劉 超，劉曉劍，廖 琳，潘亞蘭，何興波，張連勝

(中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司，北京 100029)

目前國(guó)際上乏燃料處理方式主要包括一次通過(guò)方式和后處理閉式循環(huán)方式。一次通過(guò)方式處理過(guò)程比較簡(jiǎn)單，即乏燃料卸出反應(yīng)堆之后不經(jīng)過(guò)后處理直接包裝放至深地質(zhì)處置庫(kù)中長(zhǎng)期貯存，不再循環(huán)利用。由于乏燃料中含有大量未裂變核素、新生成的易裂變核素、未用完的可裂變核素、裂變產(chǎn)物和超鈾元素，一般要存放幾十萬(wàn)年才能使其放射性衰減至天然鈾礦相當(dāng)?shù)乃?，因此一次通過(guò)方式在后續(xù)處理環(huán)節(jié)存在較大的工程和技術(shù)難度，另外世界上尚沒(méi)有一個(gè)國(guó)家建成并運(yùn)行深地質(zhì)處置庫(kù)。后處理閉式循環(huán)是將乏燃料中約95%的鈾和1%的钚分離出來(lái)再次利用，剩下約4%的裂變產(chǎn)物和次錒系元素固化后進(jìn)行深地質(zhì)處置，或分離嬗變后再進(jìn)行處置。乏燃料后處理是一項(xiàng)敏感技術(shù)，技術(shù)門檻和費(fèi)用都極高，目前只有少數(shù)國(guó)家掌握乏燃料后處理技術(shù)。由于世界上尚未建成可運(yùn)行的乏燃料地質(zhì)處置庫(kù)，而乏燃料后處理能力遠(yuǎn)小于乏燃料產(chǎn)生速率，因此無(wú)論是一次通過(guò)式還是后處理閉式循環(huán)式，乏燃料離堆貯存都是必要環(huán)節(jié)，離堆貯存對(duì)于保障核電的安全穩(wěn)定運(yùn)行及乏燃料安全管理具有重要意義。

截至2018年年底，全球在運(yùn)核電機(jī)組454臺(tái)，裝機(jī)容量超過(guò)4億千瓦，在建核電機(jī)組54臺(tái)，裝機(jī)容量5501萬(wàn)千瓦。截至2015年年底，全球累積產(chǎn)生約40萬(wàn)tHM乏燃料，并且以每年1.05萬(wàn)tHM的速度遞增，預(yù)計(jì)到2020年全球?qū)⒗鄯e產(chǎn)生44.5萬(wàn)tHM乏燃料。目前全世界相當(dāng)一部分核電廠運(yùn)行時(shí)間已超過(guò)20年，產(chǎn)生的乏燃料數(shù)量都已經(jīng)接近或超過(guò)核電廠在堆貯存水池容量，普遍面臨著乏燃料離堆貯存的問(wèn)題。

截至2018年年底，我國(guó)在運(yùn)核電機(jī)組44臺(tái)，裝機(jī)容量4 464萬(wàn)千瓦，在建核電機(jī)組13臺(tái)，裝機(jī)容量1 403萬(wàn)千瓦。根據(jù)我國(guó)核電發(fā)展規(guī)劃，到2020年，我國(guó)大陸在運(yùn)核電裝機(jī)容量可達(dá)5 800萬(wàn)千瓦，在建3 000萬(wàn)千瓦；到2025年在運(yùn)核電裝機(jī)容量將達(dá)9 000萬(wàn)千瓦，2030年在運(yùn)核電裝機(jī)容量將達(dá)1.3億千瓦。2020年我國(guó)核電廠累積產(chǎn)生乏燃料將達(dá)到7 000 tHM，2030年將達(dá)到27 000 tHM，而我國(guó)目前乏燃料離堆貯存能力不足1 300 tHM。相對(duì)核電廠快速增長(zhǎng)的乏燃料產(chǎn)生量，目前我國(guó)乏燃料離堆貯存能力嚴(yán)重不足，成為制約我國(guó)核電安全穩(wěn)定發(fā)展的因素之一[1,2]。

