乏燃料后处理碱性流程的研究进展

乏燃料后处理碱性流程是用碳酸盐、氢氧化物等碱性物质的溶液作为介质进行乏燃料的溶解及铀、钚等元素的分离与纯化的方法。碱性条件下,乏燃料中的大部分裂变产物和次锕系元素并不溶解或者在溶解过程中转变为碳酸盐、氢氧化物沉淀。与已经实现工业化的PUREX(plutonium uranium redox extraction)酸性流程相比,碱性流程具有腐蚀性更小、流程更简单等潜在的优点。鉴于碱性流程的优点及其在乏燃料后处理中的潜在应用,日本、美国、俄罗斯、韩国等国家的科研人员已经围绕该流程开展了一些研究工作。本文首先介绍了各国建议的碱性流程的技术路线;然后逐一介绍了与主要工艺环节相关的基础研究的进展,包括乏燃料的氧化溶解、核素分离、试剂的回收等;最后对该领域面临的挑战和前景进行了讨论。

核电厂乏燃料水池扩容改造辐射防护技术实践与发展

在核电厂乏燃料水池扩容改造过程中,辐射防护工作至关重要。项目组严格按照安全标准制定辐射防护方案,从培训、模拟实操练习、剂量限值控制、辐射防护管理和防护措施、个人剂量监测、工作场所监测、工艺监测、突发事件的应急措施等方面作了全方位的准备,严格按照程序执行工作,为乏燃料水池扩容改造的顺利完成提供辐射防护保障。

RY-I乏燃料运输容器维保实施及经验反馈

随着我国核工业几十年的发展,核电站及其他研究堆产生的放射性废物逐渐增多,对于放射性废物与乏燃料的运输需求也与日俱增,而乏燃料安全运输的关键在于运输容器。RY-I乏燃料运输容器是49-2反应堆和49-3反应堆的乏燃料运输容器,它由核工业总公司第二研究院设计,1990年10—12月在523厂核容器试验场对RY-I乏燃料运输容器按《放射性安全运输规定》进行了正常运输条件下和事故状态下的实验,获得了成功。主要介绍RY-I乏燃料运输容器的维保,对RY-I乏燃料运输容器进行外观检查、结构检查、密封检查,确保其在维保后能够正常使用。对维保过程中的工作进行总结,例如:维保过程中需要更换O形圈,清理容器内壁,打压做密封检查。对维保过程中出现的问题进行原因分析,改进和经验反馈。

非能动补水对AP1000乏燃料池局部硼稀释的影响分析

AP1000非能动电厂在事故后采用非能动补水的方式为乏燃料池提供冷却,同时临界安全分析要求乏池硼浓度高于最低允许硼浓度,以保证足够的次临界裕度。基于AP1000乏燃料池设计,采用CFD流体分析软件,使用多孔介质模型和组分输运模型模拟非硼化水源补水对燃料贮存区域的非均匀硼稀释影响。分析结果表明,燃料贮存区的局部硼浓度受到非硼化水源的稀释作用有所降低。在有效控制补水的前提下,局部硼浓度最低降至约2 140 ppm,高于允许的最低硼浓度值,不影响乏燃料临界安全。

压水堆乏燃料水池冷却丧失事故分析

基于开发的SAAT-SFP程序对大亚湾核电站乏燃料水池假想冷却丧失事故进行分析,计算得到不同初始水位下较为全面的严重事故进程,包括乏燃料组件裸露和过热、包壳氧化和氢气产生、裂变产物释放、乏燃料组件坍塌和熔融物-混凝土反应(MCCI)等。同时,讨论了恢复冷却系统作为重要的事故缓解措施对事故进程的缓解作用。

乏燃料水池严重事故管理导则验证与确认

首先介绍了典型压水堆乏燃料水池的严重事故管理导则,并为了使理论分析工具更贴近实际,基于SAAT-SFP程序分析导则中的关键措施,对其进行了验证与确认(V&V)。发挥SAAT-SFP程序在乏燃料水池安全分析中的作用,进一步拓展SAAT-SFP程序的实际应用,对于发展和完善乏燃料水池的严重事故导则也具有重要的参考价值。

