方家山核电机组不可复用废液来源及运行分析

吴学超

中核核电运行管理有限公司运行二处 浙江 嘉兴 314000

1 引言

1.1 核电站产生的废液介绍

压水堆核电站在运行期间，不可避免地会产生放射性液体，为了防止对周围环境、工作人员和居民造成过量的放射性辐照，必须对这些废液进行收集处理[1]。

这些放射性废液可以分为可复用废液和不可复用废液。

可复用废水：主要来自一回路系统升温、冷却剂扩容或改变冷却剂硼浓度时排出的水，以及稳态运行时下泄的一回路排水。

不可复用废水：来自核岛、核辅助厂房等系统设备的疏排水、泄漏水、冷凝水、地面冲洗水、化学污染的废水和淋浴、洗涤等公用废水。

1.2 不可复用废液简介

不可复用废液主要由核岛疏水排气系统收集后输送至废液收集系统，所有废液分为三个类型:工艺排水、化学排水、地面排水。

工艺排水一般是化学物质含量低的放射性废液；

化学排水一般是化学物质含量高的放射性废液；

地面排水一般是化学成分不定的低放射性废液（放射性浓度低于排放限值）。

表1 放射性废物的来源、分类和特点

产生的这些不可复用废液，其中工艺废水输送到工艺疏水箱9TEU001/002BA，地面排水输送到9TEU003/004BA，化学排水输送到9TEU005/006BA。

2 不可复用废液来源

这些不可复用废水，若其疏水标高大于疏水罐的标高，则可以直接依靠重力输水道相应的疏水罐，如果标高低于疏水罐，则需要先输送到相应的储槽和箱子，之后再用泵输送到相应的疏水罐[2]。