本文通過(guò)調(diào)研主要核電國(guó)家核電廠乏燃料離堆貯存現(xiàn)狀，分析近年來(lái)核電廠乏燃料離堆貯存技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，研究并比較濕法貯存和干法貯存兩種乏燃料貯存技術(shù)的主要特點(diǎn)及差異，結(jié)合我國(guó)目前乏燃料離堆貯存現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)未來(lái)核電廠乏燃料貯存技術(shù)路線提出有益的思考與探索。

1 國(guó)際乏燃料離堆貯存情況[3,4]

1.1 美國(guó)[5-8]

美國(guó)核燃料循環(huán)政策實(shí)行“一次通過(guò)式”，對(duì)乏燃料采取先集中貯存后深地質(zhì)處置，不實(shí)行乏燃料后處理。美國(guó)1970 年啟動(dòng)乏燃料與高放廢物地質(zhì)處置庫(kù)的選址工作，1987 年確定內(nèi)華達(dá)州的尤卡山為候選場(chǎng)址，由于當(dāng)?shù)孛癖姺磳?duì)于2010 年終止。2013 年1月，美國(guó)政府發(fā)布《乏燃料與高放廢物管理與處置策略》，2017 年1 月發(fā)布《乏燃料貯存或處置設(shè)施選址程序》草案，計(jì)劃到2021 年建立一座試驗(yàn)性中間貯存設(shè)施，2025年建立一個(gè)較大型中間貯存設(shè)施；2048年建立一個(gè)核廢物地質(zhì)處置庫(kù)。在2048年核廢物地質(zhì)處置庫(kù)建成之前，美國(guó)將建設(shè)不同規(guī)模的乏燃料中間貯存設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)對(duì)乏燃料的長(zhǎng)期集中貯存。2016年、2017年美國(guó)核管會(huì)已分別收到在得克薩斯州安德魯斯和新墨西哥州建造乏燃料中間貯存設(shè)施的申請(qǐng)。

為解決部分核電廠在集中貯存設(shè)施建成之前的乏燃料貯存緊迫性問(wèn)題，美國(guó)政府與各核電廠經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期溝通協(xié)商，采取在核電廠建設(shè)臨時(shí)干法貯存設(shè)施，以此作為集中貯存設(shè)施建成前的應(yīng)急方案。目前美國(guó)核電廠卸出的乏燃料中，約70%在核電廠內(nèi)濕法貯存，其余在核電廠的干法貯存設(shè)施中貯存。

1.2 法國(guó)[9]

法國(guó)實(shí)行核燃料閉式循環(huán)路線，對(duì)乏燃料進(jìn)行后處理，后處理回收的钚制成MOX燃料用于快堆和壓水堆。截至2018年年底，法國(guó)乏燃料產(chǎn)生量超過(guò)46 000 tHM，并且每年新產(chǎn)生約1 200 tHM。乏燃料除了在核電站水池在堆貯存外，其余主要在La Hague后處理設(shè)施的C、D、E和NPH乏燃料水池進(jìn)行集中貯存，如表1所示。

表1 La Hague后處理廠的乏燃料貯存能力Table 1 Storage capacity of La Hague reprocessing plant

1.3 英國(guó)

英國(guó)實(shí)行核燃料閉式循環(huán)路線，對(duì)乏燃料實(shí)行后處理，建設(shè)并運(yùn)行兩座乏燃料后處理廠，Magnox 后處理廠(1 500 tHM/a)和Thorp 后處理廠(1 200 tHM/a)。截至2014 年年底，英國(guó)核電廠累積產(chǎn)生乏燃料約為11 450 tHM，截至2016年年底，需長(zhǎng)期貯存的乏燃料為7 000 tHM。英國(guó)乏燃料貯存采用濕法貯存和干法貯存兩種技術(shù)，最大的濕法貯存設(shè)施為塞拉菲爾德場(chǎng)址的乏燃料水池，容量7 600 tHM。英國(guó)在威爾法核電廠建有一座Magnox離堆地下干法貯存設(shè)施，貯存能力700 tHM。2013 年，英國(guó)開(kāi)始建設(shè)塞茲韋爾B核電廠干法貯存設(shè)施，2016 年開(kāi)始運(yùn)行。

