秦山第二核電廠廢物最小化實(shí)踐的思考

趙亞珂

摘 要 秦二廠自投產(chǎn)以來，一直致力于放射性廢物最小化的探索和實(shí)踐。通過濃縮液、廢樹脂水泥固化配方改進(jìn)，一桶固定多濾芯，固體廢物處理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱“TES”）水泥固化線400L鋼桶改造，APG樹脂清潔解控，通風(fēng)過濾器金屬框架清潔解控等實(shí)踐，工藝廢物的廢物產(chǎn)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(chǎn)量組成，技術(shù)廢物的貢獻(xiàn)越來越突出，技術(shù)廢物最小化實(shí)踐已經(jīng)成為電廠廢物最小化道路上一個(gè)繞不開的課題。

關(guān)鍵詞 廢物最小化;技術(shù)廢物

中圖分類號(hào)： TL943 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(guó)放射性污染防治法》第三十九條規(guī)定：“核設(shè)施營(yíng)運(yùn)單位、核技術(shù)利用單位、鈾（釷）礦和伴生放射性礦開發(fā)利用單位，應(yīng)當(dāng)合理選擇和利用原材料，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，盡量減少放射性廢物的產(chǎn)生量?！睆U物最小化已經(jīng)是核電廠越來越重視一項(xiàng)工作。然而，目前我們電廠的工作重心往往在改進(jìn)工藝這個(gè)階段，工藝廢物的廢物產(chǎn)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(chǎn)量組成，技術(shù)廢物的貢獻(xiàn)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(shù)廢物和其他廢物。

工藝廢物：工藝廢物產(chǎn)生于電廠運(yùn)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(fēng)過濾器和碘過濾器、淤積物等;

技術(shù)廢物：技術(shù)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(shè)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(shí)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(jìn)固化工藝等來實(shí)現(xiàn)。以秦二廠為例，尤其是針對(duì)電廠運(yùn)行過程中產(chǎn)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(jìn)，固體廢物處理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)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(fēng)過濾器金屬框架清潔解控等。

2.1 水泥固化配方升級(jí)

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(gè)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(guó)家核安全局批準(zhǔn)，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(yùn)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(shè)計(jì)的鉛屏蔽容器，在運(yùn)輸、暫存過程中，均使用屏蔽容器進(jìn)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(fā)生器排污系統(tǒng)（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(yùn)行工況下產(chǎn)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(guó)家核安全局提出了APG樹脂清潔解控的申請(qǐng)，并于2011年得到了國(guó)家核安全局批復(fù)。

2.4 通風(fēng)過濾器金屬框架清潔解控

核電廠的控制區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的廢通風(fēng)過濾器，其濾材與放射性氣溶膠接觸的風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)過濾器金屬框架的清潔解控也是廢物減容的一個(gè)有效手段。秦二廠于2013年向國(guó)家核安全局提交了空氣過濾器金屬框架清潔解控的請(qǐng)示，并于2014年獲得國(guó)家核安全局批復(fù)。

3 放射性固體廢物產(chǎn)量分析

秦二廠1#、2#機(jī)組2002年開始產(chǎn)生放射性固體廢物，至2016年廢物產(chǎn)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(jī)組自商運(yùn)以來，隨著工藝廢物處理工藝的改進(jìn)，廢物產(chǎn)量在逐年降低，而隨著廢舊通風(fēng)過濾器芯子開始拆解，對(duì)濾紙進(jìn)行壓縮打包處理，可壓縮技術(shù)廢物產(chǎn)量有明顯增加;濃縮液、廢樹脂的固廢產(chǎn)量在經(jīng)歷了運(yùn)行之初的高產(chǎn)量后，逐年遞減，伴隨著水泥固化配方升級(jí)，目前穩(wěn)定在一個(gè)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(chǎn)量將進(jìn)一步降低;隨著機(jī)組的運(yùn)行，技術(shù)廢物的產(chǎn)量逐步取代工藝廢物，成為廢物產(chǎn)量的主要貢獻(xiàn)者，一直較為穩(wěn)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(chǎn)生量的主要因素包括：運(yùn)行管理水平、相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)、放射性廢物產(chǎn)生及消耗材料的使用。根據(jù)國(guó)內(nèi)外核電站的經(jīng)驗(yàn)，主要采取以下措施從源頭減少放射性廢物的產(chǎn)生：保障核電站安全穩(wěn)定的運(yùn)行，最大限度地減少非正常停堆和可能導(dǎo)致增加放射性廢物產(chǎn)生量及放射性腐蝕、活化產(chǎn)物的產(chǎn)生和沉積的瞬變，降低燃料元件破損率和反應(yīng)堆主回路及相關(guān)系統(tǒng)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(shè)備隔離和在線錯(cuò)誤導(dǎo)致大量跑水和增加廢水量;必須詳細(xì)安排工作計(jì)劃，進(jìn)行維修時(shí)嚴(yán)格控制廢物產(chǎn)生量，防止污染擴(kuò)散，要求帶入最小量的材料進(jìn)入控制區(qū)等。

4.2 技術(shù)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(shù)廢物和其他廢物三類。技術(shù)廢物分為可壓縮技術(shù)廢物、不可壓縮技術(shù)廢物等。現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的各種放射性技術(shù)廢物應(yīng)在控制區(qū)內(nèi)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(shí)地觀察現(xiàn)場(chǎng)廢物收集情況，發(fā)現(xiàn)廢物投放不很規(guī)范，控制區(qū)內(nèi)廢物亂投放對(duì)技術(shù)廢物的產(chǎn)量貢獻(xiàn)非常大，規(guī)范控制區(qū)廢物投放對(duì)技術(shù)廢物產(chǎn)量降低大有裨益。

5 結(jié)論

核電站放射性固體廢物產(chǎn)量的減少，主要通過源頭控制、合理分類處理和改進(jìn)固化工藝等來實(shí)現(xiàn)。然而，目前我們電廠廢物最小化的工作重心往往在改進(jìn)處理工藝這個(gè)階段。工藝廢物的廢物產(chǎn)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(chǎn)量組成，技術(shù)廢物的貢獻(xiàn)越來越突出，已逐步成為固體廢物產(chǎn)量的主力軍，無論是技術(shù)廢物上游分類收集實(shí)踐還是下游處理工藝減容實(shí)踐，都應(yīng)該成為電廠廢物管理的一個(gè)重要方向。