固体废物处理系统.docx
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固体废物处理系统
秦山二扩固体废物处理系统（TES）
1功能
1.1功能
固体废物处理系统为两台机组公用。
固体废物处理系统的主要功能：
——收集由两台机组产生的放射性“固体”废物；
——将废物暂存，并进行可能的放射性衰变；
——压缩可压缩的固体废物；
——将废物封装在混凝土容器或金属桶中。
本系统处理下列几种类型的废物：
——废树脂；
——浓缩液和化学废液；
——废过滤器芯子；
——杂项固体废物（纸、抹布、乙烯塑料等）。
废树脂由下列系统的除盐器产生：
化学和容积控制系统（RCV）、硼回收系统（TEP）、反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统（PTR）、废液处理系统（TEU）、蒸汽发生器排污系统（APG）。
浓缩液主要由TEU系统蒸发器产生，在特殊情况下也由TEP系统的蒸发器产生。
化学废液由放射性污水回收系统（SRE）产生。
废过滤器芯子由RCV、TEP、PTR、TEU、APG系统的过滤器产生。
通风系统的过滤器芯子不在固体废物处理系统封装。
本系统由两部分组成：
——废物处理站（在核辅助厂房NX内）；
——废物处理辅助厂房（QS厂房，位于现场会议室西北侧。
），由于二期的QS厂房设备能力足以处理四个机组的放射性固体废物，因此本扩建工程不再另建QS厂房而共享二期的QS厂房。
1.2安全功能
TES系统不属于与安全有关的系统。
然而本系统设有屏蔽，使运行人员和公众所受的辐照剂量率不超过允许限值，并对各种放射性物质进行密封包装，防止散入环境。
2设计
2.1设计基准和安全准则
本系统设计所采用的标准规范：
a）HAF102-2004《核动力厂设计安全规定》；
b）HAD102/12-1990《核电厂辐射防护设计》；
c）GB9134-1998《轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统技术规
定》；
d）GB11806-1989《放射性物质安全运输规定》；
e）GB12711-1991《低、中水平放射性固体废物包装安全标准》；
f）GB14569.1-1993《低、中水平放射性废物固化体性能要求，水
泥固化体》；
g）GB/T15761-1995《2×600MW压水堆核电厂核岛系统设计建造
规范》；
h）参照RCC-P第四版-1991《90万千瓦压水堆核电站系统设计和
建造规则》。
本系统为两机组共用。
本系统设备的处理能力设计成能处理两个机组所产生的相关固体废物。
每年平均固体废物量如表1。
表1两个机组固体废物平均年产生量
废物种类
产生
废物的系统
蒸发浓缩液
m3/a
废树脂
m3/a
废过滤器芯子（只）
杂项
废物
m3/a
表面剂量率
＜2mSv/h
表面剂量率
≥2mSv/h
反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统（PTR）
3
11
化学和容积控制系统（RCV）
5
21
硼回收系统（TEP）
5
10.5
6
废液处理系统（TEU）
40
6
70
72
蒸汽发生器排污系统（APG）
12
38
总计
45
36.5
108
110
300
根据废物的性质不同，采用不同的处理方法，将各种废物封装于不同的废物容器内，容器壁厚足以满足辐射防护的要求。
废树脂和浓缩液及化学废液分别与水泥、砂（干混料）、石灰一起封装入混凝土容器内，以制成匀质的能贮留放射性物质的固化块。
APG系统的废树脂放射性活度非常低，通常装在金属桶内。
