[发明专利]核电站放射性湿固体废物包装容器处置单元和处置方法

说明书

技术领域

本发明属于核电站废物处置领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站放射性湿固体废物包装容器处置单元和包装容器处置方法。

背景技术

目前，核电站、核技术利用产生的低、中放射性固体废物通常采用近地表处置方案，废物处置需要满足GB9132《低中水平放射性固体废物浅地层处置规定》、GB16933《放射性废物近地表处置的废物接收准则》的要求。

近地表处置方案根据建造与运行期间处置单元底板与处置场地的相对标高通常可分为：地上、地下和半地下三种方式，其中，地上处置方式示意图请参见图1所示。

在图1中，装有低、中放射性固体废物的废物桶按设定的堆码方式堆码在处置单元格中，浇筑水泥沙浆将桶间缝隙密实；将单元格填充满后对单元格进行封盖，待一批单元格堆码满之后，采用约5m厚的覆盖层对单元格进行覆盖。覆盖层主要用来防止地表水浸入单元格。在处置单元下部，设置了排水管网，万一单元格通过覆盖层渗水后，采用排水管网将渗析水尽快导出，防止长时间浸泡废物包，引起大量放射性核素释放，需将放射性核素阻滞在处置场场址之内，确保废物处置安全、可控。

交联聚乙烯高整体容器(简称HIC)是一种由高密度聚乙烯材料加工而成，具有良好的抗生物降解性、化学稳定性、热稳定性以及耐辐照性的容器，用于处理、处置核电厂产生的未经固化的放射性湿固体废物。HIC能够实现内容物有效的包容，在处理和处置废物时不具有放射性屏蔽的功能。

HIC在美国、加拿大，墨西哥和韩国等国家得到广泛的应用，其中，美国在HIC处理、处置低、中放湿固体废物方面已有30多年的经验。目前，国内核电厂已采用HIC工艺处理湿固体废物(废树脂、活性炭、废滤芯等)，国内新建的核电厂也会在技术甄别的基础上陆续采用HIC工艺。国内通过HIC标准的研发工作正逐步加强HIC性能的认识，但HIC处置技术的研究尚处于起步阶段，如何安全的处置HIC是当前工程中亟须解决的问题。

随着HIC容器在核电厂固体废物处理工艺中的逐步推广，国外已开展HIC容器的处置研究，并在相关处置场中进行了应用。目前，美国有2座用于处置HIC容器的中、低放处置场，分别是位于南卡州的Barnwell处置场和位于犹他州的Clive处置场，均将HIC装入混凝土容器后再进行处置。

Barnwell处置场将交联聚乙烯HIC货包放在混凝土屏蔽容器中，盖上顶盖，可堆码两层；之后进行回填及添加各种覆盖层，主要有结构回填、低渗透性土壤，塑料衬里、排水层、植物层和加强型覆盖层等。

Clive处置场将HIC放入混凝土屏蔽容器或大型的混凝土池中，浇筑细砂填充混凝土屏蔽容器或HIC桶之间的空隙，然后铺一层覆盖层，防止外界侵蚀。

这两个处置场所接收的废物包在处置时均采用简易的近地表处置方案，仅靠简易的工程屏障和自然屏障实现其安全要求。Barnwell处置场存在一定的放射性核素泄露，由于这种倒梯形沟槽处置方式安全性较低，该方法在世界各国的使用越来越少。

我国目前应用HIC的核电厂均位于沿海，后续机组将在技术甄别的基础上陆续选择HIC废物处理工艺。目前，国内针对HIC的处置研究尚处于起步阶段，未见到可行的工程设计方案报告。预计在未来10-30年，核电厂产生的废物包主要是400L金属桶、200L金属桶次之，少量HIC桶，从废物处置需求和经济性角度分析，宜将HIC与金属桶混合处置。单元格堆码按一年至少能处理HIC量44个考虑，单元格剩余的空间根据当年实际送货包量灵活调整400L桶、200L桶堆码方案。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种放射性湿固体废物包装容器处置单元和包装容器处置方法，以实现不同废物包装容器的综合处置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站放射性湿固体废物包装容器处置单元，其包括单元格，其中，单元格设有位于单元格底层的承重竖井和位于竖井周侧的金属桶，交联聚乙烯高整体容器置于所述竖井内。

作为本发明核电站放射性湿固体废物包装容器处置单元的一种改进，所述竖井包括混凝土材质的顶板和四壁，所述交联聚乙烯高整体容器置于所述竖井内并与竖井呈间隙设置。

作为本发明核电站放射性湿固体废物包装容器处置单元的一种改进，所述单元格内包括间隔设置的多个竖井，竖井之间填充有金属桶。

作为本发明核电站放射性湿固体废物包装容器处置单元的一种改进，所述竖井周侧的金属桶设置为多层和/或多行排布。

作为本发明核电站放射性湿固体废物包装容器处置单元的一种改进，所述多层和/或多行排布的金属桶之间留有间隙，间隙中浇灌混凝土。