIC暫存庫進行暫存。HIC能保證廢樹脂的包容性300年保持完整。采用熱態超級壓縮需將核島產生的廢樹脂由SRTF屏蔽轉運容器接收，并轉運至SRTF的廢樹脂緩沖罐內。屏蔽轉運容器由一個奧氏體不銹鋼的內箱體及一個碳鋼加鉛屏蔽的外箱體構成。屏蔽轉運容器頂部區域設置的裝料接頭用以充填和排空屏蔽轉運容器，確保了轉運過程的安全可靠。屏蔽轉運容器的特殊設計也保證轉運過程中不發生放射性泄漏。然后通過SRFT的錐型干燥器對廢樹脂進行干燥。廢樹脂經干燥處理裝桶（160L桶）后，將進行超級壓縮。超級壓縮機屬于SRTF內的共用設備之一。裝入HIC工藝見圖1所示，熱態超級壓縮見圖2所示[4]。

核島產生的干固體廢物以及混合廢物，通過廢物運輸車運輸至SRTF進行分揀、切割，壓縮灌漿等處理。

2 廠址廢物處理設施

AP1000核電廠址廢物處理設施（SRTF）處理的固體廢物包含運輸和處理核島及其他放射性廠房產生的放射性干、濕固體廢物，固體放射性廢物的暫存，處理核島產生的廢過濾芯和放射性廢樹脂（活性炭）等。SRTF處理干、濕廢物主要執行以下功能：用非破壞性檢驗方法目視檢查桶內容物，確認是否有違禁物品或不能減容的物品；預壓實前分揀桶內容物；初步減容廢物桶內容物（預壓實）；超壓前或對不能超壓的桶灌漿前對廢物的同位素分析；通過超壓減容（適用于可壓實廢物）；超壓桶（餅塊）裝入外包裝桶；廢物桶在操作單元間的轉運；提供轉運系統和空間，在超壓前對部件人工減容；在外包裝桶內對超壓后的廢物桶或不能壓縮的廢物桶灌漿。SRTF設置濕廢物烘干系統，或者設置濃縮液干燥系統及廢樹脂干燥系統[5]。

SRTF處理固體廢物工藝簡圖見圖3所示。

3 結語

AP1000核電的固體廢物處理工藝相對較為簡單，并且能夠滿足核電廠產生的固體放射性廢物的處理。

WSS系統和SRTF一起共同完成AP1000核電的固體廢物處理，雖然現階段AP1000核電廠對固體放射性廢物采用的部分工藝不同，但均能達到處理固體廢物的目的。

AP1000核電首次提出SRTF的概念，SRTF的處理模式獨具特色，系統設計基本完整。SRTF內采用的轉運手段與處理工藝是可靠的，最終廢物包裝體能夠滿足國內近地表處置的規范要求。

參考文獻

[1] 毛莉.核電廠放射性廢物處理技術的應用[J].中國高新技術企業，2012（26）：108-110.

[2] 劉佩，劉昱，姚兵，等.核電廠離堆放射性廢物處理方案淺析[J].核動力工程，2013（5）：149-153.

[3] 劉慧春.AP1000核電機組放射性廢物管理[C]//兩岸核電廢物療理研討會論文摘要集.北京：中國核學公，2011.

[4] 朱來葉.廢樹脂Hot Super-Compaction（熱態超級壓縮）工藝在核電站中的應用[M].中國核學會：原子能出版社，2009：531-538.

[5] 李國寶，馬楠，李娟.三門系列AP1000核電廠放射性廢物管理技術特點淺析[J].核安全，2015（3）：43-47，54.