一种放射性废液除硼的装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110473644A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201810437424.2(22)申请日2018.05.09(71)申请人上海核工程研究设计院有限公司地址200233上海市徐汇区虹漕路29号(72)发明人王鑫何艳红牛婷婷陈斌翁明辉漏汇文霞(74)专利代理机构上海精晟知识产权代理有限公司31253代理人冯子玲(51)Int.Cl.G21F9/12(2006.01)G21F9/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种放射性废液除硼的装置和方法(57)摘要本发明提供一种放射性废液除硼的装置，包括:原水罐、分离单元进水泵、分离单元膜组件、中间水罐、浓缩单元进水泵、浓缩单元膜组件、淡水罐、连续电除盐膜组件、浓水罐和产水罐；以上部件相连；其中：所述分离单元膜组件对硼的透过率大于90％，对核素的截留率大于95％；所述浓缩单元膜组件对硼的截留率大于95％。本发明还提供了一种放射性废液除硼的方法。通过本发明降低了硼溶液中核素浓度，为硼的回用提供纯度高和杂质浓度低的浓硼溶液，同时大大减少排放液态流出物中的硼浓度，减少相应的固体废物产生量，有利于废物最小化，系统运行简单，占地面积少。CN110473644ACN110473644A权利要求书1/1页1.一种放射性废液除硼的装置，其特征在于，包括:原水罐、分离单元进水泵、分离单元膜组件、中间水罐、浓缩单元进水泵、浓缩单元膜组件、淡水罐、连续电除盐膜组件、浓水罐和产水罐；所述原水罐、分离单元进水泵、分离单元膜组件、中间水罐、浓缩单元进水泵、浓缩单元膜组件、淡水罐、连续电除盐膜组件、浓水罐和产水罐相连接；其中：所述分离单元膜组件对硼的透过率大于90％，对核素的截留率大于95％；所述浓缩单元膜组件对硼的截留率大于95％。2.如权利要求1所述的放射性废液除硼的装置，其特征在于，所述分离单元进水泵经配置以将所述原水罐中的含硼和核素的放射性废液泵入所述分离单元膜组件。3.如权利要求1所述的放射性废液除硼的装置，其特征在于，所述浓缩单元进水泵经配置以将所述中间水罐中的含硼废液泵入所述浓缩单元膜组件。4.一种放射性废液除硼的方法，其特征在于，包括如下步骤：通过分离单元进水泵将含硼和核素的放射性废液泵入能够分离硼和核素的分离单元膜组件；通过所述分离单元膜组件将废液中的核素和杂质截留后回到原水箱，将废液中的硼透过膜后排向中间水罐；通过浓缩单元进水泵将所述中间水罐中的硼溶液泵入浓缩单元膜组件，硼溶液中的硼被浓缩后返回所述中间水罐，直至达到系统设定值；通过所述浓缩单元膜组件产水排向产水罐，再将产水罐中的水泵入连续电除盐膜组件，所述连续电除盐膜组件产水排向废液监测箱待排。5.如权利要求4所述的放射性废液除硼的方法，其特征在于，采用所述原水罐储存含硼和核素的放射性废液。2CN110473644A说明书1/5页一种放射性废液除硼的装置和方法技术领域[0001]本发明涉及一种放射性废液除硼的装置和方法。背景技术[0002]传统压水堆核电厂中，采用硼进行反应性化学补偿控制。电厂运行期间，由于调硼和化容系统下泄操作频繁，将产生大量含硼废液。排出的含硼废液大部分通过硼回收系统浓缩和净化后，在电厂内回用。但每堆年依然还有约0.4吨硼排向环境。[0003]CAP系列核电厂的反应性控制方式与一般压水堆核电厂类似，但CAP系列核电厂在反应性控制中还采用了机械补偿运行模式，可溶硼仅用于补偿由于堆芯燃耗引起的反应性变化，而利用控制棒的动作进行快速反应性变化控制和负荷跟踪，从源头减少了含硼废液的产生。为简化系统设计，原设计中取消了传统压水堆电厂的硼回收系统，含硼废液如果不处理，每堆年大约有约1吨硼通过放射性废液处理系统处理后排入环境。[0004]虽然国家标准中暂无硼的排放限值，但福岛事件后，国家监管对环境保护的要求日益严格，对液态流出物中硼的排放控制更加关注。审评方希望通过设计改进，使核电厂的硼排放浓度和硼排放总量得到进一步控制。为了控制最终排向环境的硼总量，解决方案之一是回用这部分硼或者将这部分硼浓缩后结晶作为固体废物。为了控制最终排向环境的硼浓度，解决方案之一就是通过一种高效简洁的工艺降低出水排放硼浓度。[0005]目前可采用的硼处理工艺主要有蒸发和反渗透膜工艺。蒸发为现阶段没有硼回收系统的核电站采用的除硼工艺，其优点是工艺成熟，工程运行经验较多，缺点是占地面积大、能耗高、浓缩液中放射性核素活度高，放射性核素及非放杂质(包括硅)与硼一起浓集，即使再通过树脂床净化，会增加固废产生量，且由于树脂对杂质离子中硅的选择性低，会导致回路中二氧化硅逐渐升高。膜技术是物理分离过程，不会引入额外的杂质，但现有的膜处理技术主要虽然