秦山第二核电厂废物最小化实践的思考

赵亚珂

摘 要 秦二厂自投产以来，一直致力于放射性废物最小化的探索和实践。通过浓缩液、废树脂水泥固化配方改进，一桶固定多滤芯，固体废物处理系统（以下简称“TES”）水泥固化线400L钢桶改造，APG树脂清洁解控，通风过滤器金属框架清洁解控等实践，工艺废物的废物产量得到了有效地降低，而笔者观察近几年的秦二厂固体废物产量组成，技术废物的贡献越来越突出，技术废物最小化实践已经成为电厂废物最小化道路上一个绕不开的课题。

关键词 废物最小化;技术废物

中图分类号： TL943 文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.02.066

0 背景

废物最小化是放射性废物管理的一条基本原则，《中华人民共和国放射性污染防治法》第三十九条规定：“核设施营运单位、核技术利用单位、铀（钍）矿和伴生放射性矿开发利用单位，应当合理选择和利用原材料，采用先进的生产工艺和设备，尽量减少放射性废物的产生量。”废物最小化已经是核电厂越来越重视一项工作。然而，目前我们电厂的工作重心往往在改进工艺这个阶段，工艺废物的废物产量得到了有效地降低，而笔者观察近几年的秦二厂固体废物产量组成，技术废物的贡献越来越突出。

1 放射性固体废物组成

秦山第二核电站放射性固体废物可分为三类：工艺废物﹑技术废物和其他废物。

工艺废物：工艺废物产生于电厂运行过程。包括浓缩液、废树脂和水回路过滤器芯，被放射性污染的通风过滤器和碘过滤器、淤积物等;

技术废物：技术废物来源于核电站检修过程。包括塑料布、塑料袋、抹布、吸水纸、被放射性污染的废弃的设备等;

其他廢物：作为放射性固体废物考虑的其他种类的放射性废物，如被污染的油、溶剂等。

2 放射性废物最小化实践

核电站放射性固体废物体积的减少，主要通过源头控制、合理分类处理和改进固化工艺等来实现。以秦二厂为例，尤其是针对电厂运行过程中产生的工艺废物（离子交换树脂、浓缩液、水滤芯等），通过浓缩液、废树脂水泥固化配方改进，固体废物处理系统（以下简称“TES”）水泥固化线400L钢桶改造，一桶固定多滤芯， APG树脂清洁解控，通风过滤器金属框架清洁解控等。

2.1 水泥固化配方升级

秦二厂放射性废树脂、浓缩液的处理工艺为水泥固化。原工艺每个C1型水泥桶（有效容积为857L）放射性废树脂，浓缩液包容率分别为35.6%和39.9%。新配方于2012年获得国家核安全局批准，并于2012年开始使用，新配方的使用，放射性废树脂和浓缩液固化体的包容率分别提高到45.7%、52.5%，均有明显的提高。

2.2 水泥固化线400L钢桶改造

秦二厂自商运以来，放射性浓缩液、废树脂水泥固化的包装容器均为C1型水泥桶，水泥桶因考虑屏蔽需要，壁厚较厚（15cm），固化体增容比较大。采用400L金属桶作为固化用容器，其屏蔽采用专门设计的铅屏蔽容器，在运输、暂存过程中，均使用屏蔽容器进行屏蔽。使用400L金属桶代替混凝土桶作为固化用屏蔽容器，增容比降低一倍左右。

2.3 APG废树脂清洁解控

秦二厂蒸汽发生器排污系统（APG）中用于净化的树脂，由于其用于二回路，与带有放射性的一回路存在物理上的隔离，因而正常运行工况下产生的废树脂，不含放射性或者说其放射性水平极低。秦二厂于2010年向国家核安全局提出了APG树脂清洁解控的申请，并于2011年得到了国家核安全局批复。

2.4 通风过滤器金属框架清洁解控

核电厂的控制区内产生的废通风过滤器，其滤材与放射性气溶胶接触的风险较大，而其金属框架与放射性气溶胶接触的概率极低。因此，废通风过滤器金属框架的清洁解控也是废物减容的一个有效手段。秦二厂于2013年向国家核安全局提交了空气过滤器金属框架清洁解控的请示，并于2014年获得国家核安全局批复。

3 放射性固体废物产量分析

秦二厂1#、2#机组2002年开始产生放射性固体废物，至2016年废物产生量见上表1、下图3。

通过表5、图3、图4可以看出。秦二厂1#、2#机组自商运以来，随着工艺废物处理工艺的改进，废物产量在逐年降低，而随着废旧通风过滤器芯子开始拆解，对滤纸进行压缩打包处理，可压缩技术废物产量有明显增加;浓缩液、废树脂的固废产量在经历了运行之初的高产量后，逐年递减，伴随着水泥固化配方升级，目前稳定在一个较低的水平，随着TES水泥固化线400L钢桶改造的完成，浓缩液、废树脂的固废产量将进一步降低;随着机组的运行，技术废物的产量逐步取代工艺废物，成为废物产量的主要贡献者，一直较为稳定的维持在较高的水平。

4 放射性废物最小化方向

4.1 源头控制

影响放射性废物产生量的主要因素包括：运行管理水平、相关设备的状态、放射性废物产生及消耗材料的使用。根据国内外核电站的经验，主要采取以下措施从源头减少放射性废物的产生：保障核电站安全稳定的运行，最大限度地减少非正常停堆和可能导致增加放射性废物产生量及放射性腐蚀、活化产物的产生和沉积的瞬变，降低燃料元件破损率和反应堆主回路及相关系统的放射性泄漏;防止误操作引起跑水，尤其是在换料大修期间，防止由于设备隔离和在线错误导致大量跑水和增加废水量;必须详细安排工作计划，进行维修时严格控制废物产生量，防止污染扩散，要求带入最小量的材料进入控制区等。

4.2 技术废物分类收集

前文讲到，秦山第二核电站放射性固体废物可分为工艺废物﹑技术废物和其他废物三类。技术废物分为可压缩技术废物、不可压缩技术废物等。现场产生的各种放射性技术废物应在控制区内分类收集，如图5所示，不同颜色的塑料包装袋分类收集不同种类的放射性废物。而笔者实地观察现场废物收集情况，发现废物投放不很规范，控制区内废物乱投放对技术废物的产量贡献非常大，规范控制区废物投放对技术废物产量降低大有裨益。

5 结论

核电站放射性固体废物产量的减少，主要通过源头控制、合理分类处理和改进固化工艺等来实现。然而，目前我们电厂废物最小化的工作重心往往在改进处理工艺这个阶段。工艺废物的废物产量得到了有效地降低，而笔者观察近几年的秦二厂固体废物产量组成，技术废物的贡献越来越突出，已逐步成为固体废物产量的主力军，无论是技术废物上游分类收集实践还是下游处理工艺减容实践，都应该成为电厂废物管理的一个重要方向。