核電廠老化管理的內(nèi)容

秦山第二核電廠廢物流按照放射性可分為非放廢物流和放射性廢物流兩大類。非放廢物流主要包括工業(yè)廢物、電站污水、循環(huán)冷卻水等；放射性廢物流包括工藝廢物流和服務(wù)廢物兩大類，而工藝廢物流可分為廢氣、廢液和固體放射性廢物，服務(wù)廢物包括可壓縮和不可壓縮或可燃與不可燃廢物。

所有放射性廢液均由核島廢液排放系統(tǒng)和常規(guī)島廢液排放系統(tǒng)檢測(cè)排放，放射性氣體通過位于核輔助廠房頂部的煙囪排放，固體放射性廢物經(jīng)固化或壓縮打包后貯存在廢物暫存庫(kù)。

1 秦山第二核電廠廢物流管理程序

秦山第二核電廠廢物流的收集、分類、貯存、處理、排放、固化、包裝、運(yùn)輸和暫存等一系列管理活動(dòng)除滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外，還遵循秦山第二核電廠的管理程序。

為了使廢物流的處理和排放滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，除在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)外，秦山第二核電廠遵照國(guó)家環(huán)保部門和本地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)以及參考電站的經(jīng)驗(yàn)制定了一系列運(yùn)行和管理程序：

放射性廢物管理大綱

放射性廢氣排放程序

放射性廢液排放程序

放射性廢液和廢氣系統(tǒng)的運(yùn)行管理

廢液和廢氣處理設(shè)備的一般運(yùn)行原則

放射性固體廢物的跟蹤

放射性固體廢物的管理

工業(yè)廢物的管理

放射性廢物進(jìn)出控制區(qū)管理規(guī)定

以上程序規(guī)定了核電廠廢物流的處理路線和各部門的職責(zé)，制定了放射性廢氣和廢液排放過程的管理措施，并對(duì)固體廢物的跟蹤、分揀、打包、固化和在暫存庫(kù)的貯存制定了切實(shí)可行的管理政策。

2 三廢處理方法和系統(tǒng)運(yùn)行管理

秦山第二核電廠采用世界上成熟的三廢處理方法，含氫廢氣采用貯存衰變法降低其放射性，廢液根據(jù)其所含化學(xué)成分和放射性水平采取蒸發(fā)、過濾或除鹽方法，固體廢物一般用水泥固化，對(duì)于低計(jì)量率的廢樹脂和可壓縮固體廢物則壓縮在標(biāo)準(zhǔn)金屬桶中。三廢處理系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)歷了1號(hào)機(jī)組一個(gè)完整的燃料循環(huán)周期，運(yùn)行實(shí)踐證明，三廢處理系統(tǒng)有能力收集、處理和排放兩個(gè)機(jī)組運(yùn)行時(shí)的正常廢物流，特別是含氫廢氣處理系統(tǒng)，在運(yùn)行人員和調(diào)試人員的共同努力下，使廢氣的產(chǎn)生量大大低于設(shè)計(jì)值。

2.1 放射性廢氣處理系統(tǒng)

放射性廢氣處理系統(tǒng)根據(jù)廢氣成分的不同分為含氧和含氫廢氣處理子系統(tǒng)。含氫廢氣來自一回路冷卻劑容器的排氣和硼回收系統(tǒng)脫氣塔的排氣，含氫廢氣處理系統(tǒng)通過貯存衰變的方法降低其放射性。試運(yùn)行以來系統(tǒng)運(yùn)行良好，未發(fā)生任何異常的廢氣排放。實(shí)踐表明，含氫廢氣的產(chǎn)生主要是機(jī)組達(dá)到冷停堆狀態(tài)期間的掃氣和從冷停堆啟動(dòng)時(shí)的排氣，這些氣體幾乎占全年廢氣產(chǎn)生量的50%，而且廢氣的產(chǎn)生速率較大。因此合理計(jì)劃掃氣程序和有效控制掃氣過程是減少含氫廢氣量的首要措施。秦山第二核電廠在1號(hào)機(jī)組第一次停堆換料期間合理地進(jìn)行了一回路冷卻劑系統(tǒng)和相關(guān)系統(tǒng)的掃氣，使吹掃過程盡可能少產(chǎn)生不必要的廢氣。

