大众日报｜鲁东大学攻克滨海核电取排水关键技术：守护核电“冷却生命线”

走进鲁东大学水利土木学院的实验室，一座大型物理模型水槽与数字孪生系统紧密相连，槽内潮流奔涌，屏幕上数据实时跳动。

在这里，记者目睹了一场特殊的“演习”：数字孪生预警系统正实时模拟某核电站取水口的海水流向和海生物活动，一旦系统侦测到异常聚集趋势，便会立即弹出预警。这套系统如同一位不知疲倦的哨兵，24小时守卫着核电站的“冷却生命线”——这是我国首个实现核电站冷源安全全天候智能预警的“海洋哨兵”。

“核电机组热效率约为40%，大量余热需要通过冷源-热阱系统冷却消纳。取水口一旦被泥沙或海生物堵塞，将直接威胁核电机组运行安全。”鲁东大学滨海核电冷源安全创新团队成员石洪源介绍。

长期以来，核电站取水口堵塞风险预警、温排水精准预测等关键技术主要依赖国外经验和封闭系统，国内缺乏自主可控的预警手段，这也成为制约核电产业安全运行的一大瓶颈。在2025年度中国海洋工程咨询协会海洋工程科学技术奖评选中，该团队成果“滨海核电冷源-热阱取排水关键技术及应用”获得一等奖。团队围绕海洋强国、能源强国战略和滨海核电产业需求开展有组织科研，成功突破取水口堵塞风险预测、温排水精准预测等核心技术，如同为核电站装上了敏锐的“海洋听诊器”——能够实时监听“冷却血脉”的异常杂音，提前“诊断”出泥沙淤积或生物堵塞的风险，为我国滨海核电站筑起一道可靠的安全防线。

团队在物理模型旁记录冷源取水堵塞参数演化趋势。（□记者 苑文飒 报道）

从被动防御到主动预警

“积极安全有序发展核电”是我国优化能源结构、保障能源供给安全、实现“双碳”目标、应对气候变化的重要手段。

国家能源局数据显示，截至今年8月初，我国大陆地区在运和核准在建核电机组共120台，装机容量1.35亿千瓦，总规模保持世界第一。近年来，我国核电发电量在全国能源结构中的占比稳定在5%左右。2025年全国核电发电量4852亿千瓦时，占总发电量的4.6%。

鲁东大学冷源团队聚焦核海融合、能水融合需求，持续开展海岸工程全生命周期动力地貌与载荷研究，一体推进滨海核电冷源安全保障、海岸生态保护修复研究和人才培养。

“每个核电厂的厂址都不一样，有的面临海带堵口，有的遭遇水母暴发。过去大家靠加装拦网被动防御，每年投入巨大但效果并不理想。”石洪源说。

能不能变被动防御为主动预警？

团队将目光投向了水利工程与海洋科学的交叉地带。依托山东省河口海岸与核环境重点实验室，科研人员一头扎进海阳、荣成、莱阳等地的核电项目一线。

如何实现主动预警？团队创造性地引入了“数字孪生”技术思路。他们通过对海流、潮汐、风场及海生物习性等多源数据的融合分析，构建了取水口海域的精细化水动力预测模型。该模型能够提前数小时甚至数天模拟出泥沙或海生物随流聚集的风险点位与时段，从而将传统的“事后拦截”转变为“事前预判”，为核电站调度争取了宝贵的应对窗口。这一技术突破，正是“海洋哨兵”预警功能的核心所在。

团队在实验室开展数字孪生预警系统数据分析。（□记者 苑文飒 报道）

破解“离海20公里”难题

在攻克取水口堵塞预警难题的同时，团队还将目光投向了核电站温排水和浓盐水排放对海洋生态的影响。

在莱阳核电海水淡化工程项目现场，团队面临着一个全球核电行业鲜有先例的挑战：核电站建在离海20公里处，采用淡水循环冷却，但海水淡化后产生的浓盐水需排入大海。国际上核电项目多紧临滨海而建，离岸如此之远的取排水工程缺乏可借鉴的生态影响评估经验。浓盐水入海会不会在海底形成“海洋沙漠”？这是困扰全球核电工程界的一道难题。

团队历时数年攻关，通过大规模数值模拟和物理模型实验，精准划定了“盐度三度盐升”的影响范围，用翔实的数据证明了浓盐水排放的环境友好性，为内陆近海核电项目的生态评估提供了科学范本。

“我们的成果总体上达到了国际先进水平，其中冷源取水口堵塞风险预测、温排水精准预测技术达到了国际领先水平。”团队成员苏腾介绍，“问题导向、需求导向是我们开展研究工作的第一原则，成果有效满足了核电取排水安全保障急需，为核电安全和海洋生态安全提供了‘热阱排水-冷源取水-生态修复’的完整技术链条支撑。”

以山东半岛为主战场，团队牵头编制了《滨海核电温排水监测预测技术手册》等6项海洋行业标准，出版了《滨海核电浓海水入海监测预测技术手册》，推动我国核电从滨海走向近海、从开放海域深入海湾，并实际应用于莱阳核电海水淡化工程。

科研人员观测波流水槽物理模型。（□记者 苑文飒 报道）

科研反哺，向海图强

团队在攻克核电冷源安全关键技术的同时，用科研成果反哺学科建设，搭建起一座座高能级科研平台。

他们将传统水利工程的研究范畴从陆地流域拓展至河口海岸及海洋工程领域，建立了适应区域特色的“河流—海岸—海洋”一体化新型海洋水利科学与技术研究体系，形成了温排水和浓海水监测预测、全生命周期工程冲淤预测、非沉降悬浮物输运堆积模拟等优势特色研究方向。鲁东大学水利工程省高水平学科已经连续两年进入软科中国最好学科榜单，工程学保持在ESI全球前5‰。

依托创新成果及产学研合作基础，团队与国内核电企业共建滨海核电冷源安全与绿色海工山东省工程研究中心、滨海核电冷源与生态安全山东省研究生联合培养基地等高能级平台，为多个核电项目冷源取水工程选址、温排水/浓海水监测预测、生态环境影响评估等提供方案。

“我们的技术成果和解决方案已经转化为核电厂冷源技术培训案例，实实在在地应用到企业一线，保障核电厂安全稳定运行。”石洪源说。面向“十五五”，鲁东大学冷源团队将立足临海区位优势，积极服务国家重大战略实施和区域经济社会发展，扎扎实实把论文写在经略海洋的答题纸上。

（大众日报记者 苑文飒 通讯员 王娜）