具有低中放废物处置系统的地下核电站的制作方法

本实用新型涉及地下核电站技术领域，具体涉及一种具有低中放废物处置系统的地下核电站。

背景技术：

随着我国核电的发展，核电厂产生的放射性废物越来越多，放射性废物的处理与处置成为制约我国核电长期可持续发展的重要因素。

核电厂运行产生的低中放射性废物的主要形式为含放射性的废水、废气和固体废物。其中放射性废水包括工艺废水、化学废水和地面废水；废气包括含氢废气和不含氢废气；固体废物包括蒸残浓缩液、放射性废树脂、过滤器芯子、hvac滤芯和其它放射性固体杂物。

国内核电厂进行放射性废物处理的方式主要有两种，一种采用单堆处理的方式，固化处理后的废物暂存至场区的废物暂存库；另一种以ap1000为代表，核电厂运行产生的放射性废物经辅助厂房和放废厂房转移至场区的厂址废物处理设施(简称srtf)进行集中处理，不再进行单堆处理，srtf作为场区的bop子项，对固化整备好的放射性固体废物进行暂存，以6台ap1000机组为例，其每年产生的放射性固体废物微50m³，srtf暂存库具有5年的储存空间，且srtf远离核岛区域，便于辐射防护。

目前国内对各个核电厂的低中放射性固体废物采取集中处置的方式，我国已建成甘肃西北和广东北龙两个低中放近地表废物处置场，处置深度0～30米；目前在建的广东阳江低中放处置场采取岩洞处置方式，处置深度30～300米。

地下核电站将核岛等涉核厂房置于地下，利用岩体的包容能力，限制了严重事故工况下放射性物质向外界环境的释放，具有较高的安全性，反应堆厂房等主要厂房的底标高约为地下200米，与岩洞型低中放处置场的处置深度接近。

地面核电厂低中放废物的处理和处置设施采取分离布置的方式，而目前地下核电厂的概念设计中，其低中放废物的处理方案仍为在核岛内处理，整备好的废物运往地面废物处置场。由于地下核电厂的厂房深度和岩洞型低中放处置场的处置深度接近，选址条件类似，因此可以考虑将两者进行统一布置。

中国实用新型专利申请(公开日：2017年1月18日、公开号：cn205900109u)公开了一种具有低中放废物处置场的地下核电站，将地下核电厂和低中放处置场进行一体化布置，实现了核电厂与处置场的统一规划和建设，节省成本，但是缺少低中放射性废物的处理方案以及处理与处置的接口设计。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对上述技术的不足，提供一种具有低中放废物处置系统的地下核电站，在解决低中放处置场选址问题的同时，实现了废物处理功能的集中化，减少了洞室的开挖，避免了放射性废物外运过程中的核安保问题。

为实现上述目的，本实用新型所设计的具有低中放废物处置系统的地下核电站，包括位于地下洞室内的发电区，还包括位于地下洞室内侧的废物处置区，所述发电区包括若干个单堆核电系统，每个所述单堆核电系统包括反应堆厂房、燃料厂房、电气厂房和核辅助厂房，所述燃料厂房、电气厂房和核辅助厂房均与发电区交通隧洞连接，所述反应堆厂房与所述燃料厂房和电气厂房均连接，所述废物处置区包括srtf场址放废处理设施，所述srtf场址放废处理设施通过至少一个废物转运隧洞与所述发电区交通隧洞连接，所述废物转运隧洞的底部设有与所述发电区的场区废水排放系统连通的排放水槽，所述srtf场址放废处理设施还通过废物处置区交通隧洞连有低放废物处置隧洞、中放废物处置隧洞和乏燃料干式贮存区。

优选地，所述单堆核电系统的各个厂房呈l型布置，所述低放废物处置隧洞位于所述srtf场址放废处理设施的靠山体内侧，所述中放废物处置隧洞和乏燃料干式贮存区均位于所述低放废物处置隧洞的靠山体内侧，所述核辅助厂房内设有放射性废气处理装置和放射性废液及固体废物收集装置，所述srtf场址放废处理设施包括废物处理厂房，所述废物处理厂房包括储存所述srtf场址放废处理设施疏水的一号废液暂存罐、储存所述低放废物处置隧洞和中放废物处置隧洞排水的二号废液暂存罐及储存所述发电区工艺废水、化学废水、地面疏水和所述放射性废液及固体废物收集装置收集的废水的废液转运容器，所述一号废液暂存罐、二号废液暂存罐和废液转运容器均设有废液取样检测装置。