废过滤器芯子（表面剂量率≥2mSv/h）装在混凝土容器内，然后用湿混料固定。
外表面剂量率低于2mSv/h的过滤器芯子装入金属桶内。
杂项低放可压缩固体废物用布置在废物处理辅助厂房（QS厂房）中的压缩机压入金属桶内。
本系统所有操作是手动的或就地远距离控制的。
除了加热保温系统以外，本系统不设置自动控制。
从废物处理、输送、贮存和反冲洗等产生的疏水，均排往核岛疏水和排气系统（RPE ）。
从装桶站来的冲洗水先流入地坑，沉淀后再排往RPE系统。
2.2设备设计
2.2.1核辅助厂房（NX）内的设备
2.2.1.1废树脂贮槽（TES002BA、TES003BA和TES004BA）
由RCV、PTR、TEP和TEU系统产生的废树脂从除盐器冲排至废树脂贮槽TES002BA和TES003BA。
由APG系统产生的废树脂在低放射性的情况下从除盐器排至TES004BA（移动式贮槽），在放射性异常的情况下，可排至TES002BA或TES003BA。
废树脂槽的作用是接收、贮存废树脂，设计考虑可以输送和松动树脂，排水和排气。
废树脂在常压下贮存在水下。
槽内的覆盖气体通过含氧废气管道慢慢地排出，以避免在贮存期间释放的放射性气体或可能爆炸的氢气的累积。
氢气的唯一来源是废树脂的解析。
废树脂可定期疏松，以防止由于废树脂的沉积而引起管道和滤网的堵塞，还可使废树脂的放射性均衡。
2.2.1.2浓缩液贮槽（TES001BA）
因为在浓缩液中溶解的盐类在低于某一温度时会结晶沉淀，所以贮槽和有关的管道设有加热保温。
该贮槽布置在紧靠浓缩液装桶的上方，使浓缩液可自流进入浓缩液计量槽（TES001PM）内。
槽内设有一个搅拌器（TES001AG）使浓缩液混合均匀。
2.2.1.3装桶站
装桶站是在生物屏蔽后面把浓缩液、废树脂和废过滤器芯子装入容器，加入混料进行固化的场所。
所有的操作都是在铅玻璃屏蔽窗后面远距离控制的。
装桶站分为5个工作站：
1站：
空混凝土容器及装有废物的混凝土容器暂存区；
2站：
空气闸门，为防止放射性物质和灰尘逸出；
3站：
废过滤器芯子用湿混料固定在混凝土容器内；
4站：
废树脂和浓缩液用干混料固化在混凝土容器内；
5站：
从过滤器大厅来的废过滤器芯子在此放入混凝土容器内，相关系统的废过滤芯子是用过滤器芯子更换转运容器（TES001MD）来装卸的。
混凝土容器通过下列手段来运输至各个工作站并依工艺要求就位：
——运输车（TES002CX）从1站到2站；
——输送装置（TES001CX）从2站到3、4、5站。
在1站设置一台吊车，用于吊运混凝土容器。
在3站安装一个振动台（TES002AG），用于振动固定过滤器芯子的混凝土容器，使水泥砂浆密实。
装桶站的处理能力为每8小时4桶（一班工作制）。
2.2.1.4混合器（TES001EG）
在4站，废物与干物料用可弃桨的混合器（TES001EG）混合。
采用桶内搅拌方式，搅拌桨能旋转和上下运动使废物混合更均匀。
混合后，搅拌桨可弃于容器内（一般每批料弃一桨）。
混合操作可用电视摄像机进行目视检查。
混合器的桨叶随采用容器的型号而定。
2.2.2核辅助厂房和废物处理辅助厂房之间的运输
在两座厂房之间用叉车输送混凝土容器和料斗（干混料和湿混料）。
2.3材料选择
对于废树脂采用00Cr19Ni10不锈钢；
对于浓缩液采用00Cr17Ni14Mo2不锈钢。
本系统除了某些阀门为便于检修而采用法兰连接外，其余全部为焊接连接。
为便于输送（废树脂）和防止堵塞（浓缩液），用于浓缩液和废树脂的阀门为球阀。
3设备说明
本系统包括核辅助厂房中的固定设备和专用装卸设备以及与固化有关的专用站、区和库。
3.1核辅助厂房内（NX）的设备
3.1.1废树脂处理站
a）两个废树脂贮槽（TES002BA和TES003BA）
