俄罗斯在建的试验示范中心

来源:中核战略规划研究总院2020-09-27

内容描述

 由美国核学会主办的GLOBAL系列国际会议,是与乏燃料管理紧密相关的国际知名会议,在2009年的会议论文中,俄罗斯矿化厂区(MCC)P.M. Gavrilov等发表了一篇关于其在建试验示范中心的论文,《作为热堆乏燃料后处理第三代工厂原型在MCC(矿化厂区)所建的试验示范中心》。

 本文介绍的俄罗斯“基于创新技术的乏燃料后处理试验示范中心建设”项目,其试验示范中心(EDC)的设计目标是对有希望的后处理关键工艺技术进行研究,并获得减少处理过程中产生的放射性废液的实践经验,同时降低乏燃料后处理的成本。

 试验示范中心涵盖了基于“简化PUREX流程”的乏燃料后处理全流程,并包含一系列进行创新科研使用的热室、高放废液玻璃固化体存放处、非工艺放射性废物的处理区等。

 本文简单介绍了试验示范中心的乏燃料后处理工艺基础工艺流程,最终产品是生产铀、钚、镎的混合氧化物燃料,以及铀氧化物。该工艺流程包括:

 (1)首端工艺。燃料的锆包壳在氮氧化物气氛中经过高温处理,锆包壳在热化学脱壳后,乏燃料在400~600℃的条件下进行氧化挥发,元件分解,在随后的气体净化阶段,方便地去除氚。

 (2)溶剂萃取。经过首端处理的乏燃料元件氧化物溶解于硝酸更快,使得在低酸条件下更易制备高浓度的硝酸铀酰溶液,可简化了高放萃余液的蒸发过程。在第一萃取循环中锆的回收与钼的络合相结合,以解决蒸发过程中锆钼酸盐的沉淀问题,并大量减少蒸残液体积。在萃取循环中无盐试剂乙酰氧肟酸的应用,可使全部的钚、镎和部分铀一起被反萃,用来制备混合氧化物燃料。

 (3)放射性废物管理。低放废液蒸发后的蒸残液送往高放废液蒸发器进行处理,高放废液蒸发后进行硼硅酸盐玻璃固化。低放废液蒸馏后馏出的水循环使用。

 EDC在设计中还考虑了在热室中进行设备的远程维修与更换,并充分考虑到矿化厂区现有的基础设施,以便节省其建造成本。另外关键创新技术的广泛应用将提升乏燃料后处理技术水平,简化流程,节约成本。

  

 目前,该厂已于2011年开始建设,处理能力又最初的100吨/年提升为250吨/年。2015年该厂第一阶段(处理能力5吨/年的研究热室)完成建设,2018年第一阶段完成测试已做好投入运行的准备。预计第二阶段(250吨/年的试验示范生产线)将于2021年完成建设投入试运行。

                                                                                                                                                                               (中核战略规划研究总院 陆燕编译)