优选地，所述一号废液暂存罐、二号废液暂存罐和废液转运容器均连有一号废液处理装置，所述一号废液处理装置包括依次连接的一号过滤器、预热器、蒸发器、汽水分离器、冷却器、除盐床和蒸馏液贮存罐，所述蒸发器连有废物干燥钢桶，所述蒸馏液贮存罐连有所述排放水槽，所述蒸馏液贮存罐设有废液取样检测装置。

优选地，所述一号废液暂存罐、二号废液暂存罐和废液转运容器均连有二号废液处理装置，所述二号废液处理装置包括依次连接的二号过滤器和离子交换柱，所述二号废液处理装置出口连有所述排放水槽，所述二号废液处理装置的末端设有废液取样检测装置。

优选地，所述废物处理厂房还包括收集所述srtf场址放废处理设施气载放射性流出物的一号集气装置和收集所述低放废物处置隧洞、中放废物处置隧洞和乏燃料干式贮存区气载放射性流出物的二号集气装置，所述一号集气装置和二号集气装置均连有废气处理装置，所述废气处理装置包括依次连接的气液分离器、活性炭保护床、一级延迟床和二级延迟床，所述废气处理装置的末端设有废气检测装置，所述废气处理装置的出口与所述废物处理厂房顶部的通风竖井连通，所述气液分离器与所述一号废液暂存罐连通。

优选地，所述乏燃料干式贮存区位于所述中放废物处置隧洞一侧，所述中放废物处置隧洞和所述乏燃料干式贮存区之间设有混凝土隔墙，所述乏燃料干式贮存区设有散热的通风系统，所述srtf场址放废处理设施设有洗衣房，所述废物处理厂房多层布置，包括工艺处理区域、辅助工艺区域、控制区、暖通房间和电气仪控厂房。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、将地下核电站和低中放处置场进行统一布置，统一选址，实现处置场与核电站同时设计、同时施工、同时投入使用的“三同时”原则，解决了低中放处置场的选址问题，节省了场址资源，实现了低中放废物的近场处置，可以极大的提高地下核电站的建造经济性；

2、将常规核电厂核岛核辅助厂房的废液、固体废物的处理功能剥离出来，取消了核岛的废物处理厂房和暂存厂房，规划到srtf场址放废处理设施进行统一处理，避免了多厂房废物处理功能的重叠；

3、将废物处理厂房与低放废物处置隧洞、和中放废物处置隧洞进行就近布置，废物处理厂房产出的固化废物可直接转运至处置隧洞，进而可以取消ap1000的srtf厂房中的废物暂存房间，减少srtf厂房的空间和洞室开挖量；

4、核电厂60年运行期间产出的低中放废物，在废物处置区进行最终处置后，可通过废物处理厂房废液取样检测装置和废气检测装置对放射性流出物进行实时监控，对气载放射性和放射性废水进行收集和处理；