棱柱式高温气冷堆乏燃料贮存方案研究

介绍棱柱式高温气冷堆乏燃料贮存工艺方案,分析棱柱式乏燃料石墨组件特点,提出适于该类型乏燃料组件的贮存方案,为核能技术可持续发展提供支持。

选区激光熔化Ti-6Al-4V合金在模拟乏燃料后处理环境中的腐蚀行为

研究选区激光熔化(SLM)制备的Ti-6Al-4V合金在乏燃料后处理环境中的腐蚀行为。借助光学显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、电子背散射衍射以及电化学测试等手段研究SLMTi-6Al-4V合金的显微组织及耐蚀性。结果表明,相较于铸造合金,SLM Ti-6Al-4V合金在含氧化性离子的6 mol/L热硝酸溶液中的耐腐蚀性更好。进一步分析表明,SLMTi-6Al-4V合金具有α'+β的微观结构,β-Ti相含量较高且分布均匀,同时其晶粒尺寸较小、晶界密度较高,这种微观结构可提高其在含氧化性离子的硝酸中的钝化能力以及耐腐蚀性。SLM Ti-6Al-4V合金有望在乏燃料后处理过程中得到广泛应用。

国外乏燃料干法后处理设施进展

干法后处理技术具有介质耐辐照、临界风险低、工艺流程短、废物量小等特点,是核燃料后处理领域中适应性更高、处理对象更广的一种分离技术。干法后处理设施是实现干法后处理技术开发、验证和应用的关键场所。本文调研总结了国外干法后处理技术研发和示范设施进展,从设施建设背景、工艺基准流程、主要技术参数、设施布局设计和应用情况等多方面进行了分析和比较,并结合我国干法后处理技术发展现状和设想,提出了我国干法后处理设施发展建议。

基于D-D中子源的乏燃料组件钚含量测量装置设计

为了满足国际社会上对于乏燃料组件内特种可裂变材料钚的保障监督需求,以持续提供核材料信息,研究乏燃料组件内钚含量测量的非破坏性分析技术显得尤为重要。本文采用主动法,以压水堆乏燃料组件作为测量对象,D-D中子作为质询中子源,开展了乏燃料组件钚含量测量装置的设计研究。采用MCNPX软件,基于最大化探测器计数率和使各探测器计数率尽量一致的目的,对测量装置中的中子管与探测器组件距离、中子管慢化材料及其厚度、探测器组件与中子管高度差、探测器组件中慢化体厚度等关键参数进行了模拟计算。此研究为中子质询乏燃料组件钚含量测量技术研究及实验验证打下了基础。

乏燃料运输和储存容器中子屏蔽材料应用及研究现状

目的了解国内外乏燃料运输和储存容器中子屏蔽材料的类型,整理分析现有中子屏蔽材料的性能和特点,为应用于乏燃料运输和储存容器的中子屏蔽材料的研发提供一定参考。方法综述国内外应用于乏燃料运输和储存容器中子屏蔽材料的应用现状,对关键性能进行总结和比较,并提出其研究重点和发展趋势。结果目前,硼化不锈钢、碳化硼/铝复合材料、硼铝合金、聚合物基复合材料和屏蔽混凝土等中子屏蔽材料已应用于乏燃料运输和储存容器。结论随着核电厂高燃耗的发展趋势,未来乏燃料运输和储存容器对中子屏蔽材料的性能提出了更严格的要求,建议注重研发屏蔽性能优异、装配更换方便、耐辐照的中子屏蔽材料。

印度建成快堆乏燃料后处理示范厂

【印度总理网站2024年1月2日报道】2024年1月2日,印度总理莫迪在位于卡尔帕卡姆(Kalpakkam)的英迪拉·甘地原子研究中心(IGCAR)参加快堆乏燃料后处理示范厂(DFRP)落成仪式。该厂耗资40亿印度卢比(4800万美元)建设,采用独特设计,是全球唯一能够对快堆碳化物和氧化物乏燃料进行后处理的设施,为印度建设大型商业规模快堆乏燃料后处理厂奠定了基础。

乏燃料溶解器传动控制系统的研究设计

分析乏燃料溶解器传动控制的原理,设计了一套由PLC、伺服驱动器、编码器构成的闭环控制系统。对溶解器运行的速度控制方法进行了比选计算,结合运行要求设计核心控制功能并用ST语言实现了控制程序的技术储备。试验结果表明:系统运行流畅、精度满足要求,运行良好。

