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轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统技术规定 |
GB9134－88
（1988年5月25日国家环境保护局批准 1988年9月1日实施）
1主题内容与适用范围
本标准规定了轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统（以下简称本系统）设计、建造和运行的最低技术要求。
本标准适用于轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统的设计、建造和运行。对类似瓜堆的放射性固体废物处理系统变应参照使用。
本标准中，放射性固体废物处理系统“湿”废物的起点是放射性废液处理系统的废树脂、过滤淤渣、蒸发浓缩液等的排出口；需要处理的各种“干”废物则由各废物着重点收集，经过初步包装后由专用容器或车辆送入本系统。本系统绺是处理后废物容器运往厂的暂存库的装车点。
2引用标准
GB 6249 核电厂环境辐射防护规定
HAF0200核电厂设计安全规定
3术语
3.1固化
把液体物质转化为固体。
3.2包覆
用固化剂或固化剂与废物的混和物覆盖或包容废物。
3.3固定
将废物转化成一种固体形态，以减少在贮存、运输和处理期间由于自然过程而可能造成的放射性核素的迁移或弥散。
3.4游离液体
不为固体基质所束缚的非结合液体。
3.5工程贮存
一种人为工程结构，能在一定时期内保护经过处理、馐后的放射性废物。在自然或人为事故破坏的情况下能够保持这些废物，不致严重污染人类环境。
3.6处置
将废物放在地面洞穴或地下贮存库中，或者放在某一给定的场地，不再回取。
3.7必须、应该和可以
“必须”表示必要条件，是强制性的要求；“应该”表示推荐或建议；“可以”表示允许，既不是要求，也不是建议。放射性固体废物处理系统必须按照本标准规定的要求进行设计、建造和运行，而不一定采用其中的建议。
4目标
本标准所规定的一系列要求的目的是仗放射性固体废物处理系统达到本章所规定的安全目标，设计目标和运行目标。
4.1安全目标
4.1.1系统的设计、建造和运行必须保证电厂工作人员和公众所受的辐射照射符合可合理达到尽量低的原则。
4.1.2核电厂工作人员和公众所受的剂量当量不得超过国家规定的相应限值。
4.2 设计目标和运行目标
4.2.1系统应能及时地收集、存放、处理和包装固体废物。
4.2.2固体废物经过处理后的体积应该尽可能小。固定、固化后的产物性能必须稳定。
4.2.3经过处理后的固体废物及其包装及其馐必须符合有关放射性废物运输、贮存和处置的要求。
5 放射性固体废物的来源
来自于核电厂的运行和维修过程中所产生的湿度物和干废物。
5.1湿废物
5.1.1废液
主要是废液处理系统着重的浓缩废液，以及实验室和去污过程中所产生的化学废液。
5.1.2泥浆
主要是一回路冷却剂净化系统与废液处理系统产生的废离子交换树脂和过滤淤渣。
5.1.3废过滤器芯
一回路冷却剂净化系统与废液处理系统所产生的废过滤器芯。
5.2干废物
在核电厂检修过程中废弃的设备、工具和材料以及被放射性污染的废弃的工作服、手套、纸张、擦拭材料等。更换下来的排风过滤器、活性炭过滤器等也属于干废物。
6系统要求
6.1工艺设计
工艺设计时建议采用的轻水堆核电厂固体废物处理系统的系统流程如图所示。
6.1.1湿废物的处理
6.1.1.1废液：废液必须进行固化，可以采用沥青固化、水泥固化和热固性塑料（例如不饱和聚酯）固化。
6.1.1.2泥浆：废树脂应该进行固定，可以采用水泥和热固性塑料固定。
6.1.1.3废过滤器芯：废过滤器芯应放在容器中用水泥固定。也可以在沥干后封装在有足够量剂的容器中。
6.1.2干废物的处理
6.1.2.1可燃废物：可燃废物可采用焚烧或压缩方法减容。
6.1.2.2可压缩废物：废塑料、橡胶制品、玻璃容、器保温材料、薄壁金属容器等可压缩废物应该压缩减容。
6.1.2.3不可压缩废物：必须设有专门的场地存放被污染的大型设备部件等不可压缩废物。在外运处置之前，这此部件应该支污、切割和包装。
6.1.2.4松散性废物：其他零星废物在装入废物容器以前应该先用塑料袋馐。
6.2系统设计和建造
6.2.1抗震设计
设计本系统的设备时不必考虑抗震因素。倡安装放射性废液或泥浆设备的场所必须在运行基准地震条件下仍能容纳设备中的全部废液或泥浆。
6.2.2材料
本系统各受压设备或部件的材料必须符合《钢制石油化工压力容器设计规定》中的有关规定。
材料选择必须考虑在正常运行以及预期运行条件下的腐蚀、支污和辐照效应。
注：1、由石油化工总公司，化学工业部、机械工业部联合发布。化学工业出版社1985年出版。
6.2.3焊接
系统应该尽可能采用焊接结构，所有受压部件和管道压力边界的焊接都必须符合JB741《钢制焊按容器技术条件》和GBJ235《工业管道工程施工及验收规范》的要求。
输送泥浆、废离子交换树脂的管线应该采用带有自耗焊料的对接焊，使焊缝内壁光滑，放射性物质在焊接点的沉积最少。
其他工艺管道的连接均应采用对接焊，如果采用法兰连接或快速拆卸接头比焊接更利于维修时可采用法兰连接或快速拆卸接头连接。
焊接人员必须经过考试取得合格证书后方可进行操作。
所有放射性设备及管道的焊缝必须根据其重要程度以及所在位置分别提出不同的透视检查要求。
6.2.4防火
本系统如果使用或贮存易燃材料必须设置专门消防系统。其设计应该符合国家有关防火规程。
6.2.5取样
废液、泥浆在进入本系统处理前进行取样、分析其常量组成，并不定期地测量其放射性核素组成。
废液、泥浆在本系统处理后的产物应能取样，测定其物理化学性能。
6.3质量保证
6.3.1设计和订购
a.设计和订购文件的管理
.设计和订购文件必须由设计部门中的非文件起草售货员审校，对这些文件的修改也必须审核。
b.订购管理
必须制定措施，以保证设备和材料供应部门以及建造部门按照订购文件中所规定的质量要求供货，可以通过测试和鉴定来达到这一目的。
c.装卸、贮存和运输的管理
必须对设备和材料的装卸、贮存、运输和保管制定相应规程，以保证清洁度并防止损坏的变质。
6.3.2制造和建造
a.检查
