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技术 | 博胡尼斯V1核电厂的创新去污净化与退役方案(上)

北极星电力网新闻中心  来源:西屋核能    2019/4/23 11:00:09  我要投稿  
所属频道: 核电   关键词: 核电技术 放射性废物 核电厂

北极星核电网讯:西屋电气公司已启动一项为期五年的项目,负责拆除斯洛伐克博胡尼斯V1核电厂的VVER-440反应堆。Joseph Boucau和Tomáš Klein就如何运用3D建模确定切割一回路元件和处理放射性废物的最佳方案予以说明。

(来源:微信公众号“西屋核能”  ID:wecchinanuclear)

在距斯洛伐克共和国雅思洛夫博胡尼采村2.5公里之处的博胡尼斯V1核电厂,西屋正在研究欧洲首批将要拆除的VVER-440机组,这是该公司迄今为止负责执行的最大的拆除项目。博胡尼斯 V1核电厂拥有两台V-230型VVER-440机组(每台440兆瓦)。这两台机组分别于2006年12月31日和2008年12月31日停止运行,寿期分别是26年和27年。斯洛伐克核能退役公司(JAVYS)于2017年10月公开招标,西屋电气公司与斯洛伐克核能研究机构-VUJE合作获得了该拆除合同。目前,西屋已开始拆除两个反应堆冷却剂系统。

当时JAVYS公司的招标要求是投标人需具备经过验证的去污、拆解和废弃物包装等方面的专门技术,并在时间表(约五年)紧迫的情况下提出创新性的拆除解决方案,同时还要满足最高的安全标准。因此,西屋和VUJE必须密切合作,研究和设计全新的工具、设备和程序,并准备场地处理去污、拆除、分割、包装和管理约9500吨的受污染的和辐照的组件废弃物。

这些部件包括一回路(蒸汽发生器、主泵、一次隔离阀、稳压器,气泡罐和主管道)、反应堆容器内部构件、反应堆容器、辅助设备、核电厂系统和其他元件,例如环形水箱,还包括存储在专用位置的高放运行废物。

在时间紧任务重的情况下,项目团队设计出了特殊的技术方案,其中包括为将要进行的水下分割工作修建了两个新水池,并将汽轮机厂房改造重新分成了干式切割车间,以便用于分割每台机组的六个蒸汽发生器。

在现场作业开始之前,JAVYS设法完善了之前为博胡尼斯 V1核电厂进行的拆除和去污活动,以确保作业妥善进行,并且保证物料运输路线的可用性。此举为项目团队开始现场活动提供了适当的框架。

计划在1号机组安装12.20米深,18.30米长的水池 - 被称为湿切割车间的示意图。

策划和设计活动

在这个复杂的项目中,所有活动都必须与客户联手进行全面规划,不同作业场所之间接口的方方面面必须进行良好和充分的沟通。针对堆内构件辐射水平以及现场作业的具体要求等详细信息,各方的密切合作对于成功完成工装夹具、设备和程序的规划和设计是至关重要的。

该项目的第一年主要是进行工程研究,以确定分割每个组件的最佳工艺和工装夹具,以及设计和制造设备。项目团队还编写了拆除每个科目的规程。在现场作业开始之前,对设备和程序进行测试以确保操作人员按要求严格操作。反应堆堆内构件和压力容器的分割试验和鉴定将在设备送至现场之前在瑞典韦斯特罗斯一家特别设计的西屋试验设施中进行。

在开始拆除活动之前,项目团队在博胡尼斯进行了全面的标定和锁定活动、清除石棉、放射性表征,取样和去污,以确保操作过程的安全性。

设计和切割方案

为了设计用于湿切割活动的先进工装夹具,西屋公司运用了三维(3D)建模技术,以便选择切割部件的最佳方案,并兼顾放射性和包装制约的因素。

西屋选择机械切割作为湿切割的实施方案,因为该技术不会产生气体、气溶胶、湍流或大量二次废物。此前,西屋曾成功地在欧洲众多个核电厂使用了机械切割,并将从中得到的经验教训应用于博胡尼斯 V1核电厂的组件分割和包装作业中。西屋还将使用远程操作的圆盘锯、带锯和剪板机作为主要的水下切割工具。

为了切割一回路元件,VUJE设计了一个干切割车间,在原地碎化某些元件。此外,他们对传统的干切割技术(金刚石线锯、热切割工具和带锯)进行设计以满足核工业的特定要求。在设计阶段,该公司还整合了安全措施,以避免将污染物扩散到作业环境中。

拆除方案

西屋将远程分割和包装具有高放射性的水下组件,而传统的干分割技术相对来说是不安全的。根据ALARA原则,这是一种保护操作员免受高水平辐射的安全措施。

在博胡尼斯 V1拆除项目中,具有高放射性的部件包括反应堆压力容器和反应堆堆内构件等。远程处理的废物存储区域中包含的运行性废物也具有高放射性,可在水下切割。

作为单独合同的一部分,西屋已对一回路(不包括反应堆压力容器和堆内构件)进行了全面而又系统性的化学除污。这项作业成功完成后,将去污后的一回路放射性降低到可接受的水平,使操作员能够安全地使用干切割方法和手动工具。

BohuniceV1核电厂:电厂总体布局

每台机组的一次系统均位于独立的封闭式隔室中,也称为密封隔室。反应堆轴之间的距离为84米。每个反应堆单元包括一个反应堆压力容器、六个反应堆冷却剂回路,每个回路带两个主闸阀,每个回路一个蒸汽发生器、一个主冷却剂泵和一个稳压器。

5.jpg

博胡尼斯V1核电厂布局

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带待拆解部件的一号机组的3D 模型

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