核电厂废物处理中心放射性废水回收系统设计

□白冬梅 刘 永 杨永春

工艺系统设计在核电布置、安装及运行设计中起指导作用，是核电设计的重要工作。放射性废水回收系统功能为收集厂房内产生放射性很低的废液，本文介绍了某核电厂废物处理中心(WB厂房)的放射性废水回收系统(WSR)系统设计的主要内容及设计要点，为类似工程设计提供参考。

一、工程概况

某核电项目规划建设6台百万千瓦级压水堆核电机组，核电厂主要由核岛(反应堆厂房、燃料厂房、电气厂房、核辅助厂房、核废物厂房、安全厂房、柴油发电机厂房、运行服务厂房及核岛消防泵房等)、常规岛(汽轮机发电机组及其配套设施)、BOP(核电厂其他附属建筑物)组成。厂房及系统设计主要参考“华龙一号”福清5、6号机组。

二、放射性废水回收系统流程

废液储罐收集厂房内热洗衣房系统(WQX)排水、卫生出入口污水和可降解废物处理系统(ZDT)产生的低放废水。这些废水收集、暂存于废液储罐，经检测后，若其放射性浓度高于排放限值，则储罐内废液经排放泵排至位于核岛厂房的废液处理系统(ZLT)处理，若其放射性浓度低于排放限值，则可直接排入核岛废液排放系统(ZLD)排放。

图1 WSR系统流程简图

废液贮槽收集厂房内固体废物处理系统(ZST)冲排水及相关设备间的地面排水，这部分排水放射性计量水平相对较高，需送往位于核岛厂房的废液处理系统(ZLT)处理。

三、主要设备参数设计

(一)上游系统设计输入。一是WB厂房内设置6台洗衣机，热洗衣房系统(WQX)洗衣废液最大排放量：112.8m3/天。二是WB厂房内可降解废物处理系统(ZDT)产生的低放废水量最多每三天排一次，每次3.4m3。三是WB厂房卫生出入口考虑到热更衣室供水管发生破裂的情况，每小时产生的排水量最大为3.89m3。四是ZST系统废树脂冲排水经检测后定期排放，每次最大排量为15m3。

(二)系统设备的参数及选型。系统洗涤废液排放量最大约为120m3/天，可设置3台有效容积为60m3的废液储罐，两用一备，可满足正常运行和大修期间每天的废水排放需求。ZST系统废树脂冲排水最大排放量为15m3，地面排水可相对较少可忽略不计，设置2台20m3废液贮槽，一用一备，即可满足废水排放需求。这里主要介绍60m3废液储罐和相应排水泵的设计与选型，20m3废液贮槽和相应排水泵的设计类似，本文不在赘述。

1.废液储罐设计。WSR系统3个废液储罐布置在WB厂房最底-6.5m层，房间大小为6.5×18.24m。根据厂房总体布置空间，将储罐设计为平底，封头选用碟形封头。依据压力容器相关设计规范及工艺要求，储罐设置了排气口、人孔、溢流口、排净口、废液出口、各系统的废液进口、泵的循环口以及液位监测仪表口，储罐总体大小设计为内径Ø4,500mm，高约4,912mm，可满足设计容积及厂房布置要求。

2.排水泵。

(1)额定流量。排水泵的流量需满足上游系统连续排水的需求，同时考虑废水储罐的排水时间，WB厂房主要上游排水为热洗衣房系统排水，考虑5台洗衣机单次同时排水量为9m3/h，废液储罐有效容积为60m3，可选泵的额定流量为20m3/h，即可满足最大流量排放要求。

(2)额定扬程计算。泵的额定扬程可按式2-1计算：

(2-1)

其中管道压力损ΔP包括直管段的摩擦阻力损失、管道组件的局部阻力损失、管内介质的静压差及过滤器前后压差三部分，其中管道的摩擦阻力和局部阻力还应有1.15的安全裕度。根据工程实际计算可得：额定扬程计算值H为39.05m。

泵的额定扬程一般取计算值的1.05倍，约为42m，泵的流量20m3/h。如此可得废液储罐排水泵的设计参数如下：类型：卧式离心泵；额定流量：20m3/h；额定流量下总扬程：>42mH2O；工作温度：5～50℃。

四、结语

工艺系统设计是核电厂设计的重要组成部分，尤其三废处理系统，要符合核电厂不同废液分类收集、废物量最小化原则，本文所述的放射性废水回收系统设计思路遵循了压水堆核电厂放射性疏水和排气设计准则，系统相关设备的选型也可满足厂房内系统功能要求及布置要求，可为后续工程设计提供一定的参考。