近日，由天津大學應用海洋學團隊自主研發的冷源監測預警浮標系統在國家海洋博物館試驗海域成功海試（圖1）。該研發工作是在中國核電工程有限公司“核電廠冷源致災物報警預警軟件驗證及應用示范平臺搭建研究”項目支持下開展的，項目負責人是蘇榮欣教授，技術負責人是張學峰教授和胡浩豐教授。該浮標系統集成了聲學探測、光學探測、水文觀測和氣象觀測等多類型傳感器，并通過與冷源致災物報警預警平臺實時組網，為實現水母、毛蝦、漂浮垃圾等致災物的快速高效識別和分級預警提供觀測數據支撐。

圖1核電冷源觀測浮標系統組成及實物圖

據悉，核電廠發電機組多以海水作為冷卻水來源，取水口的運行狀態會直接影響核電機組運行的安全性、可靠性和經濟性。近年來，核電廠冷源取水口堵塞事件時有發生，以漂浮及懸浮異物、海洋生物為主的致災物可堵塞取水濾網、降低冷卻水的流量，進而導致核電機組降功率運行、甚至停機停堆，最終造成巨大經濟損失、威脅核電站安全運行（圖2）。

圖2核電廠冷源取水系統及主要冷源致災物（海冰、秸稈、毛蝦、漂浮垃圾）

應用海洋學團隊研發的多傳感器、聲光混合、水上-水下-海底實時監測預警浮標系統，可有效解決核電廠冷源取水海域監測手段單一、冷源致災物的識別和量化困難、致災物入侵時反應不及時、判斷不準確等問題。通過水下偏振光成像技術，浮標系統可在較渾濁（濁度200-1000NTU）的水體中獲取清晰的致災物圖像，實現致災物觀測和識別；通過水下高頻聲吶，可將浮標系統的探測范圍延伸至海底，同時能夠在更為渾濁的水體中實現對致災物的觀測和識別（圖3）。由多套冷源觀測浮標進行協同組網，還可構成冷源取水海域的大面觀測網絡，能夠實現對取水系統冷源致災物的精細化觀測和實時監測預警。

圖3水下聲學和光學探測結果圖樣

下一步，研發團隊將與中國核電工程有限公司密切合作，針對不同核電站的具體水文氣象條件和場地條件，設計個性化解決方案，并組建動態的監測網絡，進一步滿足核電冷源取水系統的應用需求。