放射性废物处理中心建设技术管理经验浅谈

樊一军　唐杨　马兴均

【摘 要】放射性废物处理中心是集放射性固体废物、废液、气载流出物处理的综合处理设施。本文介绍了放射性废物处理中心建设项目的设计难点、主工艺设计、技术革新等工程设计经验；对设计、采购、施工等关联过程关注点进行总结并提出改进建议。

【关键词】放射性废物处理；建设；技术管理

1 工程简介

中国核动力研究设计院承担了放射性废物处理中心工程，放射性废物处理中心是一个集放射性固体废物、废液、气载流出物处理的复杂系统工程。建设内容包括废液处理系统、水泥固化系统、金属废物切割减容系统、工器具去污系统、放射性车辆去污系统、辅助系统、锅炉房、煤棚及烟囱等设施。项目建设周期60个月，要求在36个月内实现设计、建造，并具备热投料条件。

2 工程设计基本原则

严格遵循国家有关法规，执行有关标准和规范；确保工作人员、公众和环境的安全，使工作人员和公众所受的剂量符合合理可行尽量低原则；

符合区域规划、设施具有良好的使用性，满足废物种类变化的要求；

充分考虑设施的安全性，采用成熟、可靠的工艺技术，并遵循废物最小化原则；选用设备可靠，便于运行、维修和管理，且经济合理；

充分利用现有辅助设施及供水、供电、供汽等公用工程设施，以节约投资。

3 工程设计的主要问题

建设厂址范围可用地有限，工程构筑物及工艺设备布局困难；

工程存在边设计、边施工不利条件，设计管理难度大；

基于辐射防护最优化、废物处理最小化管理原则，工程主工艺采用的很多新方法和新技术，非标设备比重高，设计难度大。

4 工程设计技术管理

4.1 主厂房总体设计。

总体设计采取措施包括：

根据厂区现状条件，因地制宜，合理布置；将放射性废液处理车间、放射性固体废物减容车间、暂存库等组成一个联合厂房。锅炉房及煤棚集中布置在联合厂房的东南侧，提高了土地利用率。

综合考虑可运行性、可维修性要求，确定主厂房为控制区部分地下两层、局部五层，框架结构。建筑面积9150余m2。主厂房生产类别为丁类，耐火等级为二级。

根据工艺要求，科学组织人流和物流，优化布置。地下一、二层主要布置放射性废液贮存设施、转运设备等，地上一屋主要布置处理设施、运行监控等设施。地上二屋为检验、试验设施及运行控制室。实现总平面布置紧凑合理，功能分区明确、路由顺畅合理。

4.2 废液处理设计

放射性废液处理采用活性炭过滤、蒸发、离子交换等工艺进行处理。设计两套处理能力为2m3/h的深床过滤预处理系统、蒸发处理系统和离子交换系统，1套处理能力为0.5m3/h的中放废液预处理系统以及废液排放系统。

根据放射性废液来源及活度水平，分类收集、处理、贮存；中放废液→预处理系统→中间贮收集暂存→2#蒸发系统减容→蒸残液贮存系统待固化；低放废液→低放废液预处理系统→1#蒸发系统减容→蒸残液贮存系统待。蒸发形成的净化水监测合格后实现排放。系统具备反应堆严重事故下的应急接收贮存功能。

工艺设计结合工程处理源项及废物最小化的处理需求，研发了包括中央循环管一体式蒸发器、雾沫夹带净化器等先进技术处理装备。并应用PDMS三维工厂建设模对工艺布局进行优化，充分利用有限的设备空间。

4.3 水泥固化处理设计

水泥固化处理包括粉料输送计量系统、蒸残液（废树脂）接收计量系统、水泥固化线、剂量监测系统。处理对象为蒸残液、废树脂。

固化主工艺：蒸残液（废树脂）→计量系统计量→湿料加注→搅拌系统、干料加注同步进行→剂量检测→转运养护。

工艺设计根据源项处理需求，结合辐射防护最优化要求，对比论证了国内两种固化工艺（桶内搅拌、桶外搅拌），选定桶内搅拌工艺。研发了包括固化体智能搬运、自动取封盖、装桶搅拌、干物料封闭作业、桶表面自动取样等具有较高自动化水平的处理装备，实现工艺处理过程的智能控制。

4.4 动力机械手自主化研制。

金属切割减容系统用于对放射性金属废物（表面辐射水平≤2mSv/h）切割减容处理，工艺设计为：钢箱（待切割物项）→转运至切割热室→热室内切割、分拣→废物装箱→检测转运分类存放。

系统中核心切割装置-动力机械手安装在切割热室内，是一个多系统集成装备。围绕该设备自主研发，完成设备模块化设计分解，确定了包括移动平台、动力机械臂、快换工具头、控控制系统四基本功能模块，每个功能模块相对独立，并具有较高的可重构能。

结合热室遥控操作工况需求，建立基本模块、子模块、功能阵列，给出解决方案，并完成系统技术设计。

在动力机械手自主化研制过程中，选择国内领域的主流厂家联合开发，并对部分关键部先行进行验证，进一步规避工程风险。

5 设计经验教训

针对设计时间极为不充分的压力，业主单位组织专门设计团队，采取系统的管理及技术措施，积极协调二次设计单位，协同设计，较好解决设计与采购，设计与施工交叉问题，对工程快速推进，按期具备工程配套条件起到了积极作用。但同时受制于“三边工程”交叉进行这种不科学的建设方法，在工程建设过程中反应出一些问题，值得改进提高。

1）要高度重视设计院与制造单位之间资料交换问题。对部分需二次设计或制造单位详细设计的设备。存在因采购工作滞后，制造单位无法及时返资，影响后续设计任务包括配管、土建、电仪等配套设计。往往开天窗开展后续设计，增加后续建设过程措施成本，对项目投资控制影响较大。此类设计计划需同步将采购计划、制造单位二次设计计划纳入设计进度进行管控。

2）要关注大宗设备、长周期设备供货进度。大宗设备、长周期设备滞后供货往往直接影响土建施工方案的设计。 采购控制尤其重要。放射性处理中心建设项目因部分地下二层成品贮存设备供应延迟，为保证地上一层构筑施工进度，大量计划外使用钢支撑设计，增加工程成本。

3）各参建方应充分发挥設计、施工、物资供应等各方协调配合。设计单位应有预见性，尽量减少设计变更，物资供应部门应建立动态信息制度，尽时发布物资预警。施工单位依据施工计划，按照“干一、看二、想三”的工作要求，将问题考充分，落到实处，保障工程连续开展。

[责任编辑：田吉捷]endprint