引言
2016一05—03，国家核安全局印发《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》，通报了法国CRUAS、红沿河、宁德、岭澳、田湾、秦山等核电基地发生的冷源安全事件，这说明核电厂冷源安全已成为影响核电厂核安全的重要因素。2007年，世界核营运者协会(WANO)发布重要运行经验报告WANOSOER2007—2《冷却水取水口堵塞》，对44起冷源堵塞事件进行详细分析。结果表明：核电厂无论堆型及取水配置如何，该影响都持续发生，且大约20％的事件对安全相关系统有直接影响。取水口堵塞对核电厂的影响通常是使取水湾水位下降到设计或预期水位以下，增加了如循环水泵等重要设备受损的可能性，进一步带来与核电厂安全相关系统的热交换器入口温度上升的风险。
1核电厂冷源系统概述
世界上核电厂冷源系统大致可分为两类：第一类是直流冷却水系统，即将冷却水直接从自然水源中引入，经过凝汽器冷却后再排入水源，具有取用水量相对较大的特点；第二类是闭式循环冷却水系统，即循环冷却水系统为闭式回路。由于闭式循环冷却水供水系统的用水量很小，大多冷却用水为自循环，因此被海生物堵塞取水系统的威胁较小。现阶段我国所有核电厂均分布在滨海地区，全部采用直流冷却水系统，即以厂址附近海域的海水作为机组运行时的冷却水来源，工程海域也是核电厂的最终热阱，冷源承担着核反应堆堆芯余热导出的核安全功能及重要设备的正常冷却，是电力生产流程的重要组成部分。我国核电厂直流冷却水系统由于各电厂取水环境、厂址特征等不尽相同，设计有所差异，但系统主要结构类似。冷源系统主要包括：核电厂循环水系统、重要厂用水系统及循环水处理系统。冷源相关设施主要包括：取水构筑物（明渠、隧洞或取水前池等）、海水过滤清洁设施（拦污网、格栅、旋转滤网、贝类捕集器等）、热交换器、泵、阀、管道等设备。冷源设施主要通过热交换形式带走汽轮发电机厂房及核岛厂房设备运行中产生的热量，换热后的冷却水由虹吸并排入外海，其中，海水过滤清洁设施主要承担海水中海生物及杂物的拦截和清理功能，是保障冷源安全的实体物理屏障，其设计、布置方式及运行效果与核电厂冷源可靠性密切相关，对保障核安全和机组稳定运行十分重要。
2核电厂冷源安全的挑战
2.1游植物威胁
浮游植物主要包括硅藻、蓝藻等藻类，浮游植物的暴发通常认为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、洋流活动等多重因素，会导致浮游植物急剧增加；如其蔓延至核电站取水区域，不仅污染水体，而且由于赤潮粒度较小、具有一定的粘性，能够穿过或粘附于拦截设施，给旋转滤网带来负担，进而影响冷源系统稳定运行。
2.2取水方式问题
核电厂采用直流冷却水系统时，其取水构筑物可按取水的方式不同分为：明渠、港池及涵洞，其中明渠是应用最广的取水方式，部分电厂由于取水海域条件限制或取水水深要求等，采用深层涵洞取水或组合型取水方式。取水明渠直接与工程海域相连，受海域海流、波浪等动力条件及浮游类海生物分布特征影响显著，在极端气象条件下（如台风等）极易暴发海生物入侵取水系统的事件；深层取水通常将取水暗涵设置于海床，受水体中上层水动力变化及生物高密度分布区的影响较小，泥沙等固体颗粒物及海洋底栖生物是该类取水方式面临的潜在冷源风险源。
3核电厂冷源安全管理措施
3.1建立冷源风险物项监测预警机制
核电厂应根据取水工程设计特点，结合风险物项暴发周期，增加摄像、声呐等明渠监测系统，使用无人机巡航等扩大取水明渠及周边海域潜在风险物项监测范围。同气象、海洋等相关部门建立长期稳定的合作关系，以便于及时、准确获得气象海洋及鱼汛虾汛、大面积浮游物等预报信息。针对风险物项暴发信息，研判致灾风险，研发核电厂冷源风险监测预警平台，实现自动预警，实时监控，提升预警能力。对可能导致降功率、停机停堆风险的预警信息，及时通报电网及相关部门。
3.2监测系统
溶解氧、磷的含量是影响海洋藻类生物生长繁殖的主要因素；溶解氧、水温、ｐＨ、盐度则是影响海洋虾类、水母类以及鱼类生长繁殖的主要因素。通过监测海洋水质环境中这些参数的变化，对于海洋赤潮、生物潮的灾害爆发起到一定的预警作用。系统中可根据监测对象选择多参数水质传感器、水文传感器、摄像系统和声呐成像系统进行数据和图像的采集。（１）水质传感器：包括水质多参数传感器、氨氮、营养盐传感器，监测ｐＨ、水温、浊度、电导率（盐度）、溶解氧、氨氮、总磷等参数。（２）水文传感器：包括ＡＤＣＰ、气压传感器，监测气压、风向、海洋流向及流速等参数。（３）摄像系统：包括水上摄像系统和水下摄像系统。（４）声呐系统：通过搭载水下云台，可以实现３６０°水下生物和非生物的三维成像。
3.3智能冷源系统一键启停
冷源控制系统主要包含：冷水机组、冷却水泵、冷冻水泵、阀门及各类传感设备。冷源系统设计了丰富工况模式管理库、完善的控制流程与可靠的安全联锁。系统会根据设备系统在设备启动前，系统自动检测各设备状态是否正常。当工况流程执行完毕后，系统再进入制冷流程，为了确保控制指令的有效性，采用信号回检机制，确保下一级设备可靠启动。当该组设备出现故障时系统自动切换到另外一组设备并启动。通过各种逻辑机制的管理控制、整个数据中心可以实现一键启停，系统会根据数据中心IDC机房末端负荷情况进行其他制冷单元的自动启动与停IE。
3.4改进拦导污设施
结合现有取水明渠条件及冷源风险特征，综合各种尺寸导致滤网堵塞物项，积极采用“主动防御、纵深设置、梯级过滤、永临结合”的原则设置导污、拦污设备设施，改造取水明渠拦截网设置，各级拦截网应横向到边、纵向到底。科学评价增设拦截网对取水明渠流速的影响，对于可能影响取水流量的细目滤网，应实现风险物项预警后快速布防和更换。充分利用水动力条件、水工构筑物等，合理设置导污措施，将冷源风险物项导离取水工程或导至特定区域以便于机械化快速收集、清除。取水工程应设置必要的应急通道及物资存储场地，配置足够的应急打捞队伍，建立方便打捞船只进出的通道。
结语
基于海生物发生发展机理的海域基本环境指标的探测及预警，也是保障核电厂冷源可靠性的一个可行方法；而且从长远的角度来看，甚至是一个比物理探测方法更加根本的解决方法。但海生物发生发展机理的获取，需要连续的、大量的观测数据，涉及很长的时间跨度。在冷源可靠性问题亟待解决的当下，开始以海生物暴发趋势预测为目的的海洋环境探测是很有必要的，但物理探测方法仍是在较短时间内解决海生物入侵冷源取水口问题的不二之选。综合来说，以物理探测方法来针对性地解决眼前问题，以海生物趋势预测及极端条件预警作为根本性的解决方案，应是解决冷源威胁入侵的合理思路。
参考文献
[1]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[J]．应用声学，2叭4，33(6)：505—511．
[2]阮国萍．核电厂取水口堵塞原因分析与应对策略[J]．核动力工程，2015，36(s1)；15l—154．