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核辐射与电磁辐射环境保护标准
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1 主题内容与适用范围
本标准规定了轻水堆核电厂放射性废液处理系统(以下简称本系统)的设计、建造和运行的最低技术要求。
本标准适用于轻水堆核电厂放射性废液处理系统的设计、建造和运行。对类似反应堆的放射性废液处理系统亦应参照使用。
本标准中,放射性废液处理系统的起点是反应堆压力边界接口和其他系统排放管线出口(包括蒸汽发生器排污系统)及可能排出放射性废液的污水池或地漏;它的终点是向环境控制排放的出口,通向放射性固体废物处理系统的接口和为了复用而返回贮存池的接口。
2 引用标准
GB 6249 核电厂环境辐射防护规定
HAF 0200 核电厂设计安全规定
3 术语
3.1 化学废液
具有高电导但不含肥皂、洗涤剂、油脂等组分(或类似有机物)的放射性废液。
3.2 去污废液
沾污放射性的设备、部件和工具在去污过程中产生的放射性废液。不包括个人防护用品去污产生的废液。
3.3 洗涤废液
具有低放射性浓度并含有洗涤剂、肥皂或类似有机物质的放射性废液。
3.4 低纯(地漏或脏)废液
具有中等电导(通常为50-200S/cm)只含中等量不溶性固体颗粒(通常为20-500ppm)及放射性物质的放射性废液。
3.5 必须、应该、可以
“必须”表示必要条件,是强制性要求;“应该”表示推荐或建议,“可以”表示允许,既不表示要求,也不表示推荐。放射性废液处理系统必须按照本标准规定的要求进行设计、制造和运行,而不一定采用其中的建议。
4 目标
本标准所规定的一系列要求之目的是使放射性废液处理系统达到本章所规定的安全目标、设计目标和运行目标。
4.1 安全目标
4.1.1 本系统的设计、建造和运行,在向环境释放放射性物质时,核电厂职业工作人员和公众所受到的辐射照射必须保持在可合理达到尽量低的水平。
4.1.2 应该确保在所有运行和事故工况下,核电厂职业工作人员和公众所接受的剂量当量不超过国家有关规定的相应限值。
4.2 设计目标和运行目标
4.2.1 本系统应能安全地处理、贮存和排放核电厂的各种放射性废液。
4.2.2 经本系统处理后的排出液中的放射性物质的浓度及年排放量必须不超过主管部门规定的运行目标值。
5 放射性废液的来源
5.1 压水堆电厂废液的来源
5.1.1 杂项废液
杂项废液来自地漏排液、取样装置废液、辅助系统离子交换器和过滤器废液、余热排除系统、反应堆冷却剂辅助系统(包括硼回收系统排水)、紧急堆芯冷却系统、反应堆安全壳冷却系统、工艺设备冷却系统、燃料装卸系统、废物处理系统和蒸汽发生器排污等系统。
5.1.2 化学废液
化学废液来自放化实验室排液,化学清洗去污废液,离子交换树脂再生废液和其他含有高浓度化学试剂的放射性废液。
5.1.3 洗涤废液
洗涤废液来自洗衣房废液,工作人员淋洗废液及其他含有洗涤剂和肥皂的放射性废液。
5.1.4 二回路系统废液
二回路系统废液来自蒸汽发生器排污,汽轮机厂房排液,二回路系统离子交换器的废再生液和过滤废液。通常,这类废液为非放射性废液。只有当一回路的放射性液体漏入时,此类废液才可能成为放射性废液。
5.2 沸水堆电厂废液的来源
5.2.1 高纯废液
高纯废液来自:干井、反应堆、汽轮机、放射性废物处理,辅助厂房和燃料厂房中的设备排液;超声波树脂清洗器排液,粒状树脂反洗与输送废液,燃料池水过滤器和除盐器的反洗液与洗涤液相分离器的澄清液。
5.2.2 低纯废液
