乏燃料后处理是整个核燃料闭路循环后段的重要环节,在核工业中占有很重要的地位,目前我国尚无大型商用乏燃料后处理厂来应对日益增长的核电站卸出的乏燃料,正在筹备设计建设大型乏燃料后处理厂。本文针对乏燃料后处理厂主工艺工程设计及工艺设计过程中所采取的安全措施和原则等内容进行了分析讨论,以期为今后乏燃料后处理厂的工程设计提供有一定的参考作用。主要工作如下:(1)根据我国现有乏燃料以及未来将从反应堆中卸出的乏燃料的贮存量和特性的估算和统计,进行分析判断,提出我国若建设乏燃料后处理厂所处理的乏燃料的能力和特性参数。(2)根据所需处理乏燃料的特性参数,确定乏燃料的贮存方式,对水法贮存工艺过程和乏燃料剪切和溶解的工艺过程进行了分析和设计研究。(3)明确乏燃料后处理厂主工艺流程以PUREX水法流程为基础,四价铀、羟胺作为还原剂,肼作为支持还原剂,共去污1A萃取单元采用高酸流程,铀线采用二循环流程,是满足乏燃料后处理厂的要求的,并根据分析对比提出了适宜的工艺流程。(4)从安全角度分析工艺设计过程中所采取的安全措施和原则,及后续需开展的科研验证工作,在设计过程中充分考虑临界安全措施如几何形状、裂变材料浓度和总量、外加中子毒物等,同时也要考虑辐解安全和非放安全措施,以保证工厂后续安全稳定的运行。(5)通过对乏燃料贮存、处理过程的研究和分析,设计了一个我国乏燃料后处理主要工艺的方案,总结了我国在乏燃料处理化学分离部分面临的主要问题,阐述了今后研究和改进的重点,为今后乏燃料后处理厂的工艺流程设计提供一定的参考。