夯实基础 深化改革 创新驱动 为提高核心竞争力铺路——中核第四研究设计工程有限公司发展纪实

题记：中核第四研究设计工程有限公司是由原中国核工业第四研究设计院（简称核四院）于2009年改制而成的。核四院成立于1958年,是新中国组建的第一个大型铀矿冶设计院,现今发展成集设计、咨询、监理和工程总承包等为一体的综合性国家甲级研究设计工程公司,拥有工程设计、咨询、监理等各项甲级资质23项。

“OCS”控制系统在原料药项目设计中的应用研究

针对目前原料药项目控制系统普遍存在的问题提出了一种新的“OCS”控制系统,通过对“OCS”控制系统基本原理的介绍,阐述了“OCS”控制系统较PLC系统及DCS系统的优势,并通过项目实例佐证了“OCS”控制系统的优越性。总之“OCS”控制系统主要通过组件iDTU和RJU的组合,将传输信号由传统的电信号转换成光信号,完美地解决了原料药项目控制系统设计中防爆、线缆过多等诸多难题。

中国铀矿冶放射性废物管理战略研究

回顾了铀矿冶的发展历程,介绍了铀矿冶放射性废物管理体系和废物处理处置现状,分析了当前铀矿冶放射性废物管理中存在的问题,提出了铀矿冶废物管理的基本思路、工作目标、重点任务和保障措施,旨在为今后铀矿冶废物的科学管理提供指导。

中国稀土废渣时空分布与区域处置策略研究

稀土资源开发利用过程产生的部分废渣属于伴生放射性固体废物,安全、有效处置该类废渣是当前稀土行业发展亟待解决的问题。采用调研分析方法,按照稀土类型及来源,对稀土采选过程产生废渣的种类、产率、产量和放射性核素活度水平分别进行了统计,结合稀土行业发展规划,初步估算了典型省(自治区)的稀土废渣存量和增量;梳理了当前稀土伴生放射性废渣处理处置现状及存在的问题,提出了区域填埋处置策略;建议全国实行7+x形式,参照内蒙古自治区包头市的处置形式,建设稀土废渣库,集中收集处置本省(自治区)的稀土伴生放射性废渣。基于废渣存量及增量估算,本研究给出了各省(自治区)稀土废渣处置规模建议。

高放废物地下实验室岩壁吊车梁优化设计研究

北山高放废物地质处置地下实验室是中国首个研究高放废物地质处置的地下实验室。在该地下实验室-560 m的主试验水平内布置了起重量为5 t的电动单梁起重机岩壁吊车梁。本研究以相关设计规范为依据,阐述岩壁吊车梁的计算方法及设计步骤,并提出了对于起重机吨位较小的岩壁吊车梁的优化设计方案。优化方案可有效节省岩壁吊车梁的材料和宝贵的地下空间,本研究结果对小吨位起重机岩壁吊车梁设计有借鉴意义。

基于生物刺激的中性地浸采铀地下水修复试验研究

以某中性地浸铀矿山采区内地下水为研究对象,基于生物刺激修复方式,加入碳源,开展了地下水+砂岩混合体系的污染修复室内试验,筛选得到了优势碳源,确定了优势碳源的最佳投加水平,并验证了优势碳源对U的修复效果。结果表明,乙醇对中性地浸地下水中U的修复效率最高,可达97.48%,修复效果与pH和Eh显著相关(Pearson’s r>0.7,P<0.01)。乙醇的生物代谢过程对水-岩体系的扰动较少,能保证HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等离子环境的相对稳定,更易实现地下水中U的长期稳定。

两种降低环氧乙烷聚合的方法设计研究

针对环氧乙烷易燃、易爆、易聚合的特点,介绍了两种降低环氧乙烷发生聚合反应的方法,详细阐述了制冷设施、“大循环”与“小循环”的设计,其合理设计对环氧乙烷储罐及管路系统的安全运行起着至关重要的作用。文章创造性地解决了困扰环氧乙烷储存及使用的一大难点,核心理念在于保证该类工程的安全性和经济性。

