2025年11月12日，中国水利水电科学研究院研究窒副主任韩瑞在深圳核博会1号馆核能首秀场发表《与水“核”谐，守护核电生命线》主旨报告。
演讲围绕核电与水的关系展开，说明冷却水是保障核电安全运行的关键生命线，取排水安全直接关系到核安全和生态安全。报告结合日本核废水排海事件、核电清洁能源定位以及中国水利水电科学研究院团队的研究实践，强调通过工程设计、模型模拟和现场监测来实现安全取水、低温取水和生态排水。
关键点
1. 从日本核废水事件引入主题（00:03）
演讲者以二零二三年日本核废水开始排放引发全球关注为切入点，提出要讨论“核”和“水”的关系，并介绍主题是如何与水和谐、守护核电的生命线。
2. 核电发电依赖冷却水带走废热（00:58）
核反应堆可被类比为烧锅炉的过程，由于热转换效率限制，发电同时会产生大量废热。为了不威胁反应堆安全，需要从江河湖海或冷却塔系统取得冷却水进行热交换，再将升温后的温排水排入相关水域。
3. 福岛事故凸显核电冷却安全的重要性（01:42）
日本核废水排海事件源于地震和海啸影响下核岛无法及时获得冷却水，只能直接利用海水进行堆芯热交换；而正常情况下，核反应热回路与冷却水回路应严格隔离。演讲者指出，日本核废水在二零二一年已达一百二十七万吨并持续增加，二零二三年八月二十四日正式排放，相关计算显示首次排放后约二百四十天可能影响我国沿海海域水质安全，因此核电取排水安全不容忽视。
4. 核电是清洁能源转型的重要选择（02:55）
水电、风电和光伏等新能源受自然条件制约，而核电可作为煤电的稳定替代来源，并具有低碳效应。安全稳妥发展核电被视为进入清洁能源时代、实现“双碳”目标的重要选择；我国核电厂全部布局于沿海，也与取排水所需的充足水源有关。
5. 核电取排水涉及三类安全（03:43）
演讲者将核电取水和排水问题概括为水量安全、水温安全和水生态安全。水量安全关注能否稳定取得足够冷却水，水温安全关注能否取得低温水并避免温排水影响自身运行，水生态安全关注减少温排水对周边海域生态的负面效应。
6. 水量安全面临海生物堵塞风险（03:55）
核电热交换需要大量冷却水，稳定从海水中取水是水量安全的核心。报告列举了土耳其核电站水母堵塞取水口、阳江核电取水口出现毛虾以及法国水母堵塞核电取水等事件，说明冷源丧失是全球核电取水安全的重要风险。
7. 水温安全影响发电效率和运行稳定（04:38）
核电取水温度与发电效率密切相关，凝汽器安全高效运行依赖低温水。演讲者举例说明，上海某电厂曾因自身温排水重新进入取水系统形成热水短路，最终被迫改造，体现了温排水布局对电厂运行的重要影响。
8. 温排水生态影响需要控制（05:10）
核电运行会产生大量弃热，如果将这些热量集中到长江中，可能使长江入海水温升高一点六摄氏度。团队工作的目标是尽量减少核电温排水对周围海域的影响，支撑核电生态友好发展。
9. 研究团队长期服务核电取排水领域（05:43）
演讲者介绍，中国水利水电科学研究院相关团队隶属于水利部，冷却塔和冷却水研究室承担核电与水相关研究。团队自一九五八年起开展电厂水环境研究，上世纪六十年代提出冷却水运行相似理论和物理模型实验等方法，截至二零二五年已为国内外四百余项涉核工程提供科研服务，并服务国内百分之九十以上核电项目。
10. 研究方向覆盖取排水工程与生态保护（07:36）
团队研究领域包括核电厂取排水工程问题、温排水环境影响监测与后评估、取水安全和海生物保护技术，以及海上光伏生态效应、防洪和泥沙等方面。随着国家对核电取水安全的重视，团队也开展了核电冷源安全方向的重点研究。
11. 通过模型与自然条件优化取排水设计（08:21）
团队基于工程流体力学和环境流体力学理论，充分利用自然条件，因势利导优化取排水工程布置设计。通过数学模型、物理模型、监测等手段，针对不同厂址条件开展取排水设计，为核电取排水安全提供支撑。
12. 从被动拦截转向主动防控冷源风险（08:44）
围绕冷源安全和取水安全，团队结合不同电厂潮流特征和生物特性，采用数值仿真、物理模型实验等方法开展以水动力为特色的研究。相关防控理念和技术支持已用于部分核电厂取水设施改造，推动电厂从被动生物拦截向主动防控转变。
