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放射性废液处理系统运行方式优化及应用
文章字数：1896
摘要：为确保向环境排放废液符合排放标准，核电站必须设置放射性废液处理系统，而放射性废液处理系统在完成对废水的处理后将产生放射性蒸残液。核电站放射性废物处置成本高昂，而放射性蒸残液作为电站放射性废物的主要组成部分，为确保电站放射性废液排放满足排放标准的同时，如何降低电站放射性蒸残液，是提高电站运行经济性，确保核电可持续发展的现实要求，本文从背景、技术方案可行性论证、实际应用及前景等方面，对开展降低放射性蒸残液产生量工作进行了详细地阐述、分析及论证。
关键词：放射性废液处理系统；蒸残液；降低
一、背景
随着我国核能应用的发展，产生放射性的废物数量增速迅猛，如果不对其开展妥善地处理，将会给人类社会及环境带来巨大威胁。为确保向环境排放废液符合排放标准，核电站必须设置放射性废液处理系统，而放射性废液处理系统在完成对废水的处理后将产生放射性蒸残液。
根据相关规定，核电机组产生的中低放射性废物固化后，需要进行隔离放置，对隔离放置的场所以及时间有严苛要求。废物存放地需占用十分宝贵的土地资源，耗费人力和物力资源甚巨。
核电站放射性废液处理系统放射性蒸残液产生量偏高的原因可能如下：1)接收废水量大；2）废液处理手段单一；3)含有高浓度硼酸的废液进入系统。
二、技术方案可行性论证
针对放射性废液处理系统存在的三大问题，从减少放射性废液接收量、优化废液处理手段和减少高浓度硼酸废液进入系统三个方面进行后续优化的可行性分析。
（一）减少放射性废液接收量的可行性分析。为了减少输入到放射性废液处理系统的废水量，蒸汽发生器排污水净化系统树脂床树脂的再生及冲洗废液需要改为送往其它系统进行监测排放，只有在蒸汽发生器传热管泄漏、监测表明这些水的放射性浓度超过排放限值时，才送到放射性废液处理系统进行处理。
（二）优化废液处理手段可行性分析。根据对废液中放射性核素分析结果显示，存在于废液中的放射性核素主要以胶体形式存在，采用树脂床净化效果非常有限。后续需要继续关注在放射性废液放射性去除上的新技术应用，以便能够启动“放射性废液处理系统旁路蒸发器运行模式”，减少放射性废液处理系统蒸发器的投运，本路线暂不具备启动条件。
（三）减少高浓度硼酸的废液进入系统可行性分析。为查找进入放射性废液处理系统含硼水来源，特按照系统上游来水源头进行列表逐一进行排查，放射性废液处理系统上游来水源头成分分析，通过进一步分析，为减少含硼废水进入放射性废液处理系统，需要将氢燃烧系统水封槽中的含硼废水新增排放路径。
三、技术方案实施及效果
通过对导致电站放射性废液处理系统蒸残液产生量高的三个原因进行可行性分析，在技术方案中需要解决以下两个问题：
在蒸汽发生器传热管没有出现泄漏情况下，避免将蒸汽发生器排污水净化系统树脂床树脂的再生及冲洗废液排入放射性废液处理系统。
为避免高浓度硼酸废液进入放射性废液处理系统，需要将水封槽收集的含硼废水排放到其它系统。
针对上述两个问题，详细的技术方案如下：
（一）增加蒸发器的排污水净化系统的树脂床树脂再生及冲洗废液的排放路径
通过管线改造的形式在蒸发器的排污水净化系统的树脂再生和冲洗废液排放管线上增加一路排向常规岛中和排放系统水箱，在该水箱中进行监测排放。
该优化实施后为两台机组每年减少放射性蒸残液约10立方米。
（二）避免含高浓度硼酸废液进入系统
具体技术方案实施为：在氢燃烧系统水封槽排水总管上增加一路管线去含硼水收集系统水箱。
该方案实施后电站两台机组每年减少放射性蒸残液3立方米，在实现减少放射性蒸残液产生量的同时，成功地将3立方米硼酸进行回收。
四、结论
通过对放射性废液处理系统蒸残液产生量高的原因进行分析，将导致放射性废液处理系统蒸残液产生量高的两部分来水的收集进行优化，使得蒸汽发生器排污水净化系统的树脂再生冲洗水在机组正常运行工况下排放到中和排放系统进行监测排放、使得氢气燃烧系统水封槽集备得到的含硼溶液排放到含硼溶液收集系统开展回收，通过以上2个措施实施，实现减少放射性蒸残液产生量，并可成功实现硼酸的再次回收利用。
参考文献：
[1]王驹，徐国庆，范显华。高放废液处理与处置技术研究进展[J].原子能科学技术，2006,40(S1):126-134.
[2]周红艺，李军，张振涛。放射性废液蒸发浓缩及蒸残液固化技术现状[J].核科学与工程，2018,38(02):312-320.
[3]汤明，刘金平，赵峰。核电厂放射性废液蒸发系统运行特性及蒸残液处理[J].核动力工程，2015,36(04):145-148.
[4]张宇，李勇，王亮。低中放废液蒸残液水泥固化配方优化研究[J].辐射防护，2020,40(03):234-240.
