核燃料后處理廠自控儀表工程設(shè)計規(guī)定簡介

備案信息

備案號：0033-19962100433B

備案信息

備案號：0056-19952100433B

核燃料后處理廠便于退役的新建優(yōu)化設(shè)計展望

大型新建核放化工程便于退役總體基本思路這一問題的提出，是基于在我國的核工業(yè)走入迅速發(fā)展階段，新建核電、乏燃料后處理工程日新月異的形勢下，時代在發(fā)展、新形勢在逼人。核燃料后處理廠便于退役的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計導(dǎo)則尚未出臺，由于沒有明確的要求作為設(shè)計遵循的依據(jù)和指導(dǎo)，具體設(shè)計實踐及要求的認(rèn)識也沒有統(tǒng)一，以上問題迫在眉睫急待解決。

核燃料后處理工程國外經(jīng)驗

國外同類型工程新建優(yōu)化設(shè)計經(jīng)驗概述

國外掌握先進(jìn)核燃料循環(huán)技術(shù)國家在發(fā)展退役事業(yè)中有兩個重要經(jīng)驗不容忽視，一方面針對現(xiàn)有核設(shè)施退役非常重視和發(fā)展退役相關(guān)技術(shù)，做好眼前工作；另一方面針對新建核設(shè)施非常重視將“設(shè)計特點導(dǎo)致的固有病癥”及

時反饋到前端的建造階段，提出退役預(yù)案，改進(jìn)和優(yōu)化新建設(shè)計，為未來退役做好鋪墊和準(zhǔn)備。經(jīng)驗表明很多“病

癥、頑疾”如果早期預(yù)防，其實是可以避免的。我國在核退役技術(shù)領(lǐng)域上的發(fā)展思路，亦可循此途徑追趕優(yōu)秀的退役理念和技術(shù)，通過引進(jìn)、消化和吸收通過最終實現(xiàn)掌握技術(shù)，最終實現(xiàn)我們的目標(biāo)。

國外在新建設(shè)計階段，都有退役專業(yè)、退役專家的參與，由退役人士提出設(shè)計要求，這種迭代和優(yōu)化設(shè)計的互動活動，對方便未來退役是非常必要和重要的。國外核燃料后處理廠新建優(yōu)化設(shè)計經(jīng)驗來源于最終退役獲得的經(jīng)驗反饋，設(shè)計和建造階段重點從廠址選擇、總平面布置、工藝設(shè)計、設(shè)備設(shè)計及輻射分區(qū)等方面出發(fā)，在確保工廠正常運行狀態(tài)的前提下，同時兼顧廠房考慮退役的便利性——從控制污染、減少受照劑量、便于源項調(diào)查、去污和拆除，以及有利于放射性廢物管理等退役內(nèi)容和要求上，提出具體的物資準(zhǔn)備和應(yīng)預(yù)留的廠房條件。

核燃料后處理工程國內(nèi)現(xiàn)狀

國內(nèi)后處理廠退役難點及現(xiàn)狀分析

我國大型核軍工設(shè)施退役治理專項工作已進(jìn)展將近三十年，積累了不少退役方面設(shè)計、實施和管理方面的經(jīng)驗，同時也遇到了巨大的困難與挑戰(zhàn)。

早期核燃料后處理工程在眾多種類的核與輻射設(shè)施之中當(dāng)屬退役難度大、且集中，其原因在于：（1）通常廠房布置緊湊，空間環(huán)境復(fù)雜；（2）工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜；（3）源項水平高、源分布不均勻且輻射場水平很高。上述因素導(dǎo)致人工難以接近，這些本身的困難加之新建設(shè)計又缺少對退役的考慮，這就等于雪上加霜、難上加難。

商用核燃料后處理廠今后退役將面臨同樣的問題，而且處境會更加惡劣，因為燃耗變深了，早期后處理廠處理的燃料元件輻照時間短，而動力堆的輻照時間長，且處理通過量較之前增大，這就帶來了放射性裂變產(chǎn)物的增多，比放射性活度更高，放射性后移給反應(yīng)堆后段的各項操作都帶來了更多、更大的困難，例如屏蔽防護(hù)體變厚了，隨之而來的是鋼筋混凝土更難拆了，工藝設(shè)備尺寸加大，設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加之接觸的放射性水平更高，這將使強(qiáng)放射性區(qū)域設(shè)備的拆除難度增大，增加了遙控拆除操作的可能性。這些區(qū)域和設(shè)備應(yīng)該如何退役，沒有相應(yīng)的退役預(yù)案。