废树脂经四根管道（见固体废物处理系统工艺流程图
（一）废树脂贮槽上封头上的白色线条），从五个系统（RCV、PTR、TEU、TEP、APG）的除盐器进入废树脂贮槽。
每个贮槽设有下列部件：
——上部（品红线条）
·一个排往RPE系统的排水管（含氧排气）；
·一组滤网，滤去废树脂中多余的水；
·一个反冲滤网的SED水入口；
·一个通大气的排气口；
·一根把两个贮槽连接的管道。
——下部（黄色）
·一个用于废树脂重力排放的管口；
·一个向喷射器排放废树脂的管口；
·一个用于废树脂排水的带滤网的管口；
·一个用水或压缩空气疏松树脂的管口。
b）废树脂喷射器（TES001EJ和TES002EJ）
废树脂可通过废树脂喷射器来排放，也可用重力来排放。
c）废树脂计量槽（TES002PM）
废树脂排放管与废树脂计量槽相连。
计量槽设计成仅能贮留装桶时树脂泥浆化和凝固水泥所需的水量。
废树脂从计量槽排入混凝土容器，在这个容器内，废树脂与混合配料站配制的“干混料”混合。
e）APG废树脂贮槽（TES004BA）
APG废树脂贮槽是一个移动式贮槽，通过临时接管（TES001FL）
可直接接收APG除盐器的废树脂。
3.1.2蒸发浓缩液处理站
这个站主要由下列设备组成：
a）浓缩液贮槽（TES001BA）
蒸发浓缩液处理站收集的浓缩液，由浓缩液贮槽接收。
为防止槽
内的浓缩液产生沉淀和结晶，该贮槽由两个独立的恒温加热器（TES001RS和TES002RS）加热。
槽内的浓缩液可以由搅拌器（TES001AG）来混合。
b）浓缩液计量槽（TES001PM）
浓缩液贮槽内的浓缩液由重力排入浓缩液计量槽。
浓缩液经计量后排入混凝土容器，在这个容器内，浓缩液与混合配料站配制的“干混料”混合。
浓缩液计量槽设有进口和出口隔离阀。
全部进出料和浓缩液计量槽的管道均用硼加热系统进行恒温加热，以防硼结晶沉淀。
3.1.3过滤器芯子更换转运容器（TES001DM）
过滤器芯子更换转运容器用于拆卸、更换、运送过滤器芯子。
容器用铅作为屏蔽层，外敷不锈钢板。
过滤器芯子更换转运容器的定位板在除盐器/过滤器大厅的混凝土小室的顶部就位后，过滤器芯子更换转运容器将废过滤器芯子取出，装入容器，然后运至装桶站上方，通过输送通道将废过滤器芯子放入已就位的混凝土容器内。
过滤器芯子更换转运容器的装卸系统由下列部件组成：
——一台衬有10cm厚铅的不锈钢过滤器芯子更换转运容器，它设有一个控制装置以防拆卸操作时将被放射性污染的流体溅出；
——一个带有定中心环的底盘；
——一个过滤器壳体；
——一个防放射性漏出的底部装置；
——一台用于装卸过滤器芯子的卷扬机和抓具。
3.1.4装桶站
废过滤器芯子、废树脂和蒸发浓缩液在装桶站装入混凝土容器，并加入湿、干混料进行固化。
装桶站主要包括以下设备：
——1站：
容器进出站（房间NF265），混凝土容器由此运进与运出空气闸门间，并暂存从装桶站出来的废物混凝土容器以便使混凝土进行初凝。
1站内设置了一台吊车用于吊运混凝土容器（包括空的和已装好废物的）。
——2站：
空气闸门（房间NF266）。
为防止放射性气溶胶扩散并保持装桶站负压，在装桶走廊与外界之间装有两道门（A门和B门）组成了一个空气闸门间。
A门为外门，B门为屏蔽门。
空气闸门间内设置的运输车（TES002EX）与在装桶走廊墙上行走的输送装置（TES001EX）一起完成混凝土容器的转运。
运输车和输送装置均采用远距离控制。
空气闸门内的吊具可装卸混凝土容器的临时盖。
——3站：
废过滤器芯子固定站。
在5站已装入废过滤器芯子的混凝土容器，由3站注入湿混料，然后将容器置于振动台（TES002AG）上振动,使灌注在容器内的湿混料密实。
湿混料由位于标高+13.15m的湿混料料斗（TES002DM）提供。