低纯废液来自:干井、反应堆、汽轮机放射性废物处理厂房或燃料厂房的地面排水。
5.2.3 化学废液、洗涤废液
化学废液来自:放化实验室排液,化学清洗去污废液,离子交换树脂再生废液和其他含有高浓度化学试剂的放射性废液。
6 系统要求
6.1 工艺设计
图1是压水堆放射性废液处理系统原理流程图;图2是沸水堆放射性废液处理系统原理流程图,这两个流程表示了系统的分界线和一些可供选用的处理方法。
虽然废液有很多种类,某些废液是可以合并处理的。但洗涤废液应该单独处理。
在压水堆中,反应堆回路排水,通常在硼回收系统中处理,并作为反应堆冷却剂补给水复用。若不复用则应该送到放射性废液处理系统作进一步处理后排放。
系统中必须设测试装置,以便定期地测定系统中处理设备的性能。
6.1.1 处理要求
6.1.1.1 压水堆核电厂杂项废液
处理杂项废液的系统可采用过滤、混凝沉降、蒸发、离子交换等手段,可依需要选用不同的流程组合。可采用过滤作为蒸发的预处理手段,以减少沉积,蒸发后的二次冷凝液也可用离子交换进一步净化。
6.1.1.2 化学废液
化学废液通常应单独处理。如果化学废液的固体含量或放射性浓度很高时,则可以直接送往固体废物处理系统处理。
在设有单独的化学废液处理系统中,设计时必须考虑化学调料和蒸发工序。冷凝液应采用离子交换发进一步处理。
6.1.1.3 洗涤废液
洗涤废液处理系统应该设有过滤装置,并按废液的水质水量选用合理流程进行处理。
6.1.1.4 压水堆电厂二回路系统废液
对于这种废液如单独设立蒸汽发生器排污处理系统,则必须包括过滤和离子交换或相应的处理过程,并必须设有使蒸汽发生器排污送往该处理系统的措施。汽轮机厂房的排污液一般不需要处理;但必须提供放射性监测和转移这种废液到处理系统的设备。
杂项废液处理系统可以用来处理汽轮机厂房及蒸汽发生器的排污液。
在化学废液处理系统或二回路处理系统中应该包括二回路系统离子交换树脂再生液和过滤液的处理措施。
6.1.1.5 沸水堆电厂高纯废液
这种废液必须用过滤、离子交换或蒸发的方法来处理,并应最大限度地复用。
6.1.1.6 沸水堆电厂低纯废液
这种废液必须用过滤、离子交换、蒸发等手段处理。
6.1.2 废液的排放
经过处理的废液在向环境排放前,必须先送往监测槽逐槽分析,符合排放标准后方可排放。
6.1.3 选择设备的工艺依据
为了保证达到第4章“目标”中规定的要求,应该根据下述情况来选择放射性废液处理系统的设备或部件。
6.1.3.1 过滤
过滤设备的选择主要考虑的是颗粒的含量和颗粒的粒度分布。
过滤器外壳和芯子的结构必须设计成在拆除过滤器芯子时,可最大限度地减少对操作人员的照射。整个装置中的装卸设备应该标准化。
6.1.3.2 离子交换
离子交换设备的选择主要考虑可溶盐总浓度和离子的类型。应该合理选择离子交换器的树脂类型,床层厚度和被处理废液的通过速度,以保证达到表1中所示的最低去污系数。
6.1.3.3 反渗透
反渗透设备有时可用于处理中等含盐量或者高含盐的废液。
6.1.3.4 蒸发
成分比较复杂,浓度变化范围较大的废液,可以采用蒸发处理。
6.1.4 去污系数的确定
应该采用表1中给出的数值来计算各种处理设备的性能和系统的总性能,但氚和溶解气体除外。
6.1.5 复用的可能性
放射性废液处理系统应该尽可能考虑复用要求以维持整个电厂的水量平衡和水质要求。洗涤废水经处理后一般不复用。
在各个分系统中,必须设有水质测量装置,处理后的不合格废液应返回到各分系统的收集槽或其他分系统,以便重新处理。
6.2 系统设计和建造
6.2.1 抗震设计
a. 本系统的设备设计不需要考虑抗震因素。