1.4 俄羅斯

俄羅斯采用核燃料閉式循環(huán)政策，實(shí)行乏燃料后處理。截至2018年年底，俄羅斯核電廠乏燃料產(chǎn)生量超過(guò)25 000 tHM，每年新產(chǎn)生乏燃料約880 tHM。俄羅斯乏燃料離堆貯存設(shè)施包括：(1)瑪雅克化學(xué)聯(lián)合企業(yè)的RT-1后處理廠配套的乏燃料貯存水池，容量為9 000 tHM；(2)開(kāi)采化工聯(lián)合工企業(yè)(MCC)的RT-2后處理配套的乏燃料貯存水池，貯存容量為8 400 tHM；(3)開(kāi)采化工聯(lián)合工企業(yè)(MCC)的INFDSF-2乏燃料集中干法貯存設(shè)施，用于RBMK-1 000、VVER-1000 堆型的乏燃料集中貯存，一、二期工程貯存容量分別為8 600 tHM和30 000 tHM，目前均已建成投運(yùn)。

1.5 日本[10]

日本實(shí)行核燃料閉式循環(huán)政策，對(duì)乏燃料實(shí)行后處理。截至2018年年底，日本核電廠產(chǎn)生的乏燃料約為30 000 tHM，每年產(chǎn)生乏燃料約1 000 tHM。日本核電廠乏燃料通常在堆冷卻一段時(shí)間后，一部分運(yùn)往法國(guó)和英國(guó)的后處理廠進(jìn)行后處理，一部分運(yùn)往日本的東海村或六所村后處理廠配套乏燃料水池進(jìn)行集中貯存。日本核電廠在堆乏燃料貯存量已超過(guò)14 000 tHM，多個(gè)核電站在堆水池容量告急。東海村(容量140 tHM)和六所村后處理廠(容量3 000 tHM)配套乏燃料水池均已滿容。目前日本正在陸奧市建造一座集中離堆干法貯存設(shè)施，貯存能力5 000 tHM。根據(jù)有關(guān)協(xié)議，陸奧干法貯存設(shè)施內(nèi)的乏燃料50 年內(nèi)需全部轉(zhuǎn)移至后處理廠。

2 乏燃料離堆貯存技術(shù)研究

目前國(guó)際上乏燃料離堆貯存技術(shù)主要分為兩大類：濕法貯存和干法貯存。這兩類技術(shù)都是成熟、安全的乏燃料貯存技術(shù)，在國(guó)際上均有著廣泛應(yīng)用[11-13]。

2.1 乏燃料濕法貯存[14]

濕法貯存是指將乏燃料貯存在建筑物水池中，通過(guò)循環(huán)冷卻系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)含硼水帶出乏燃料余熱、維持次臨界并提供輻射防護(hù)(見(jiàn)圖1)。乏燃料濕法貯存是一門成熟的技術(shù)，因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)熱性，屏蔽性和透明性，可以在直視條件下完成乏燃料在水池中的卸料、轉(zhuǎn)運(yùn)等，但濕法貯存需要持續(xù)不間斷的提供外部能量驅(qū)動(dòng)。

乏燃料濕法貯存水池格架早期采用寬松陣列方式，現(xiàn)在大多采用密集格架式。早期乏燃料貯存格架或吊籃系統(tǒng)典型貯存密度約為2.5 t/m2，對(duì)于采用特種鋼中子吸收劑的貯存格架，壓水堆雙層格架貯存密度可達(dá)到3.9 t/m2，沸水堆雙層格架貯存密度可達(dá)到4.7 t/m2。對(duì)于使用硼吸收劑的貯存格架，壓水堆雙層格架貯存密度可達(dá)5.2 t/m2，沸水堆雙層格架貯存密度可達(dá)5.8 t/m2。