——4站：
废树脂、浓缩液、化学废液固化站。
本站设有一个混合器（TES001EG），混合器有两台电机，可使混合器搅拌桨进行上下移动和旋转运动。
本站还设有输送干混料的螺旋输送机（TES006TD）及干混料输送管。
干混料由位于标高+13.15m的干混料料斗（TES006DM）经螺旋输送机加入到容器内。
采用桶内搅拌方式，产生均匀的固化物。
不同类型的容器配备不同型号的搅拌桨。
混合过程用摄像机进行监视。
本站设有清洗系统、通风系统、操作监视系统。
——5站：
废过滤器芯子装桶站。
当过滤器芯子更换转运容器在废过滤器芯子输送通道上就位后，经通道将废过滤器芯子装入位于本站的混凝土容器内，然后把容器运往3站，注入湿混料进行固定。
装桶站的3、4、5站设接液盘、导液管。
在废物处理、输送、冲洗等过程中产生的废液由RPE系统收集后送到TEU系统处理。
各装桶站的操作均在有铅玻璃屏蔽的窥视窗外监视下远距离控制，为避免误操作或设备误动作造成放射性物质无控制释放，在装桶站操作控制程序中包括了一系列联锁保护措施。
在失去动力源时，主要装卸动作不能进行，固化操作停止，但不会产生安全问题，偶尔停电，对正在操作的桶内产品质量可能产生影响，但不会对环境及人身安全产生影响。
发生该情况的几率是很小的。
空气闸门间和装桶站4站由KRT（辐射防护监测系统）进行剂量监测。
混凝土容器外表面剂量率在空气闸门间测量。
3.2相关系统
TES系统与下列工艺系统相连接：
——APG：
蒸汽发生器排污系统；
——DVN：
核辅助厂房通风系统；
——PTR：
反应堆换料水池和乏燃料水池冷却和处理系统；
——RCV：
化学和容积控制系统；
——RPE：
核岛疏水排气系统；
——RRB：
硼加热系统；
——SAR：
仪表用压缩空气分配系统；
——SAT：
公用压缩空气分配系统；
——SED：
核岛除盐水分配系统；
——SVA：
辅助蒸汽分配系统；
——TEP：
硼回收系统；
——TEU：
废液处理系统；
——TER：
废液排放系统；
——SRE：
放射性污水回收系统；
——SEP：
饮用水系统。
4特性
4.1废液处理系统（TEU）浓缩液
TEU蒸发器浓缩液：
——硼浓度：
40000ppm
——含盐量：
250g/L
——最大放射性浓度：
1.85×1012Bq/m3
——最高温度：
108℃
4.2化学废水
在特殊情况下，化学废水也可直接从SRE贮槽送到TES系统。
4.3TEP浓缩液
在特殊情况下，TEP007BA（或016BA）贮槽中不能复用的TEP浓缩可排到TES系统。
——硼浓度：
7000～7700ppm
——最大放射性浓度：
1.85×1012Bq/m3
————废液量：
5m3
——最高温度：
60℃
4.4废树脂
——颗粒度：
0.3～1.5mm
——比重：
略大于1
——干树脂密度：
650～850g/L
——最大放射性浓度：
2.24×1013Bq/m3
4.5固体废物
所有低放可压缩固体废物如纸、抹布、手套等先放入塑料袋，用废物处理系统辅助厂房中的压缩机将它们压缩在金属桶内。
一些低放不可压缩固体废物（金属块、管道等）不经压缩放在金属桶内。
其它特殊的放射性固体废物（外表面剂量率≥2mSv/h）放在混凝土容器内（Ⅱ型或Ⅳ型），并用混凝土封装（在废物处理系统辅助厂房内操作）。
5工艺系统图
详见附图1和附图2。
附图1：
固体废物处理系统系统图
（一）
附图2：
固体废物处理系统系统图
（二）
6TES设备布置
6.1TES设备布置表（见表2）。
表2TES主要设备布置房间和标高层表
名称
代号
房间
房间标高
（m）
固化浓缩液用的设备布置
浓缩液贮槽
TES001BA
ND404
+8.00
