AP1000核电厂固体放射性废物处理工艺研究

方祥洪++耿忠林++马若霞++杨彬

摘 要：随着我国核电的发展，特别是以AP1000为代表的第三代核电的蓬勃建设，放射性废物处理也有一些新的技术。AP1000核电站首次提出了厂址废物处理设施（SRTF）的概念，对传统核电厂的放射性废物处理系统进行了改进。该文仅对AP1000核电厂的固体废物处理工艺进行研究，以期为我国核电放射性废物处理技术的发展提供借鉴和参考。

关键词：AP1000核电厂 处理技术 放射性固体废物

中图分类号：TL941 文献标识码：A 文章编号：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

核电厂产生的放射性固体废物，主要来源于电站厂机组正常运行、换料大修及预期运行事件中产生的放射性固体废物。它主要由废树脂、废过滤器芯子、HVAC滤芯、检修废物（木材、金属）、通风过滤器、棉织物、纸张、湿固体废物等组成。所有这些放射性废物均由固体废物处理系统（WSS）及其厂址废物处理设施（SRTF）进行处理。通过对固体放射性废物进行收集、分类、暂存、压缩装桶、超级压缩和水泥固定等工艺，以达到对固体放射性废物进行有效包容处理的目的，形成标准固体废物货包，满足处理要求后暂存于废物暂存库[1-2]。

AP1000核电厂的固体废物处理处理系统包含两个部分。一个是位于核岛辅助厂房的固体废物处理系统（WSS），另一个是位于核岛外的厂址废物处理设施（SRTF）[3]。

1 固体废物处理系统

固体废物处理系统（WSS）用于收集废树脂和浓缩液、废过滤器芯子、干放射性废物、和电站正常运行包括预期运行事件产生的混合废物。

WSS系统主要执行废树脂转运、废树脂贮存、废树脂混合、废树脂取样、废树脂转运容器的充装、废树脂转运容器的运输、废过滤器组件的移出及包装和运输等功能。

WSS系统为湿固体废物提供处理和包装前后的贮存设施。湿固体废物的吃力和包装功能通过屏蔽转运容器运输至SRTF厂房处理和储存。

废过滤器芯具有中放水平的放射性。废过滤器芯采用转运桶进行转运。辅助厂房设置混凝土坑用于暂存废过滤器芯。混凝土坑可容纳多种废物容器，废过滤器芯可通过废物转运容器直接运输。

废树脂处理工艺在AP1000核电厂目前有两种工艺。一种为直接装入高密度聚乙烯高整体性容器（HIC），另一种为热态超级压缩。装入HIC工艺须在核岛完成装入和脱水单元操作，然后将HIC通过运输屏蔽容器（CASK）转运至SRTF进行脱水验证后，转运至HIC暂存库进行暂存。HIC能保证废树脂的包容性300年保持完整。采用热态超级压缩需将核岛产生的废树脂由SRTF屏蔽转运容器接收，并转运至SRTF的废树脂缓冲罐内。屏蔽转运容器由一个奥氏体不锈钢的内箱体及一个碳钢加铅屏蔽的外箱体构成。屏蔽转运容器顶部区域设置的装料接头用以充填和排空屏蔽转运容器，确保了转运过程的安全可靠。屏蔽转运容器的特殊设计也保证转运过程中不发生放射性泄漏。然后通过SRFT的锥型干燥器对废树脂进行干燥。废树脂经干燥处理装桶（160L桶）后，将进行超级压缩。超级压缩机属于SRTF内的共用设备之一。装入HIC工艺见图1所示，热态超级压缩见图2所示[4]。

核岛产生的干固体废物以及混合废物，通过废物运输车运输至SRTF进行分拣、切割，压缩灌浆等处理。

2 厂址废物处理设施

AP1000核电厂址废物处理设施（SRTF）处理的固体废物包含运输和处理核岛及其他放射性厂房产生的放射性干、湿固体废物，固体放射性废物的暂存，处理核岛产生的废过滤芯和放射性废树脂（活性炭）等。SRTF处理干、湿废物主要执行以下功能：用非破坏性检验方法目视检查桶内容物，确认是否有违禁物品或不能减容的物品；预压实前分拣桶内容物；初步减容废物桶内容物（预压实）；超压前或对不能超压的桶灌浆前对废物的同位素分析；通过超压减容（适用于可压实废物）；超压桶（饼块）装入外包装桶；废物桶在操作单元间的转运；提供转运系统和空间，在超压前对部件人工减容；在外包裝桶内对超压后的废物桶或不能压缩的废物桶灌浆。SRTF设置湿废物烘干系统，或者设置浓缩液干燥系统及废树脂干燥系统[5]。

SRTF处理固体废物工艺简图见图3所示。

3 结语

AP1000核电的固体废物处理工艺相对较为简单，并且能够满足核电厂产生的固体放射性废物的处理。

WSS系统和SRTF一起共同完成AP1000核电的固体废物处理，虽然现阶段AP1000核电厂对固体放射性废物采用的部分工艺不同，但均能达到处理固体废物的目的。

AP1000核电首次提出SRTF的概念，SRTF的处理模式独具特色，系统设计基本完整。SRTF内采用的转运手段与处理工艺是可靠的，最终废物包装体能够满足国内近地表处置的规范要求。

参考文献

[1] 毛莉.核电厂放射性废物处理技术的应用[J].中国高新技术企业，2012（26）：108-110.

[2] 刘佩，刘昱，姚兵，等.核电厂离堆放射性废物处理方案浅析[J].核动力工程，2013（5）：149-153.

[3] 刘慧春.AP1000核电机组放射性废物管理[C]//两岸核电废物疗理研讨会论文摘要集.北京：中国核学公，2011.

[4] 朱来叶.废树脂Hot Super-Compaction（热态超级压缩）工艺在核电站中的应用[M].中国核学会：原子能出版社，2009：531-538.

[5] 李国宝，马楠，李娟.三门系列AP1000核电厂放射性废物管理技术特点浅析[J].核安全，2015（3）：43-47，54.