圖1 乏燃料濕法貯存Fig.1 Spent fuel wet storage

卸料一周的乏燃料釋熱率可達(dá)100 kW/tHM，失去冷卻水的條件下，乏燃料組件1小時(shí)內(nèi)可升溫至約600 ℃，組件內(nèi)部He氣和其它裂變氣體壓力足以使鋯包殼破裂，造成裂變產(chǎn)物泄漏；若組件溫度達(dá)到900 ℃，則可能引起鋯包殼在空氣中燃燒。乏燃料組件的幾何尺寸、乏燃料水池中格架結(jié)構(gòu)等對(duì)于乏燃料熱量導(dǎo)出有很大影響，在發(fā)生地震或者有容器墜入水池等情況時(shí)，乏燃料熱量導(dǎo)出將會(huì)發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致燃料組件的變形和破損泄漏。因此，乏燃料濕法貯存對(duì)外部工程措施和能量驅(qū)動(dòng)有著較高的要求，濕法貯存水溫一般控制在40 ℃ 以下，水池水面高過(guò)乏燃料7～9 m。

2.2 乏燃料干法貯存[15-17]

乏燃料干法貯存是將乏燃料貯存在乏燃料干法貯存設(shè)施中(由金屬內(nèi)膽和金屬容器/混凝土容器共同組成的封閉建筑)，通過(guò)空氣自然循環(huán)帶走乏燃料余熱。乏燃料干法貯存采取非能動(dòng)安全設(shè)計(jì)，不需要外部能源驅(qū)動(dòng)。干法貯存技術(shù)發(fā)展至今已有約三十年歷史，根據(jù)《乏燃料貯存和運(yùn)輸容器的運(yùn)行維護(hù)》(Operation and maintenance of spent fuel storage and transportation casks，IAEA TECDOC 1532)，國(guó)際乏燃料干法貯存技術(shù)大致可分為五種類型：混凝土筒倉(cāng)式、混凝土臥式模塊式、金屬容器式、貯存庫(kù)式和干井式(見(jiàn)圖2～圖5)。在干法貯存技術(shù)應(yīng)用早期，干法貯存容器僅具有單一貯存功能，不具備運(yùn)輸功能。隨著干法貯存技術(shù)發(fā)展，干法貯存設(shè)施逐步發(fā)展成具有貯存/運(yùn)輸雙功能的集成系統(tǒng)。目前國(guó)際上應(yīng)用較廣泛的壓水堆干法貯存設(shè)施主要有三種：金屬容器式、混凝土筒倉(cāng)式和混凝土臥式模塊式。典型的混凝土干法貯存容器設(shè)計(jì)采用雙層結(jié)構(gòu)，兩層之間有保持一定間隙。內(nèi)層為金屬密封容器，容器內(nèi)部有金屬格架來(lái)固定乏燃料；外層采用厚混凝土來(lái)屏蔽乏燃料的放射性。外層混凝土容器上下部分有通風(fēng)口，采用兩層間隙內(nèi)的空氣自然循環(huán)帶走內(nèi)層乏燃料釋放的衰變熱。貯存容器可以露天存放，也存放在廠房?jī)?nèi)。近三十年來(lái)，國(guó)際上主要核電國(guó)家在探索乏燃料干法貯存技術(shù)，通過(guò)建設(shè)干法貯存設(shè)施，擴(kuò)充核電站乏燃料貯存容量，加強(qiáng)乏燃料中間貯存應(yīng)急能力建設(shè)。

圖2 混凝土臥式模塊式干法貯存設(shè)施Fig.2 Dry storage horizontal concrete module

圖3 混凝土立式筒倉(cāng)式干法貯存設(shè)施Fig.3 Dry storage vertical concrete silo

圖4 金屬容器式干法貯存設(shè)施Fig.4 Dry storage vertical metal silo

圖5 貯存室式干法貯存設(shè)施Fig.5 Dry storage vaults

2.3 濕法貯存與干法貯存技術(shù)對(duì)比研究[4,18-20]

2.3.1 濕法貯存與干法貯存技術(shù)綜合對(duì)比

將乏燃料濕法貯存和干法貯存從密封性、輻射屏蔽、臨界安全、傳熱性、操作、運(yùn)行、工期、經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)行了綜合對(duì)比，詳情如表2所示。

