TES水泥固化线设计改进项目管理策略

胡俊杰+许振盛

摘要：本文结合海南昌江核电项目TES设计制造的阶段性进展情况，介绍了业主单位在工程总承包模式下参与TES项目设计审查的必要性，结合国内TES运行情况，对CNPE的设计提出了改进要求并落实到了设备制造中。以作者亲身的体验过程阐述了业主单位参与TES项目设计改进的内容和过程，并对整个过程中遇到的技术问题进行总结。

关键词：TES； 固化线； 总承包模式； 设备质量管理； 设计改进

1.引言

核电站的运行与维护会产生相应的废液与固体放射性废物，这些放射性废物部分采用TES水泥固化线处理。由于放射性废物处理的特殊性，根据国家核安全局的要求，三废系统建成投运是核电厂申请装料的前提条件，所以放射性固体废物处理（即TES）系统能否按时投运，会直接影响到装料计划的执行。因此TES系统受到核营运单位的重点关注。

目前EPC工程总承包模式是中核集团核电建设主要管理模式。核电EPC模式主要是总承包企业照合同约定对核电工程项目的选址、勘察、设计、采购、施工、调试等实行全过程或若干阶段的承包，对承包工程的质量、安全、进度、投资全面负责。业主如何在核电EPC模式下开展设计管理、设备质量管理是核电企业所面临的一项课题。本文将以TES水泥固化线为例，对核电EPC模式下业主如何参与系统、设备的设计改进、质量管理进行探讨。

2. TES系统设计改进原因

在核电站废物处理过程中，在相同的运行和管理水平下，通过控制废物源头，合理可行的分类，严格、有效的监督管理，能够减少废物的产生量，降低废物的处置费用。海南项目的参考电站的固体废物处理工艺与国内在建的同类核电站相比有如下不足：

1）湿废物采用混凝土容器：湿废物固化和废过滤器芯子固定的增容比大；

2）湿废物固化采用的水泥固化配方包容率低，湿废物固化的增容比大。

针对以上不足，CNPE对TES系统进行技术改进，以期减少其EPC模式下的放射性废物包的产生量。

3. 改进描述

海南项目中，在通过严格的监督管理实现上游系统合理的操作和废物合理的分类减少TES系统的输入的同时，TES系统对湿废物将采用桶外搅拌的固化工艺、采用400L钢桶作为废物包装容器和改进水泥固化配方的措施，对干废物采用压实的处理工艺。由于固化工艺的改变，导致TES水泥固化线设备设计也相应出现大的变动。海南核电针对TES的工艺改进，先后3次召开处内技术讨论会，2次召开公司技术讨论会，结合方家山出厂测试中存在的问题及改进要求，向CNPE设计部门提出了海南TES技术改进要求，通过多次函件协商与据理力争，CNPE设计部门同意在制造厂家现场进行设计改进讨论会。

随后，海南核电有限公司（HNPC）与中国核电工程有限公司（CNPE）在大连召开了海南项目TES水泥固化线设备技术讨论会，HNPC在讨论会上提出了业主的需求和建议，CNPE逐一对文件条目进行解答和讨论。在双方的共同努力下，CNPE对同意海南核电提出的下述技术改进。

3.1混合器冲洗装置改进

a.高压冲洗泵设计压力为21MPa，却没有压力监测装置，无法了解冲洗压力，也无法监测冲洗泵的运行状态。HNPC建议在泵出口处增设一个压力表，并将压力信号送到控制室对冲洗压力进行实时监测；

b.在方家山联调中，混合器内部未得到及时冲洗，曾出现水泥板结现象，因此在高压冲洗泵故障下有必要增加应急冲洗备用措施。HNPC建议在高压冲洗泵出口管线分三路之前预留冲洗接口（包括水源预留接口），同时请设计方兼顾考虑增设防回流的隔离措施；

c.混合器冲洗用水为循环利用的澄清水，在方家山TES项目出厂联调中混合器冲洗过程有喷头堵塞现象。如何降低冲洗过程中堵塞的几率，HNPC建议在澄清水回收源头增设过滤装置，同时请设计方兼顾考虑过滤装置后期更换的可达性和方便性.

