法国最大核电站因水母入侵导致停运,为啥水母会入侵核电站?这可能会引发什么危险?
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简单去法国电力集团(EDF:Electricite De France)官网看了下官方通报[1]。
大概内容是格拉沃利讷核电站(Centre Nucléaire de Production d'Electricité,缩写为CNPE)
在8月10日半夜11-12点的时候,2,3,4号反应堆触发安全保护自动关闭。
第二天也就是8月11日早晨6号机组也被自动关闭。
原因是大量水母堵塞了用于给核电站提供冷却水的水泵站。
这个核电厂一共6个反应堆,干挺四个,剩下的1,5号机组目前也跟着停机维护了。

官方通告 事就这么个事,之所以引发全世界关注是因为这个核电站是北欧最大的核电站之一,突然停摆了搁那个国家都得多看两眼,再多个日本天天排放核废水那还了得。
实际问题不大,这个核电站担负了法国大概5%的电力供应,停机维护完成后几天就能正常运行。
并不会造成太大的影响。
那好好的为啥会堵?
我们来看下地图,核电站地址位于法国北部Gravelines(图里白色区域即是核电站区域),
用水说是通过运河抽取,
实际从地图看只是从海里挖了个蛮粗的河道延伸过去,抽的还是海水。
核电站地图 那就很奇怪了,就抽个水,
还是挖了个运河在内部抽水,咋还能引起水母泛滥把进水口给堵了?
咱先了解下这是个啥核电站,为了方便,后面咱就直接叫他Gravelines。
法国在1973年启动了一个大规模核电计划,目标是在十年内停止使用石油发电。
该计划分两阶段实施,共建设 34 个 900MWe 机组和 20 个 1300MWe 机组,分布在约 20 个站点。[2]
Gravelines就是在这个背景下于1880年-1885年建造的,
由六个装机容量900MWe机组组成(实际装机容量为951 MWe[3])。冷却方式是典型的开放式冷却回路。
Gravelines所在的位置以及类型 那啥又叫开放式冷却回路呢?
这就不得不提下核发电,
我们都知道核反应堆能产生能量,利用这些能量就可以烧锅炉。
但是核反应堆不能乱鼓捣啊,炸了那可了不得。
所以核电站就用155bar 高压水作为载热体,在反应堆中吸收核裂变热量。[4]
这就是一次回路,平均温度大概 300°C,是个密闭系统。
光有热量得提出来啊,最简单的办法就是咱厨房用的小厨宝,就是换热器。
核电也差不多,通过蒸汽发生器将热量传递给二次回路。
二次回路接收热量后生成饱和蒸汽驱动涡轮发电;
然后蒸汽冷凝后再循环回蒸汽发生器,所以也是个密闭系统。
核电发电原理示意图 核电和火电原理上其实差别不大,
只是火电没有一次回路,直接通过烧锅炉来驱动涡轮发电。
所以火电的毛病核电也有,比如效率不高,净效率只有约1/3,
也就是说产生的热能三分之二需要排放出来,
那么还需要一个散热器来处理这些热量,这就是三次回路。
说起散热咱就熟了,常见的就两种,风冷和水冷嘛。
核电站也差不多,
一种是闭式冷却系统(Circuit fermé avec aéroréfrigérants),就是整个冷却塔,通过蒸发和对流来散热。咱火电厂常见的大粗白烟筒就是,
优点嘛,省水,900MWe 机组用水仅需2m³/s。缺点嘛,占地。
第二种是开放开式冷却系统(Circuit ouvert),直接抽水直接排,只要流量大,热量不是事。
优点嘛,省事省地,缺点嘛,耗水,900MWe 机组取水量约40m³/s,每秒40方,够普通人用大半年。
大家都知道,欧洲成天要求环保,而热水也属于一种污染,所以要求排放前的水温升幅不得超过 15°C,而且一般会选择离岸排放到深海,减少对眼前的影响。
合着不影响眼前就假装没影响是吧。
而Gravelines有点不一样,由于沿岸受东西方向的强潮汐流主导,和海岸平行,水体混合作用非常显著。所以把排放前水温升幅控制在12°C,直接排放到眼巴前了。
效果嘛,看下图,红色是+3°C区,紫色是+1°C区,
落潮时的热羽流图,红色+3°C温区,紫色+1°温区 甭管是涨潮落潮,影响范围都有限,温度变化也不大,只是落潮时不知道为啥暖水会大量涌进进水口所在的海湾,
不过和进水口离着比较远,问题也不大。
涨潮时的热羽流图,红色+3°C温区,紫色+1°温区 由此就在沿岸形成了个人工暖流,从1991 年与水产养殖企业 AQUANORD 合作,共享冷却水系统并互通运营信息[5]。
那么问题来了,暖流不光鱼喜欢,浮游生物也喜欢,
不光浮游生物喜欢,吃浮游生物的水母也喜欢。偏偏这东西爆兵速度还挺快。
顺手查了下10号当地的潮汐表,半夜刚好是退潮的时候,
水母刚好游动能力还不强,还不大会掌握方向。
刚好当地洋流是从西往东跑,
刚好处于西边的吸水口是个海湾,旁边还不知道咋回事有个人工制造的阻挡(这也解释了为啥落潮暖水会全跑进港口),这不正适合水母往那跑嘛。
刚好落潮的时候水母顺着洋流全聚到港湾,聚集的有点多。
刚好旁边运河在突突突突抽水,每秒40方,六个就是240方,
然后水母也被当水给抽过去了.....堵了....
可能的原因就这么回事。
所以别说啥水母袭击核电厂,
髮国水母投降都来不及,怎么会主动袭击呢?
肯定都是被迫的!!!
~~逃[6]。
参考
- ^法国电力公司官方通告 https://www.edf.fr/la-centrale-nucleaire-de-gravelines/les-actualites-de-la-centrale-nucleaire-de-gravelines/arret-automatique-des-reacteurs-ndeg2-3-4-et-6
- ^Costaz, J.L., & Haghgou, M. (1988). Fondation des centrales nucléaires. Revue Française de Géotechnique, N° 41, 8-28. (Électricité de France, Service études et projets thermiques et nucléaires: Villeurbanne Cedex).
- ^中国能源研究会核能专业委员会 https://www.cers-nepc.org.cn/articles/202503/20250306083726.html
- ^Alain Vicaud (2008) Les besoins en eau de refroidissement des centrales thermiques de production d'électricité, La Houille Blanche, 94:6, 34-40
- ^信息来源《Gravelines 核电站 2008 年度报告总结》
- ^以上文献参考均为法国电力集团(EDF)撰写
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祥昊 - 0 个点赞 👍
我就记得水母貌似真的很喜欢各种核电站。没想到现在这么普遍了!那我从神经科学的角度谈一谈吧!
说白了,水母会被流出的不同层级的热水吸引,在排水散热不可避免+水母在全球变暖下增值的情况下,这类事件只会层出不穷。估计需要对排水系统外进行水母的隔离了。
其实,水母肯定不是说来核电站这边旅游的(笑),毕竟首先水母没有一个严格意义上的复杂的神经系统,它们只具备原始但有效的神经系统[1]。甚至它们也没眼睛(有眼睛那是章鱼),但是它们的伞缘上有些传感器,通常具有简单的光敏传感器(ocellus),会方便它们判断昼夜节律和避光,但是很明显这不够它们又看风景的能力。