表2 乏燃料濕法和干法貯存技術(shù)對(duì)比Table 2 Comparison of fuel wet and dry storage technologies

2.3.2 濕法貯存與干法貯存優(yōu)劣性分析

(1) 技術(shù)可行性

從技術(shù)可行性上來(lái)講，濕法貯存和干法貯存都是成熟、可行的技術(shù)。濕法貯存在世界上有著廣泛應(yīng)用，早期核電站對(duì)產(chǎn)生的乏燃料采用濕法貯存，格架密集改造更是將濕法貯存的應(yīng)用推向新高度。乏燃料干法貯存于1986年在美國(guó)頒發(fā)第一張?jiān)S可證，經(jīng)過(guò)三十多年發(fā)展，干法貯存技術(shù)在全世界得到廣泛應(yīng)用。

(2) 安全可靠性

干法貯存技術(shù)采用非能動(dòng)安全設(shè)計(jì)，通過(guò)空氣自然循環(huán)導(dǎo)出乏燃料熱量，確保貯存期間乏燃料組件和干法貯存設(shè)施的溫度低于設(shè)計(jì)限值。干法貯存設(shè)施擁有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在遭受自然或人為事故時(shí)仍能保持結(jié)構(gòu)完整性，從而確保設(shè)施安全。目前全世界在運(yùn)百余座干法貯存設(shè)施，在三十多年的運(yùn)行歷史中，未曾見(jiàn)過(guò)發(fā)生過(guò)安全事故的報(bào)道。

濕法貯存將乏燃料長(zhǎng)期存置于乏燃料水池中，通過(guò)循環(huán)冷卻水對(duì)乏燃料進(jìn)行冷卻和屏蔽，其安全性一定程度上依賴外部的能量驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一旦乏燃料冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，將可能造成嚴(yán)重后果。在抗超基準(zhǔn)事故和恐怖襲擊能力方面，干法貯存優(yōu)于濕法貯存。

(3) 工程經(jīng)驗(yàn)

目前全球400多座核電廠都配備有乏燃料貯存水池，同時(shí)有超過(guò)100座干法貯存設(shè)施，干法貯存和濕法貯存設(shè)施都有著豐富的工程建設(shè)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

(4) 工期競(jìng)爭(zhēng)性

濕法貯存設(shè)施從工程設(shè)計(jì)、設(shè)備采購(gòu)、建設(shè)安裝以及系統(tǒng)調(diào)試全過(guò)程，其工程建設(shè)周期一般需要3～5年的時(shí)間。濕法貯存設(shè)施工程建設(shè)難點(diǎn)主要包括：水池、泵房、海工等工程量大，土石方爆破、負(fù)挖難度大，工藝系統(tǒng)復(fù)雜，需考慮與電廠的水/電/氣接駁，工程擴(kuò)建難度較大等。

干法貯存設(shè)施從工程設(shè)計(jì)、容器采購(gòu)、建設(shè)安裝到調(diào)試全過(guò)程工期約為3年，其工程建設(shè)特點(diǎn)包括：干法貯存設(shè)施擁有獨(dú)立廠房，對(duì)電廠安全運(yùn)行影響小，建設(shè)工期相對(duì)較短，共用電廠基礎(chǔ)設(shè)施，可進(jìn)行模塊化擴(kuò)建，具有短平快等特征。從工期競(jìng)爭(zhēng)性角度，干法貯存略優(yōu)于濕法貯存。

(5) 電廠接駁獨(dú)立性

濕法貯存設(shè)施一般在電廠現(xiàn)有廠房?jī)?nèi)建設(shè)，其水、電、氣等直接與電廠接駁，對(duì)于電廠原有系統(tǒng)依賴性較大。干法貯存設(shè)施獨(dú)立于電廠現(xiàn)有廠房，僅與電廠共用基礎(chǔ)設(shè)施，具有一定的獨(dú)立性。在電廠接駁獨(dú)立性方面，干法貯存略優(yōu)于濕法貯存。