核燃料后處理工程設(shè)計展望

核燃料后處理廠新建優(yōu)化設(shè)計展望

（1）新建優(yōu)化設(shè)計的實現(xiàn)途徑

針對新建后處理廠便于退役的考慮，該如何納入現(xiàn)行設(shè)計程序。首先，應(yīng)立足于退役經(jīng)驗，由退役專業(yè)向新建各專業(yè)介紹退役概念，以及如何做好工程退役。其次，退役專業(yè)提出新建設(shè)計便于退役的總體內(nèi)容與要求，使新建后處理設(shè)計的科技工作者熟悉如何方便退役的設(shè)計思路和要求，在此基礎(chǔ)上開展新建設(shè)計。之后，在退役專業(yè)取得新建設(shè)計方案后，制定相應(yīng)的退役預(yù)案，最后向新建設(shè)計主工藝及相關(guān)專業(yè)提出具體的優(yōu)化設(shè)計要求，對建設(shè)方案進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)。如此經(jīng)過迭代設(shè)計的過程，最終實現(xiàn)設(shè)計優(yōu)化。

針對后處理工程建設(shè)方案的內(nèi)容與要求。建設(shè)內(nèi)容應(yīng)包含有利于方便最終退役的物資或現(xiàn)場條件的提供及準(zhǔn)

備。如果工廠在設(shè)計與建造階段不具備該現(xiàn)場條件，將導(dǎo)致最終退役困難，則應(yīng)當(dāng)在工程初期提供條件，并包含對此類事項的考慮。為了確保上述現(xiàn)場條件、物資等事項盡可能的考慮周全，因此建議在建設(shè)方案中應(yīng)當(dāng)包括與放射性子項、系統(tǒng)與設(shè)備相對應(yīng)的退役方案。新建設(shè)計中包含的退役方案建議稱為退役預(yù)案，因為此時尚沒有真正的源項作為基準(zhǔn)，設(shè)施也不是最終的退役狀態(tài)。為了便于提出明確、且可行的優(yōu)化設(shè)計要求，制定退役預(yù)案的內(nèi)容和深度，建議與退役初步設(shè)計階段編制的實施方案的內(nèi)容與深度相等同。

針對新建設(shè)施便于退役的優(yōu)化設(shè)計在時機(jī)選擇上應(yīng)如何考慮。借鑒國外便于退役的優(yōu)化設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合我國核燃料后處理建設(shè)項目審批程序和設(shè)計程序，建議我國核燃料后處理廠新建設(shè)計便于退役的優(yōu)化設(shè)計時機(jī)應(yīng)在項目可行性研究階段，且不應(yīng)遲于該階段開展便于退役的優(yōu)化設(shè)計工作，從而確保諸如投資、面積等關(guān)鍵性指標(biāo)涵蓋設(shè)計優(yōu)化的內(nèi)容。

（2）確定新建優(yōu)化設(shè)計的原則

以上探討給出了核燃料后處理廠優(yōu)化設(shè)計的一種實現(xiàn)途徑，可融入到現(xiàn)行的核放化類工程的新建設(shè)計與策劃程序中。為了確定便于退役新建設(shè)計的總體內(nèi)容與要求，進(jìn)而需要確定總體設(shè)計的原則與界面。

便于退役的優(yōu)化設(shè)計第一原則：優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容與要求應(yīng)當(dāng)確保設(shè)施具備良好的工藝運行功能，這是前提，使設(shè)施具備便于退役的功能和條件在任何情況下都應(yīng)當(dāng)服從于這個先決條件。在迭代設(shè)計過程中，要平衡處理好這兩種功能相互矛盾的關(guān)系，不能作簡單的加減法取舍，由于工程需求始終牽引方案的導(dǎo)向，因此，要研究后處理廠設(shè)計方法，將優(yōu)化設(shè)計的總體要求看作是更為可取的設(shè)計實踐。