[5]陈义学，吴宜灿，黄群英。放射性废液减量化与蒸残液稳定化技术[J].核技术，2017,40(08):080602.
[6]郑文芳，贾永锋，赵永刚。核设施退役放射性废液蒸残液处理处置技术综述[J].环境工程学报，2019,13(07):1645-1654.
作者单位：中国核动力研究设计院
关键词：放射性废液处理系统；蒸残液；降低
一、背景
随着我国核能应用的发展，产生放射性的废物数量增速迅猛，如果不对其开展妥善地处理，将会给人类社会及环境带来巨大威胁。为确保向环境排放废液符合排放标准，核电站必须设置放射性废液处理系统，而放射性废液处理系统在完成对废水的处理后将产生放射性蒸残液。
根据相关规定，核电机组产生的中低放射性废物固化后，需要进行隔离放置，对隔离放置的场所以及时间有严苛要求。废物存放地需占用十分宝贵的土地资源，耗费人力和物力资源甚巨。
核电站放射性废液处理系统放射性蒸残液产生量偏高的原因可能如下：1)接收废水量大；2）废液处理手段单一；3)含有高浓度硼酸的废液进入系统。
二、技术方案可行性论证
针对放射性废液处理系统存在的三大问题，从减少放射性废液接收量、优化废液处理手段和减少高浓度硼酸废液进入系统三个方面进行后续优化的可行性分析。
（一）减少放射性废液接收量的可行性分析。为了减少输入到放射性废液处理系统的废水量，蒸汽发生器排污水净化系统树脂床树脂的再生及冲洗废液需要改为送往其它系统进行监测排放，只有在蒸汽发生器传热管泄漏、监测表明这些水的放射性浓度超过排放限值时，才送到放射性废液处理系统进行处理。
（二）优化废液处理手段可行性分析。根据对废液中放射性核素分析结果显示，存在于废液中的放射性核素主要以胶体形式存在，采用树脂床净化效果非常有限。后续需要继续关注在放射性废液放射性去除上的新技术应用，以便能够启动“放射性废液处理系统旁路蒸发器运行模式”，减少放射性废液处理系统蒸发器的投运，本路线暂不具备启动条件。
（三）减少高浓度硼酸的废液进入系统可行性分析。为查找进入放射性废液处理系统含硼水来源，特按照系统上游来水源头进行列表逐一进行排查，放射性废液处理系统上游来水源头成分分析，通过进一步分析，为减少含硼废水进入放射性废液处理系统，需要将氢燃烧系统水封槽中的含硼废水新增排放路径。
三、技术方案实施及效果
通过对导致电站放射性废液处理系统蒸残液产生量高的三个原因进行可行性分析，在技术方案中需要解决以下两个问题：
在蒸汽发生器传热管没有出现泄漏情况下，避免将蒸汽发生器排污水净化系统树脂床树脂的再生及冲洗废液排入放射性废液处理系统。
为避免高浓度硼酸废液进入放射性废液处理系统，需要将水封槽收集的含硼废水排放到其它系统。
针对上述两个问题，详细的技术方案如下：
（一）增加蒸发器的排污水净化系统的树脂床树脂再生及冲洗废液的排放路径
通过管线改造的形式在蒸发器的排污水净化系统的树脂再生和冲洗废液排放管线上增加一路排向常规岛中和排放系统水箱，在该水箱中进行监测排放。
该优化实施后为两台机组每年减少放射性蒸残液约10立方米。
（二）避免含高浓度硼酸废液进入系统
具体技术方案实施为：在氢燃烧系统水封槽排水总管上增加一路管线去含硼水收集系统水箱。
该方案实施后电站两台机组每年减少放射性蒸残液3立方米，在实现减少放射性蒸残液产生量的同时，成功地将3立方米硼酸进行回收。
四、结论
通过对放射性废液处理系统蒸残液产生量高的原因进行分析，将导致放射性废液处理系统蒸残液产生量高的两部分来水的收集进行优化，使得蒸汽发生器排污水净化系统的树脂再生冲洗水在机组正常运行工况下排放到中和排放系统进行监测排放、使得氢气燃烧系统水封槽集备得到的含硼溶液排放到含硼溶液收集系统开展回收，通过以上2个措施实施，实现减少放射性蒸残液产生量，并可成功实现硼酸的再次回收利用。
参考文献：
[1]王驹，徐国庆，范显华。高放废液处理与处置技术研究进展[J].原子能科学技术，2006,40(S1):126-134.
[2]周红艺，李军，张振涛。放射性废液蒸发浓缩及蒸残液固化技术现状[J].核科学与工程，2018,38(02):312-320.
[3]汤明，刘金平，赵峰。核电厂放射性废液蒸发系统运行特性及蒸残液处理[J].核动力工程，2015,36(04):145-148.
[4]张宇，李勇，王亮。低中放废液蒸残液水泥固化配方优化研究[J].辐射防护，2020,40(03):234-240.
[5]陈义学，吴宜灿，黄群英。放射性废液减量化与蒸残液稳定化技术[J].核技术，2017,40(08):080602.
[6]郑文芳，贾永锋，赵永刚。核设施退役放射性废液蒸残液处理处置技术综述[J].环境工程学报，2019,13(07):1645-1654.
作者单位：中国核动力研究设计院