(6) 運(yùn)行維護(hù)便利性

濕法貯存主要依靠乏燃料水池中的循環(huán)冷卻水連續(xù)導(dǎo)出衰變熱、屏蔽放射性，需要連續(xù)監(jiān)測(cè)乏燃料水池的水位和硼濃度，需要充分考慮主工藝系統(tǒng)(冷卻、水位監(jiān)測(cè)等系統(tǒng))和配套輔助系統(tǒng)(通風(fēng)、電氣和輻射監(jiān)測(cè)等系統(tǒng))的冗余性、多樣性和可靠性，從而保障乏燃料貯存安全，運(yùn)行維護(hù)相對(duì)復(fù)雜。

干法貯存采用非能動(dòng)安全設(shè)計(jì)，依靠空氣自然循環(huán)散熱，冷卻系統(tǒng)無(wú)需外部電源支持。干法貯存容器本身能提供良好的輻射屏蔽，乏燃料貯存時(shí)可通過(guò)配置的監(jiān)測(cè)儀表進(jìn)行放射性和溫度監(jiān)測(cè)，運(yùn)行維護(hù)較為便利。在設(shè)施運(yùn)行維護(hù)便利性方面，干法貯存優(yōu)于濕法貯存。

(7) 經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)性

根據(jù)美國(guó)與日本燃料循環(huán)專家編寫的《乏燃料中間貯存》(Interim storage of spent fuel)，以5 000 tU規(guī)模計(jì)，干法貯存總成本約為濕式貯存的54%，具體的經(jīng)濟(jì)性分析如表3所示。

表3 5000 tU規(guī)模下濕法和干法貯存的經(jīng)濟(jì)性分析Table 3 Economic Analysis of Wet and Dry Storage at 5000 tU Scale

不同規(guī)模水平下，濕法貯存和干法貯存經(jīng)濟(jì)性對(duì)比如圖6所示，由圖6可知：在3 000 tU、5 000 tU、10 000 tU規(guī)模水平下，由于規(guī)模效應(yīng)，濕法貯存經(jīng)濟(jì)性不斷優(yōu)化，但是始終不如干法貯存。

圖6 不同規(guī)模水平下的濕法和干法貯存的經(jīng)濟(jì)性情況Fig.6 Economics of wet and drystorage at different scales

3 我國(guó)乏燃料離堆貯存技術(shù)路線分析

我國(guó)是世界上目前在建核電機(jī)組第一，在運(yùn)核電機(jī)組第三的核電大國(guó)，乏燃料離堆貯存是我國(guó)核電長(zhǎng)期安全可持續(xù)發(fā)展必不可少的重要環(huán)節(jié)，離堆貯存能力的規(guī)劃布局和加快實(shí)施，是我國(guó)核電發(fā)展必然面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。目前，我國(guó)乏燃料離堆貯存主要以濕法貯存為主，同時(shí)也在同步開(kāi)展干法貯存相關(guān)實(shí)踐和工作。為更好推動(dòng)我國(guó)乏燃料離堆貯存的技術(shù)發(fā)展和能力建設(shè)，確保核電安全穩(wěn)定運(yùn)行和持續(xù)發(fā)展，筆者在此就我國(guó)乏燃料離堆貯存技術(shù)路線的優(yōu)化選擇和統(tǒng)籌布局進(jìn)行初步分析，提出部分發(fā)展思路和建議，以期拋磚引玉。

3.1 堅(jiān)持遠(yuǎn)期與近期需求相結(jié)合

我國(guó)乏燃料離堆貯存規(guī)劃既要立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，又要解決當(dāng)前面臨的實(shí)際問(wèn)題。近期要盡快完善乏燃料管理的技術(shù)政策，加快乏燃料中間貯存能力建設(shè)，豐富我國(guó)乏燃料中間貯存技術(shù)手段，尤其是針對(duì)乏燃料離堆貯存需求非常緊迫的核電站，應(yīng)以試點(diǎn)的方式加快開(kāi)展乏燃料中間貯存設(shè)施建設(shè)。未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，重點(diǎn)根據(jù)我國(guó)乏燃料管理的頂層設(shè)計(jì)和中長(zhǎng)期規(guī)劃，系統(tǒng)研究乏燃料離堆貯存管理的立法、政策和技術(shù)路線的統(tǒng)籌完善，制定乏燃料離堆貯存戰(zhàn)略規(guī)劃并推動(dòng)實(shí)施。

