近日，由天津大学应用海洋学团队自主研发的冷源监测预警浮标系统在国家海洋博物馆试验海域成功海试（图1）。该研发工作是在中国核电工程有限公司“核电厂冷源致灾物报警预警软件验证及应用示范平台搭建研究”项目支持下开展的，项目负责人是苏荣欣教授，技术负责人是张学峰教授和胡浩丰教授。该浮标系统集成了声学探测、光学探测、水文观测和气象观测等多类型传感器，并通过与冷源致灾物报警预警平台实时组网，为实现水母、毛虾、漂浮垃圾等致灾物的快速高效识别和分级预警提供观测数据支撑。
图1核电冷源观测浮标系统组成及实物图
据悉，核电厂发电机组多以海水作为冷却水来源，取水口的运行状态会直接影响核电机组运行的安全性、可靠性和经济性。近年来，核电厂冷源取水口堵塞事件时有发生，以漂浮及悬浮异物、海洋生物为主的致灾物可堵塞取水滤网、降低冷却水的流量，进而导致核电机组降功率运行、甚至停机停堆，最终造成巨大经济损失、威胁核电站安全运行（图2）。
图2核电厂冷源取水系统及主要冷源致灾物（海冰、秸秆、毛虾、漂浮垃圾）
应用海洋学团队研发的多传感器、声光混合、水上-水下-海底实时监测预警浮标系统，可有效解决核电厂冷源取水海域监测手段单一、冷源致灾物的识别和量化困难、致灾物入侵时反应不及时、判断不准确等问题。通过水下偏振光成像技术，浮标系统可在较浑浊（浊度200-1000NTU）的水体中获取清晰的致灾物图像，实现致灾物观测和识别；通过水下高频声呐，可将浮标系统的探测范围延伸至海底，同时能够在更为浑浊的水体中实现对致灾物的观测和识别（图3）。由多套冷源观测浮标进行协同组网，还可构成冷源取水海域的大面观测网络，能够实现对取水系统冷源致灾物的精细化观测和实时监测预警。
图3水下声学和光学探测结果图样
下一步，研发团队将与中国核电工程有限公司密切合作，针对不同核电站的具体水文气象条件和场地条件，设计个性化解决方案，并组建动态的监测网络，进一步满足核电冷源取水系统的应用需求。