直面海生物入侵：智能监测系统如何让核电站取水口告别堵塞风险

核电取水系统的工作原理与冷源安全威胁

核电机组在运行过程中会产生大量热量，需要源源不断的冷却水来带走热量、维持反应堆安全运行温度。一座百万千瓦级核电机组，每小时约需上百万立方米海水。滨海核电厂通常以海水作为冷却水源，海水通过取水口进入泵站，经拦污栅、旋转滤网过滤后，进入凝汽器完成热交换。取水口的运行状态，直接影响核电机组运行的安全性、可靠性和经济性。

由于取水口与开阔海域连通，冷源系统天然面临海洋生物入侵威胁。大规模生物聚集堵塞取水口是行业共性难题。国内已发生多起因海生物堵塞导致的机组降功率或停堆事件。这类事件突发性强、空间分布不均、窗口期短，后果严重。

水母暴发与藻华如何堵塞冷源？

海洋生物集群爆发是冷源安全最棘手的威胁之一。

2025年8月，法国格拉沃利讷核电站大量水母堵塞过滤转鼓，导致4台反应堆自动关停。

类似事件频发：2013年瑞典奥斯卡港核电厂、日本及以色列核电站因水母暴发关闭；国内2014年红沿河、2015年宁德核电站分别因水母、海地瓜堵塞导致停堆。棕囊藻、毛虾、浒苔等同样威胁过滤网。

取水口如同巨大“吸尘器”，水母、毛虾等随水流卷入，在拦污栅和滤网上迅速堆积，导致过流面积骤减、压差升高、冷却水流量下降，最终引发换热效率下降、机组降功率或非计划停机。

传统人工巡查的不足

面对日益频发的海生物入侵事件，传统的应对方式存在明显短板。

 预警时效差：海生物暴发突发性强，人工巡检难以及时发现。传统网具采样、遥感等方法实时性、原位感知能力不足。

技术局限：常规声光装置监测范围有限，强水流或低能见度下识别率低，且小型致灾生物易漏检。

拦截智慧化程度低：平面拦污网依赖人工收放清理，无法实时感知生物附着或网具破损，难以提前应对恶劣天气与海生物涌入叠加情况。

冷源安全监测系统：7×24小时原位成像预警

为解决上述痛点，浮游生物原位监测技术应运而生，可实现水下实现7×24小时不间断的原位成像与智能分析，将浮游生物种群动态转化为分级预警信号，为冷源安全提供前瞻性决策支持。

 绿洲光生物冷源致灾生物监测系统通过背影成像技术与AI智能识别，可实现对海域内致灾生物的主动识别与精准计数，实时显示水下原位动态画面以及不同生物类别丰度的时序变化趋势，当密度值达到预设阈值时自动触发警报信号，为冷源取水安全预警、堵塞风险评估及核电机组稳定运行提供了连续的数据支撑与智能化的监测手段。

核电冷源部署技术方案

明渠监测：在核电站取水明渠内或取水口布设定点版成像仪，对水流中的生物进行连续在线监测。实时捕捉浮游生物的数量、类别及时序变化趋势，提供分钟级预警，是防止堵塞的第一道防线。

 泵站监测：在核电站反冲洗泵站水渠内增设定点版成像仪自动监测点。由于泵站是海水由明渠进入厂内冷却系统的最后关口，在此处布设成像仪可直接监控即将进入凝汽器的浮游生物密度。一旦发现异常（如水母碎片或藻类团块），系统可立即触发报警，联动自动反冲洗滤网或调整泵组运行方式，避免换热管堵塞，是保障核岛冷却水供应的核心屏障。

 外海浮标监测：在核电站外海取水口周边海域部署浮标版成像仪，集成水文与生物监测模块。该站点可长期无人值守工作，实时获取浮游生物种类和丰度变化数据，并结合水质信息，预测浮游生物暴发趋势，为提前调控取水策略提供依据。

外海走航监测：配备拖曳/船载版成像仪，搭载于监测船只在核电站近海区域按规划断面巡航。该布局用于定期核查大范围浮游生物分布，同时可在赤潮或水母暴发等应急事件中快速开展动态追踪，弥补固定点位的空间盲区。

通过“点（浮标）—线（走航）—面（明渠入口）”结合“关键通道（泵站）”的成像仪布局，实现对核电站冷源水域从外海至泵站的全链条预警网络，将水下生态风险转化为可视、可量、可预判的决策依据。

核电站冷源安全是机组运行的“生命线”，海洋生物入侵则是不可忽视的“软肋”。面对海洋环境变化与核电高质量发展需求，变被动应急为主动预警、变人工巡查为智能感知已成为必然方向。未来，随着更多核电基地接入智能冷源监测网络，“水母停堆”的意外将成为历史，核电安全将迈入更高水平的主动防御时代。