GB 9134-1988 轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统技术规定.pdf

1、中华人民共和国国家标准轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统技术规定发布实施国家环境保护局发布中华人民共和国国家标准轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统技术规定国家环境保护局批准实施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反应堆的放射性固体废物处理系统亦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产生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终点是处理后废物容器运往

2、厂内暂存库的装车点引用标准核电厂环境辐射防护规定核电厂设计安全规定术语固化把液体物质转化为固体包覆用固化剂或固化剂与废物的混合物覆盖或包容废物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游离液体不为固体基质所束缚的非结合液体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包装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

3、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目标本标准所规定的一系列要求的目的是使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安全目标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到的辐射照射符合可合理达到尽量低的原则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设计目标和运行目标系统应能及时地收集存放处理和包装固体废物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经过处理后的固体废物及其包装必须符合有关放射性废物运输贮存和处置的要求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废物和干废物湿废物废液主要是废液

4、处理系统产生的浓缩废液以及实验室和去污过程中所产生的化学废液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系统要求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轻水堆核电厂放射性固体废物处理系统流程图湿废物的处理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废树脂产

5、生量较少时也可暂存于不锈钢贮槽内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吸附剂的容器中干废物的处理可燃废物可燃废物可采用焚烧或压缩方法减容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些部件应该去污切割和包装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包装系统设计和建造抗震设计设计本系统的设备时不必考虑抗震因素但是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材料本系统各受压设备或部件的材料必须符合钢制石

6、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去污和辐照效应注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年出版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钢制焊接容器技术条件和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

7、置分别提出不同的透视检查要求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质量保证设计和订购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人员审校对这些文件的修改也必须审核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和变质制造和建造检查必须由质

8、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设备要求槽排气常压槽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搅拌泥浆

9、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泵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泵的运转是否正常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阀门和管道阀门控制经常操作的阀门应该采用气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手动或通过传动杆操作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

10、够的抗辐照能力可以采用聚四氟乙烯作为阀门密封材料阀门联接阀门和管道的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曲半径必须大于管道直径的五倍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离心机用于泥浆脱水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

11、混合的下一步工序分离出的废液应该返回废液处理系统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清洗离心机的电机和转鼓应该能反向转动以有助于清洗脱水槽用于泥浆脱水过滤法可以在脱水槽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澄清分离法如果采用澄清分离法脱水槽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脱水过滤器用于泥浆脱水过滤器类型可以使用移动带式平板床或转盘式过滤器排空过滤器的外壳必须设有供排空用的排气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气必须排往废气处

12、理系统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叶片擦膜式蒸发器应该能用去污剂和去垢剂进行清洗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供料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的常规防护措施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贮存贮存容量散装固化剂贮存必须有足够的容量以保证系统连续运行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

13、剂可能要求低温贮存以保证使用质量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废物的计量和混合废物和固化剂的混合应该是在装入容器前在混合器中进行也可以在容器内进行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特性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空的灵活性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

14、堵塞的可能性必须设有冲洗管线用水或试剂进行冲洗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容器装运系统空容器系统设计必须包括空容器的接受暂存检查以及送往装桶站的设备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内废过滤器滤芯的拆卸运输和包覆拆卸可以采用带屏蔽的机械装

15、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废物焚烧设施废物分检和切碎废物应该在手套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利充分燃烧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排气净化焚烧炉排气必须净化排气在进入高效过滤器净化之前必须经预净化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

16、施防止在装桶过程中灰分对环境的污染干废物压缩机废物分检和投料废物应该在手套箱内进行分检以小包装投料容器导向和对中压缩机应该具有容器导向对中和定位的机构排风废物分检手套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仪表和控制装置仪表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分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发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

17、或设备间必须有探测泄漏的仪表其信号也应该反映在控制盘上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控制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手动操作本系统应该设计成既能自动控制也能手动操作通讯必须在本系统各主要操作岗位之间以及本系统与反应堆辅助厂房控制室厂区放射性固体废物贮存库值班室之