含氫廢氣系統(tǒng)是兩個(gè)機(jī)組共用的，它的設(shè)計(jì)不考慮兩個(gè)機(jī)組同時(shí)進(jìn)行冷啟動(dòng)或冷停運(yùn)工況，一旦出現(xiàn)這種工況，對(duì)現(xiàn)有的含氫廢氣處理系統(tǒng)構(gòu)成威脅，所以如何有效控制掃氣量顯得尤為重要。因此在主回路氮?dú)獯祾邥r(shí)必須控制吹掃流量、持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間，以便在充分吹掃的前提下盡可能產(chǎn)生較少的廢氣。

各壓水堆核電廠的運(yùn)行資料顯示，在煙囪向環(huán)境釋放的廢氣中，連續(xù)排放所占的放射性比例最大，占90%以上，安全殼排放和含氫廢氣處理系統(tǒng)排放的放射性僅占總量的3%和2%。因此，控制氣體放射性向環(huán)境的釋放首先應(yīng)考慮降低包括反應(yīng)堆廠房在內(nèi)的各廠房中空氣的劑量率。

2.2 放射性廢液處理和排放系統(tǒng)

廢液處理系統(tǒng)是兩個(gè)機(jī)組共用的，為核島疏水排氣系統(tǒng)來的不可復(fù)用的廢液提供獨(dú)立的前端貯存、監(jiān)測(cè)和處理功能。來自核島疏水排氣系統(tǒng)的廢液按其放射性和化學(xué)成分的不同分別收集在工藝廢水貯槽、地面廢水貯槽和化學(xué)廢水貯槽。對(duì)工藝廢水一般采取除鹽處理，地面廢水一般經(jīng)直接過濾后排往廢液排放系統(tǒng)，化學(xué)廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理，蒸餾液經(jīng)檢測(cè)合格后排往廢液排放系統(tǒng)，濃縮液送往固體廢物處理系統(tǒng)水泥固化。

秦山第二核電廠1號(hào)機(jī)組投運(yùn)后的一年里，三廢處理系統(tǒng)經(jīng)歷了各種運(yùn)行工況，實(shí)踐證明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，有足夠的能力接收和處理各類不可復(fù)用的廢水。廢液處理系統(tǒng)一年所處理的三類廢水量中，工藝廢水、化學(xué)廢水和地面廢水的廢水量分別占年設(shè)計(jì)量的31.5%、46.1%和77.1%。

三廢系統(tǒng)的年設(shè)計(jì)處理能力遠(yuǎn)大于年設(shè)計(jì)廢水接收量，即使來水量偏大，系統(tǒng)仍有足夠的能力處理一定的過量廢水。當(dāng)放射性遠(yuǎn)大于廢水排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)必須采取必要的措施，以便在滿足處理能力的前提下盡可能減少固體廢物的產(chǎn)生，此類現(xiàn)象一般發(fā)生在停堆大修初期。在此期間，工藝廢水由于一回路設(shè)備和系統(tǒng)的疏水使放射性明顯大于功率運(yùn)行期間工藝廢水的放射性，地面廢水的放射性很可能超過排放標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)廢水的接收量和放射性與平時(shí)基本一致。因此，在此期間更要合理計(jì)劃三類廢水的處理路線，由于壓水堆冷卻劑中含有較高濃度的硼，且停堆以后達(dá)到最大值，冷卻劑的疏水和泄漏同時(shí)使工藝廢水放射性升高和硼濃度增加，如果將這時(shí)的廢水蒸發(fā)處理，則產(chǎn)生較多的濃縮液，從而增加了固體廢物的體積，因此在一個(gè)燃料循環(huán)周期的換料大修前最好更換除鹽床，以便盡可能通過除鹽床循環(huán)處理。地面廢水來水量相對(duì)較大，功率運(yùn)行期間放射性均低于排放標(biāo)準(zhǔn)，但換料大修初期少量的放射性廢液都會(huì)污染地面廢水，給廢水處理帶來困難，因此要從核電廠放射性管理目標(biāo)值來確定處理方案。一般情況下，核電廠每月排放的放射性遠(yuǎn)低于管理目標(biāo)值，當(dāng)?shù)孛鎻U水的放射性超標(biāo)不嚴(yán)重時(shí)（例如15 mbq/m3），可以考慮有計(jì)劃地向廢液排放系統(tǒng)排放，避免地面廢水進(jìn)行蒸發(fā)而引起蒸發(fā)單元系統(tǒng)故障和濃縮液成分的復(fù)雜化。

核島廢液排放系統(tǒng)為核電站產(chǎn)生的核島廢液提供貯存、監(jiān)測(cè)和排放能力，并能控制排放體積和排放流量。該系統(tǒng)收集的廢液主要來自硼回收系統(tǒng)、廢液處理系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器排污系統(tǒng)、核島疏水和排氣系統(tǒng)、放射性污水回收系統(tǒng)等。

