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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

  1. ^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
  2. ^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).
  3. ^中国能源研究会核能专业委员会 https://www.cers-nepc.org.cn/articles/202503/20250306083726.html
  4. ^Alain Vicaud (2008) Les besoins en eau de refroidissement des centrales thermiques de production d'électricité, La Houille Blanche, 94:6, 34-40
  5. ^信息来源《Gravelines 核电站 2008 年度报告总结》
  6. ^以上文献参考均为法国电力集团(EDF)撰写
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祥昊
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