马尔库尔:欧安诺的世界上最大核电退役项目的一部分

用于法国马库尔厂址中低放废物运输的卡车
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随着日益增长的退役市场的竞争加剧,欧安诺正成为这一领域的领先企业。作为核电建设和退役领域的专业公司,欧安诺积极活跃在法国原子能委员会(CEA)主导的马尔库尔场址的最前沿。自2006年开始工业化运营以来,欧安诺一直积极参与该项目,并且在2015年底重新同法国原子能委员会建立了工业合作伙伴关系。新签订的2016-2020年期间合同价值达到3.7亿欧元,巩固了欧安诺在马尔库尔场址的历史地位。

第1部分 : 法国核能的摇篮

在法国,核能开发主要集中在马尔库尔。 法国政府在1955年选定这一场址建造核反应堆,用来为原子弹和第一座钚再循环工厂生产钚。也就是在这里,法国原子能委员会开发出了石墨气冷反应堆技术,并使用于法国第一代核反应堆。此外,在马尔库尔场址,于1973年建造了第二座快中子反应堆,并一直运行至2010年。如今,这些核设施大部分已关停,但是仍然在未来核电中继续发挥重要作用。

这是因为,随着时间流逝,马尔库尔已成为名副其实的核设施退役实验室。正在进行中的各项高度复杂的作业呼唤发明新工艺和新技术,以便能简化未来各种类型核设施的退役拆除工作。

我们在马尔库尔继续同法国原子能委员会合作,这为开发我们的核设施退役专业技术打下了坚实基础。
Alain Vandercruyssen, 欧安诺退役与核服务业务部总监

第二部分 : RIANA,诞生于马尔库尔

RIANA机器人 RIANA机器人 © Larrayadieu Eric

由欧安诺马尔库尔团队设计研发的RIANA机器人能够在任何核电场址内外部开展作业。该机器人带有真正的模块式四驱结构,能够自行执行以前需要好几台机器人才能完成的各种任务,比如:实时绘图,对液体和固体进行取样,放射性测量等。

RIANA机器人是一种机械化平台,可以根据工作需要轻易地装备不同的模块。这一适应能力限制了操作员在放射性区域停留的时间,并能够对场址绘制更加精确的图像,所有这些特性实现了核设施退役作业的优化。
Daniel Kanaan, 欧安诺项目经理

第3部分 : 欧安诺在马尔库尔

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欧安诺从1976年至2006年期间 是马尔库尔核设施的的合同运营商。从那以后,法国原子能委员会负责管理整个 场址,而欧安诺一直是它的主要工业合作伙伴,领导着核设施清污和退役计划。这一使命在2016-2020年新合同中得到了确认。
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马尔库尔发展历程

马尔库尔在2015年以 庆祝其过去而仍然坚定地迈向未来的方式纪念它的60周年。即使在今天,依然有好几座核工业必需的设施屹立在马尔库尔,比如:法国原子能委员会经营的Atalante 研究实验室,Socodei (EDF的子公司)经营的Centraco放射性废物处理中心,以及欧安诺的Melox MOX燃料制造厂。

欧安诺团队在这些设施当中的几座设施工作,从事退役和核服务工作,包括放射性监测和法国原子能委员会进行项目和安全协调,以及作为集团直接领导下的工厂和场址的运营者。

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全部都是关于核设施的退役

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什么是退役?

核设施退役是一种受到严格监管的过程,其目的在于拆除曾经被用于核工业领域作业的各种设施和/或建筑物(与放射性产物有关的燃料制造,发电,研究工作等)。核设施退役活动先是从对一个区域或一个单元进行去污开始,然后延伸到对一栋建筑物(厂房)去污,最后对整个核设施进行去污。然后,再接着进行整个拆除过程。
核设施的退役和拆除是一项需要许多年才能完成的事业。世界上规模最大的这类项目计划需要大约40年时间。

5个主要步骤

核设施退役从结构上分为五个阶段,可能需要5年至40年不等的时间,这取决于核设施的性质和范围。在法国,在每个阶段结束时,核安全局(ASN)都必须作出批准,然后才能进入下一阶段。

第1步:关闭核设施
第一阶段是停止场址的各种工业活动。核设施的运转不可能按下按钮就立即全部停止了,而是在宣布停止运行和最终关闭核设施之间可能要经过一定时间。

第2步:对资源和方法进行评估
下一步是写下并制定出整个退役方案。如何进行拆除工作?按照哪些优先次序拆除?在什么时间框架内?使用什么人力资源和财务资源?在征和法国核安全局批准后,便可对计划进行部署。 备注:截至今日,对于法国所有核设施,退役计划是在工厂、反应堆、车间等的设计阶段就已经规划和制定了。

