核電站中放廢液轉運方案研究

楊偉濤 韓志鋒

（中國核電工程有限公司河北分公司，河北 石家莊 050019）

0 引言

近年來，我國核電站發(fā)展迅速，同時核安全也受到國家及民眾的關注，核電技術標準也有很大的提高。新一代核電站中將放射性廢液處理設施由核島分離出來，建成獨立的廢液處理中心，在節(jié)省投資的同時，提高核島的安全性。廢液處理中心將集中處理核電站內所有設施產生的放射性廢液。因此，需要研發(fā)一種全新的放射性廢液轉運方案，在保障安全的情況下機動靈活的將不同設施產生的中放廢液轉運到廢液處理中心。

1 中放廢液轉運方案研究

核電站產生的放射性廢物種類較多，自然特性各不相同，針對不同的廢物開發(fā)了不同的處理技術，處理系統(tǒng)的設備和運行費用昂貴，在機組數(shù)量少的情況下產生的廢物量不夠多，設備的利用率較低。由于提高設備利用率，控制投資等原因，核電站建設了廢物處理中心，用于處理電廠內數(shù)個核電機組產生的廢物[1]。廢液處理系統(tǒng)作為廢物處理的重要構成部分，脫離核島廠房，在廢物處理中心建設了廢液處理中心（以下簡稱處理中心）。

現(xiàn)階段核電站中采用管道輸送方式將廢液輸送至處理設施，輸送管道受到地理位置、地形的制約，且長期埋于地下，存在管道、閥門泄漏的風險，退役過程中還將產生大量的放射性廢物。為了免除管道輸送帶來的各種弊端，同時增加廢液轉運的靈活性，擬用一套中放廢液轉運系統(tǒng)，包括一臺可移動廢液貯存裝置——中放廢液轉運罐車、廢液接收（排出）系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)，通過廠內車輛運輸將廢液由產生設施運送至處理中心。

圖1 罐車接收放射性廢液流程圖Figure 1 The liquid waste received by tank car

本方案中廢液收集于高位貯槽中（貯槽高于罐車頂部），中放廢液通過自流方式進入罐車，罐車接收廢液流程見圖1。該系統(tǒng)可以分為廢液接收系統(tǒng)和沖洗系統(tǒng)兩部分，其中廢液接收系統(tǒng)包括中放廢液貯罐、閥門及相應的管道、快速接頭及軟管；沖洗系統(tǒng)由去污劑罐、閥門及相應的管道組成。廢液產生設施與處理中心建設專用廢液轉運接口，可通過軟管和快速接頭與罐車實現(xiàn)連接。轉運完后用去污劑對廢液輸送管道和轉運軟管進行沖洗，以便清除管道中殘留的廢液。

圖2 罐車排出放射性廢液流程圖Figure 2 The liquid waste drained from tank car

圖2為罐車將廢液轉運至處理中心的流程圖。軟管連接后由中放揚液器采取抽真空方式將罐車內廢液抽至處理中心，同樣轉運完成后利用沖洗系統(tǒng)對管道及軟管進行沖洗。

2 轉運設備—罐車設計

廢液轉運方案中用到中放廢液轉運罐車，根據(jù)《放射性物質運輸規(guī)程》中相關規(guī)定，罐車應具有良好的屏蔽效果以及檢漏設備，達到IP-2型貨包的要求，以滿足安全運輸?shù)男枨蟆Ｍ瑫r為滿足工藝運輸要求，擬采用的罐車包括：主體裝置、輔助系統(tǒng)、安全系統(tǒng)等。

（1）主體裝置作為罐車的基礎構成部分，包括主體框架、屏蔽容器、罐車裝卸料接口。

主體框架：作為罐車重要的組成部分，承載著屏蔽容器，并為其他系統(tǒng)的設備和管道提供安裝空間及防護措施。由于屏蔽容器采用鑄鉛材料，重量較大，框架結構需滿足承重及運輸要求。

屏蔽容器：為中放廢液提供輻射防護屏障，內部設壓力容器存放廢液，外部采用鑄鉛結構進行屏蔽。罐車表面劑量達到工作允許值（罐車表面劑量率≤2mSv/h，距離罐車表面2m遠處劑量率≤0.1mSv/h）；同時屏蔽容器能夠承受真空系統(tǒng)和壓空系統(tǒng)產生的正、負壓力。

罐車裝卸料接口：通過帶有快速接頭的連接軟管，實現(xiàn)罐車與設施的快速連接，減少人員的操作時間。

（2）輔助系統(tǒng)為罐車實現(xiàn)自動裝、卸料功能提供必要動力，包括真空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)。

真空、壓空系統(tǒng)：為罐車自動接收、排出廢液及管道沖洗提供動力。

氣體凈化系統(tǒng)：對罐車的呼排氣和真空系統(tǒng)排氣進行處理，使其能夠達到就地排放的限值。

（3）安全系統(tǒng)為罐車的安全運行提供保障，防止出現(xiàn)冒槽和泄漏事故，包括液位監(jiān)測系統(tǒng)、泄漏報警系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)。

液位監(jiān)測系統(tǒng)：監(jiān)測罐車內廢液的液位，防止溢出，達到一定液位停止接收廢液，同時為控制系統(tǒng)提供參數(shù)。

泄漏報警系統(tǒng)：對屏蔽容器外側環(huán)境進行監(jiān)測，防止屏蔽層外積存廢液。

自動控制系統(tǒng)：對罐車進行自動控制，連接軟管后可自動完成罐車的裝、卸料及沖洗功能，減少人員操作。

3 結語

罐車運輸方式激動靈活，不受地震地質等條件影響，退役時清去污方便，產生的放射性廢物量小，對周圍環(huán)境潛在影響小。在發(fā)生如福島核電站等事故產生放射性廢液泄露的情況下，轉運罐車也將能發(fā)揮其可移動靈活、操作方便、安全可靠等優(yōu)點，及時將泄漏的放射性廢液轉運出去。即使存在管道輸送前提下，罐車輸送也可作為其補充應用手段，保障設施的安全，在核電站及核設施中有較大的應用前景。

［1］張志銀,嚴滄生,黃來喜,等.核電廠放射性廢物最小化[M].中國原子能出版社,2013:31-32.