浓缩液搅拌器（装在贮槽内）
TES001AG
ND404
+8.00
浓缩液计量槽
TES001PM
ND353
+5.00
阀门和附件
ND402
+5.00
ND354
+5.00
固化废树脂用的设备布置
废树脂贮槽
TES002BA
ND405
+8.00
TES003BA
ND405
+8.00
TES004BA
可移动式
+8.00
废树脂计量槽
TES002PM
ND353
+5.00
废树脂喷射器
TES001EJ
ND354
+5.00
TES002EJ
ND354
+5.00
阀门和附件
ND354
+5.00
装桶区
A门
TES001AD
NF265
±0.00
B门
TES002AD
NF266
±0.00
运输车
TES002CX
ND266
±0.00
输送装置
TES001CX
ND235
±0.00
混合器
TES001EG
ND353
+5.00
振动台
TES002AG
ND235
±0.00
仪表和控制
（台）
ND236
±0.00
6.2TES主要设备布置位置照片（见照片1～照片6）
照片1：
浓缩液贮槽和废树脂贮槽
照片2：
浓缩液、废树脂固化混合器
照片3：
装桶1站（容器进、出站）
照片4：
装桶1站（容器进、出站）6t吊车
照片5：
装桶2站（空气闸门间）
照片6：
装桶3、4、5站（废过滤器芯子、废树脂、浓缩液、化学废液固化站）
7主要设备技术参数
固体废物处理系统主要设备技术参数和材料
序号
设备名称
设备编号
主要参数和技术要求
型号和规格
尺寸
主要材料
安全
等级
规范
等级
质保
等级
抗震
类别
1
浓缩液贮槽
TES001BA
最高工作压力：
0.2MPa（表）
最高工作温度：
110℃
有效容积：
5m3
D内=1600
H=3262
不锈钢
NC
3
Q3
NO
2
废树脂贮槽
TES002/003
BA
最高工作压力：
常压
最高工作温度：
45℃
有效容积：
9m3
D内=2000
H=3777
不锈钢
NC
NA
Q3
NO
3
APG废树脂贮槽
TES004BA
最高工作压力：
常压
最高工作温度：
室温
有效容积：
1.58m3
D内=1250
H=1700
不锈钢
NC
NA
QNC
NO
移动
4
浓缩液计量槽
TES001PM
最高工作压力：
0.2MPa（表）
最高工作温度：
110℃
有效容积：
32L
D=273
H=828
不锈钢
NC
3
Q3
NO
5
废树脂计量槽
TES002PM
最高工作压力：
常压
最高工作温度：
45℃
有效容积：
46L
D内=350
H=840
不锈钢
NC
NA
Q3
NO
6
浓缩液贮槽
搅拌器
TES001AG
电机额定功率：
3kW
搅拌速度：
150r/min
不锈钢
NC
3
Q3
NO
7
浓缩液贮槽
电加热器
TES001、002
RS
电加热器数量：
两组，2块/组
N=2×2.75kW/组
不锈钢
NC
3
Q3
NO
8
废树脂喷射器
TES001、002
EJ
喷射液体：
压力0.3MPa（表）
流量3.4m3/h
吸入液体：
树脂+水2.5m3/h
不锈钢
NC
NA
QNC
NO
9
过滤器芯子更换转运容器
TES001DM
铅厚：
100mm
电机额定功率：
0.37kW
不锈钢、铅
NC
NA
QNC
NO
10
运输车
TES002CX
输送能力：
60kN，1桶/次
电机额定功率：
1.1kW
输送速度：
3m/min
碳钢
NC
NA
QNC
NO
11
A门
TES001AD
电机额定功率：
0.5kW
NC
NA
QNC
NO
12
B门
TES002AD
电机额定功率：
1.1kW
NC
NA
QNC
NO
13
螺旋输送机
TES006TD