13. 优化取排水布置降低温排水回流影响（09:24）
团队利用地形和潮流特点，通过底部取水、表层排水，或近区取水、远区排水等方式获取低温水并有效排出温排水。大亚湾核电厂曾将原先造价较高的深层排水方案改为明渠排放方式，在八十年代节约两亿元以上投资，并获得科技进步一等奖。
14. 构建温排水模拟、监测和预警体系（10:25）
团队通过精细数值模拟、物理模型实验和原型观测融合数据与模型，开展核电厂温排水监测和预警。其研发的近海水温模拟系统考虑太阳辐射、水汽交换和电厂热排放等过程，并依托国家重大科研工程完善实验理论和规范，指导核电生态运行和生态排水设计。
15. 现场观测支撑生态排水效果验证（11:13）
团队结合生态环境部对核电厂温排水影响的要求，开展原型观测研究，形成包括卫星遥感、无人机、无人船和海上实测在内的陆海空天智慧监测。现场获得的一手资料为我国核电取排水安全设计提供了有力支持。
16. 工程优化兼顾经济运行与生态红线（12:01）
经过优化海工布置后，取水温升基本可控制在小于一摄氏度，有利于电厂经济运行；高温升混合区也不超过生态红线要求。海南昌江通过离岸深层排水使高温升区远离珊瑚礁，防城港通过六公里导热堤避免影响北部湾红树林，体现了安全取水和生态排水的实践。
17. 以安全取水和生态排水支撑核电可持续发展（13:01）
演讲者总结团队工作强调顺应自然、因势利导的取排水设计，也强调涉核工作关系子孙后代和国家安全，需要严谨对待。团队初心是守护国家核安全和近海生态安全，以安全取水和生态排水支撑核电可持续发展。
时间线
00:03 - 开场以日本核废水排海引出公众关注，说明演讲将讨论核电与水的关系以及水对核电安全的意义。
00:58 - 解释核能发电中冷却水的基本作用，并通过福岛事故说明冷却失效和异常排水可能带来的核安全风险。
02:55 - 转入核电在清洁能源体系中的定位，说明我国沿海核电布局与水源条件相关，并提出水量、水温和水生态三类取排水安全问题。
03:55 - 分别展开三类安全：水量方面关注取水口堵塞和冷源丧失，水温方面关注低温取水和热水短路，生态方面关注温排水对海域环境的影响。
05:43 - 介绍中国水利水电科学研究院相关团队的历史、成果、人员结构和研究方向，说明其长期服务核电取排水工程。
08:21 - 进入技术方案部分，说明团队如何利用流体力学理论、自然条件、数值模型和物理模型优化取排水设计并防控冷源风险。
09:24 - 重点说明温排水控制方法，包括取排水空间布置优化、大亚湾工程改造案例以及温排水模拟、监测和预警体系建设。
11:13 - 介绍现场观测与陆海空天综合监测，并以海南昌江、防城港等案例说明优化设计可兼顾电厂运行和生态保护。
13:01 - 结尾总结研究团队的工作理念，强调核电可持续发展离不开安全取水和生态排水，并表达守护核安全与近海生态安全的初心。
AI 延伸阅读(下文由AI生成，其内容可能存在偏差，请注意甄别)：
中国水利水电科学研究院韩瑞：以安全取水和生态排水守护核电运行生命线
日本福岛核废水排海事件再次引发公众对核安全的高度关注。2023年8月24日，日本正式启动核废水排海，而福岛事故的根源之一正是地震和海啸导致核岛无法获得正常冷却水，不得不用海水冷却堆芯，最终形成长期累积的核废水问题。相关数据显示，截至2021年，日本核废水已达约127万吨，并仍在持续增加。韩瑞在报告中指出，核安全风险不容忽视，保障核电站稳定、可靠的取排水系统，是守住核电安全底线的重要环节。
核电与水密不可分。核反应堆发电过程可类比为“烧锅炉”，在产生电能的同时也会形成大量废热。由于热转换效率限制，核电厂每产生一度电，往往会伴随约两度电的废热，这些热量必须通过冷却水及时带走，否则将威胁反应堆安全。正常运行时，核反应热回路与冷却水回路严格隔离，冷却水主要承担热交换功能；但在事故状态下，一旦冷却体系失效，就可能引发严重后果。因此，稳定取水、有效排热和防范异常工况，是核电安全运行的基础。