便于退役的優(yōu)化設(shè)計第二原則：針對那些如果在建造階段未考慮包含的事項或未提供廠房條件，將會給未來退役造成難以解決的問題或困難，建議應(yīng)當(dāng)對此類內(nèi)容開展便于退役的優(yōu)化設(shè)計。針對那些如果建造階段未考慮，但不會影響未來退役難以開展工作的事項或廠房條件，建議應(yīng)當(dāng)由退役階段考慮。只有在優(yōu)化設(shè)計原則中給出劃分建設(shè)與退役二者之間界面的判據(jù)，才能理清和解決優(yōu)化設(shè)計涵蓋范圍容易糾纏不清的關(guān)系。

便于退役的優(yōu)化設(shè)計原則還應(yīng)當(dāng)遵循ALARA（合理可行且盡量低）原則、廢物最小化原則、易于去污和便于

拆除原則等，具體原則落實在設(shè)計團(tuán)隊各相關(guān)專業(yè)的設(shè)計之中。

（3）確定新建優(yōu)化設(shè)計的總體內(nèi)容和要求

針對后處理廠建造和設(shè)計階段便于退役的總體內(nèi)容與要求，如何確定。對早期遺留后處理廠退役典型的難點區(qū)域進(jìn)行剖析，如：強(qiáng)放設(shè)備室，大型廢液貯槽，管道與管溝，箱室類設(shè)備等，發(fā)現(xiàn)上述廠房區(qū)域或工藝裝備在退役時采用遙控拆除的可能性較大，隨之帶來拆除技術(shù)的復(fù)雜程度顯著增大。除此以外，廠房的其它區(qū)域，在以往退役實踐中，也都暴露了一些設(shè)計特點引起的困難，為了給日后退役涉及的源項調(diào)查、廢物回取、系統(tǒng)去污和設(shè)備拆除時提供便利條件，結(jié)合上述退役活動各環(huán)節(jié)常采用的技術(shù)路線、退役裝備及操作工藝，對下述內(nèi)容提出優(yōu)化設(shè)計要求：

廠區(qū)周邊環(huán)境（廠房外的周邊環(huán)境；廠房外空地；地下通道和地下結(jié)構(gòu)空間；屋頂和墻面；廠房內(nèi)部和建筑結(jié)構(gòu)）。

廠房內(nèi)部（有毒有害物質(zhì)的使用情況；大型/重型設(shè)備的布置；屏蔽墻和防護(hù)樓板）。

系統(tǒng)和設(shè)備（停閉過渡期的系統(tǒng)狀態(tài)；切斷公用、服務(wù)系統(tǒng)與其他設(shè)施的聯(lián)系；管道和管溝；貯槽；沉淀物聚集區(qū)；分析實驗室；箱室類設(shè)備；熱室；設(shè)備室）。

污染控制（墻、地面和頂棚；地坑和排水；可去污的能力）。

源項調(diào)查。

以上給出了優(yōu)化設(shè)計總體思路的內(nèi)容框架，在設(shè)計和策劃實踐中可結(jié)合新建后處理工程內(nèi)容在此基礎(chǔ)上調(diào)整增減。2100433B

本書全面、系統(tǒng)地介紹了核燃料后處理工程的科學(xué)管理、技術(shù)細(xì)節(jié)、尚存問題及研究前沿，核燃料循環(huán)概念、各種反應(yīng)堆乏燃料元件的基本特性、核燃料后處理的任務(wù)、核燃料后處理廠的特點、核燃料后處理工藝發(fā)展簡史，溶劑萃取工藝的化學(xué)原理，乏燃料元件的類型、運輸、貯存及后處理工藝的基本過程，乏燃料元件的首端處理，鈾钚共去污分離循環(huán)，钚的凈化循環(huán)和尾端處理，鈾的凈化循環(huán)和尾端處理，溶劑萃取循環(huán)的主要設(shè)備，放射性三廢的處理與處置，后處理廠的監(jiān)測手段，輻射防護(hù)與核臨界安全控制。