提升核电厂冷源安全性的海生物探测技术研究

提升核电厂冷源安全性的海生物探测技术研究

杨浩

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

摘要：自2014年以来，国内的核电站屡屡遭到海生物的侵扰，例如海月水母，沙st和Ulva外阴，造成了瞬态，负荷减少，停机和停机事故，给安全带来了巨大的后果。核电厂稳定运行。威胁与挑战。面对这个问题，核电站在现有取水口近海结构的基础上，对取水口周围水域中引起灾害的海洋生物进行调查和分析，确定具有高灾害风险的海洋生物，并进行调查。分析周围水域的洋流特征，包括安装垃圾网，清洁和维护以及对海洋生物拦截系统的状态进行监控，实现了从零开始从简单到系统操作的拦截从取水口开始的海洋生物的拦截，并通过实际工程应用取得了良好的效果。它降低了海洋生物大规模入侵冷源的风险，提高了核电厂冷源安全性的可靠性，并为行业提供了有价值的参考。

关键词：核电厂；冷源海洋生物；检测

介绍

016-05-03，国家核安全局发布了《关于近期海洋生物或异物影响核电厂取水安全事件的通报》（参见表1），报告了发生在法国核能基地（如CRUAS，红沿河，宁德，临高，田湾和秦山）的冷源安全事件。这表明核电厂的冷源安全性已经成为影响核电厂核安全的重要因素。 2007年，世界核操作员协会（WANO）发布了重要的运行经验报告WANOSOER2007-2 《冷却水取水口堵塞》，该报告对44处冷源堵塞事件进行了详细分析。结果表明，无论反应堆类型和取水口配置如何，核电站的影响持续发生，约有20的事件直接影响与安全相关的系统。取水口堵塞对核电站的影响通常是取水区的水位下降到设计水位或预期水位以下，这增加了损坏重要设备（例如循环水泵）的可能性，并进一步带来了不利影响。核电厂安全相关系统的热交换器入口温度升高的风险。

1典型威胁类型

1.1浮游动物的威胁

现在以海月水母为例。海月水母（aureliaaurita）是一种全球分布的物种，广泛分布在70N-40S的水域中，在大西洋，太平洋和印度洋中更为常见。海月水母的水母体是透明的，通常为25-49cm宽，有4个明显的马蹄形性腺。他们用触角来捕食水母，浮游生物和软体动物等猎物，但触角的活动却有限。在我国中，水母的快速生长时期是每年的6月至9月。在9月底，海月水母的繁殖期结束后，很难看到水母爆发。海月水母在我国沿海广泛分布。调查发现，它已经在广东，广西，福建和辽宁的核电站中发现，其中对红沿河核电厂的冷源构成最大威胁。 2014年7月，大量海月水母涌入A核电厂的取水口，导致该核电厂的2号机组和1号机组先后关闭。事件发生后的一周内，从核电基地回收了超过10,300公斤的海fish。事故发生后，电厂加强了拦截，抢救等措施，效果显着。但由于缺乏相应的预警手段，2016年8月在恶劣天气下再次发生了类似事件。

1.2浮游植物的威胁

浮游植物主要包括藻类，例如硅藻和蓝细菌。一般认为浮游植物的爆发与海水富营养化密切相关。海水富营养化以及有利的温度，盐度，洋流活动和其他因素将导致浮游植物的迅速增加；如果扩散到核电站的取水区域，不仅会污染水体，而且由于赤潮的粒径小且具有一定的粘度，它可以渗透通过或粘附在拦截设施上将给旋转过滤器带来负担，这将影响冷源系统的稳定运行。

2提升核电厂冷源安全性的海生物探测技术研究

2.1水下机器人对水质的在线监测和实时观察

核电站入口处使用在线海水质量监测浮标。使用先进的信息传感技术和GPS卫星定位，太阳能板可提供工作电源。太阳能电池板配备了多参数水质监测器，可以监测pH值，水温，电导率，浊度，叶绿素和海水中的溶解氧。以及其他水质数据，并配备多参数（风速，风向，气压，湿度，温度）气象传感器，数据可以通过GPRS无线传输到环境实验室的水质监测平台。浮标的使用实现了海上的长期，连续，自动，实时和定点监测，可以抵御恶劣天气的影响，并有助于在港口入口处建立海水质量参数数据库。核电厂和海洋赤潮的监测和预警。一家核电站引进了水下机器人，主要用于核电站进水通道的水下视频监控，因为核反应池的进水通道中经常发生大量鱼类，虾类，水母，藻类和其他侵入物发电厂，这将威胁机器的正常运行。水下机器人系统可以有效地监控进水通道，实时观察进水通道中虾，海fish，藻类和其他海洋生物的活动，预测发展趋势，提前制定预警机制，保护鱼群的正常运行。整个核电站单位。

