棕囊藻对核电站冷源系统的影响及应对建议

一、引言

当前国内沿海核电站普遍采用海水作为最终冷源。如果海水中掺杂着棕囊藻会导致旋转滤网堵塞、海水流量下降，严重情况下需要核电站降低功率 停机停堆来应对，对核电站安全稳定运行产生严重威胁。研究棕囊藻对核电冷源系统的影响对保障核 稳定运行具有现实意义，本研究结合实际案例，分析风险传导路径与应急处置方案，为沿海核电冷源风险防控提供参考。

二、棕囊藻生物特性

棕囊藻具有单细胞-胶质囊群体双生活形态，由胶质基质包裹数千至数万个单细胞构成，大量繁殖形成赤潮时，其群体胶质囊体以及碎片会随海水流动，直径可达2-50mm。具备较强的抗剪切能力与黏性，繁殖能力极强，在富营养化海域可在3-5 天内形成赤潮。

棕囊藻赤潮具有季节性集中与突发性持续的特点。我国沿海多发生于春秋季（北方）或冬春季（南方），且暴发前无明显征兆，一旦形成可维持 2-4 周，囊体破裂后释放的单细胞仍可重新聚集，延长危害周期。棕囊藻对常规杀藻剂（如硫酸铜）耐受性强，无法通过投药快速控制，只能依赖物理拦截与自然消亡。此外，喷撒高岭土在静态水体中对棕囊藻的破裂具有较好的效果。

三、棕囊藻对核电站冷源系统的影响介绍

（一） 核电站的冷源系统总体介绍

以某南方沿海核电站为例，海水从取水口进入取水明渠，经过6 道拦污网途经取水明渠进入海水库，到达旋转滤网的入口，通过旋转滤网过滤后分为三部分：1、通过循环水系统冷却汽轮机低压缸排出的乏蒸汽，乏蒸汽冷凝成水后继续参与循环；2、通过辅助冷却水系统带走常规岛设备产生的热量；3、通过重要厂用水系统导出核安全相关系统和设备产生的热量。如果棕囊藻入侵，根据严重程度需要电站降功率、停运汽轮机甚至停运反应堆减少热量，采取一切措施保证核安全相关设备的冷却。

（二） 棕囊藻爆发后核电站响应介绍

以某南部沿海核电站为例，12月份监测显示旋转滤网压差出现轻微上涨，反冲洗流道取样最大达到0.2kg/min（绿色藻类附着物）。专业人员取样测量海水库区域直径＞ 棕囊藻囊体密度为24 个/L，满足“取水明渠或海水库区域直径＞5mm 棕囊藻囊体密度∈[15 个/L，40 个/L）”条件，冷源响应组织宣布某南部沿海核电站进入冷源三级响应。

运行人员根据《冷源响应机组控制预案》，密切监视旋转滤网压差、重要厂用水系统海生物补集器压差等参数。采取提前干预原则，当旋转滤网压差达到0.06m 时，启动旋转滤网中速电机；达到0.08m 时，启动旋转滤网高速电机。同时通知维修部门开展旋转滤网应急冲洗，严格落实预案中关于降功率的要求。此外，短时启动中高速电机检查设备状态，提前发现和处理设备可能存在的异常。

服务部门在取水明渠增加3mm 快速布放网兜，海水库新增2mm 细目网兜，对网兜定期清洗更换。安排船只在赤潮区域喷撒高岭土，实践表明在静态水体有一定效果，但动态海水中作用有限。

化学环保部门联合海洋预报台开展外海巡测，每2 小时对海水库和取水明渠的棕囊藻密度取样分析，跟踪洋流与水文气象条件。监测显示外海棕囊藻整体呈下降趋势，但取水口附近暂未消退，需持续关注球形囊体密度变化。

经一系列措施以及持续约1 周的冷源三级响应，某南部沿海核电站鼓网压差恢复至较低水平，反冲洗取样量降低至较低水平，后端设备压差稳定无异常，冷源响应解除。

四、应对棕囊藻防控策略建议

结合某南部沿海核电站2024 年 12 月的冷源响应及处理的实际情况，在监测预警、设备升级以及管理协同方面存在优化的空间，介绍如下：

 强化监测预警体系

1. 外海趋势分析：化学环保部门可以联合海洋部门利用卫星遥感、洋流模型预测棕囊藻异常水体漂移路径，提供对核电站的影响风险评级。

2. 近海环境监测：服务部门在取水口上游10km 布设浮标站，实时监测水温、盐度、叶绿素浓度及棕囊藻密度，当密度达到阈值时发布风险预警。

3. 取水口实时监测：维修部门在反冲洗流道安装自动称重装置，结合AI 图像识别技术自动识别棕囊藻，提前预判。

 技术设备优化更新

1. 滤网与拦截系统：核电站储备 3mm、2mm 细目网兜，服务部门联合设备厂家研发具备“切割-破碎”功能的拦截网，切割棕囊藻使其破碎。研究表明破碎后的囊体基本被打碎，对后端设备影响较小。

2. 应急处置技术：探索环保型物理杀藻技术（如超声波、光催化），在不污染海水的前提下抑制棕囊藻繁殖。

3. 建立冷源监测终端：对拦污网增加拉力测量装置，实时监测拉力值变化趋势，达到阈值时触发报警，完善自动诊断预案辅助运行人员控制机组。

 管理协同与预案完善

1. 跨部门联动：建立核电站、海洋环境部门、地方政府的协同机制，在赤潮暴发时共享数据、联合处置，如开展海上打捞、陆源污染管控。

2. 预案迭代更新：结合棕囊藻赤潮特点，细化冷源响应的触发条件与行动清单，明确核电站各部门的职责与协同流程，定期开展预案演练。

3. 经验总结与共享：梳理南部沿海核电站应对案例，在沿海核电基地推广分享经验，提升核电行业整体应对冷源响应的能力。

五、结论

棕囊藻赤潮对核电站冷源系统的威胁源于其独特的胶质囊体结构与高繁殖力，易引发滤网堵塞、冷却效率下降等连锁风险。某南部沿海核电站20 月应急响应表明，通过分级响应、物理拦截、监测预警的组合措施，可有效控制风险，但仍需在技术优 同上持续发力。未来，需进一步融合智慧监测、环保杀藻、跨部门联动等手段，为沿海核电站抵御棕囊藻赤潮风险、保障核安全提供有力支撑。

六、参考文献

[1] 编辑委员会，EPR 机组智能化控制的设计原理，北京：原子能出版社，2019

[2] 贺立燕，宋秀贤，於凡，王凯，宋书群，俞志明，潜在影响防城港核电冷源系统的藻类暴发特点及其监测防控技术