5、通过乏燃料干式贮存区，可对整个厂区核岛产生的乏燃料进行集中和长期贮存，解决了地面核电厂乏燃料水池爆满、乏燃料无处堆放的困境；

6、通过将发电区、废物处置区进行统一布置，对废物进行就近处置，避免了地面核电站低中放废物外运过程中可能存在的核安保问题。

附图说明

图1为本实用新型具有低中放废物处置系统的地下核电站的平面结构示意图；

图2为本实用新型具有低中放废物处置系统的地下核电站中废液处理装置的结构示意图；

图3为本实用新型具有低中放废物处置系统的地下核电站中废气处理装置的结构示意图。

图中各部件标号如下：

发电区1、单堆核电系统11、反应堆厂房111、燃料厂房112、电气厂房113、核辅助厂房114、发电区交通隧洞12、废物处置区2、srtf场址放废处理设施21、废物转运隧洞22、废物处置区交通隧洞23、低放废物处置隧洞24、中放废物处置隧洞25、乏燃料干式贮存区26、混凝土隔墙27、一号废液暂存罐a1、二号废液暂存罐a2、废液转运容器a3、一号过滤器a4、预热器a5、蒸发器a6、汽水分离器a7、冷却器a8、除盐床a9、蒸馏液贮存罐a10、废物干燥钢桶a11、排放水槽a12、二号过滤器a13、离子交换柱a14、一号集气装置b1、二号集气装置b2、气液分离器b3、活性炭保护床b4、一级延迟床b5、二级延迟床b6、废气检测装置b7、通风竖井b8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型一种具有低中放废物处置系统的地下核电站，包括位于地下洞室内的发电区1，实现发电功能，还包括位于地下洞室内侧的废物处置区2，对发电区1产生的废物进行处理和处置，本实施例中，发电区1包括两个单堆核电系统11，每个单堆核电系统11包括反应堆厂房111、燃料厂房112、电气厂房113和核辅助厂房114，燃料厂房112、电气厂房113和核辅助厂房114均与发电区交通隧洞12连接，反应堆厂房111与燃料厂房112连接，反应堆厂房111与电气厂房113连接，两个单堆核电系统11共用发电区交通隧洞12，废物处置区2包括srtf场址放废处理设施21，srtf场址放废处理设施21通过至少一个废物转运隧洞22与发电区交通隧洞12连接，结合图2所示，废物转运隧洞22的底部设有与发电区1的场区废水排放系统连通的排放水槽a12，srtf场址放废处理设施21还通过废物处置区交通隧洞23连有低放废物处置隧洞24、中放废物处置隧洞25和乏燃料干式贮存区26，低放废物处置隧洞24和中放废物处置隧洞25通过废物处置区交通隧洞23接收来自srtf场址放废处理设施21的固体废物桶，乏燃料干式贮存区26用于暂存整个厂区的乏燃料，接收经过在燃料厂房112衰变释热后的乏燃料，堆满后由专用车辆通过废物转运隧洞22运至地面进行后处理或作为高放废物进行最终处置。

另外，单堆核电系统11的各个厂房呈l型布置，低放废物处置隧洞24位于srtf场址放废处理设施21的靠山体内侧，中放废物处置隧洞25和乏燃料干式贮存区26均位于低放废物处置隧洞24的靠山体内侧，核辅助厂房114内设有放射性废气处理装置和放射性废液及固体废物收集装置，仅保留发电区1放射性废气的处理功能、放射性废液和固体废物的收集功能，将放射性废液和固体废物的处理功能剥离出来，取消了核废物厂房和废物暂存厂房，大大减小了核辅助厂房114的厂房空间和洞室开挖量，srtf场址放废处理设施21包括废物处理厂房，取消了ap1000电站srtf的废物暂存厂房，废物处理厂房主要功能为对来自厂区发电区1、srtf场址放废处理设施21、低放废物处置隧洞24、中放废物处置隧洞25以及乏燃料干式贮存区26的放射性废液、固体废物进行处理、整备打包，结合图2所示，废物处理厂房包括储存srtf场址放废处理设施21疏水的一号废液暂存罐a1、储存低放废物处置隧洞24和中放废物处置隧洞25排水的二号废液暂存罐a2及储存发电区1工艺废水、化学废水、地面疏水和放射性废液及固体废物收集装置收集的废水的废液转运容器a3，废液转运容器a3为移动式屏蔽转运容器，一号废液暂存罐a1、二号废液暂存罐a2和废液转运容器a3均设有废液取样检测装置。

如图2所示，一号废液暂存罐a1、二号废液暂存罐a2和废液转运容器a3均连有一号废液处理装置，一号废液处理装置包括依次连接的一号过滤器a4、预热器a5、蒸发器a6、汽水分离器a7、冷却器a8、除盐床a9和蒸馏液贮存罐a10，蒸发器a7连有废物干燥钢桶a11，蒸馏液贮存罐a10连有排放水槽a12，蒸馏液贮存罐a10设有废液取样检测装置。

另外，一号废液暂存罐a1、二号废液暂存罐a2和废液转运容器a3均连有二号废液处理装置，二号废液处理装置包括依次连接的二号过滤器a13和离子交换柱a14，二号废液处理装置出口连有排放水槽a12，二号废液处理装置的末端设有废液取样检测装置。