2.2垃圾网络状态监控

当大量海洋生物被拦截或处于极端天气时，垃圾网主绳的断裂将导致海洋生物被冲洗到设备中，或者该网会阻塞进水隧道，直接影响安全性。设备的操作。力量状态至关重要。在这种情况下，红沿河核电站开发了一个监控系统，用于监控垃圾网主绳的拉动，以及一个监控报警系统，用于监控垃圾网的图像。张力监控系统由张力传感器，数据发送器，电源系统以及数据接收和处理系统组成。实时收集并处理垃圾网的主绳张力值。当主钢丝绳的张力达到预设的警告值或值波动超过正常范围时，将自动触发警报；垃圾网图像识别监控系统可以实时监控垃圾网的形状。当超出正常的预设范围时，将触发警报。根据实际测量结果，虽然污染拦截网状态监测系统的价值受到潮汐和风浪的影响，但存在一定的偏差，但对于掌握污染拦截网的受力趋势变化是有效的。并为早期反应和紧急治疗提供积极参考。

2.3入侵的分类和特征

显然，找到一种合适的检测方法，并将其与入侵冷源的海洋生物和异物（称为“入侵者”）结合起来，将获得最强的针对性。但是，如果仅准备检测已反馈的入侵，将很难适应可能的变化需求。而且，就工程而言，更希望提高个别情况下的通用性，并利用目标覆盖更完整的分类方法，从而大大提高检验工程的可行性。基于此，可以对入侵进行分类，并可以共同分析各种入侵的特征。 （1）浮游植物，主要包括藻类，如Phaeocystis和Enteromorpha。由于自身的光合作用要求，浮游植物仅分布在被照亮的海洋的上层，并且它们也昼夜垂直移动。藻类和浮游植物的分布范围很广，但是温度仍然是影响藻类地理分布的主要因素。此外，富营养水也是浮游植物入侵和爆发的必要条件。 （2）浮游动物，主要包括海月水母和水母。水母浮游动物都是浮游生物，主要分布在浅海地区。在白天和晚上存在垂直运动的现象，通常在白天下降，在晚上上升。在大规模暴发期间，它可能密集分布在从浅到海的各种深度，并且游泳能力较弱。其平面分布主要随洋流方向而变化。 （3）游泳动物，主要包括在目标海域丰富的各种小鱼和虾。游泳动物在水中的运动能力比浮游动物强，并且在水中的垂直分布面积更大。个体更难区分，通常以一定大小的组出现。尽管一些鱼类和虾类幼虫仍具有很强的随海流迁移的特性，但在某些地区仍可观察到更明显的转向和加速轨迹。 （4）极端条件下的暴发，包括极端条件下的海带，竹竿和浮冰。这种入侵具有几个更明显的特征：它仅在极端条件下发生（例如极端天气，事故等）；它主要漂浮在海上；它占地很大；它随电流完全迁移。因此，当检测到这种入侵时，有必要集中精力解决极端天气条件下检测器的可用性和可靠性。在正常天气下，不必进行这种测试以节省运营成本。

结论

《国家核安全与发展文件[2016] 91号》对核电站运行单位提出了5条建议。您可以参考核电站针对海洋生物暴发的主要工作方向。这五项建议如下：高度重视海洋生物或异物对海水系统，特别是重要安全工厂的水系统的影响，并结合相关案例进行分析。与有关部门合作，掌握海洋生物或异物的发生情况，并根据活动规律建立预警和预防机制；改善进水和过滤系统中可能存在的设计或施工问题，以增强抵抗海洋生物或异物的能力；定期检查水结构，系统和设备应予以维护，清洁和疏通。应改进应对计划，以应对海洋生物或异物阻塞进水系统的情况，加强演习，并着重确保重要安全水系统的功能。

参考文献

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[2]颜国呈，吕文婷.基于电厂取水外来物堵塞的预防管理[J].科技创新与应用，2016.

[3]杜伟东，李海森，陈宝伟，等．一种基于声散射特性的有鳔鱼特征获取方法[J]．应用声学，2014，33(6)：505-511.