必须由质量检查部门制定并执行一项检查工作大纲，以评定是否符合设计文件所提出的全部质量要求。
b.检验、试验状态显示
必须制定措施鉴别那些已经满意地通过检验与试验要求的项目。
c.对不合格项目的鉴定与修正措施
必须制定措施，按订购文件或现行规范要求审核不合格项目，制定相应的补救措施，并对这些措施予以鉴定。
7设备要求
7.1糟
7.1.1排气
常压糟必须设有排气口、排气口的尺寸应该足以保证槽内处于常压。
放射性废液、废泥浆槽的排气应排到废气处理系统，不允许排到设备室内。
7.1.2溢流
有溢流口的废液、废泥浆槽，其溢流应该根据废物特性排往相应的收集点。
7.1.3排水和清洗
废液、废泥浆槽必须无裂纹和死角，能够倒空。并备有清洗和去污措施。
对于废液、废泥浆槽的可能泄漏必须有适当的收集措施并使返回到废液处理系统。
7.1.4搅拌
泥浆槽内必须有搅混措施，以利于泥浆的输送和预防泥浆沉积和结块。
7.1.5加热保温
在环境温度下可能产生结晶的蒸发浓缩废液，其接受槽、供料槽必须设有加热保温设施。
7.2泵
7.2.1密封
输送废液、泥浆的泵应该装有可靠、耐磨损的机械密封，以减少放射性废物的泄漏。应提供密封件的清洗水。
7.2.2报警
上述泵的电机应该配备电流表和高电流报警，器以鉴别耒的运转是否正常。
7.2.3泵的连接
泵与有关阀门、管线的连接，必须设计成能便于检查、去污和修理。
7.3阀门和管道
7.3.1阀门控制
经常操作的阀门应该采用所动阀或电动阀并能从控制盘进行远距离操作，不经常操作的阀门可以是托运或通过传动杆操作。
7.3.2阀门类型
用于放射性废液和泥浆的阀门应该是波纹管阀、隔膜阀或具有相同密封性能的阀门。为了保证达到预期的使用寿命，阀门的密封材料必须有足够的抗辐照能力，可以采用聚四氟乙烯作为阀门密封材料。
7.3.3阀门联接
阀门和管道联接应该尽可能减少死区，以有利于倒空和易于检查、去污和更换。
7.3.4放射性废液及泥浆管道
所有的泥浆管道应该尽可能地短，以保证泥浆在管道中流动通畅。
在环境温度下可能产生结晶的蒸发浓缩废液，其输送管道应该保温或有热伴随措施。
所有放射性废液、泥浆管道必须设有冲洗措施并具有一定坡度、管道的弯半径必须大于管道直径的五倍。
7.4湿废物预处理系统
根据废物的物理化学特性和对最终产物性能的要求，以及减少处理后废物的体积，湿废物在加固化剂混合之前应该进行脱水预处理。
可以采用下列几种设备进行脱水预处理。
7.4.1离心机（用于泥浆脱水）
7.4.1.1操作性能：离心机分离出的固体含液量应该尽可能低，并能将其自动送往与固化剂混合的下一步工序。分离出的废液应该返回废液处理系统。
7.4.1.2设备保护：离心机必须设有高扭矩敏感元件和保护设备不受损坏的自动停车装置。
7.4.1.3清洗：离心机的电机和转鼓应该能反向转动以有助于清洗。
7.4.2脱水糟（用于泥浆脱水）
7.4.2.1过滤法：可以在脱水糟中安装过滤器从泥浆中脱水，过滤器应该能用水进行反洗和清洗。应该在屏蔽隔离操作条件下拆卸和更换过滤器。
7.4.2.2澄清分离法：如果采用澄清分离法，脱水糟必须有足够的容量以便使泥浆或树脂在抽取上层清液之前能够充分地沉降。
7.4.3脱水过滤器（用于泥浆脱水）
7.4.3.1过滤器类型：可以使用移动带式（平板床）或转盘式过滤器。
7.4.3.2排空：过滤器的外壳必须设有供排空用的排所管和排水管，管道的联接必须不妨碍过滤器的拆卸和装配。如果用空气促使淤渣和树脂干燥时，过滤器排所必须排注废气处理系统。
7.4.3.3操作：全部预涂和反洗操作均应该设计成在手动启动后能自动运行。
7.4.4擦膜式薄膜蒸发器（用于泥浆和浓缩液脱水）
擦膜式蒸发器的旋转部件必须是可拆卸的，以便于清洗和更换擦膜器于叶片。擦膜式蒸发器应该能用去污剂和去垢剂进行清洗。
7.5固化剂系统
固化剂系统应该包括固化剂、添加剂、催化剂的供料、贮存和计量设备。
7.5.1供料
7.5.1.1常规防护措施：在放置固化剂、添加剂以及催化剂供料设备的区域，必须设有这些材料和常规防护措施。
7.5.1.2粉尘收集系统：如果固化剂是水泥或其他粉末状材料，应该设置粉尘收集系统。
7.5.2贮存
7.5.2.1贮存容器：散装固化剂贮存必须有足够的容器，以保证系统连续运行。
7.5.2.2贮存区应该采取的措施：应该考虑固化剂在贮存期间物理化学性能的变化并采取贮存容量相应措施。对于可燃性材料应该有消防设施；对于某些塑料固化剂可能要求低温贮存，以保证使用质量。
7.5.3计量
为固化剂、添加剂或催化剂的计量规定必要的精度和范围，以保证达到所需要的产物质量。
7.6废物的计量和混合
7.6.1废物的计量
必须提供废物的计量方法，并且规定必要的精确度和范围，以保证达到所需要的产物质量。
7.6.2均质混合物
混合系统的设计必须保证废物和固化剂均匀地混合，必须在试运行阶段通过直观方法或其他适当的方法检验混合产物的均匀性。
7.6.3废物和固化剂的混合
固化剂的添加量随废物的组成和固化剂的物理、化学我以及最终产物的性能要求而不同，因此废物和固化剂的混合设备应该具有一定的灵活性。
7.6.4冲洗
在采用容器外混合方案时，从混合器到装桶的管线必须尽可能短，以减少堵塞的可能性。
必须设有冲洗管线，用水或试剂进行冲洗。
7.6.5排气
混合时从混合器或容器中排出的废气必须经过过滤处理。
7.7容器装运系统
7.7.1空容器
7.7.2装桶和封盖
容器装运系统应采取隔离操作。操作人员应该能远距离监视装桶和封盖。必须防止废物从容器中溢出。
7.7.3监测
对已经封好盖的容器必须能够测量其表面辐射强度及污染水平
7.7.4去污
应该设置去污区，可以用水对容器外表面去污，去污后的容器应该进行干燥。
7.7.5暂存
容器装运系统必须能远距离地将经过辐射监测后的容器送往暂存区，在暂存区使产物硬化。
7.7.6装车
容器装运系统必须能远距离抓取暂存区的容，器将容器放到运输工具上或屏蔽容器具内。
7.8度过滤器滤芯的拆 、运输和包覆
7.8.1拆卸
可以采用带屏蔽的机械装置隔离拆卸放射性较强的过滤器芯，并将它装入到转运容器内。
低放过滤器芯的拆卸、转运可以不需要屏蔽。
7.8.2转运
废过滤器芯必须有防止放射性物质泄漏的转运设施或运输工具。
7.8.3包覆
废过滤器芯应该在容器装运系统装入容器，并且用水泥浆包覆。经过封盖，监测、暂存后运出。