秦山第二核電廠通過液態(tài)途徑排放的放射性遠(yuǎn)低于國(guó)家批準(zhǔn)的年排放限值，全年放射性廢液中除氚以外的放射性排放量占年排放限值的1.1%，氚排放量占年排放限值的13.7%，排放廢液的放射性比活度均控制在管理限值以下。

2.3 放射性固體廢物處理系統(tǒng)

放射性固體廢物處理系統(tǒng)收集兩臺(tái)機(jī)組產(chǎn)生的各類放射性固體廢物，并將其貯存衰變、分揀、壓縮、水泥固化、整備和中期貯存，使其滿足最終處置的需要。

固體廢物按其來源和特性可分為工藝廢物和服務(wù)廢物（也稱技術(shù)廢物），工藝廢物包括廢樹脂、濃縮液、過濾器芯子、通風(fēng)過濾器、碘吸附器廢活性炭、地坑淤泥和廢棄的設(shè)備部件等，采用水泥固化和固定的方法將其包裝；服務(wù)廢物主要是可壓縮的雜項(xiàng)廢物，一般壓縮打包在金屬桶中。

從秦山第二核電廠年廢物桶的數(shù)量來看，金屬桶是廢物的主要來源，但從廢物的體積來看，水泥桶所占的廢物體積遠(yuǎn)大于金屬桶。因此，決定廢物最終體積的是工藝廢物所產(chǎn)生的水泥桶，而且這類廢物只能進(jìn)行最終處置，而不能通過現(xiàn)有途徑改變其形態(tài)。因?yàn)樗喙袒ㄊ钩跏脊腆w廢物增容，而金屬桶的壓縮打包使可壓縮廢物減容，而且金屬桶的廢物還可采取超級(jí)壓縮或焚燒的方法達(dá)到進(jìn)一步減容的目的。因此，降低工藝廢物的產(chǎn)生量是固體廢物管理的首要任務(wù)，其次是服務(wù)廢物，這部分廢物中的大部分可作為工業(yè)廢物處理。

3 實(shí)施三級(jí)管理、全員參與的放射性廢物管理體系

三廢管理的實(shí)際效果是衡量核電廠營(yíng)運(yùn)水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)，減少三廢排放不僅降低了核電運(yùn)行成本，也減少了對(duì)周圍環(huán)境的污染。

核電廠產(chǎn)生的放射性廢物量首先取決于主工藝系統(tǒng)和三廢處理工藝系統(tǒng)，其次取決于三廢管理，一個(gè)核電廠運(yùn)行以后的廢物量取決于后者。因此，秦山第二核電廠成立了三級(jí)管理、全員參與的廢物管理體系。

從事放射性工作的任何個(gè)人都有可能產(chǎn)生放射性工藝廢物和服務(wù)廢物，三廢治理不僅僅是管理層的任務(wù)，更需要從事放射性工作的全體人員，他們是廢物的直接產(chǎn)生者、整備者和處理者；同時(shí)，他們需要獲得廢物流的管理措施和管理目標(biāo)，而這些管理措施和管理目標(biāo)值需要三廢管理工作者根據(jù)國(guó)家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)組運(yùn)行狀況和參考電站的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上合理制定。所以，核電廠的三廢管理應(yīng)實(shí)施三級(jí)管理、全員參與的放射性廢物管理體系：

一級(jí)：由電廠生產(chǎn)副經(jīng)理和相關(guān)處室負(fù)責(zé)人組成輻射防護(hù)委員會(huì)的決策層，負(fù)責(zé)三廢治理方面的總體政策，督促各處室二級(jí)管理層的工作，及時(shí)傳達(dá)國(guó)家、總公司和地方在三廢治理方面的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)或精神。

二級(jí)：由各相關(guān)專業(yè)或科室（包括三廢運(yùn)行、輻射防護(hù)、化學(xué)和物理分析、機(jī)械維修、服務(wù)科、核清潔）負(fù)責(zé)人組成，二級(jí)人員是三廢治理的主要力量。負(fù)責(zé)三廢治理政策的落實(shí)；總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、修訂三廢運(yùn)行和管理程

序；制定三廢管理目標(biāo)值，并報(bào)一級(jí)審核批準(zhǔn)；二級(jí)管理層指導(dǎo)三級(jí)管理人員的工作，并傳達(dá)有關(guān)精神；及時(shí)向一級(jí)管理層匯報(bào)三廢治理狀況，為一級(jí)管理層的決策提供三廢治理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