BIM在未来建筑设计中的应用

BIM即建筑信息模型,BIM技术被认为是建筑行业继CAD之后的第二次科技革命。BIM技术的诞生与发展为建筑业带来了新契机,同时也会对未来建筑设计产生重要影响。BIM技术的应用价值主要体现在贯穿于建筑全生命周期之中的信息化数据传递与共享,在未来设计中BIM技术也将得到广泛应用。基于此,本文分析了BIM技术对未来建筑设计的促进作用,并就BIM技术在未来建筑设计中可能遇到的难题与对策进行探究。

大空间工业厂房暖通空调设计研究

在当前工业厂房设计施工的过程中,空调与除尘系统已经成为重要组成部分,保证厂房生产设备运行安全与人员健康舒适。在实际应用过程中,针对其中存在的问题进行分析研究,并采取相应的解决措施,保证暖通空调系统能够在实际应用过程中发挥出更好的作用。本文就大空间工业厂房岗位送风与通风进行分析研究,并提出了一些可行性意见,希望能够对相关人员提供帮助。

地浸开采井场抽注单元优化设计研究

地浸开采井场抽注单元可能出现注液量大于抽液量的情况,造成部分浸出液扩散至溶浸范围之外。通过采区目标优化方法,对井场单孔抽注液量进行优化计算,能够实现采区每个抽注单元的抽注平衡,保持总抽液量大于总注液量0.5%,使浸出液尽可能控制在井场范围内。根据优化结果调整各抽注单元的抽注液量,可实现采区同时投产、同时退役。

MVR处理中性地浸采铀矿山蒸发池废水技术研究

采用自然蒸发工艺时,单靠蒸发池面积的增加不足以处理大量的放射性废水。以某中性地浸采铀矿山的电渗析浓水和蒸发池废水为研究对象,采用MVR蒸发工艺,考察了不同压力和温度下的冷凝水水质情况和蒸发效果。结果表明,冷凝水可达到排放或回用标准,减容率达95%;在0.07 MPa、90℃时,MVR的蒸发效果最好。

氡在大气扩散数值模拟中的湿沉降参数研究

在以氡为特征污染物的大气扩散数值模拟中,因其湿沉降参数一般采用缺省值而造成了计算精度的不确定性。为了确定氡湿沉降参数的影响因素和特征值,自主研制了试验装置模拟降水过程,综合分析了初始氡活度浓度、降水强度、降水pH与氡湿沉降率和清除效率的关系。结果表明,氡在大气环境中的湿沉降率与初始氡活度浓度和降水强度呈线性相关(R^(2)>0.99),清除效率与初始氡活度浓度、pH均表现出弱相关性。以气相氡为典型对象,当湿沉降率在31~2 653 Bq/(m^(2)·h)时,可预测氡的清除效率保持在0.55%~0.65%。研究得到的降水强度与湿沉降参数的指数函数关系式可为氡的大气扩散数值模拟提供参数依据。

核设施实物保护系统有效性分析方法研究

实物保护系统的有效性分析是检验核材料和核设施是否处于安全受控状态的关键环节,其安全性与合理性至关重要。本文综合考虑了影响实物保护系统的各类因素,分辨实物保护系统的薄弱环节,为改善和提升实物保护系统的可靠性和稳定性提供了技术支持与数据支撑。本文对实物保护系统有效性分析算法与模型展开对比分析,对EASI模型、SAVI模型、HPEP算法(基于A*算法的启发式有效性评估)和河北省核安保技术创新中心-实物保护系统设计薄弱性分析与评价系统各自优缺点进行归纳总结。最后提出面向工程应用的实物保护系统有效性分析算法的研究方向与思路,为后续相关算法优化、研究提供参考。

铀矿污染土壤γ剂量率与核素活度的表征关系

为了对铀矿冶退役治理源项调查作出快速、准确的判定,解决调查过程中存在的测量周期长、检测手段繁琐等问题。以某铀矿污染土壤为研究对象,通过分析铀系核素不平衡条件下的衰变特点,采用半无限大体源估算模式计算了不同垂深污染土壤所致表层关注点的γ剂量率,根据铀系核素的剂量率贡献及对不同垂深的影响,推导出土壤表层γ剂量率与核素活度的表征关系。结果表明:铀系核素所致关注点γ剂量率主要由^(234m)Pa、^(214)Bi和^(214)Pb三个子体贡献,占比为96%;土壤表层(20 cm)污染核素所致关注点剂量率占比约为94%;根据铀系核素分段平衡理论及铀镭平衡系数,推导出以^(238)U和^(226)Ra为代表核素,与土壤表面γ剂量率的表征关系,经与实际监测结果进行对比,偏差在±5%以内。以此为依据可快速识别土壤的污染范围,提高源项调查监测布点的效率,为科学客观的开展污染土壤源项调查提供了新思路。