7.9废物焚烧设施
7.9.1废物分检和切碎
废物应该在手 箱内进行分检，以去除焚烧时产生对炉体结构材料有腐蚀或有害气体的废物，以及不可燃的、可爆炸性的、放射性水平比较高的废物。
在可能的情况下废物应切碎，以得充分燃烧。
7.9.2焚烧炉结构
所采用的焚烧炉结构应该简单，能够使可燃废物充分燃烧，减少灰分体积。
7.9.3排气净化
焚烧炉排气必须净化，排所在进入高效过滤器净化之前必须以预净化。
7.9.4焚烧后灰分的处理
焚烧炉灰必须装桶贮存或固定处理，应该采取措施防止在装桶过程中灰分对环境的污染。
7.10干废物压缩机
7.10.1废物分检和投料
废物应该在手 箱内进行分检，以小包装投料。
7.10.2容器导向和对中
压缩机应该具有容器导向、对中和定们的机构。
7.10.3排风
废物分检箱和压缩机部位必须隔离操作并具有排风系统，排风必须经过高效过滤器净化。
8仪表和控制装置
8.1仪表
8.1.1工艺仪表
必须配备有效、可靠的仪表以保证系统安全，正常运行。
所有放射性设备、管道系统上的仪表其显示部件都必须安装在控制间或操作间的控制盘上，重要的参数应该有自动记录。仪表的以送器应该设在易于接近的地方以便于校正和维修。
对仪表的测量范围，必须考虑到正常运行条件以及预期运行事故条件。
与安全有关的工艺参数在超过限定范围时仪表必须能发出报警信号。
安装放射性废液和泥浆设备的设备室或设备同必须有探测泄漏的仪表，其信号也应该反映在控制盘上。
8.1.2辐射监测仪表
本系统必须配备适当的剂量仪表，以监测不同区域内的辐射强度以及污染水平，并在超过限值时发出报警信号。
8.2控制
8.2.1控制盘
本系统应该设有专门的控制盘。控制盘上除安装工艺检测仪表的显示部分外，还应包括空气动或电动阀门的操作开关、工艺过程指示灯以及灯光信号等控制部件。
固化剂系统、容器装运系统、废物和固化剂混合系统应该设置就地操作盘。
8.2.2联锁装置
为了保证操作人员在重要环节上不致误操作，以及保护设备和装置不致损坏，必须提供必要的联锁装置。
8.2.3手动操作
本系统应该设计成既能自动控制也能手动操作。
8.3通讯
必须在本系统各主要操作岗位之间以及本系统与瓜堆辅助厂房控制室、厂区放射性固体废物贮存库值室之间建立通讯联系。
8.4本系统工艺过程仪表和控制的具体要求见表1。
表１ 放射性固体废物处理系统的仪表及控制要求
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设备 |
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要求测量 |
和控制内 |
容 |
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建议测量和 |
控制内容 |
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测量内容 |
记录和自动记录 |
指示 |
报警信号 |
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自动控制 |
记录或自动记录 |
指示 |
报警信号 |
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自动控制 |
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高 |
低 |
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高 |
低 |
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湿废物收集系统 |
A:废液槽 |
槽液位 |
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√ |
√ |
低液位停泵 |
√ |
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温度 |
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热伴随故障报警 |
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热伴随 |
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低液位停泵 |
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B:废树脂, 过滤淤渣 |
槽液位 |
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√ |
√ |
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相分离器,废物混合槽 |
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泥浆液位 |
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气压或水(混合液)压 |
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A:脱水过滤器 |
压差或滤饼厚度 |
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供料速率 |
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液体浊度 |
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再循环 |
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B:离心机 |
转鼓扭距 |
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停止加料 |