三級(jí)：由現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員、維修處服務(wù)科以及核清潔和放射性監(jiān)測(cè)人員組成，是現(xiàn)場(chǎng)三廢治理工作的直接參與者和監(jiān)督者。每個(gè)運(yùn)行值應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)三廢系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)督和設(shè)備的及時(shí)維修與跟蹤。核清潔人員按三廢管理大綱的要求監(jiān)督維修活動(dòng)中的服務(wù)廢物。

全員參與是三廢治理的宗旨，只有從事放射性工作的全體人員從思想上認(rèn)識(shí)減少?gòu)U物的重要性并從自身做起，三廢治理工作才會(huì)真正有效。

4 貫徹alara 原則，減少放射性源項(xiàng)

放射性是核電廠廢物的特點(diǎn)，廢物流中放射性活度和放射性廢物量的控制應(yīng)遵循合理、可行、盡量低的（alara）原則，在滿足輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)的條件下，核電廠三廢處理系統(tǒng)的運(yùn)行和管理成本應(yīng)盡可能低。

首先應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行已生效的管理程序、運(yùn)行規(guī)程和臨時(shí)運(yùn)行指令，保證系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定；其次要合理管理廢物流，盡可能減少?gòu)U物量。秦山第二核電廠初步采取以下措施來減少放射性固體廢物的產(chǎn)生量。

工藝廢水收集一回路設(shè)備的疏排水，含硼量較高，且放射性大于排放標(biāo)準(zhǔn)（3.7 mbq/m3），這樣的廢水經(jīng)樹脂床循環(huán)處理后可通過監(jiān)測(cè)槽排放到ter貯槽，若將其蒸發(fā)，勢(shì)必產(chǎn)生大量濃縮液，造成固體廢物處理和處置成本的增加。

樹脂床的反洗也是減少?gòu)U物量的重要措施之一。實(shí)踐證明，除鹽床的失效首先表現(xiàn)為床層壓降超過了運(yùn)行限值，如果立即更換，將產(chǎn)生大量廢樹脂，從而增加了打包廢物。因此必須采用有效的反洗方法來降低床層壓降，使除鹽床繼續(xù)投入使用，直到床層穿透失效或床層反洗無(wú)效時(shí)更換新樹脂。

過濾器裝桶方式的修改也可以降低最終固體廢物的體積。按照設(shè)計(jì)規(guī)范，一個(gè)水泥桶只固化一個(gè)水過濾器芯子，結(jié)果產(chǎn)生較多的水泥固化廢物。秦山第二核電廠已通過多次試驗(yàn)和裝桶改造，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了一桶多芯的打包方法，從而實(shí)現(xiàn)了廢物減容的目的。

通風(fēng)過濾器也是核電廠的一大類固體放射性廢物，可以采用過濾介質(zhì)和框架分離的方法，過濾介質(zhì)是可壓縮廢物，可根據(jù)其表面劑量率將具有放射性的廢物壓縮裝桶，其它則作為工業(yè)廢物處理。

固體廢物的分揀和預(yù)處理也是減少?gòu)U物量的有效途徑之一。控制區(qū)產(chǎn)生的許多固體廢物不一定都是放射性廢物，大多數(shù)只是放射性污染廢物，可通過去污來降低其表面污染，從而減少?gòu)U物量。預(yù)處理也是近年來各國(guó)廣泛采用的減容技術(shù)，有超級(jí)濃縮、超級(jí)壓縮、高濃度吸附和多功能焚燒技術(shù)。隨著我國(guó)核電事業(yè)的不斷發(fā)展，固體廢物的數(shù)量和體積將越來越大，這些技術(shù)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

5 低、中放固體廢物的處理和處置展望

5.1 低、中放固體廢物的處理

隨著新的放射性廢物處理技術(shù)的不斷進(jìn)展，傳統(tǒng)的廢物處理工藝已不能達(dá)到有效減容的目的。如前所述，水泥固化技術(shù)使?jié)饪s液和廢樹脂的體積增大了至少15倍，可壓縮且可燃廢物的低壓壓縮不能使廢物得到進(jìn)一步減容。因此許多新型工藝如廢樹脂熱解、濃縮液再處理、多用途焚燒爐和超級(jí)壓縮等工藝已在低、中放固體廢物處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

