核電站除鹽器廢樹(shù)脂更換系統(tǒng)用閥門(mén)配置優(yōu)化研究
研究了壓水堆核電站化學(xué)和容積控制系統(tǒng)除鹽器放射性廢樹(shù)脂更換操作工藝相關(guān)的閥門(mén)配置特點(diǎn)和配置優(yōu)化方案，分析了如何降低操作人員的職業(yè)照射劑量及簡(jiǎn)化閥門(mén)配置和提高操作可靠性。
1、概述
壓水堆核電站化學(xué)和容積控制系統(tǒng)(RCV) 設(shè)置兩臺(tái)混床除鹽器和一臺(tái)陽(yáng)床除鹽器，用來(lái)保持反應(yīng)堆冷卻劑的純度，并使得反應(yīng)堆冷卻劑的放射性水平維持在允許的限值以內(nèi)�；齑渤}器的樹(shù)脂能夠去除離子型腐蝕產(chǎn)物和一些離子型裂變產(chǎn)物，同時(shí)也作為過(guò)濾器使用。正常情況下一臺(tái)混床除鹽器運(yùn)行而另一臺(tái)備用，每臺(tái)混床除鹽器設(shè)計(jì)容量至少滿足一個(gè)燃料循環(huán)周期使用。陽(yáng)床除鹽器的樹(shù)脂能夠去除反應(yīng)堆冷卻劑中絕大部分的鋰和銫同位素。失效后的核級(jí)離子交換樹(shù)脂，作為放射性廢物從除鹽器中水力卸載到專門(mén)的廢樹(shù)脂貯槽中暫存一段時(shí)間，當(dāng)其中的短壽命核素充分衰變后，再送到水泥固化系統(tǒng)中進(jìn)行固化處理。然后，將新樹(shù)脂連續(xù)不斷地裝填入除鹽器，裝填過(guò)程中需要對(duì)除鹽器進(jìn)行連續(xù)排氣，并將多余的除鹽水排放，樹(shù)脂裝填完畢后用除鹽水對(duì)除鹽器內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)沖洗，直至除鹽器出口水質(zhì)滿足要求。
2、廢樹(shù)脂更換系統(tǒng)
2.1、系統(tǒng)功能
在需要卸載除鹽器中失效的核級(jí)離子交換樹(shù)脂時(shí)，通過(guò)開(kāi)啟和關(guān)閉相關(guān)閥門(mén)，由核島除鹽水分配系統(tǒng)(SED) 向除鹽器供水，利用水力輸送的方式將樹(shù)脂輸運(yùn)到固體廢物處理系統(tǒng)。重新裝填新樹(shù)脂時(shí)，通過(guò)開(kāi)啟和關(guān)閉相關(guān)閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)除鹽器的排氣，由核島除鹽水分配系統(tǒng)向除鹽器供水，完成除鹽器樹(shù)脂的沖洗。
2.2、系統(tǒng)組成
除鹽器廢樹(shù)脂水力卸載系統(tǒng)主要由除鹽器、核島除鹽水分配系統(tǒng)隔離閥、核島疏水排氣系統(tǒng)RPE) 隔離閥和固體廢物處理系統(tǒng)(TES) 隔離閥組成( 圖1) 。
圖1 樹(shù)脂水力卸載和裝填用閥門(mén)配置
2.3、系統(tǒng)運(yùn)行
當(dāng)除鹽器中的核級(jí)離子交換樹(shù)脂達(dá)到飽和以后，將其通過(guò)水力卸載的方式輸送到固體廢物處理系統(tǒng)。
(1) 將除鹽器從RCV系統(tǒng)中隔離出來(lái)，并卸壓至常壓。
(2) 打開(kāi)沖洗水管沖洗相關(guān)管道，然后除鹽水通過(guò)正常工藝流出口由泵輸送至除鹽器底部。
(3) 除鹽器內(nèi)除鹽水流過(guò)截留網(wǎng)，樹(shù)脂在逆向流動(dòng)的除鹽水中形成流態(tài)化。
(4) 打開(kāi)除鹽器排放接口，將整床樹(shù)脂沖排至放射性固體廢物處理系統(tǒng)的貯槽。
(5) 連續(xù)供應(yīng)除鹽水直至除鹽器中樹(shù)脂排凈，且樹(shù)脂排放管內(nèi)的廢樹(shù)脂沖洗干凈。
(6) 關(guān)閉核島除鹽水分配系統(tǒng)、核島疏水排氣系統(tǒng)和固體廢物處理系統(tǒng)的隔離閥。
除鹽器廢樹(shù)脂水力卸載完畢以后，向除鹽器中裝填新樹(shù)脂。
(1) 打開(kāi)除鹽器樹(shù)脂添加接管，向除鹽器中連續(xù)添加新樹(shù)脂。
(2) 裝填過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)排水和排氣。
(3) 裝填完畢后，除鹽水通過(guò)正常工藝流出口由泵輸送至除鹽器上部，對(duì)新樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，直至出口水質(zhì)滿足要求。
(4) 除鹽器沖洗完畢后，恢復(fù)樹(shù)脂添加接管密封和關(guān)閉核島除鹽水分配系統(tǒng)、核島疏水排氣系統(tǒng)的閥門(mén)，對(duì)除鹽器進(jìn)行密封性水壓試驗(yàn)。
4、結(jié)語(yǔ)
根據(jù)相關(guān)閥門(mén)執(zhí)行的功能、操作特點(diǎn)和布置方式等因素的分析結(jié)果，提出的閥門(mén)配置優(yōu)化方案具有更好地符合ALARA 原則，提高基本可靠性和降低在役裝置檢查工作量的特點(diǎn)，可供核電站化學(xué)和容積控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考。
