Status and Prospect of Reactor Decommissioning Technology
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摘要: 反应堆退役是需要重点关注的核设施退役工作之一。本文总结了全球反应堆退役情况；提出了广义的退役技术概念，构建了由退役管理及总体技术、退役专用技术和共性支撑技术构成的反应堆退役技术体系；对政策法规和标准、技术路线、工程管理等退役管理及总体技术进行了论述；对安全停闭、特性调查、去污、切割拆除拆毁、废物管理、退役终态管理等退役专项技术进行了分析；对数智化退役、辐射防护与监测等共性支撑技术进行了探讨。经综合分析论证展望了具体退役技术的发展方向和未来反应堆退役技术的发展趋势。Abstract: Reactor decommissioning is one of the nuclear facility decommissioning work that needs to be focused on. In this paper, the overall situation of global reactor decommissioning is analyzed. The concept of decommissioning technology in a broad sense is put forward, and a reactor decommissioning technology system consisting of decommissioning management and overall technology, decommissioning special technology and common support technology is constructed. The policies, regulations and standards, technical route, project management and other decommissioning management and overall technology are discussed. The special decommissioning technologies such as safe shutdown, characteristic investigation, decontamination, cutting and dismantling, waste management and final decommissioning management are analyzed. The common supporting technologies such as digitization and intellectualization, radiation protection and monitoring are discussed. After comprehensive analysis and demonstration, the development direction of specific decommissioning technology and the development trend of reactor decommissioning technology in the future are prospected.
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图 2 日本退役工程支持系统（DEXUS）
Figure 2. Decommissioning Engineering Support System (DEXUS) in Japan
图 3 中国核动力研究设计院退役仿真系统
Figure 3. Decommissioning Simulation System of Nuclear Power Institute of China
表 1 常用去污技术的特点及适用对象
Table 1. Characteristics and Applicable Targets of Common Decontamination Techniques
去污技术 应用对象 去污特点 去污方式 高压射流去污 地面清洗、水池或热室覆面清洗 工艺简单，二次废物量大 在线、离线 机械剥离去污 金属及非金属表面、墙地面 适用性广，二次废物量少 在线、离线 干冰去污 金属及非金属表面、墙地面 成本高，二次废物量少 在线、离线 氧化还原法去污 系统设备内表面 费用低，二次废液量大 在线、离线 泡沫去污 槽罐面、水池和热室钢覆面 二次废物量少，适用于大面积复杂表面 在线、离线 激光去污 墙地面、金属废物 二次废物量少，作业效率较低 在线、离线 熔炼去污 金属废物 工序复杂，费用高 离线 超声化学去污 小型金属结构件 工艺简单，二次废液量大 离线 电化学去污 小型金属结构件 费用低，二次废液量大，环境要求高 离线 
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表 2 各类切割拆除技术的特点及适用范围
Table 2. Characteristics and Applicability of Various Cutting and Dismantling Techniques
切割拆除技术 切割能力 气溶胶等二次废物量 适用材料 作业环境 圆盘锯切割 切割厚度一般为50 mm，大型定制圆盘锯可达342.9 mm 很少 金属 空气、水下 带锯切割 最大锯切尺寸可达6000 mm 很少 金属 空气、水下 金刚石绳锯切割 切割碳钢可达500 mm，混凝土1000 mm 很少 金属 空气、水下 火焰切割 切割厚度一般为10~60 mm，可达350 mm 多 碳钢和低合金钢 空气、水下 等离子切割 切割不锈钢、铝合金厚度可达200 mm，国外水下切割厚度可达130 mm 较多 金属 空气、水下 激光切割 空气中切割厚度一般为50 mm，可达100 mm 少 金属 空气、水下 磨料水射流切割 可达300 mm 多 金属 空气、水下 电火花线切割 切割厚度一般为40~60 mm，可达600 mm 少 金属 空气 爆破切割 金属管道厚度可达10 mm 少 金属 空气、水下
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表 3 各切割拆除技术在反应堆退役中的典型应用情况[29-31]
Table 3. Typical Applications of Various Cutting and Dismantling Techniques in the Reactor Decommissioning
退役对象 采用技术 应用情况 日本JPDR堆 压力容器 水下等离子切割 切割厚度达130 mm 管道 圆盘锯切割、爆破切割 日本Fugen堆 铁-水屏蔽 水下磨料水射流切割、水下等离子切割、激光切割、带锯切割 实现150 mm厚钢板解体一次、二次解体，其中二次解体采用带锯切割 比利时BR3堆 压力容器 圆盘锯切割、带锯切割 切割厚度达192 mm 堆内构件 带锯切割 切割厚度达365 mm 热屏蔽 电火花切割、等离子切割 德国KRB-A堆 压力容器 水下氧乙炔火焰切割、水下带锯切割 可切割碳钢80 mm+7 mm不锈钢层 次级蒸发器 带锯切割 采用“冰锯”切割系统，减少了剂量率、气溶胶 生物屏蔽体 金刚石绳锯切割 德国MZFR堆 压力容器和堆内构件 等离子切割、火焰切割、往复锯切割 美国CVTR堆 压力容器 圆盘锯切割 使用大型圆盘锯（切割厚度342.9 mm）由内向外实现切割解体
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表 4 反应堆退役废物主要处理和整备技术
Table 4. Primary Treatment and Conditioning Techniques for Waste in the Reactor Decommissioning
处理对象 主要采用技术 气载废物 放射性气溶胶 高效过滤处理技术 放射性烟尘 高效除尘及过滤处理技术 有机废气 有机废气催化氧化处理技术 有毒有害气体 活性炭滞留吸附技术 液体废物 低放废水 蒸发浓缩处理技术 膜处理技术 离子交换处理技术 热泵蒸发处理技术 过滤/吸附+反渗透处理复合技术 水泥固化处理技术 含硼废液高效固化技术 中低放废液 水泥固化技术 高盐废液微波干燥处理技术 盐岩固化技术 干燥成盐技术 高放废液 玻璃固化技术 煅烧物陶瓷固化技术 含化学去污剂的废水 无机化预处理技术 有机废物 蒸汽重整处理技术 热解焚烧处理技术 超临界水氧化处理技术 固体废物 可燃废物 预压缩整备减容技术 热解焚烧处理技术 等离子体熔融减容技术 可压缩废物 超级压缩整备减容技术 水泥固定技术 不可压缩废物 高放废物超压、高温等离子焚烧技术 湿固体废物 废树脂湿法氧化技术 废树脂蒸汽重整技术 废树脂焚烧/等离子熔融技术 废树脂干燥热压技术 桶内干燥技术
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