2025年11月14日,中广核核电运营有限公司集团冷源首席专家田新华在深圳核博会核电厂冷源安全论坛发表《夯实现有冷源防控手段 探寻更高效方案》主旨报告。

报告围绕中广核核电厂冷源堵塞防控,梳理了现有拦截、疏导、抽吸、监测预警等手段的有效性与局限。发言人认为,中大型海生物已有较成熟防控办法,但毛虾、笔帽螺、中南藻等小型或细长堵塞物仍存在较大挑战;未来应通过按风险配置、机械化提升和取水系统优化,探索更高效、更低维护量的方案。

关键点
1. 报告人与主题介绍(00:00)
主持人介绍田新华为中国广核集团冷源首席专家,长期负责大亚湾、红沿河等核电厂冷源管理与改进工作,并推动网兜拦截、口门大范围疏导网等防控方式的应用。本次报告主题是夯实现有冷源防控手段并探寻更高效方案。
2. 报告结构与总体判断(01:29)
发言人表示,十年冷源工作取得阶段性成果,但现有手段仍不是最佳方案。报告分为三个方面:目前手段的有效性和局限性、综合效率和收益提升,以及更高效方案的探讨。
3. 冷源堵塞形势与经验积累(02:28)
中广核经历过多起堵塞物相关事件,防控能力是在企业、设计院、研究院所等多方共同努力下逐步形成的。近两年又出现中南藻、小虾、水母等新情况,博贺电厂处理大量水母的案例被认为验证了一些既有手段的有效性;法国机组因口门措施不足而停机,被发言人认为是缺少有效防护导致。
4. 按防控需求划分堵塞物类型(04:00)
发言人强调,工程防控更关注堵塞物尺寸和防控方法,而不是生物学分类。水母、海藻等中大型堵塞物可通过拦截网、口门疏导网和气幕减轻后端压力;毛虾等小型堵塞物最有效的仍是内部网兜,多道网兜可在尺寸较大时解决问题。
5. 细长堵塞物与中南藻防控困难(05:54)
笔帽螺、中华假磷虾等细长生物防控难度很高,三毫米甚至两毫米网的效果都不理想,原因是其容易附着在网壁并撑破网,难以聚集到网兜尾部抽吸。中南藻也会堵在网壁上,导致拦截网压力增大,只能通过平面网或网兜进行一定比例拦截;进入鼓网后对压差影响相对有限,被视为一个有利因素。
6. 藻类、油污和冰的影响差异(08:13)
漂浮赤潮类藻类对取水过滤影响较小,轻油一般不堵塞但可能进入换热器并造成橡胶老化,重油导致停机的情况较罕见但国外有资料。冰在国外也曾造成停机,红沿河通过挡冰墙和热水回流基本解决了相关问题。
7. 现有手段的有效性和局限性总结(09:08)
中大型海生物爆发概率和后果风险较高,但通过导避和后端拦截可取得较好防御效果;小型堵塞物防护难度更大,毛虾和中华假磷虾对后端压差影响不同。网兜型拦截网被认为是应对毛虾的关键手段,平面拦截网多为辅助,口门疏导网对中大型海生物应大力应用;高岭土对均匀分布于水体中的中南藻效果不佳。
8. 提升综合效益的方向(11:48)
现有冷源防控日常投入和维护量较高,尤其是人工和拦截网维护。发言人提出三类提升方向:按风险和应急需求减少日常配置、根据监测和季节规律快速响应;加强机械化和自动化,如水下机器人、机械清洗、自动抽吸;利用口门疏导网、气幕和防附着等手段减少内部作业。
9. 按场址规律进行风险配置(13:41)
发言人以中广核多个电厂为例说明风险具有规律性:大亚湾冬季风险相对多但近年来大量海生物较少,红沿河主要集中在七月份,宁德多数月份较平静但毛虾有所增加,阳江一月至四月可能有毛虾且年份不确定,防城港和台山近年总体较平静。基于这些规律,可按风险月份优化配置。
10. 监测预警与快速布设(15:05)
红沿河、宁德、阳江等场址积累了提前三天预测和数量预测经验,吻合度较高,可用于按规律布设防控措施。发言人还提出将网提前挂在装机或设备上,一旦监测到风险,即使只提前一小时也能快速放下形成防护。
11. 抽吸、清洗与科研装备的机械化改进(16:28)
各电厂配置了两道抽吸,采用电动抽吸加人工辅助切换,红沿河在七月份高风险期可实现较好自动抽吸,减少人工清理。清洗床可在不拆卸网兜的情况下自动清洗,外海巡航船、缓冲级采样装置、气幕试验等科研项目也有助于减少人工作业并提升效率。
