基于电厂取水外来物堵塞的预防管理

基于电厂取水外来物堵塞的预防管理
摘要：海水作为电厂的冷源，对电厂运行来说至关
重要，其水质一旦发生变化，容易引起取水堵塞，发生冷源障碍，导致机组降功率，停机停堆的严重后果。

文章依据统计国内外核电厂发生取水堵塞事件，对引发堵塞的外来物原因进行分析，从管理上提出电厂取水过程中防止外来物堵塞的措施，最大限度降低堵塞发生的可能性，保障机组的安全运行。

关键词：电厂取水；外来物；堵塞；预防；管理
1 概述
世界运行重要事件反馈报告统计的从2004年到2015年期间，发生的有关核电厂取水堵塞事件超过100起。

在国内，据不完全统计，目前大部分的沿海在运核电厂（包括中核和中广核）大多有过因取水堵塞对机组造成影响的相关事件。

其主要原因是取水水质发生变化。

海水通过夹杂海生物，泥沙，碎片垃圾杂物等在过滤设备上发生堵塞。

一旦发生堵塞，不仅影响机组的安全稳定运行，还直接降低电厂的经济效益。

因此，电厂预防取水堵塞具有十分重要的意义。

2 堵塞原因及预防管理
2.1 堵塞原因
核电厂海水取水从取水口经过三道屏障进入泵房。

第一道屏障为取水口前的拦污网；第二道为粗细格栅；第三道则是旋转鼓形滤网。

三道屏障的网孔依次递减，实现对海水的逐级过滤，使之达到符合使用标准。

不同电厂发生堵塞事件的主要原因可以归结为以下几类（统称为外来物）：（1）海生物（水母、鱼虾、水生植物藻类等）；（2）漂浮物（包括海水表层和悬浮的垃圾杂物）；（3）泥沙。

泥沙的沉积主要与取水口合理的设计有关，文章重点阐述的是对海生物和海面漂浮物这些外来物的预防。

2.2 预防管理
根据堵塞原因，对进入电厂取水的外来物采取如下预防措施。

2.2.1 建立取水口海面漂浮物和海生物的拦截体系
在取水的源头，设置一道拦船网，1-2道栏油网，主要针对船只，大型不明漂浮物，油污的拦截。

此外，在取水闸门井前，设置2～3道拦污网，按照纵深防御的思想，拦污网网孔尺寸由大到小逐级减少。

拦污网之间间距没有普遍适用的固定值，这取决于当地海洋的水文环境，不同电厂根据自身情况进行确定，一般来说，其合理间距数值需满足拦污网维护空间的基本条件。

在拦污网设置过程中，除了拦截海水表层的外来物，还需考虑海水里层。

只有这样，才能从表层、中层、底层等不
同高度水域进行全方位覆盖。

因此，从单道屏障的完整性来看，拦污网的设置应贯穿某一区域的不同水层。

这样，形成对海生物和漂浮物第一道屏障的多层横向纵向拦截体系，有利于堵塞的预防。

2.2.2 对取水口周边环境进行监督分析和动态监测
不少电厂因缺乏对初始设计并未提及的海生物进行预防，而发生取水堵塞的事件。

某电厂的“海地瓜”入侵事件便是一例，在初始设计的海域海生物调查报告中并未提及，因缺乏对该海生物的了解和及时地发现，最终导致了堵塞事件的发生。

可见，对取水口堵塞的预防不能单纯依靠初始的设计，不能缺乏对其周边环境监督分析和动态监测。

不同季节里同一海域的气候、海水温度等水文条件不同，海生物和海面漂浮物会随着环境变化而变化，引发堵塞的情况也不相同。

这也是对海生物和水面漂浮物进行动态监测的原因。

监测的内容包括海水中漂浮物和海生物的种类，大小，数量，以及受季节、风向、洋流流动等情况发生的变化。

宏观的监测分析手段不乏外海采样、卫星遥感等。

结合在取水口海域合理选点，利用水下仪器等设备水下监视，水质取样分析，定期巡检等微观方法，收集数据归纳整理。

实施动态监测可以从宏观和微观上掌握海生物和漂浮物的生长规律，使其在进入取水口前达到驱离和预防，从而能有效地避免堵塞事件的发生。

2.2.3 建立取水口周边环境变化的风险库和预警体系
每一项外来物有不同的特点，使得发生堵塞的风险也不一样。

根据不同外来物的性质特点建立风险库，对不同的风险采取相应的措施，进而制定针对取水口周边环境（海生物，漂浮物不同天气条件下，如台风，洋流等）的预警体系，可以有效地减小堵塞的发生。