18、间建立通讯联系本系统工艺过程仪表和控制的具体要求见表表放射性固体废物处理系统的仪表及控制要求设备要求测量和控制内容建议测量和控制内容测量内容记录或自动记录指示报警信号高低自动控制记录或自动记录指示报警信号高低自动控制湿废物收集系统废液槽槽液位低液位停泵温度热伴随热伴随故障报警废树脂过滤淤渣槽液位低液位停泵相分离器废物混合槽泥浆液位气压或水混合液压湿废物预处理系统脱水过滤器压差或滤饼厚度供料速率液体浊度再循环离心机转鼓扭距停止加料转鼓振动停止加料润滑油液位转鼓不转动擦膜式薄膜蒸发器蒸汽流量蒸汽压力供料流量蒸汽流量供料温度出料流量出料温度冷凝液流量冷凝液电导率再循环续表设备要求测量和控制内容建议测

19、量和控制内容测量内容记录或自动记录指示报警信号高低自动控制记录或自动记录指示报警信号高低自动控制湿废物预处理系统擦膜式薄膜蒸发器再循环流量操作压力出料密度蒸汽流量转子速度转子电流固化剂系统水泥贮槽料位高料位停止加料排气过滤器压差沥青槽液位低液位停泵温度槽加热故障报警热固性塑料单体槽液位低液位停泵温度添加剂槽液位低液位停泵固定包装系统废物供料固化剂添加剂容器放射性水平流速或流量液位放射性水平高液位关闭出料口停止供料干废物压缩机过滤器压差压头液压油压排风罩风机运转情况注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低液位报警以外还要求指示槽中压力系统布置布置分区本系统所采

20、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其中区为连续工作区非放射性操作区区是正常操作区区是间断操作和检修区区是限制进入区区是严格控制进入区表放射性厂房的剂量分区分区最大设计辐射剂量率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间内必须采取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

21、有阀门必须布置在便于操作和维修的地方管道布置所有放射性废物管线必须布置在或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意外的虹吸现象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废物的暂存和运输必须为处理后的废物提供一个暂存

22、场所在该场所附近必须设有专门的车辆出入口为了防止在装车作业时无关人员进入应该设置灯光信号或栅栏等措施洗眼和淋浴洗眼和淋浴应该直接设置在操作危险化学药品的区域系统的处理能力和备用本系统的处理能力以及设备部件的备用量主要从经济角度考虑它直接影响本系统的使用效率源项根据国内外已经运行的同类型或类似规模核电厂的运行经验并结合所建厂本身的特点来确定本系统的设计源项废物体积主要核素的组成及放射性水平等本系统除必须适应核电厂正常运行所产生的废物体积放射性水平外还必须适应预期运行事故条件下所产生的废物体积放射性水平系统处理能力湿废物系统废物收集槽废物收集槽必须有足够的容量使废物在送去处理之前其中的短寿命放射性

23、核素得到充分衰变不少于固定和包装设备固定和包装设备应能连续处理等于或大于六倍正常运行条件下日平均产生的废物量以便进行一些非工艺性作业如固化剂和废物的供料取样废物容器封盖和辐射强度监测等处理后废物容器的暂存量本系统必须暂存不少于的处理后废物容器量在电厂内处理后废物容器的暂存量必须不少于正常运行产生的积累量以便在无法将其运走的情况下本系统仍能正常运行干废物系统处理前干废物的贮存量处理前干废物的贮存量必须不少于大修时产生的积累量处理后废物容器的暂存量废物经处理后装入容器在本系统应该有暂存等待装车运出的贮存场地备用在确定本系统设备或部件的备用时应该考虑下列因素故障类型故障可能有两类一类是事先不可预见的