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转鼓振动 |
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√ |
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停止加料 |
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润滑油液位 |
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湿废物预处理系统 |
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转鼓不转动 |
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C:擦膜式薄膜蒸发器 |
蒸汽流量 |
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√ |
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蒸汽压力 |
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供料流量 |
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蒸汽流量 |
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供料温度 |
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出料流量 |
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出料温度 |
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冷凝液流量 |
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冷凝液电导率 |
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再循环 |
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再循环流量 |
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操作压力 |
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出料密度 |
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蒸汽流量 |
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转子速度 |
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转子电流 |
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√ |
√ |
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√ |
√ |
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固化剂系统 |
A:水泥 |
储槽料位 |
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√ |
√ |
√ |
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高料位停止加料 |
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排气过滤器压差 |
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√ |
√ |
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B:沥青 |
槽液位 |
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√ |
√ |
√ |
低液位停泵 |
√ |
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温度 |
√ |
√ |
√ |
√ |
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槽加热 |
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故障报警 |
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C:热固性塑料单体 |
槽液位 |
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√ |
√ |
√ |
低液位停泵 |
√ |
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温度 |
√ |
√ |
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√ |
√ |
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D:添加剂 |
槽液位 |
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√ |
√ |
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低液位停泵 |
√ |
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√ |
