AP1000核電廠放射性廢液處理工藝研究

方祥洪+耿忠林+馬若霞+楊彬

摘 要：隨著我國核電的發(fā)展，AP1000作為第三代核電的代表，首次提出了非能動的理念，其放射性廢物處理也有其自身的特點。AP1000核電站首次提出了廠址廢物處理設(shè)施（SRTF）的概念，對傳統(tǒng)核電廠單堆放射性廢物處理系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。該文僅對AP1000核電廠的放射性廢液處理工藝進(jìn)行研究，以期為我國核電放射性廢物處理技術(shù)的發(fā)展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：AP1000核電廠 處理技術(shù) 放射性廢液

中圖分類號：TL941 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（b）-0089-02

Abstract： With the development of China's nuclear Power Plant， especially the AP1000 as the representative of the third generation， the first time proposed the concept of passive. 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 single nuclear power plant radioactive waste treatment system has been improved. This article only study on the AP1000 nuclear power plant liquid waste treatment technology， and with a view to China's nuclear power radioactive waste treatment technology to provide reference.

Key Words： AP1000 nuclear power plant；Treatment technology；Radioactive solid waste

核電廠產(chǎn)生的放射性廢液，主要產(chǎn)生于電站廠機組正常運行、換料大修及預(yù)期運行事件過程中。它主要由含硼的反應(yīng)堆冷卻劑廢液、地漏水以及其他含大量懸浮固體顆粒雜質(zhì)的廢水、洗滌劑廢液、化學(xué)廢液等組成。所有這些放射性廢物均由核島液體廢物系統(tǒng)（WLS）及其廠址廢物處理設(shè)施（SRTF）進(jìn)行處理。核電廠放射性廢水主要通過過濾、蒸發(fā)、離子交換、吸附、反滲透等工藝進(jìn)行處理。

AP1000核電廠的放射性廢液處理系統(tǒng)包含兩個部分，一個是位于核島輔助廠房的液體廢物系統(tǒng)（WLS），另一個是位于核島外的廠址廢物處理設(shè)施（SRTF）[1-3]。

1 液體廢物系統(tǒng)

液體廢物系統(tǒng)（WLS）用于控制、收集、處理、儲存和處置放射性廢液，這些廢物產(chǎn)生于機組正常運行，包括預(yù)期運行事件。對于發(fā)生概率非常低的事故，提供了與移動設(shè)備的接口（移動式設(shè)備可就位于廢物廠房移動處理設(shè)施卡車區(qū)），這類移動式設(shè)備屬于廠址放射性廢物處理設(shè)施（SRTF）。

液體廢物系統(tǒng)（WLS）通過化學(xué)絮凝、過濾、離子交換和延時處理，讓短壽命的核素衰變，降低放射性廢液中的放射性核素量，從而達(dá)到廢液的排放限值。

液體廢物系統(tǒng)（WLS）接收并處理反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCS）流出液，接收并處理放射性廢物疏排系統(tǒng)（WRS）在內(nèi)的放射性設(shè)備疏水，接收并處理放射性廢物疏排系統(tǒng)（WRS）在內(nèi)的放射性地面疏水，接收并儲存來自WRS系統(tǒng)的放射性洗手廢液和熱淋浴廢液，接收并存儲來自放化實驗室的化學(xué)廢液，接收并處理來自放射性廢物系統(tǒng)（WSS）廢樹脂輸送系統(tǒng)的廢液，接收并處理泄壓閥排往安全殼的廢液，將排入WLS系統(tǒng)受到化學(xué)污染的廢液輸送至廠房放射性廢物處理設(shè)施[4-5]。

2 廠址廢物處理設(shè)施

AP1000核電廠址廢物處理設(shè)施（SRTF）處理的放射性廢液包含0.25%包殼破損冷卻劑、蒸汽發(fā)生器管道破裂（SGTR）產(chǎn)生的廢液、超標(biāo)洗衣廢液、化學(xué)廢液等。

我國目前的AP1000核電機組僅建設(shè)了山東海陽和浙江三門兩個場址，它們的SRTF的放射性廢液處理工藝不盡相同。

對于0.25%包殼破損冷卻劑、蒸汽發(fā)生器管道破裂（SGTR）產(chǎn)生的廢液，三門和海陽均采用了移動式放射性廢液處理系統(tǒng)，但兩個系統(tǒng)的處理工藝不同，三門核電移動式處理裝置采用機械過濾、活性炭過濾、反滲透、離子交換的處理工藝，而山東海陽則采用活性炭過濾、離子交換的處理工藝。兩種處理工藝有自身的特點，三門核電的處理工藝將會產(chǎn)生放射性濃縮液，所以后續(xù)設(shè)置了濃縮液烘干系統(tǒng)，海陽核電的離子交換樹脂的產(chǎn)生量會比三門大。

洗衣廢液一般在正常工況下不會超標(biāo)，監(jiān)測達(dá)標(biāo)即可排放。但若超標(biāo)的情況下，必須備有處理系統(tǒng)。三門設(shè)置有蒸發(fā)裝置，因此超標(biāo)洗衣廢液可采用蒸發(fā)進(jìn)行處理。海陽則采用了非熱能的袋式過濾器、活性炭過濾和沸石過濾的組合系統(tǒng)。三門的系統(tǒng)能耗會較高，而海陽的二次廢物量會比三門大。

三門化學(xué)廢液的處理采用桶內(nèi)干燥的工藝，海陽采用移動式處理裝置。三門核島側(cè)化學(xué)廢液通過屏蔽轉(zhuǎn)運車轉(zhuǎn)運至SRTF化學(xué)廢液緩沖罐，經(jīng)過桶內(nèi)干燥處理后形成鹽塊，送超級壓縮機進(jìn)行超壓處理，壓餅裝入200 L包裝桶進(jìn)行灌漿固定。海陽的化學(xué)廢液需經(jīng)過酸堿中和等過程，再用移動式裝置進(jìn)行處理[6]。

3 結(jié)語

AP1000核電的放射性廢液廢物處理工藝相對較為簡單，并且能夠滿足核電廠產(chǎn)生的放射性液體廢液的處理。

WLS系統(tǒng)和SRTF一起共同完成AP1000核電的放射性廢液處理，雖然現(xiàn)階段AP1000核電廠對放射性廢液采用的部分工藝不同，但均能達(dá)到處理放射性廢液的目的。

AP1000核電首次提出SRTF的概念，SRTF采用的放射性廢液的處理工藝是可靠的。

參考文獻(xiàn)

[1] 李超，潘躍龍，鄧先寬，等.核電廠放射性固體廢物管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[C].《核化學(xué)與放射化學(xué)》編輯部、中國原子能科學(xué)研究院，2014.

[2] 劉慧春.AP1000核電機組放射性廢物管理[C].2011.

[3] 劉慧春.AP1000核電機組放射性廢物管理[C].中國核學(xué)會，2011.

[4] 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.

[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(shù)特點淺析[J].核安全，2015（3）：43-47，54.

[6] 王道全.海陽核電廠離堆放射性廢物處理技術(shù)介紹及應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（5）：130.