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龙八国际 -秦二厂:固体废物处理系统钢桶低成本改造
文章来源:秦二厂 日期:2017年06月28日

  秦二厂机组的固体废物处理系统(简称TES系统)通过水泥固化、混凝土固定工艺,对核电站运行过程中产生的低、中水平放射性工艺废物进行处理,即采用混凝土桶包装、桶内批次搅拌的固化工艺。通过各种有效手段减少最终放射性固体废物的产生量,在一定程度上会大大降低最终废物处置费用,具有极高的环境、社会和经济效益。

  秦二厂将湿固体废物(浓缩液、化学废液、废树脂)的固化用屏蔽容器从原有的混凝土包装容器统一变更为400升金属桶,将放射性固体废物的包装容积率从41%~44%提高到95%,容器本身的增容降到了极低的水平,同时也进一步降低了废物运输、储存和处置的费用。

  搅拌方式的改进也是一项创新。秦二厂650兆瓦机组TES系统原桶内混合器采用“门式”桶内搅拌的桶内搅拌方式,在搅拌过程中废树脂和水泥混合不易均匀,搅拌后“门式”搅拌桨粘连严重,且搅拌桨无法有效清洗。搅拌工艺改进采用已广泛使用的“双螺旋”桶内搅拌方式完整替代原先的“门式”桶内混合器,这使得湿废物与水泥和添加剂在装桶前就可以得到充分的搅拌和混合,固化体均匀性能够得到充分的保证。

  同时得到改进的还有废树脂计量装置。TES系统本身配套有废树脂计量装置,该装置可为桶内搅拌器提供需要固化的废树脂。原设计采用固定容积的暂存罐,在实际使用过程中,由于树脂和水的比例不定,在一定时间内进入暂存罐的废树脂量会有较大偏差,在计量不准确的情况下,可能造成更多的固体废物产生,且有可能偏离固化配方的风险,因此需要对废树脂的计量精度进行优化。为克服树脂和水不均匀造成的计量不准确,需要采用树脂脱水称重的方式进行废树脂的计量。根据原有计量方式,计量过程中会产生大量的废水直接排至废液处理系统(TEU)。通过本次改造,秦二厂专门设计了一个废液临时储罐,树脂脱水产生的废液直接传输至该储罐内,在固化过程中使用该废液储罐内的废液进行树脂固化,减少了对TEU系统的污染,并且有效减少高污染水对废液处理系统的压力,实现树脂脱水的复用。这是该项设计在秦二厂首次使用。

  此外,还进行了传输装置改进。根据工艺改进,TES系统将采用400L金属桶及C1型水泥桶作为固化用桶,对应地需要对原废物桶转运托盘进行优化。托盘应既可传送混凝土桶(I型及IV型),又可传送400升金属桶。

  秦二厂TES改造完成后,建立了国内首条可以实现水泥桶和400升金属桶共用的固化线。根据改造后的工艺,水泥桶主要针对更换下的水过滤器滤芯,采用1桶多滤芯固定工艺。对于废树脂和浓缩液等湿废物,采用400升金属桶固化,最大程度降低固废产生。改造后设备整体运行可靠,在调试过程中经多次试验,设备工作良好。

  改造完成后,预计秦二厂至寿期末共可直接减少放射性固体废物产量约5073立方米,降低放射性固体废物产量约54%,并可有效缓解秦二厂放射性废物暂存的压力。以每立方米废物18万元的后处置成本进行估算,共可节约废物后处置成本9.13亿元。

  改造完成后,整个改造方案对国内同类型固化设备具有同样的借鉴意义,如大亚湾核电1、2号机组和3、4号机组,海南核电及秦山核电方家山机组,因其设备及工艺布局同秦二厂TES系统一致。

  TES系统改造成本较低,共花费1300万元,改造金额远低于TES系统新建费用。(赵亚珂)

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