b. 安装放射性废液设备的场所必须设计成在运行基准地震条件下能容纳废液槽的全部液体。
6.2.2 材料
本系统各受压部件材料必须满足《钢制石油压力容器设计规定》1)中的有关要求。
材料选择,必须考虑在正常运行以及预期运行条件下的腐蚀去污和辐射效应。
注:1)由石油化工总公司、化学工业部、机械工业部联合发布。化学工业出版社1985年出版。
6.2.3 焊接
a. 所有承压部件和管道的受压边界的焊接,都必须由经过考试合格的焊工,按照JB741《钢制焊接容器技术条件》和GB235《工业管道工程施工及验收规定》完成。
b. 放射性废液处理系统中的承压部件,应尽量采用焊接结构。
c. 在输送含固体颗粒多的液体、树脂或其他颗粒性物质的管线内,不要使用垫环。
d. 输送泥浆、废离子交换树脂的管线应该采用带自耗焊料的对接焊,要求焊缝内壁光滑,放射性物质在焊接点的沉积最少(但为维修与操作所设的法兰与活动连接应除外)。
6.2.4 取样
废液在处理前后应该取样,取样应具有代表性。对其常量组成和放射性水平分别进行测定。并不定期地测量放射性核素组成。
取样的要求和建议见表2。
6.3 质量保证
6.3.1 设计和订购
a. 设计和订购文件的管理
设计和订购文件必须由设计部门中的非起草人员审校,对这些文件的修改也必须审核。
b. 订购材料设备和供货的管理
必须制定措施,以保证设备材料的供应部门和建造部门按照订购文件中所规定的质量要求供货。可以通过测试或鉴定来达到此目的。
c. 装卸、贮存和运输的管理
必须对设备材料的装卸、贮存、运输和保管加以说明,以防损伤、变质和降低清洁度。
6.3.2 制造
a. 检查:必须由质量检查部门指定和执行检查大纲,以评定是否符合设计文件所提的全部质量要求。大纲中必须包括各设备及部件在装配前后以及在其修正、钝化之后的外观检查。
b. 检验、试验和状态显示
必须制定措施对已经满意地通过检验与试验要求的项目予以鉴定。
c. 不合格项目的鉴定与修正措施
必须制定措施,按订购文件或现行规范要求审核项目,应对不合格项目制定出相应的补救措施,并对这些措施予以鉴定。
7 设备要求
7.1 槽
7.1.1 排气和溢流
常压槽必须设有排气口。排气口的尺寸应该足以防止超压或形成真空。废液槽的排气必须送往厂房排气系统并经过滤处理。废液槽必须设有溢流管,根据槽中废液的特性,将其接到地漏或适当收集点。室外放射性废液槽必须设有排水沟并坡向集水池。排水沟或集水池必须设有通往放射性废液处理系统的输送设备。
7.1.2 排水和清洗
废液槽必须无裂纹与凹陷(尤其是底部)尽可能倒空并设有清洗与去污装置,对废液槽的泄漏,必须有相应的措施。
7.1.3 爬梯和人行道
在封闭槽的顶部必须设有人孔,并有爬梯与之相连。
7.1.4 槽的连接
槽的所有连接管和接头,必须采用焊接,但是带复面的槽或玻璃槽除外。
7.1.5 搅拌
为保证取得有代表性的样品,应该有液体搅拌装置。
7.2 泵
7.2.1 密封
泵应具有可靠的机械密封,为了冲洗密封件,用于输送泥浆或高浓度溶液的泵应设有水管。泵及其管线的连接应该设计成易于进行密封件的更换和修理,并须有收集密封泄漏液的措施。
7.2.2 排气和排水
泵外壳必须设有排气管和排水管。应该分别收集泵底盘排水,轴封和外壳排水,只有在泵抽吸水与底盘排水,按水质可以在同一系统处理时,才可混字一起收集。
7.3 阀门和管道
7.3.1 阀门控制
可采用气动阀或电动阀,经常操作的阀门应该能从控制盘进行远距离操作。不经常操作的阀门可以是手动或通过传动杆操作。
7.3.2 阀门类型
用于放射性泥浆的阀门应该是波纹管阀,隔膜阀或具有相同密封性能的阀门。
7.3.3 阀门填料