面向乏燃料干法后处理的减压蒸馏回收高纯金属研究进展

在乏燃料干法后处理中,通常使用减压蒸馏纯化阴极产物以及回收熔盐。本文围绕减压蒸馏在乏燃料干法后处理中的应用,系统地总结了该技术的总体进展,指出熔盐堆燃料处理过程中减压蒸馏技术将来需要重点解决的问题是高温、高放射性环境下的设备耐受性问题,与其他分离技术的结合,形成更加完善的熔盐堆燃料处理体系是将来的发展趋势。综述了当前熔盐系统的选择与优化、蒸馏设备与参数的优化方面的研究进展,指出减压蒸馏技术将来发展的重点是进一步优化熔盐系统,探究不同熔盐体系对于分离乏燃料中各种元素的适应性,并优化蒸馏设备的设计及参数,以提高分离效率和回收率。

核化工乏燃料后处理厂A2O-MBR污水处理站的设计应用

A2O-MBR是处理生活污水的一种经济有效工艺,一体化污水处理设备适用于中小水量的分散式污水处理。某核化工乏燃料后处理站污水站采用A2O-MBR工艺的一体化污水处理设备进行设计,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A排放标准,并满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2020)中道路清扫和城市绿化指标的要求,吨水运行电费1.10元,药剂费不含碳源时0.91元,含碳源时1.43元。同时,污水处理站采用三维正向设计,保证设计正确率,缩短设计和施工期。

乏燃料后处理项目暖通建安工程费计价研究

立足乏燃料后处理项目,围绕不同设计阶段展开研究。分析了暖通专业在初步可行性和可行性研究阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段的计价特点,阐述了暖通专业建安工程费计价方法,以期为同类项目标准化计价提供参考。

M310机组乏燃料厂房大厅温度低原因分析及优化措施

福清核电1~4号机组均设置有核燃料厂房通风系统,该系统主要为维持设备完成一般功能所需要的环境温度、限值环境空气中水蒸气含量,避免水蒸气在乏燃料水池大厅内壁结露及在事故情况下,把排风的放射性降低到居民可接受及允许排放的水平。核辅助厂房通风系统是连续运行的直流式全新风系统,当环境温度低时,核辅助厂房的温度通过热水生产系统9SES与核岛冷冻水系统DEG共同作用,以维持各厂房温度在要求范围之内,然而福清核电1~4号机组乏池燃料大厅在冬季频繁出现DVK031KA乏燃料厂房温度低报警,该报警的出现违反FSAR要求。因此本文从乏池大厅热量传导、温度控制出发,通过计算相关热量损失、设备手自动运行及实验验证对比的方式分析乏池大厅温度控制,最后提出相关改进措施以实现满足乏池大厅温度控制的要求。

莫尔泰克斯WATSS乏燃料循环工艺获得加拿大专利

【莫尔泰克斯能源加拿大公司网站2024年1月11日报道】2024年1月11日,莫尔泰克斯能源加拿大公司(Moltex Energy Canada)宣布其名为WATSS的乏燃料循环工艺已在加拿大获得专利授权。这一工艺可用于处理任何氧化铀乏燃料,有三种产物。主要产物是由超铀元素、铀和裂变产物构成的盐,这种盐可用于制造熔盐堆燃料。另外两种产物分别是铀和少量裂变产物。

乏燃料后处理放射性料液取样柜制造工艺

介绍了乏燃料后处理放射性料液取样柜的功能和结构,分析了取样柜中内壳箱体和屏蔽层的技术难点,由此提出制造工艺。将取样柜内壳箱体分为底部壳体、顶部壳体、中部壳体三个部分独立制作,再组装定位组焊,进行密封性试验。所提出的取样柜内壳箱体和屏蔽层制造工艺可以为类似乏燃料后处理箱体的制造提供参考。

国外乏燃料后处理厂临界事件研究与探讨

随着国内外乏燃料后处理技术的不断发展,为核能的可持续发展奠定了坚实基础。同时,乏燃料后处理设施中在剪切、溶解、萃取、蒸发浓缩的各个环节都可能发生事故,尤其是临界安全问题更是不容忽视。近年来,国外一些乏燃料后处理厂发生的临界事故,给我们敲响了警钟。本文对国外后处理设施的事故进行了总结和分析,对导致临界事故的原因进行了深入研究和探讨,并给出了我国后处理在设计上、严格执行规程上的相关建议。