核电站往往会在沿海排水。这废水一般没有辐射,但是会有明显温度变化和水流速变化。这可能是吸引水母的原因。

核电站冷却水的排放会显著提高周边海水温度,形成温排水热羽流。一般而言,拍出的水会比海水温度高好几度[2]。对于大型水母物种而言,较高的海水温度能够促进其生长和群体规模扩大。不止如此,好吃的海哲也会喜欢这样的温热水温。因此,温暖的排水区为水母提供了适宜的温度。同时,温热的海水还容易让浮游生物聚集,吸引水母来就餐。
而且有电站排水也会影响水流的速度和水流情况。核电站冷却水的进出会改变局部水动力条件。大量排水可产生一定的水流速度和湍流,排水口附近常出现高速水流和剧烈的温度梯度。这在水母的传感系统能接收到机械波和震动信号情况下,信息可以直接传递到水母这边。水母对机械刺激和水动力变化非常敏感。其体表神经网和触手上都分布有触觉反应器。类似人耳对于机械波的接受也是小小绒毛的震动反馈来把机械信号(震动)转化为神经信号;水母也用平衡囊内的小石压迫不同方向的纤毛感觉细胞,触发神经信号(也是直接用机械信号)。当触手被水流不同的速度碰到,这些机械传感细胞被触发,促使水母做出特定反应。考虑到那种复杂水流,它肯定活动完全异常(这神经系统太不够适应复杂环境了)。而复杂的水流活动会让水母的活动异常,更容易在小范围内聚集或者异常活动,自然容易产生堵塞和聚集。并且,这些温度变化也会改变水母喜欢吃的东西的分布,自然更吸引了。
所以说,恰巧水母有这些能感应的地方,加上可能的复杂环境,自然趋势水母聚集。看来未来的核电站真的得考虑到动物活动的生理特性,避免自己受到动物异常活动的影响。
参考
- ^Albert, D. J. (2011). What’s on the mind of a jellyfish? A review of behavioural observations on Aurelia sp. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 35(3), 474–482. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2010.06.001
- ^Wang, X., Jin, Q., Yang, L., Jia, C., Guan, C., Wang, H., & Guo, H. (2023). Aggregation process of two disaster-causing jellyfish species, Nemopilema nomurai and Aurelia coerulea, at the intake area of a nuclear power cooling-water system in Eastern Liaodong Bay, China. Frontiers in Marine Science, 9, 1098232
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华沙