图1 不可复用废液收集

2.1 工艺废水来源（9TEU001/001BA）

工艺废水被收集到工艺废水疏水箱中，即9TEU001/002BA。两个水箱的废水来源如下：

(1) 通过RPE0055直接送至TEU工艺排水接收槽的废水，这部分是RPE系统收集的重力自流工艺排水，来自两个机组的：

1) 反应堆冷却剂系统疏水（温度测量旁路管道、过渡段）

2) PTR系统过滤器，冷却器，撇沫泵疏水

3) RCV过滤器疏水，RCV021RF排水

4) TEU系统过滤器（除TEU002/012FI）疏水

5) TEP系统过滤器疏水

6) RPE002BA含氧废气输水罐凝结水

7) 安注罐主排水

8) 反应堆换料水池溢流，乏燃料装载井和燃料转运仓疏水

(2) 两个机组放射性相关系统的树脂冲洗水和疏水

1) RCV001/002/003DE

2) PTR001DE

3) TEU001/002DE

4) TEP001/002/003/004/005/006/007DE

(3) RPE002PS工艺集水坑收集的水，液位达到高时，泵送到9TEU001/002BA

1) REN手套箱、液体通风柜、气体通风柜的回水

2) RCV系统管道，泵和002RF/003RF

3) PTR001/002/005PO疏水

4) EAS疏水坑（RPE008/012PS）

5) RIS低压安注疏水坑（RPE009/013PS）

6) REA水箱和过滤器的疏水

7) RPE003BA的废水。其来源（通过RPE0135收集）有如下途径：

a) RRA系统管道，设备（热交换器，泵等）疏水

b) RIS安注箱末端排水

c) RCV再生热交换器（RCV001EX）疏水

d) 反应堆冷却剂疏水箱（RPE001BA）检修

e) RPE泵001PO和002PO疏水；RPE安全阀030VP和004VY疏水

f) 反应堆压力容器液位测量管道排水，反应堆冷却剂泵旋液分离器疏水

g) 主泵轴封低压泄露流

h) 位于标高+2.7m以下的阀杆泄漏

RRA008/009/010/010/013/014/015/023/024/025/114VP

RRA116VP（仅2号机）

RCV310、050VP；

RIS 001、002、003VP。

PTR 022、140、143、144、145、150VB。

(4) TEP002/003/004/005/006/007BA，这几个箱子的水质如果不符合要求，可以排到TEU001/002BA中处理。

在满功率运行时，工艺疏水箱平均每天接受2.08m3左右工艺疏水，11天左右切换一次接收罐[3]。这个工艺疏水是来自RPE002PS（总容积5.4m3）的疏水，而9RPE002PS的疏水主要来自于1/2RPE003BA（每个疏水箱容积1.45m3），1/2RPE003BA疏水泵大约间隔13h左右疏水一次，疏水到9RPE002PS。RPE003BA内疏水泵的启动时间间隔主要取决于RPE003BA的来水速率，而RPE003BA日常最多的来水是三台主泵的低压泄漏流，当工艺疏水箱RPE003BA满溢时，溢流废水直接进入反应堆厂房的安全壳疏水坑（RPE011PS）。

综合TEU001/002BA的废水来源，日常中，除了RCV/PTR/TEU/TEP系统过滤器更换和冲洗树脂产生的间断废水、相关系统的隔离疏水外，持续的水源为主泵的低压泄漏流和相关阀杆的微量泄漏流，这些疏水输送到RPE003BA中。

当然，结合方家山运行的这六个燃料循环的经验，工艺疏水最大的来源是三台主泵的低压泄漏[4]。其他的来源主要是跟机组的运行状态有关系，可能会由于机组的存在的不同的缺陷，而形成不同的废水来源。

2.2 地面废水来源（9TEU003/004BA）,主要来自于两个机组的：

1) APG除盐床树脂的反冲洗水

2) 燃料厂房疏水坑1/2RPE010/014PS

3) PTR换料水箱疏水坑1/2RPE006CU

4) RPE010PS疏水：DEG冷却器、DVK冷却盘管和APG冷却器排水

5) RPE014PS废水来源

a) EAS系统NaOH的泄露

b) JPI干式立管的疏水

c) ETY疏水

6) AC厂房机械去污废液和AL厂房（厂区实验室）废液

7) PTR、TEP和REA水箱疏水坑

8) 收集到RPE015PS的疏水

a) ET淋浴间的疏水

b) DVH001/002RF的RRI侧冷凝水

c) ASG系统汽动泵的疏水（仅2号机）

9) RPE001PS通过重力收集的水

a) 核辅助厂房地面上的任何废水

b) 控制区内的RRI，DEG和APG的疏水和排气。如RCV热交换器、TEP和TEU蒸发器和除气塔的设备冷却水（RRI）疏水和排气。

c) DEG冷却DVN系统产生的冷凝水

d) TEP005/006BA疏水

e) TEU排放过滤器（002FI/012FI）疏水排气

f) 冷凝水回水箱SVA001BA的溢流水

地面疏水收集在9TEU003/004BA，地面疏水是平时来水最频繁，最多的。在机组满功率运行时，地面疏水箱平均每天接收28m3左右地面疏水，大约10h需切换接收罐一次[5]。经过分析研究，地面疏水主要来源是几个厂房的冷凝水，同时PTR疏水坑1RPE014PS大约每几个小时会达到高液位，然后通过泵向9TEU003/004BA疏水。地面疏水坑9RPE001PS间隔很长一段时间也会达到高液位，然后通过疏水泵向地面疏水箱疏水。

APG树脂床在日常运行时，也要定期进行冲洗保养，产生的废水就会直接排放到地面疏水箱。

含放射性剂量低的水还包括热洗衣房中的水，由于每天都有人进进出出控制区，会产生大量的脏衣物，这些衣服的清洗，在热洗衣机房中，产生的低放射性水，会排放到SRE水箱中，然后排放到TER中。