结合图3所示，废物处理厂房还包括收集srtf场址放废处理设施21气载放射性流出物的一号集气装置b1和收集低放废物处置隧洞24、中放废物处置隧洞25和乏燃料干式贮存区26气载放射性流出物的二号集气装置b2，一号集气装置b1和二号集气装置b2均连有废气处理装置，废气处理装置包括依次连接的气液分离器b3、活性炭保护床b4、一级延迟床b5和二级延迟床b6，废气处理装置的末端设有废气检测装置b7，述废气处理装置的出口与废物处理厂房顶部的通风竖井b8连通，气液分离器b3与一号废液暂存罐a1连通。

本实施例中，乏燃料干式贮存区26位于中放废物处置隧洞25一侧，中放废物处置隧洞25和乏燃料干式贮存区26之间设有混凝土隔墙27，乏燃料干式贮存区26设有散热的通风系统，对乏燃料进行散热，srtf场址放废处理设施21设有洗衣房，废物处理厂房多层布置，包括工艺处理区域、辅助工艺区域、控制区、暖通房间和电气仪控厂房。

本实用新型使用时，srtf场址放废处理设施21对来自发电区1、srtf场址放废处理设施21、低放废物处置隧洞24、中放废物处置隧洞25以及乏燃料干式贮存区26的放射性废水进行收集和处理，对蒸发浓缩残液进行装桶固化，蒸馏液和低放过滤液经取样检测合格后通过排放水槽a12进行槽式监测排放；srtf场址放废处理设施21对srtf场址放废处理设施21、低放废物处置隧洞24、中放废物处置隧洞25和乏燃料干式贮存区26的气载放射性流出物进行气液分离和吸附过滤，经检测合格后排放至通风竖井b8；srtf场址放废处理设施21对废液处理后的废物干燥钢桶a11和来自发电区1的低中放固体废物进行处理、分拣、固化、打包，根据废物桶的放射性物质活度，通过废物处置区交通隧洞23分别运至低放废物处置隧洞24和中放废物处置隧洞25进行最终处置，其中，固体废物源项包括来自发电区1产生的废树脂、过滤器芯子、hvac过滤器芯、废水处理系统的蒸残废液、干固体废物及其它杂项废物等，来自srtf场址放废处理设施21暖通系统产生的hvac过滤器滤芯，来自srtf场址放废处理设施21的蒸残废液，来自低放废物处置隧洞24和中放废物处置隧洞25的hvac过滤器滤芯；乏燃料干式贮存区26临时贮存发电区1运行期间从燃料厂房112衰变释热后的乏燃料，乏燃料干式贮存区26堆满后将乏燃料通过专用转运容器经废物转运隧洞22和发电区交通隧洞12运至地面。

其中，对一号废液暂存罐a1、二号废液暂存罐a2和废液转运容器a3内的废液取样检测后，取得废液的放射性活度和化学含盐量，当废液高盐高活度，废液通过一号废液处理装置，经一号过滤器a4过滤、预热器a5加热后进入蒸发器a6，蒸残浓缩液注入废物干燥钢桶a11进行固化处理，蒸馏液经汽水分离器a7汽水分离，蒸汽重新进入蒸发器a6，蒸馏液经过冷却器a8和除盐床a9后进入蒸馏液贮存罐a10贮存，取样检测合格的废液通过排放水槽a12通至发电区1的场区废水排放系统排出场外；当废液低盐低活度，废液通过二号废液处理装置，经过二号过滤器a13过滤，通过离子交换柱a14后，经取样检测合格排至排放水槽a12，通至发电区1的场区废水排放系统排出场外。

另外，一号集气装置b1和二号集气装置b2收集的废气经过气液分离器b3后，分离出的废液进入一号废液暂存罐a1，废气通过活性炭保护床b4、一级延迟床b5和二级延迟床b6吸附过滤，经废气检测装置b7检测合格后排放至通风竖井b8，检测不合格的废气进行循环处理。

本实用新型具有低中放废物处置系统的地下核电站，通过将地下核电站和低中放处置场统一布置，解决了低中放处置场的选址问题；将核电站核岛区的废液、固体废物的处理功能剥离出来，运至废物处置区的srtf场址放废处理设施进行集中处理后就地处置，实现了废物处理功能的集中化，不需要单独设置废物暂存厂房，减少了洞室的开挖，避免了放射性废物外运过程中的核安保问题，整体经济性好。