输送能力：
4t/h
电机额定功率：
0.75kW
碳钢
NC
NA
QNC
NO
14
振动台
TES002AG
振动器数量：
4个
电机额定功率：
2.2kW/个
碳钢
NC
NA
QNC
NO
15
混合器
TES001EG
电机额定功率：
N垂直1.5kW
N旋转11或14kW
搅拌轴转速：
24或36r/min
不锈钢
NC
NA
QNC
NO
16
输送装置
TES001CX
输送能力：
60kN，
1桶/次
输送速度：
水平3m/min
垂直1m/min
电机额定功率：
N水平1.1kW
N垂直2.2kW
碳钢
NC
NA
QNC
NO
17
风机
TES001ZV
排风量：
1150m3/h
电机额定功率：
1.1kW
碳钢
NC
NA
QNC
NO
18
过滤器
TES001FI
过滤气量：
1000m3/h
不锈钢
NC
NA
QNC
NO
19
振动器
TES003AG
电机额定功率：
0.12kW
不锈钢
NC
NA
QNC
NO
8运行特性
8.1正常运行状态
正常运行分为三个步骤：
——废物的收集和贮存
——装桶
——运输
8.1.1废树脂
对于RCV、TEP、PTR和TEU以及异常放射性的APG树脂，用水力将除盐器中的废树脂输送至TES002BA和TES003BA。
放射性很低的APG除盐器中的废树脂由水力输送至贮槽TES004BA。
为使管内树脂保持悬浮，水力冲排流量为11m3/h。
冲排废树脂的操作持续约30分钟。
可从贮槽进口管上的视镜观察冲排情况。
收集在槽内废树脂的冲排水经贮槽上部的一组滤网（溢流管）溢流至RPE。
在贮存期间，应对槽内废树脂进行定期疏松（至少每月一次），以防废树脂结块而堵塞管道，装桶前也应对废树脂进行疏松。
8.1.2浓缩液
对于TEU以及TEP系统的蒸发浓缩液，利用泵将浓缩液送至贮槽TES001BA。
为了防止结晶，通过硼加热系统（RRB）对输送管道进行加热和通过两组电加热器对贮槽TES001BA进行加热，使浓缩液的温度始终保持在55℃左右。
浓缩液由搅拌器（TES001AG）定期进行搅拌混和，尤其在贮槽进料和排料时。
8.1.3过滤器芯子
过滤器小室（标高为13.15m）中的过滤器芯子用过滤器芯子更换转运容器（TES001DM）拆卸并转运至装桶站上方，然后通过过滤器芯子通道放入混凝土容器中进行水泥固定。
在转移铅容器时，要用塑料袋将过滤器芯子包起来，以防滴液污染环境。
当过滤器芯子的放射性很低或为零时（例如APG系统的过滤器芯子），过滤器芯子不必用此装置转移至混凝土容器内，而用安装新过滤器芯子的设备，在聚乙烯塑料罩内手动拆除过滤器芯子，再装入金属桶中。
8.1.4装桶
——3站进行废过滤器芯子的固定；
——4站进行废树脂或浓缩液的装桶操作；
——5站进行废过滤器芯子的装桶操作；
——APG废树脂在废物处理辅助厂房装桶，因此须送至QS厂房去。
8.1.4.1桶的特性
1）混凝土桶（有四种型号）：
见表3。
表3混凝土桶
型号
外径
（m）
内径
（m）
壁厚
（m）
高度
（m）
废物容量
装满废物后的重量（t）
浓缩液（L）
废树脂（L）
废过滤器
芯子（个）
Ⅰ型
1.40
1.10
0.15
1.30
342
305
4～5
Ⅱ型
1.40
0.80
0.30
1.30
128
131
4～5
Ⅲ型
1.40
0.60
0.40
1.30
44
4～5
Ⅳ型
1.40
0.80
0.15
1.30
1
3
Ⅰ型、Ⅱ型的容器通常用于中、低放水平的废树脂和浓缩液的固化。
Ⅲ型的容器仅用于特殊的情况，即用于中放偏高水平的废物（废树脂
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