根据预警标准进行响应分级，将堵塞的发生扼杀在摇篮里，达到取水口堵塞对机组的威胁降至可接受范围。

2.2.4 制定海生物的驱离消杀，打捞，以及疏通取水通流面积
通过使用化学药品，保证药品浓度的方式对海生物进行消杀。

例如增加加氯辅助加药装置和控制加药的连续性，以保证循环水的加药浓度，可以有效防止海生物在取水口拦污网和格栅等部位生长、附着。

当然，也可以考虑用绿色药品的方法对海生物进行驱离，如近些年，也有用沉降性的硅土对藻类海生物进行沉降。

此外，借助船只、渔网等工具对取水口和通流渠道的海生物进行定期打捞，降低区域内海生物的密度，可以有效地预防取水堵塞。

另外，通过机械方式对取水流道清淤，清除附着的海生物，尽可能地降低通流损失，改善海水通流能力，保证海水循环泵入口水位要求。

2.2.5 与当地有关部门建立联络合作通道
建立与当地部门的联络合作通道，在发生取水口堵塞事
件前，不但可以获得事件应急处理所需人力物力等相关方面的支持，增加堵塞发生时的处理能力，而且有利于事先掌握取水口近海海域异物的出现，如台风的发生，赤潮等等情况。

有了这些信息，不仅可在第一时间内采取应对措施，避免问题的发生，还在堵塞发生时预留处理问题的时间，减少事故带来的损失。

2.2.6 完善海生物引起取水口堵塞的应急预案体系
针对海生物对取水造成影响的程度，建立包络性的应急预案，包括机组干预、应急响应预案等。

针对不同海生物、杂物入侵时及时启动应急响应，以便降低事件影响和减少损失。

海生物应急处理预案体系包括对不同海生物、漂浮物等入侵编制详细的应急处置方案及应对措施，还需结合海生物特性研究拦截、阻挡海生物的永久设施，特别是异常天气下的拦截、打捞方案等。

2.2.7 加强抵抗海生物入侵的设备改进
当经过拦截后，仍有外来物入侵时，这部分外来物一般集中在鼓网位置。

除了上述的打捞措施，还可通过优化相关设备的技术改进来增强取水系统抵御海生物入侵的能力。

如加大对黏贴在鼓网上外来物的冲洗能力、增大电机功率、优化鼓网高压冲洗泵投运逻辑和电机启动控制逻辑、增加旋转滤网底部抽吸功能等。

通过这些手段都可降低堵塞发生的可能性，避免引发停机停堆事故，减轻外来物对机组运行安全
的影响。

3 结束语
当然，电厂取水堵塞预防不局限于上述措施，还包括其他一些途径。

通过以上方法，可以预防环境变化带来的不利影响，降低外来物（海生物，漂浮物等）引发堵塞事件的可能性，在为电厂安全运行提供有力保障的同时，提高电厂的经济效益。

此外，上述措施中还是存在不少难题需要解决，如在近海区域淤泥层里拦污网的可操作性问题，埋入淤泥的拦污网使用寿命低、维护更换难度大的问题，水下监测设备的可靠性和使用持久性的问题等等。

取水口安全不是短期一时的工作，由于设计上无法考虑到后期运行发生的所有情况和环境变化所带来的不可预见性，加大了保证取水安全的难度。

相信随着社会发展和科技进步，将会出现更为丰富有力的预防措施和手段来保障取水的可靠性与安全性。

参考文献
[1]魏清，张东红，马秀芹，等.海水冷却系统杀生技术现状综述[A].中国化工学会工业水处理专业委员会、中国石油学会海洋石油分会.2013中国水处理技术研讨会暨第33届年会论文集[C].中国化工学会工业水处理专业委员会，中国石油学会海洋石油分会，2013，4.
[2]张声强，缪飞，黄奇然.循环冷却水系统海生物污损化
学控制[J].广东化工，2013，40（22）：101-102.
[3]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）：151-154.。