12. 更高效方案的总体思路(18:03)
发言人认为拦截网方案并非最优,未来可推动双机组独立取水,减少取水量并增强机械化能力。若能改进核岛换热器或冷却方式,放宽当前三毫米过滤精度要求,允许部分小型生物穿场而过,将显著降低维护工作量。
13. 强化前端疏导与后端机械化(20:45)
发言人提出用重型清污机、德国转鼓式滤网等机械化过滤设施替代或强化现有粗细格栅能力,并借鉴国外大型疏导网和气幕组合,利用前端疏导减少进入量。若前端疏导和后端机械化能力足够强,中间拦截措施可适当简化。

时间线
00:00 - 主持人介绍报告主题、报告人履历及其在核电冷源防控中的实践经验。
01:16 - 发言人开场,说明十年冷源工作取得阶段成果,但仍需在现有手段基础上探索更高效方案,并给出报告框架。
02:28 - 报告回顾中广核冷源堵塞事件与近年新形势,并开始讨论不同堵塞物类型对应的防控效果。
04:00 - 内容进入现有防控手段评估,围绕水母、海藻、毛虾、笔帽螺、中南藻、油污和冰等类型说明有效性与局限。
11:48 - 报告转向综合效率提升,提出按风险配置、利用监测预警、快速布设、机械化清理和减少人工作业等方向。
13:41 - 发言人结合各核电厂场址风险月份和预测经验,说明冷源风险具有可总结、可利用的规律。
16:28 - 报告展示抽吸、清洗床、外海巡航、采样装置和气幕等设备或科研项目,用于提升自动化和维护效率。
18:03 - 报告进入未来方案探讨,强调通过独立取水、强化泵站过滤、优化换热器和冷却体系,降低对细密拦截网的依赖。
20:45 - 发言人进一步讨论前端大型疏导网、气幕和后端机械化过滤的组合思路,并提出在能力提升后简化中间拦截配置。

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核电冷源防控迈向精准化机械化智能化
中广核核电运营有限公司集团冷源首席专家田新华围绕“夯实现有冷源防控手段,探寻更高效方案”作专题分享,系统梳理了中广核多年冷源管理经验、现有措施的适用边界以及未来改进方向。自2014年至2015年前后参与冷源防控工作以来,田新华先后参与大亚湾、红沿河等核电厂址冷源治理实践,推动网兜式拦截、口门大范围疏导网、抽吸系统等措施应用,逐步形成了以风险识别、前端拦截、中端应急、后端清污为核心的冷源防控思路。
报告指出,近年来核电厂址面临的冷源堵塞物类型更加复杂,水母、海藻、毛虾、中华假磷虾、笔帽螺等不同形态海生物均可能对取水系统造成影响。冷源防控不能简单按照生物学名称分类,而应更多从工程处置角度出发,依据堵塞物尺寸、形态、附着方式以及对设备的影响路径,判断其适合采用何种拦截、疏导、清理或放行方式。对于中大型水母、藻类等堵塞物,平面网、网兜式拦截网、口门疏导网以及气幕等手段已经表现出较好效果,尤其是口门疏导网配合气幕,可有效减轻后端泵站和滤网压力。但当堵塞物数量大、持续时间长时,仍需要多层防线和及时清理配合。
针对毛虾、小型虾类等小型堵塞物,网兜仍是目前较为有效的防控手段之一。阳江等厂址通过多道网兜组合,可在前端拦截相当一部分风险源。不过,对于中华假磷虾等更细小生物,防控难度明显增加,容易造成后端压差升高。细长型生物则是当前防控体系中的突出难点,例如笔帽螺等容易附着在网壁上,而非进入网兜尾部,可能导致网壁堵塞、压差上升甚至网具损坏。即使采用3毫米或更细网具,也难以彻底解决这类问题,部分生物进入鼓网或换热器后,还可能对不同设备形成差异化影响。
除海生物外,藻类、油污和冰情也需要纳入冷源风险管理。表层漂浮藻类一般对滤网影响有限,微米级藻类通常不易造成明显堵塞,但若藻类在整个水体中均匀分布并在网壁上累积,则可能显著增加拦截网压力。轻油通常不会直接堵塞滤网,但可能进入换热器并加速橡胶等材料老化;重油导致取水口停机的情况较少,但仍应保持关注。冰情方面,国外曾有因冰导致停机的案例,而红沿河通过挡冰墙、热水回流等设计措施,已基本解决相关问题。