3.2 堅(jiān)持整體性、全局性與局部需求相結(jié)合

根據(jù)我國(guó)乏燃料離堆貯存需求，從整體性、系統(tǒng)性和核燃料循環(huán)全產(chǎn)業(yè)鏈角度出發(fā)，綜合乏燃料管理工作的可操作性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，推進(jìn)乏燃料離堆貯存，實(shí)現(xiàn)行業(yè)整體性發(fā)展。在乏燃料離堆貯存戰(zhàn)略制定過(guò)程中，要站在國(guó)家層面進(jìn)行通盤考慮和頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)乏燃料離堆貯存能力的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和整體提升，同時(shí)也應(yīng)適當(dāng)考慮局部核電站近期的迫切離堆需求，形成應(yīng)急緩沖能力和方法，以整體保障我國(guó)核電的安全穩(wěn)定運(yùn)行和可持續(xù)發(fā)展。

3.3 加快濕法和干法相結(jié)合、集中和分散相結(jié)合的乏燃料中間貯存能力建設(shè)

乏燃料中間貯存作為一種重要的緩沖方式，可以有效降低乏燃料后處理壓力，保障核電站安全運(yùn)行和乏燃料安全管理，確保我國(guó)核燃料循環(huán)戰(zhàn)略穩(wěn)步實(shí)施。應(yīng)將乏燃料中間貯存作為我國(guó)核燃料循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，開(kāi)展乏燃料貯存能力建設(shè)，掌握先進(jìn)的乏燃料貯存技術(shù)，豐富乏燃料貯存手段，完備乏燃料貯存能力。結(jié)合國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，以配套后處理需求為主要目的，應(yīng)在商業(yè)后處理設(shè)施附近加快集中式乏燃料濕法貯存能力建設(shè)。同時(shí)，基于干法貯存在安全性、場(chǎng)址獲得性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、建設(shè)周期及運(yùn)行便利性等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)以乏燃料中長(zhǎng)期安全貯存、為后處理和快堆發(fā)展提供緩沖為主要目的，加快集中和分散相結(jié)合的乏燃料干法貯存能力建設(shè)。

4 結(jié)論及展望

4.1 結(jié)論

乏燃料離堆貯存對(duì)于核電安全穩(wěn)定運(yùn)行和發(fā)展有著重要的意義，目前世界主要核電大國(guó)實(shí)行乏燃料濕法和干法相結(jié)合的離堆貯存技術(shù)路線。乏燃料濕法貯存和干法貯存都是成熟、安全、可靠的貯存技術(shù)，在全世界范圍內(nèi)都有著廣泛的應(yīng)用。乏燃料濕法貯存和干法貯存在技術(shù)可行性、安全可靠性、工程經(jīng)驗(yàn)、工期競(jìng)爭(zhēng)性以及經(jīng)濟(jì)性等方面各有優(yōu)劣。濕法貯存是乏燃料從反應(yīng)堆卸載后，在開(kāi)展任何其他乏燃料中間貯存方式前的最佳選擇。干法貯存從長(zhǎng)時(shí)間暫存、安全性、經(jīng)濟(jì)性、建造及運(yùn)行維護(hù)便利性等方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

4.2 展望

隨著我國(guó)核電的迅速發(fā)展，為保障核電的安全穩(wěn)定運(yùn)行和乏燃料長(zhǎng)期安全管理，我國(guó)乏燃料離堆貯存也將會(huì)朝著遠(yuǎn)期與近期需求相結(jié)合，整體與局部需要相結(jié)合，濕法與干法相結(jié)合，集中與分散相結(jié)合的方向發(fā)展。

致謝

本論文研究工作得到中廣核鈾業(yè)發(fā)展有限公司李曉清、張輝、景順平、鐘響、黃奇、張翔等專家同事的支持與指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。