2.3 化学废水来源（9TEU005/006BA）

1) RRI水箱液位计和箱体疏水

2) AC厂房化学去污废液

3) 安全壳疏水坑（RPE011PS）

4) REN取样系统的全部辅助管线（若不回RCV002BA，则可通过此管线来到化学废水疏水箱）

5) RPE003PS

a) 乏燃料容器冲洗井排水

b) K516/K556房间的排水

c) REA硼酸泵的疏水

d) TEU系统酸罐、碱罐以及泵的疏水，TEU进料管的疏水和排气。

e) TEG压缩机的疏水（RRI侧）

f) RCV热交换器疏水排气（RRI侧）

在机组满功率运行时，化学疏水箱平均每两三个月需要切换一下接收罐。9TEU005/006BA疏水主要来自1/2RPE011PS和9RPE003PS。化学疏水箱的来水主要是TEU系统的疏水和蒸发器的扫液等等。化学疏水箱水满后，要输送到9TEU016/017BA，之后再经过蒸发器蒸发后生成浓缩废液。

3 废液收集处理系统运行分析

3.1 地面疏水量大，废水处理负担重

日常运行中，地面疏水比较多，而地面疏水只有两个20m3的疏水箱和一个疏水泵，每个疏水箱间隔十多个小时就会达到高液位需要切换水箱并进行处理，三废处理负担较大。

1) 密切关注地面疏水箱9TEU003/004BA液位，及时切换并循环取样，合格后立即排放至TER系统；

2) 合理安排工作，控制隔离、维修工作引起的疏水量，避免地面疏水箱短时间来水过多，导致无法及时处理；

3) 及时对9TEU016BA/017BA中存水进行处理，保证备用功能；

4) 充分利用9TEU016BA/017BA的备用功能，在疏水超出地面疏水箱的处理能力时，及时将废水传至9TEU016BA/017BA，避免地面疏水箱溢流或上游水箱/地坑满水溢出导致厂房污染；

5) 地面疏水箱的进/出口阀、小流量阀由于频繁操作，阀门卡涩、限位不准等缺陷频发，建议一方面通过变更换型提高此类阀门的性能，另一方面应增加预防性维修的频度；

6) 可以考虑增大地面疏水箱的容积，一方面可以减少运行人员负担，另外也可以避免由于频繁操作导致的设备缺陷及性能下降；

7) 可以考虑在现场空闲的位置，再设置一个地面疏水箱，增加箱子的冗余数量，这样就可以较好地解决箱子不够的问题。

3.2 加强废水收集和控制，避免废水交叉污染

1) 日常运行及大修过程中，严格控制废水的收集和倾倒，避免不同种类废水的交叉污染，增加处理负担；

2) 废液收集系统上游阀门和设备多、管线复杂，部分阀门严密性下降会导致废液流向改变，在运行过程中应关注该类阀门的性能和缺陷，考虑增加预防性维修频度；

3) 根据运行经验，已经出现过几次地面疏水箱被污染的情况了，有很多种原因。有大修时，工作负责人随意乱倒脏水，污染地面排水坑的；有由于逆止阀不严，造成返水的；有由于大修维修时，意外造成房间的地面疏水沟槽被污染，由于存在死角，依然放射性偏高的等等。这些问题的存在，会意外地污染地面疏水箱，从而增加了运行和维修人员的工作负担。同时，也极大地增加了人被放射性沾染的风险。所以必须要严格按照规程进行操作，同时对大修的工作负责人进行充分的安全培训教育。

3.3 加强废液处理管理，避免废水未受控传输和排放

1) 避免疏水箱边接受、边排放，这样可能会导致高放水或化学水非受控排放，增加后端处理负担；

2) 疏水箱排放前，应保证足够的循环流量和时间，确保取样结果准确，防止不合格的废水误排放至TER，造成大面积的污染，导致TER部分水箱不可用，不仅会降低TER系统在事故后的可用性，并且处理过程很长、负担很重。

4 结论

本文首先通过对系统流程的分析，归纳了不可复用废液的详细来源，并结合实际运行情况，分析得出了正常运行期间的废液量及来源。通过对系统运行情况及经验反馈的分析，总结了目前废液系统主要存在的问题，提出了优化建议。