秦山第二核電廠廢物最小化實踐的思考

趙亞珂

摘 要 秦二廠自投產以來，一直致力于放射性廢物最小化的探索和實踐。通過濃縮液、廢樹脂水泥固化配方改進，一桶固定多濾芯，固體廢物處理系統（以下簡稱“TES”）水泥固化線400L鋼桶改造，APG樹脂清潔解控，通風過濾器金屬框架清潔解控等實踐，工藝廢物的廢物產量得到了有效地降低，而筆者觀察近幾年的秦二廠固體廢物產量組成，技術廢物的貢獻越來越突出，技術廢物最小化實踐已經成為電廠廢物最小化道路上一個繞不開的課題。

關鍵詞 廢物最小化;技術廢物

中圖分類號： TL943 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.066

0 背景

廢物最小化是放射性廢物管理的一條基本原則，《中華人民共和國放射性污染防治法》第三十九條規定：“核設施營運單位、核技術利用單位、鈾（釷）礦和伴生放射性礦開發利用單位，應當合理選擇和利用原材料，采用先進的生產工藝和設備，盡量減少放射性廢物的產生量。”廢物最小化已經是核電廠越來越重視一項工作。然而，目前我們電廠的工作重心往往在改進工藝這個階段，工藝廢物的廢物產量得到了有效地降低，而筆者觀察近幾年的秦二廠固體廢物產量組成，技術廢物的貢獻越來越突出。

1 放射性固體廢物組成

秦山第二核電站放射性固體廢物可分為三類：工藝廢物﹑技術廢物和其他廢物。

工藝廢物：工藝廢物產生于電廠運行過程。包括濃縮液、廢樹脂和水回路過濾器芯，被放射性污染的通風過濾器和碘過濾器、淤積物等;

技術廢物：技術廢物來源于核電站檢修過程。包括塑料布、塑料袋、抹布、吸水紙、被放射性污染的廢棄的設備等;

其他廢物：作為放射性固體廢物考慮的其他種類的放射性廢物，如被污染的油、溶劑等。

2 放射性廢物最小化實踐

核電站放射性固體廢物體積的減少，主要通過源頭控制、合理分類處理和改進固化工藝等來實現。以秦二廠為例，尤其是針對電廠運行過程中產生的工藝廢物（離子交換樹脂、濃縮液、水濾芯等），通過濃縮液、廢樹脂水泥固化配方改進，固體廢物處理系統（以下簡稱“TES”）水泥固化線400L鋼桶改造，一桶固定多濾芯， APG樹脂清潔解控，通風過濾器金屬框架清潔解控等。

2.1 水泥固化配方升級

秦二廠放射性廢樹脂、濃縮液的處理工藝為水泥固化。原工藝每個C1型水泥桶（有效容積為857L）放射性廢樹脂，濃縮液包容率分別為35.6%和39.9%。新配方于2012年獲得國家核安全局批準，并于2012年開始使用，新配方的使用，放射性廢樹脂和濃縮液固化體的包容率分別提高到45.7%、52.5%，均有明顯的提高。

2.2 水泥固化線400L鋼桶改造

秦二廠自商運以來，放射性濃縮液、廢樹脂水泥固化的包裝容器均為C1型水泥桶，水泥桶因考慮屏蔽需要，壁厚較厚（15cm），固化體增容比較大。采用400L金屬桶作為固化用容器，其屏蔽采用專門設計的鉛屏蔽容器，在運輸、暫存過程中，均使用屏蔽容器進行屏蔽。使用400L金屬桶代替混凝土桶作為固化用屏蔽容器，增容比降低一倍左右。

2.3 APG廢樹脂清潔解控

秦二廠蒸汽發生器排污系統（APG）中用于凈化的樹脂，由于其用于二回路，與帶有放射性的一回路存在物理上的隔離，因而正常運行工況下產生的廢樹脂，不含放射性或者說其放射性水平極低。秦二廠于2010年向國家核安全局提出了APG樹脂清潔解控的申請，并于2011年得到了國家核安全局批復。

2.4 通風過濾器金屬框架清潔解控

核電廠的控制區內產生的廢通風過濾器，其濾材與放射性氣溶膠接觸的風險較大，而其金屬框架與放射性氣溶膠接觸的概率極低。因此，廢通風過濾器金屬框架的清潔解控也是廢物減容的一個有效手段。秦二廠于2013年向國家核安全局提交了空氣過濾器金屬框架清潔解控的請示，并于2014年獲得國家核安全局批復。

3 放射性固體廢物產量分析

秦二廠1#、2#機組2002年開始產生放射性固體廢物，至2016年廢物產生量見上表1、下圖3。

通過表5、圖3、圖4可以看出。秦二廠1#、2#機組自商運以來，隨著工藝廢物處理工藝的改進，廢物產量在逐年降低，而隨著廢舊通風過濾器芯子開始拆解，對濾紙進行壓縮打包處理，可壓縮技術廢物產量有明顯增加;濃縮液、廢樹脂的固廢產量在經歷了運行之初的高產量后，逐年遞減，伴隨著水泥固化配方升級，目前穩定在一個較低的水平，隨著TES水泥固化線400L鋼桶改造的完成，濃縮液、廢樹脂的固廢產量將進一步降低;隨著機組的運行，技術廢物的產量逐步取代工藝廢物，成為廢物產量的主要貢獻者，一直較為穩定的維持在較高的水平。

4 放射性廢物最小化方向

4.1 源頭控制

影響放射性廢物產生量的主要因素包括：運行管理水平、相關設備的狀態、放射性廢物產生及消耗材料的使用。根據國內外核電站的經驗，主要采取以下措施從源頭減少放射性廢物的產生：保障核電站安全穩定的運行，最大限度地減少非正常停堆和可能導致增加放射性廢物產生量及放射性腐蝕、活化產物的產生和沉積的瞬變，降低燃料元件破損率和反應堆主回路及相關系統的放射性泄漏;防止誤操作引起跑水，尤其是在換料大修期間，防止由于設備隔離和在線錯誤導致大量跑水和增加廢水量;必須詳細安排工作計劃，進行維修時嚴格控制廢物產生量，防止污染擴散，要求帶入最小量的材料進入控制區等。

4.2 技術廢物分類收集

前文講到，秦山第二核電站放射性固體廢物可分為工藝廢物﹑技術廢物和其他廢物三類。技術廢物分為可壓縮技術廢物、不可壓縮技術廢物等。現場產生的各種放射性技術廢物應在控制區內分類收集，如圖5所示，不同顏色的塑料包裝袋分類收集不同種類的放射性廢物。而筆者實地觀察現場廢物收集情況，發現廢物投放不很規范，控制區內廢物亂投放對技術廢物的產量貢獻非常大，規范控制區廢物投放對技術廢物產量降低大有裨益。

5 結論

核電站放射性固體廢物產量的減少，主要通過源頭控制、合理分類處理和改進固化工藝等來實現。然而，目前我們電廠廢物最小化的工作重心往往在改進處理工藝這個階段。工藝廢物的廢物產量得到了有效地降低，而筆者觀察近幾年的秦二廠固體廢物產量組成，技術廢物的貢獻越來越突出，已逐步成為固體廢物產量的主力軍，無論是技術廢物上游分類收集實踐還是下游處理工藝減容實踐，都應該成為電廠廢物管理的一個重要方向。