核电厂卧式储油罐抗震性能分析与评定

卧式储油罐是核电厂中为应急柴油发电机组提供燃料的重要存储设备。在进行抗震计算分析时,需要考虑储罐内液体晃动效应对设备的影响。依据Housner理论对液体晃动的动液压力进行了分析和计算,应用有限元软件ABAQUS对卧式储油罐进行了建模和抗震分析,介绍了设备的载荷和使用限制及液体晃动的动液压力的计算方法,采用反应谱法计算得到了卧式储油罐在地震载荷下的应力响应,按照相关标准规范对设备在不同载荷作用下的应力进行了校核和评定。计算结果表明,卧式储油罐的结构强度满足相关抗震规范要求,能够保证在地震工况下的结构完整性和可靠性。为卧式储油罐的优化设计和抗震评估提供了参考,为进一步掌握卧式储油罐的抗震分析方法积累了经验,对保证核电厂设备的可靠运行具有重要意义。

独居石碱转滤液精细过滤工艺改进研究

在独居石碱转滤液的精细过滤生产中,采用铁板框压滤机压滤存在过滤效果差、自动化水平低、过滤后温度下降多等问题。对现有精细过滤工序进行改进,研究了表面过滤器作为碱转滤液精细过滤设备的适用性。结果表明,滤芯为PP、PTFE膜材质的表面过滤器,其1.0 h后过滤截留率均高达93%;明显高于铁板框压滤机的截留率。与铁板框过滤相比,表面过滤器过滤效果好、自动化水平高、溶液保温效果好,可较好地应用于独居石碱转滤液的精细过滤中。

遥感技术在核电陆域生态环境状况评价中的应用研究

利用某核电站区域2016年Landsat系列卫星影像进行遥感分析,主要使用ENVI和ArcGIS软件,分析方法包括遥感图像处理、图件制作和数据分析,以获取土地利用类型、植被覆盖度和土壤侵蚀强度的图件和数据。通过遥感技术可判定研究区6类土地利用类型面积和分布;可较为精确地进行植被覆盖度的计算,对于研究区小斑块的分析更具有优势。利用土地利用类型和土壤侵蚀强度数据综合计算得到土地胁迫指数。最终利用遥感技术为核电陆域生态环境状况的评价提供解决途径。

高放地下实验室紧急避险系统设计研究

高放地下实验室既是用来了解深部地质环境和地应力状况、获取深部岩石和水样品、在真实深部地质环境中验证工程屏障长期性能的试验设施,也是开发和验证处置库施工、建造、回填和封闭技术的重要手段,是高水平放射性废物处置工艺技术研发必不可少的关键平台。针对地下实验室可能存在的安全风险,开展了紧急避险系统建设原则、避险系统布置方案研究,旨在为地下实验室的安全运行提供可靠保障。

核安保相关理论研究与实践探索

为进一步完善国家核材料监管体系,夯实中国核安保事业发展基础,同时,也为国际社会防范核恐怖主义和“一带一路”中核能领域国际合作提供有效的中国核安保方案,开展核安保相关理论的研究和实践探索。通过分析核安保本质目标和核心关注点,提出建立国家层面和核设施层面的核安保防线的架构,并具体说明架构内容。结果表明:国家核安保工作应该确保国家监管范围内的核材料在其全生命周期内均处于受控和受保护的条件下。国家层面的核安保工作应从源头、过程、后果3个管控阶段加强对核材料的安全监管。核设施层面的核安保工作是国家核材料安全监管工作实施层面的具体管控手段,其核心目的应该是防范核恐怖主义威胁。

HJ 1258—2022《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术规范》解读

为确保核技术利用放射性废物和废(旧)放射源的安全贮存,规范核技术利用放射性废物库选址、设计与建造工作,生态环境部将《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术要求(试行)》升级为技术标准HJ1258—2022《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术规范》,笔者从编制背景、修订思路、主要修订内容等方面介绍了HJ1258—2022与原技术要求的变化,旨在为核技术利用放射性废物库的选址、设计与建造提供技术支持。