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基于微生态研究的核电站耐辐射微生物防控体系构建及工程化应用

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成果主要完成人

张维,边春华,尚宪和,文杰,屠庄炜,胡明磊,张宏伟,金艳骏,李邱达,邓志新,杨琪震,葛炼伟,汪运律,郑福亮,吴昉赟,杨刚,张玲,郭佳旭

项目概况

秦山核电是中国大陆核电的发源地,2015年9台机组全面建成,总装机容量666万千瓦,年发电量约520亿千瓦时,是世界核电机组数量第1的核电基地。核电站管路复杂,总长度达到数百公里,内部介质包括硼水、生活水、除盐水、海水、酸、碱,运行的压力、温度、流速等工况也各不相同,因此微生物的种群及分布情况多样,引发了一系列因成膜微生物滋生导致堵塞管路的问题,由于核电站对引入管路的抑菌化学品要求极高,消杀后残留离子不得超过PPb级,不得有引发管路腐蚀的卤素类及辐射环境下产生同位素的离子,因此没有适用核电站的微生物治理手段,导致核电站管路微生物堵塞问题长期存在,严重威胁核电站安全性,造成巨大经济损失。 秦山核电站通过十余年的探索和研究,创新出了一套从生态研究、评估体系到工程应用的微生物控制系统,解决了关键管路堵塞难题。该管路2013年出现频繁堵塞,在常规方法均不奏效的情况下,2016年应用该微生物防控体系实施治理,效果显著,经过8年多时间的验证,堵塞情况再未出现。 主要创新成果包括:1)构建了在役核电站中腐蚀成膜微生物资源库,挖掘易成膜堵塞的关键微生物菌种,填补了核电微生物领域技术空白,为核电站微生物控制系统工程应用实施奠定了理论基础。2)针对秦山核电站特型设备、管路开发了多维度检测和分析技术,首次采用超声、射线等方式对微生物腐蚀进行检测;围绕成膜微生物开创了生物抑菌等联用协同增效技术,创建了控制水体成膜菌的有效途径。3)核电站微生物综合防护技术创新及重大工程应用。形成以应用生产集成为主体的核电站抑菌标准化控制关键技术,完成辐射环境介质中抑菌处理应用效果评估,解决了核电站微生物堵塞难题,推动辐射环境下微生物研究成果在核电领域更快速、系统化应用。项目取得授权发明专利3项,实用新型专利4项,ISO国际标准1项,能源行业标准1项,发表高水平论文2篇。取得直接经济效益26.91亿元,保障核电站安全产生了重大的社会效益。 首创的菌株数据库、治理方法和控制技术在秦山核电成功应用,全方位实现了设备材料微生物损伤的快速诊断与管理,实施了核级设备微生物安全评估及治理。该技术也在中核武汉、国核运行等多个单位成功推广应用。