3.2混合器下料和冲洗改进

a.锥形混合器出料口为一电动球阀，柱形混合器出料口为汽缸，考虑增加下料口的手动装置，若汽缸或球阀失灵，可以采用手动模式打开下料口阀门（待现场确认）；

b.混合器顶盖预留观察口，可以安装摄像头，需给出008TV具体安装在什么位置，并且混合器内部环境多粉尘、有水还要进行湿料搅拌，在这种情况下如何完成混合器下料及混合器冲洗效果的监测，如混合器清洗效果得不到好的监测，混合器内板结水泥的清理将给维修人员带来额外的辐照。建议采取相应的措施提高此摄像头的可靠性；摄像头效果的检验应纳入出厂验收大纲。

c.混合器是经过高压冲洗泵出来后分三路进行冲洗的，冲洗喷头是否为360度冲洗有待现场检验，特别是混合器顶部如何保证冲洗干净？混合器内部冲洗效果的检验应纳入出厂验收大纲。

d.冲洗水在沉积后，上部澄清液不能被全部回收再利用，沉淀物达到多少时进行处理，剩余的澄清液和沉淀物用什么方法处理？如何保证沉积物性能满足国标GB14569.1中的各项相关规定。

3.3下料结束后的冲洗水

在设备联调中发现每一次混合器下料结束后都需要对下料口的密封面进行冲洗，冲洗水将直接排入固化桶，排入的水量约为3～4L，产生的固化体是否能满足GB14569.1《低、中水平放射性废物固化体性能要求 水泥固化体》的相关要求。HNPC建议CNPE配方研制单位检测中心参考实际情况进行相应的试验，进行验证；

3.4废树脂下料

废树脂与浓缩液的固化过程是依靠计量槽进行计量体积，而计量槽每次计量的有效体积是固定的，在固化配方还未确定的情况下，如何保证最终的装桶率。

4. TES设计改进讨论结果

1） HNPC提出在高压冲洗装置增加一个压力开关及预留备用冲洗接口、澄清液回收装置增加滤网，CNPE同意增加；

2） CNPE确认高压冲洗装置为360度冲洗，混合器顶部能够冲洗到，冲洗效果检查已包括在出厂试验大纲中；

3） CNPE确认设计中已有出料口手动备用模式；

4） CNPE确认澄清液利用澄清液回收装置回收，残余少量澄清液靠自然蒸发，沉淀的泥浆作为特殊废物储存；

5） CNPE建议在冷试时验证将下料口冲洗水直接排入废物桶中，养护后固化体性能是否满足GB14569.1；如不满足可以将冲洗水排入到澄清桶中。

遗留项如下：

1） HNPC提议将摄像头装置增加到联调试验中检验效果，CNPE认为摄像头装置不在大连宝原承担的水泥固化线装置设备采购包中且是耐辐照镜头，价格昂贵，不宜在出厂试验中检验；

2） HNPC会后核实是否收到水泥固化线处理废物的设计源项计算报告，若无则发文索要。

3） HNPC提醒CNPE在水泥固化配方确定后应对计量槽设计进行审查，以保证固化线装桶率。

5.结束语

海南項目业主单位在EPC模式下对TES系统设备进行设计改进参与工作，依据方家山TES出厂试验发现的问题及结合海南核电TES系统、设备设计特点，提出了海南核电TES设计改进要求，经过多次与CNPE协商，CNPE最终接受海南核电所提建议。这种模式是海南项目业主单位在EPC模式下主动参与工程建设的一次新的尝试，也是一次良好的实践，不仅解决了一些紧急技术问题，及时有效地补充完善设备在工艺上存在的不足，而且可以帮助业主单位增强设备技术能力，为后续对TES系统设备安装调试工作积累好的经验。

作者简介：

胡俊杰 1989年01月 科 员 助理工程师 服务支持管理

许振盛 1986年01月 科 员 助理工程师 服务支持管理endprint