核电废物处理一体化管理系统WMS的研究

周宏斌++马凯

摘 要：WMS的构建可以用于旧核电站的改造，也可以用于新核电站的建设。而基于非放射性的废液和含油废水处理的WMS系统建设，可以为以后放射性废液和含油废水处理系统、固体废物、气体废物处理系统（例如SRE、TES系统等）、厂房通风空调等辅助系统网络化的后续建设提供参考和经验。

关键词：核电 废物处理 管理系统

中图分类号：TP311.5 文献标识码：A 文章編号：1674-098X（2017）03（c）-0001-02

随着国内核电站的逐步增加，核电站的安全和运行效率成为越来越受关注的重点，其中废物的监控和管理将直接对安全和效率产生影响。

1 核电站废水处理系统

1.1 概述

核电站内废物从类型上可以分为：固体废物、液体废物、气体废物。如果从性质上分，也可以分为非放射性废物、放射性废物。下面以核电废液处理进行说明。

电厂的废液处理系统，是电厂重要的组成部分，是将工业废液安装既定程序进行处理，达到既定的环保指标再排放的系统，现在国内的火电厂大多有全厂一体化的废液处理系统，每年国家环保部门都会对火电厂的废液处理系统处理后的废液进行检定，确保电厂排放的废液达到环保标准，避免对环境造成危害。而核电站的污染虽然远较火电的污染小，但也有成型的废液处理系统，以岭澳核电二期为例，现核电废水处理分如下三部分。

（1）放射性废水回收系统（8SRE系统）。

（2）常规岛废液系统（回收、处理、排放），SEK、SEL和TER系统。

（3）电厂废油和非放射性含油废水系统（回收、处理、排放），SHE、SEO系统。

核电站的废液一般没有硫、氮、磷等有害物质，一般废液的处理以去除废液中的油和放射性物质为主。

1.2 现核电站含油废液系统分析

以岭澳核电二期的常规岛和含油废液系统为例，其工艺流程框图如图1所示。

其中3SEK和4SEK分别为常规岛3号和4号机组的废液回收系统，其收集的废液流向8SEK-常规稻废液处理系统，进行油水分离的处理后，再流向8SEL和8TER系统，进行排放。SHE系统的总体流程与之类似。其中8SEK和8SEH的控制和人机界面，是合二为一的。

根据系统的逻辑图、流程图和IO清单，系统的控制程序由各自独立的PLC系统完成，某些数据和报警信息，通过硬接线或者通信方式向主控的DCS发送，方式如图2所示。

各个子系统有自己本身的PLC系统和人机界面，安装在各自的厂房区域，分布如图3所示。

各个分散的子系统间有工艺上、系统上的联系，归集成一个统一的工艺管理系统，将更为高效的管理，具体优点如下。

（1）归集成一个工艺管理系统，会减低现场巡检人员的次数和劳动强度，从而达到节省人力费用的目的。

（2）归集成一个工艺管理系统，能更好地进行系统内的数据收集分析，降低DCS系统的通信负荷和成本。

（3）有效地减低备件的种类和培训费用。

（4）可以对系统内各个工艺设备的OEE、工艺设备的耗能情况做精细的分析。

2 核电废物处理一体化管理系统

2.1 概述

WMS的构建，无需拆除和推翻原本的各个子系统，而是在基于现有各个子系统的基础上进归集、优化，从而形成一个功能上更加完善的、高效的、可靠的管理系统。几个原则如下。

（1）WMS系统的功能涵盖了原本各个子系统的所有功能。

（2）WMS采用“分散控制，集中管理”的原则进行构建。

（3）系统与DCS方面的数据交换不会减少，但应该能减低DCS系统通信方面（包括硬件和软件）的负担。

（4）系统采用统一硬件和软件平台。

（5）系统能进行长时间不停机的工业级别的历史数据记录和报表分析。

（6）系统的关键部分采用冗余配置原则。

（7）与旧的方式相比，WMS应该能减低备件数量和人员的费用。

WMS的系统框图如图4所示。

WMS系统与旧方式相比，具有如下优势和特点：

改变DCS（或者KSN）与各个子系统的通信方式，以后DCS和各个子系统的通信无需众多的通信卡件和信号电缆，只需连接到WMS网内，通过OPC SERVER，就可以在任何时间读取任何子系统的内部数据；不但大大减低了DCS的通信和IO点数的负荷，也减低这方面的设备成本，也减少各个系统和DCS的通信接口设计。

2.2 WMS系统的功能

WMS系统中具体的功能如下。

（1）历史数据库服务器，能按照以秒为单位地记录保存长期的系统数据。

（2）系统有报表制作工具，而且这种工具是易于使用的，能从历史数据库中调出需要的历史数据，并进行一定的分析，例如：特定设备的累计运行时间、最长运行时间、设备的OEE如何等等；能计算某个设备的耗电量，以此判断设备的性价比。

（3）历史数据能调出进行曲线的描绘，反映某时段内各个子系统处理的污水的流量、液位等情况。

（4）在某些设备累计运行时间到达一定程度后，应该能主动提醒维修人员对其进行维护保养等工作。

各个子系统的控制逻辑仍在各个子系统的控制器中，而WMS充当管理和统筹的角色。

3 系统拓展

基于非放射性的废液和含油废水处理的WMS系统建设，可以为后续放射性废液处理系统、固体废物、气体废物处理系统、通风空调等辅助系统网络化的建设提供参考，并可以将上述系统统一管理。

参考文献

[1] 张天生，吴惠芳.核电站废物的处理[J].上海环境科学，1987（6）：44-45.

[2] 卢忠诚，张鹏，张剑，等.一种核电厂废物固化处理系统及方法：中国，CN201510423504.9[P].2015-07-17.

[3] 朱来叶，陈斌.浅谈ALARA在核电厂废物处理设计中的运用[J].价值工程，2015（15）：125-126.