24、另一类是事先可以预见的逐渐形成的后一类故障的设备可以在计划停车期间予以更换或维修故障出现的几率尤其应该考虑出现故障几率大的设备或部件设备修理或更换的难易程度维修时废物收集槽的贮存能力进料的灵活性指当设备或部件发生故障时可以推迟净化床树脂再生或更换以及在不影响电厂运行条件下废液处理系统临时停运的可能性备用投资运行和维修运行本系统应该定期及时地运行以预防废物在本系统中不必要的积累本系统的运行必须和电厂运行相协调不应该由于本系统而影响整个电厂的运行废物产生量的控制运行人员应该经常与电厂管理人员联系在合理可做到范围内尽量减少固体废物的产生量固化剂和废物特性控制固化剂特性控制应该对固化剂定期取样鉴定以保

25、证固化剂的物理化学性能符合固化的要求废物特性控制有待处理的废物应进行取样分析测定其化学组成并控制有关参数例如值含水率含盐量比活度等以保证达到固化的要求对于干废物应该分类收集并经常检查执行情况报告电厂管理部门产物质量控制系统产物质量必须保证固化固定后的所有废物性能稳定符合贮存处置要求产品质量控制运行前必须按预定的运行方式参数和真实的废物容器进行工程规模的非放射性模拟试验必须对固化剂和可能的废物组成进行试验以提供一组边界条件的工艺参数并保证工艺过程是在其范围内运行运行前的试验必须检查产物内游离液体量是否符合规定的限值除对容器内废物表面的直观检查外必须采用钻孔或其他方法打破容器底部以检查游离液体的流

26、出或滴落状况操作规程编制的操作规程必须说明本系统工艺过程主要设备和控制参数系统中的阀门操作位置和各种预定运行程序及简明的系统故障分析处理一览表人员培训必须对运行人员进行培训通过培训必须使运行人员了解本系统的设计依据系统中每个设备的作用以及正确操作方法了解误操作带来的后果以及一旦误操作时需要采取的措施另外必须及时让操作人员了解系统和设备的修改情况以及操作规程的变化系统标志系统的设备管道泵阀门必须有清楚的标志以便工作人员易于辨认工艺流程图在紧靠控制盘的地方应该配备一幅清晰的工艺流程图在图中应示出主要阀门管道泵设备仪表及有关参数并且必须根据系统的变更情况及时进行修正暂存标志在废物容器吊装室内应该配有

27、一幅清晰的暂存指示图该图应能正确反映每个废物容器的暂存位置并应根据废物容器的搬入搬出情况及时进行变更废物容器登记必须建立完善的废物容器登记制度以便正确的反映废物的处理日期废物类型容器编号表面辐射水平以及装运日期等登记表格可以参见表登记表必须作为废物档案加以妥善保管复制件应随同废物容器一起送往废物处置部门表废物容器登记表序号容器编号废物类型暂存位置装运日期车号辐射水平容器表面距容器处车表面距车处备注注容器编号建议采用位制前两位数字为处理年号第位数字为月份第位数字为处理日期第位数字为当日处理之废物容器流水号维修维修计划对预防性的维修和定期维修必须制定维修计划维修计划应该详细列出维修内容所需工具材料

28、维修程序预期受照情况工作时间以及参加人员名单等维修规程必须制定本系统的维修规程必须对维修人员进行训练使他们熟练地掌握和使用本系统的维修规程以便使他们在进行维修时受到的照射尽可能低维修过程维修前必要时对维修的放射性设备进行清洗维修过程中必须有剂量人员在场进行辐射监测必须避免不必要的人员和物品进入维修区域维修记录必须记录维修过程修理或更换的设备或部件维修人员以及受照剂量等所作记录必须和维修计划一起作为完整文件存档运行前的试验与清洗系统试验系统安装完毕后必须按工业管道工程施工及验收规范进行水压气压试验系统吹洗和冲洗系统在试验合格后为保证其内部清洁必须用水进行清洗或用空气或蒸汽吹洗对于不允许吹洗的部件如调节阀过滤器等应用临时短管代替附加说明本标准由国家环境保护局和核工业部提出本标准由北京核工程研究设计院负责起草本标准主要起草人张耀华孙明生张筱玉本标准由国家环境保护局负责解释