√ |
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固定包装系统 |
A:废物供料 |
流速 |
√ |
√ |
√ |
√ |
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B:固化剂 |
（或流量） |
√ |
√ |
√ |
√ |
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C:添加剂 |
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√ |
√ |
√ |
√ |
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容器 |
液位 |
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√ |
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高液位
关闭出料口 |
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√ |
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放射性水平 |
放射性水平 |
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√ |
√ |
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停止供料 |
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A:过滤器 |
压差 |
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√ |
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√ |
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干废物压缩机 |
B:压头(液压) |
油压 |
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√ |
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√ |
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C:排风罩风机 |
运转情况 |
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√ |
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√ |
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注:1) 这儿是用泵从收集槽输送泥浆到固定包装系统,如果用氮气或空气压送则要求除去高,位报警以外,还要求指示槽中压力,
9布置分区
本系统所采用的分区原则必须和反应堆辅助厂房一致。
可以采用五区划分法（见表2）。其中I区为连续工作区（非放射性操作区），II区是正常操作区，III区是间断操作和检修区，IV区是限制进入区，V是严格控制进入区。
表 2 放射性厂房的剂量分区
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分区 |
最大设计辐射剂量率 |
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mrem/h |
mSv/h |
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Ⅰ |
＜1 |
＜1.0×10-2 |
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Ⅱ |
＜2.5 |
＜2.5×10-2 |
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Ⅲ |
＜15 |
＜1.5×10-1 |
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Ⅳ |
＜100 |
＜1.0 |
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Ⅴ |
≥100 |
≥1.0 |
9.2设备布置
放射性湿废物处理系统的设备都必须布置在带有屏蔽的设备室（设备区）内。必须采用适当的措施（包括通风、排水、以及地面和墙壁的表面处理等）以便于去污。设备室（或设备间）必须为维修作业留下足够的空间及通道。管道，电缆以及阀门传动杆的布置应该不妨碍检修人员的通行。空桶，固化剂系统应该布置在非放射性操作区，并且有专门的车辆出入口。
9.3 泵和阀门的布置
与工艺设备有关的输送放射性废物的泵以及有关阀门应该布置在工艺设备室（或设备间）之外的隔离间内。
所有阀门必须布置在便于操作和维修的地方。
9.4 管道布置
所有放射性废物管线必须布置在4或5区内，长度应尽量短并具有一定坡度。其弯曲半径必须大于管道直径的五倍。尽可能少采用三通和弯头。
管道布置必须注意防止产生以外的虹吸现象。
9.5 屏蔽贯穿
管道和电缆穿过屏蔽墙时应该采用套管，屏蔽墙贯穿孔的布置必须使操作人员受到的辐射照射最低。
9.6 电气设备的布置
电气设备和控制装置的布置，必须预防由于各种故障造成进水而引起的损坏。
9.7 可拆卸的屏蔽层
必须定期检查和维修的工艺设备，其周围的屏蔽层必须设计成有一处能够拆卸和再装配。
9.8 起重运输机械
应该提供必要的起重运输设备，以便将拆卸下来的设备，部件等从安装地点送往检修区，或者送出厂房检修。
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