在现有措施中,网兜型拦截网对毛虾等小型堵塞物效果较突出,是当前防控高风险堵塞物的重要手段,但其维护量和人工清理工作量较大。平面型拦截网更多发挥辅助作用,对部分中大型堵塞物有一定拦截效果,但清理难度较高。口门疏导网对中大型海生物防控价值明显,可将堵塞物尽量阻挡或导流在前端,减少其进入泵站内部。高岭土喷洒对部分表层藻类可能具有沉降作用,但受取水流速、浓度和作用时间限制,对均匀分布于水体中的藻类效果有限。
在提升综合效率和经济收益方面,报告强调应从长期常设布网转向风险驱动配置。冷源防控每年投入较高,人工值守、海上作业和拦截网维护是主要成本来源,因此需要在保障安全的前提下,通过掌握季节规律、爆发概率和监测预警结果,实现更精准、更经济的布防。不同厂址风险规律差异明显:大亚湾历史上冬季风险较多,但近年来大规模海生物事件减少;红沿河风险相对稳定地集中在7月;宁德总体平稳但近期毛虾风险上升;阳江场址较特殊,1月至4月可能出现毛虾且月份不固定;防城港近年来整体平静,台山虽有一定毛虾风险但总体不高。基于这些规律,可在低风险阶段减少常设网具,在风险升高时快速增设防控措施。
监测预警能力是实现精准布防的重要基础。目前红沿河、宁德、阳江等厂址已开展提前三天预测,在爆发时间和数量判断上取得较高吻合度,可为提前布网、抽吸准备和人员调配提供依据。结合海生物生长周期开展循环生长预测,也有助于判断风险趋势,减少盲目布设。与此同时,网具预挂和快速下放能力正在成为提升应急响应效率的重要方向,即提前将网具挂装在装置上,一旦监测发现风险,即可在短时间内投入使用,即使只有一小时预警,也能发挥快速防控作用。
机械化和自动化是降低人工投入、提升防控可靠性的关键。多个电厂已经配置两道抽吸系统,实现电动抽吸并配合人工辅助切换,红沿河抽吸系统应用效果较好,可减少人工清理压力。网兜清洗床等装备的研发,也使网兜无需完全拆卸即可拉至清洗床自动清洗,提升维护效率。水下机器人、外海巡航船和采样装置等科研装备具备减少人工海上作业的潜力,但现阶段成熟度和可靠性仍需提高。气幕作为辅助措施,在红沿河等厂址已显示出一定效果,可将大量水母吹起或导离,与口门疏导网形成协同。
面向未来,报告认为现有拦截网方案仍不是最优解。当前体系对小型和细长型堵塞物仍存在短板,长期布网带来的维护、清理、人工值守和可靠性压力较大,机械化、智能化水平也有待提升。更高效的方案需要从系统设计层面入手,包括探索双机组独立取水或相对独立取水,降低单一取水系统负荷,从而为机械化过滤和清污创造条件。借鉴中东地区应对大量水母的重型清污机经验,提升泵站前端主动处理能力,也可能成为减少对人工和网具依赖的重要方向。
报告还提出,应逐步降低对3毫米精度滤网的高度依赖。目前核岛板式换热器等设备对细小堵塞物较为敏感,因此滤网精度需要维持在较高水平,但精度越高,堵塞压力和维护负担也越重。未来可通过改造换热器形式、将核岛冷却与常规冷却部分分开、采用空气冷却或独立冷却塔等方式,提高后端设备对小型生物的耐受能力。若后端设备允许将滤网精度放宽至5毫米甚至10毫米,将有望大幅降低前端精细拦截和日常维护压力。
“拦大放小”是未来冷源防控体系的重要目标,即大型堵塞物尽量在口门或外海前端拦截、疏导,小型生物则尽可能允许其穿场而过,减少精细拦截负担。实现这一目标的关键不只是前端网具优化,更在于提升后端换热器、过滤系统和清污设备的耐受能力。对于毛虾、笔帽螺等仍可能影响设备运行的对象,需要设计、运行、科研等多方协同,推动从单一拦截向系统治理转变。
后续冷源防控工作应在已验证有效的基础上固化成熟配置,对口门疏导网、网兜、气幕、抽吸系统等措施形成标准化方案,并根据不同风险场景建立可复制的配置模式。新建机组应在设计阶段充分考虑更高效的冷源防控体系,存量机组则应结合厂址风险水平制定长期改造计划,重点提升泵站过滤能力、后端换热器耐受能力和机械化清污能力。通过前端利用自然条件和口门疏导减少进入量,中端采用必要网具和快速应急配置,后端强化机械过滤、抽吸、清洗和设备耐受能力,并与智能监测预警和风险模型联动,核电冷源防控将逐步向精准化、机械化、自动化和智能化方向升级。