熱解工藝通過嚴(yán)格控制耗氧量來分解碳?xì)溆袡C(jī)廢物，該工藝用來處理碳?xì)浜枯^高的中放廢物，如廢離子交換樹脂、tbp－煤油溶劑等。熱解過程的最終產(chǎn)物具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，可經(jīng)過常規(guī)壓縮和強(qiáng)力壓縮等轉(zhuǎn)型工藝后暫存。

壓水堆核電廠所產(chǎn)生的蒸發(fā)濃縮液含有較多的硼酸，根據(jù)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)性要求，這部分硼酸應(yīng)盡可能回收再利用。過濾－吸附法是比較理想的處理工藝之一，它用來分離蒸發(fā)濃縮液中的放射性核素，使處理后的廢液能夠直接排放。德國(guó)已開發(fā)了硼酸回收工藝，其回收的硼酸純度在99%以上，比放大約為100 bq/kg。

焚燒是理想的處理可燃廢物的工藝過程，不論是固體廢物還是液體廢物，只要是可燃的，就可用該工藝處理，以實(shí)現(xiàn)體積減容的目的。焚燒過程的優(yōu)點(diǎn)是具有較大的減容比。該工藝通過化學(xué)的方法去除了廢物中的非放部分，從而大大降低了廢物的體積；焚燒爐的另一優(yōu)點(diǎn)是多用性，除了能處理可燃干放射性廢物外，還能處理有機(jī)液體廢物和濕基固體廢物，在一定程度上也能處理含水的液體廢物，因而大大減少了貯置費(fèi)用。秦山第二核電廠投運(yùn)以來已產(chǎn)生大量可燃廢物，每年達(dá)60 m3（壓縮在200 l金屬桶內(nèi)），這些廢物可通過焚燒進(jìn)一步減容。

超級(jí)壓縮也指高壓或超高壓壓縮，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。超級(jí)壓縮中可使用金屬桶或箱型桶，所形成的廢物塊可再打包裝入整個(gè)廢物包中，并且密封以便長(zhǎng)期貯存或處置。一般壓縮強(qiáng)度為1000~5000 t，產(chǎn)生的廢物塊密度可達(dá)1700 kg/m3（中、低壓壓縮為500~1000 kg/m3）。強(qiáng)力壓縮可以處理廣泛的廢物，包括不可燃金屬?gòu)U物。大多數(shù)廢物（除大量的塑料和橡膠）經(jīng)強(qiáng)力壓縮后，其回彈要比低壓壓縮小，因?yàn)楦邏簤嚎s中壓縮的是裝有廢物的金屬桶，它本身是一個(gè)抗反彈的容器。

5.2 低、中放固體廢物的處置

秦山第二核電廠的中低放固體廢物貯存在qt廠房，設(shè)計(jì)貯存能力為貯存核電廠運(yùn)行五年所產(chǎn)生的各類廢物桶，共計(jì)7 000 m3。根據(jù)固體廢物的設(shè)計(jì)年產(chǎn)量，到2023年，低、中放固體廢物將達(dá)到10 000 m3；按照實(shí)際運(yùn)行情況，到2023年，兩臺(tái)機(jī)組所產(chǎn)生的低、中放固體廢物將達(dá)到5 000 m3。隨著秦山第二核電廠3、4號(hào)機(jī)組的建成投運(yùn)，固體廢物量將增加一倍，到2023年，廢物暫存庫(kù)最多還能貯存兩年的固體廢物。因此，低、中放固體廢物的最終處置問題應(yīng)盡快列入秦山核電基地的未來發(fā)展計(jì)劃中，同時(shí)必須考慮核電廠投運(yùn)以來積累的大量可燃廢物和廢樹脂的焚燒或預(yù)處理。

據(jù)有關(guān)資料，盡管在過去的幾年里，國(guó)家有關(guān)部門對(duì)秦山核電基地放射性廢物的最終處置方向進(jìn)行過多次協(xié)商，對(duì)華東處置場(chǎng)的選址已進(jìn)行過多次論證，但直到目前，仍然沒有達(dá)成一致意見。秦山地區(qū)中、低放固體廢物的最終處置已迫在眉睫。選擇華東處置場(chǎng)還是西北處置場(chǎng)來處置秦山地區(qū)的廢物是目前爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。選擇華東處置場(chǎng)具有運(yùn)輸方便、運(yùn)輸成本低等優(yōu)勢(shì)，而且在處置場(chǎng)的選址、建造和營(yíng)運(yùn)方面，國(guó)內(nèi)已積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)，國(guó)外已有成熟的經(jīng)驗(yàn)，所以華東地區(qū)建造中、低放廢物處置場(chǎng)是可行而且安全的。