应用焚烧技术处理核电厂放射性固体废物的技术经济分析.docx

2011 年 3 月Radiation ProtectionMar. 2011应用焚烧技术处理核电厂放射性固体废物的技术经济分析刘 佩，刘 昱（中国广东核电工程设计有限公司，上海 200030）摘 要：介绍了中国改进型三环路压水堆（CPR1000）放射性固体废物的来源和当前放射性固体废物处理系统，并以含4台CPR1000机组的厂址为例，对当前废物处理工艺和使用焚烧技术的处理工艺进行了 比较分析。结果表明，焚烧技术在核电厂低、中水平放射性固体废物减容和废物处理经济性方面具有明 显的优势。关键词：焚烧技术；CPR1000；放射性固体废物中图分类号：TL94文献标识码：A核电厂运行过程中所产生的放射性固体废物的处理与处置是核电发展中必须解决的 重要问题之一。在国家大力发展核电的背景 下，更多的核电厂在近几年将陆续建成，每年 积累产生的放射性固体废物量也将成倍增加， 如不加以严格控制和采取减容措施，势必造成 放射性废物暂存压力、增加最终处置费用和电 厂运行成本。随着核电厂群堆建设和运营模式 的形成，在核电厂内选取合理的废物处理工 艺，以满足废物最小化以及日益严格的包装废 物总量控制要求日益急迫。目前放射性可燃废 物 焚 烧 技 术 在中国改进型三环路压水堆 （CPR1000）废物处理工艺中的应用具有很大的 潜力[1]。本文以含有 4 台 CPR1000 机组的厂址 为例，假设使用焚烧技术处理放射性固体废 物，从固体废物最小化和降低最终处置费用两 方面与当前使用的处理技术进行了比较分析。存核电厂运行和维护时产生的放射性固体废物。放射性固体废物暂时在贮存库内进行放射 性衰变后，或者在废物暂存库（或贮存厂房）贮 存期满后，低、中水平放射性固体废物按照国 家区域处置政策送国家区域处置场进行最终 处置。固体放射性废物处理系统一般位于核辅 助厂房内的废物收集处理站，为 2 台机组共 用。废物辅助厂房内的废物分拣、压缩、打包及 贮存等工序和废物暂存库为全厂共用（一般为4 台或 6 台机组）。放射性固体废物的来源和分类根据放射性固体废物的特点，将机组运行 和维护过程中产生的固体废物分为 4 类：废离 子交换树脂、浓缩液、废过滤器芯子和干固体 废物，干固体废物也称技术废物（以下称技术 废物）。各种放射性固体废物的设计年产生量 及其放射性水平列于表 1。2.1 废离子交换树脂废离子交换树脂来自核电厂化学和容积 控制系统（RCV）、蒸汽发生器排污系统（APG）、2CPR1000 固体放射性废物处理系统1介绍CPR1000 固体废物处理[2，3] 系统（TES）收 集、暂存、固化（或固定）、压缩、包装和临时贮收稿日期：2010-03-15作者简介：刘佩(1985—)，男，2007 年毕业于重庆大学热能工程专业，助理工程师。E-mail：mailto:liupei@liupei@辐射防护第 31 卷 第 2 期·110·表 1 CPR 1000 放射性固体废物年产生量 1）及放射性水平Tab.1Annual Output and activity of CPR1000 solid radwaste种类设计年产生量物理特性备注低水平：20.5 m3中水平：7.5 m3高水平：6 m3低水平： 0.37 TBq/m3中水平：0.37 TBq/m3～3.7 TBq/m3高水平：3.7 TBq/m3废离子交换树脂34 m3放射性活度：3.7 TBq/m3浓缩液20 m3外表面剂量率：2 mSv/h：100 个≥2 mSv/h：118 个废过滤器芯子218 个85％为可压缩，15％为不可压缩布、纸、塑料及废的设备零部件等废物技术废物280 m31）参考 CPR1000 核电厂初步安全分析报告，数据为 2 台机组年设计固体废物产生量。下文中除特别说明外均表示 2 台机组的废物产生量和对应处理结果。硼回收系统（TEP）、反应堆和乏燃料水池冷却及处理系统 （PTR）、 放射性废液处 理 系 统（TEU）的离子交换器。2.2 浓缩液浓缩液主要来自 TEU 的蒸发装置产生的蒸 残液，在特殊情况下，少量来自 TEP 系统蒸发器 的废液和热车间疏水系统（SRE）的化学废水。2.3 废过滤器芯子废过滤器芯子同样来自 APG、PTR、RCV、TEP 和 TEU 的过滤器。通风过滤器不在 TES 系 统中封装，如需要，可在废物辅助厂房对其进 行压缩。2.4 技术废物技术废物来自核岛各工作现场，分为可压 缩和不可压缩两类。其中，可压缩废物包括抹布、塑料布类、纸张、口罩、手套、防护鞋套、防 护服等等；不可压缩废物包括金属零部件、管 道、阀门、木材、混凝土等[4]。装处理。放射性固体废物中的部分可燃废物，如部分废离子交换树 脂和技术废物 ，在CPR1000 废物处理工艺中按传统方法处理