第3步:拆卸放射源
在所有核场址,大部分放射性都来自所装卸的材料(占99.9%)。在电厂,这就是指发电用的燃料。在制造厂,这是指用来使燃料在电厂能够被使用的铀和钚。通过从场址拆卸放射源。可大大减少环境放射性,从而才有可能接着进入时间最长而且最复杂的拆除阶段。

第4步:对核设施进行拆除和分解
现在的任务是一件一件地拆卸产生放射性的全部元件。通过采取最严格的安全措施,对生产设备和全部附件比如管道,进行切割和拆卸。一旦建筑物内的设备全部清拆完毕,就该使用“松土”技术对混凝土进行去污。所有这些活动都会产生废物,而这些废物是通过与ANDRA(法国国家放射性废物管理局)协作进行管理,后者负责废物的贮存和管理过程。这是时间最长而且最复杂的退役阶段,并且是在严格工作条件下进行的(身穿防护气衣,进行永久放射监测,建设保护闸门等)。这项工作可能需要数年时间完成,有时甚至需要数十年时间。

第5步:对场址进行监测和注销许可证
一旦建筑物已经腾空,检查结果表明不再有任何放射性痕迹,法国核安全局(ASN)就可以决定注销给该核设施颁发的许可证。现在,就准备好主办新的工业活动或项目了。

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关于拆除和退役的相关问题

拆除仅仅针对核电站吗?

不是。远远不止这些。在法国,有大约30座设施在最终关闭后正在进行或在等待拆除和退役,其中包括 9座核反应堆。正在进行的拆除项目中大多数涉及属于核燃料制造循环和研究设施的车间和工厂。

在拆除和退役完成时我们会回到绿色田野的场址吗?

目前正在被拆除的设施中大多数所在的场址上还有其他设施仍在运营中。在退役项目实施过程中被去污的建筑物(厂房)内未来肯定会进行新的工业活动,而不是被废弃。

核电站的拆除和退役很复杂吗?

一开始只是建造:这是个讲究方法的问题,需要专门的专业技术。退役要求从场址拆除所有放射性元件和核设备。在核电站内,99.9%的放射性来自核燃料,而按照设计核燃料一旦使用完毕后就必须卸出。主要难点涉及到某些部件的规格尺寸,比如有些蒸汽发生器高达14米,重达110吨! 另一方面,核燃料循环设施的拆除也不相同,但是问题同样很复杂,这涉及多年来日常装卸的放射性元件所在的生产装置的数量。

我们必须认为拆除-退役费用是个财务上的“黑洞”吗?

在法国,为核设施退役提供资金是从一开始就安排好的,然后定期进行修订。例如,对于核电站,它的退役费用就被纳入电力生产成本中。已经估算出如果退役的费用是初始预算的两倍,对核电成本的影响也只会达到5%。如今,法国各核电运营商(法国原子能委员会(CEA),法国电力公司(EDF)和欧安诺(Orano))已经计提了超过300亿欧元的准备金,以实现其退役承诺。

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不断创新

核设施的退役是个不断演变进化的活动。至今,大多数工作场址都涉及到实验性的设施或者 始于早期民用核电的设施。因此,这些设施全部都各有各的问题,需要找到独特的解决方案。每一处工作场址都提供了设想、开发和测试新工艺或新机器的机会,因此将处于明天拆除技术的核心位置。
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Pacman

Pacman不仅仅是一款电子游戏的名字,而且还是对核材料循环用的老旧管截面进行检测的奇妙工艺的名称,由欧安诺设计开发。Pacman是一种移动式装置,能沿着管道移动,将管截面“吃掉”一部分-----事实上,是在移动时将管道直径切割掉2至7cm。

Charli & Eloïse

Charli的功能是支持我们,其方法是使用金属钠在核反应堆堆内构件上进行切割作业 。它具有一些特别的特性,能够直接在反应堆压力壳内侧进行激光切割作业。Charli装置有特殊的机械手臂,臂上装配有激光切削头和摄像头矩阵。Charli是一种超级灵巧的机器人,能在大多数受限空间内熟练工作。这款机器人知道不害怕,并且将高高兴兴地在辐照后的环境中以及在高温下工作。

小妹妹Eloïse也是同样聪明有才华,它使用相同的工具灵巧地跨在反应堆上方坚固底盘两边对管道进行切割。
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