在“双碳”目标和能源结构转型背景下，核电具有低碳、稳定、可大规模供电等优势，可作为煤电的重要替代能源。相比水电、风电、光伏等受自然条件影响较大的能源形式，核电能够为电力系统提供更可靠的支撑。我国核电厂主要布局在沿海地区，这与核电厂对充足、稳定冷却水源的需求密切相关，也使核电取排水工程成为沿海核电建设中的关键问题。
韩瑞介绍，核电取排水安全主要涉及水量安全、水温安全和水生态安全三类问题。水量安全要求核电厂能够持续获得足够冷却水，而水母、毛虾等海生物进入取水口，可能造成冷源堵塞，甚至威胁核电机组安全运行。国内外均曾发生相关事件，例如土耳其、法国核电站出现水母堵塞取水设施，我国阳江核电也曾面临毛虾进入取水口的风险。水温安全则关系到发电效率和设备运行状态，若温排水回流进入取水口，会造成“热水短路”，导致取水温度升高、机组效率下降。水生态安全则要求核电厂排出的温排水不能对周边海域生态系统造成显著影响，尤其要避开珊瑚礁、红树林等敏感生态区域。
中国水利水电科学研究院在核电取排水领域积累深厚。自1958年起，相关团队就开始开展火电厂冷却水、水环境等研究，20世纪60年代提出冷却水运行相似理论和物理模型实验方法，为后续核电取排水研究奠定了基础。截至2025年，团队已为国内外400余项涉核工程提供科研服务，覆盖国内90%以上核电项目，获得40多项省部级以上奖励。其中，大亚湾核电水工研究获得核电取排水领域唯一的国家科技进步一等奖。
围绕核电取排水，研究团队重点开展取排水工程布置优化、温排水环境影响评估、取水安全与海生物防护等研究。针对不同厂址的潮流、水动力、地形和工程条件，团队通过工程流体力学、环境流体力学、数值仿真、物理模型实验和现场观测等方法，为核电厂取水口、排水口及导流设施设计提供支撑。近年来，随着冷源安全需求提升，团队还加强了生态水力学、主动防控技术以及核电厂周边海上光伏生态效应等新方向研究。
在水量安全保障方面，韩瑞强调，应从传统的被动拦截转向主动防控。通过分析不同核电厂海域潮流特征和海洋生物活动规律，科研人员可利用水动力条件优化取水设施设计，减少海生物聚集和进入取水系统的风险。这种以水动力为特色的防控思路，已应用于多个核电厂取水设施改造，为降低冷源丧失风险提供了技术支撑。
在水温安全保障方面，关键在于因势利导，利用自然条件优化取排水布局。沿海水体常存在底层水温较低、表层水温较高的垂向差异，核电厂可采用底部取水、表层排水，或近区取水、远区排水等方式，减少温排水回流。大亚湾核电便采用差位式布置，保障低温取水。其原设计采用深层排水方式，工程造价较高，经科研人员优化为明渠排放方式后，在20世纪80年代为国家节约两亿元以上投资，并取得显著科技成果。
为了提升温排水管理能力，研究团队融合精细化数值模拟、物理模型实验和现场观测，研发多过程驱动的近海水温模拟系统，将太阳辐射、水汽交换、电厂热排放等因素纳入计算，提高温排水扩散和回流预测精度。这些研究不仅服务工程设计，也推动相关规范形成，为核电厂生态运行和生态排水提供依据。经过优化布置后，核电厂取水温升通常可控制在小于1摄氏度，有助于保障机组安全和经济运行。
在水生态安全方面，团队构建了陆、海、空、天一体化智慧监测体系，综合使用卫星遥感、无人机、无人船和海上实测等技术，对温排水影响范围和生态效应进行持续监测。工程师还通过现场调查获取第一手资料，使设计方案更贴近实际海域条件。对于生态敏感区，排水工程需严格遵守生态红线要求，尽量将高温升混合区避开敏感生境。海南昌江核电采用离岸深层排水，使高温升区域远离珊瑚礁；防城港核电则通过约6公里导流堤，使温排水在不同排放条件下均不影响北部湾红树林区域。
韩瑞表示，稳定、低温、无堵塞的取水系统是核电安全运行的生命线，生态友好的排水方式则是核电绿色可持续发展的重要条件。高水平的取排水设计既要保障核电厂安全运行和发电效率，也要尽可能降低对海洋生态环境的影响，实现核电发展与近海生态保护的协调统一。科研工作既要传承前人理论与经验，也要面向新问题持续创新，以严谨态度守护国家核安全、公众安全和生态安全。
