Oconee核電站是南卡萊羅納州四座內(nèi)陸核電站之一，位于Oconee縣Seneca市鎮(zhèn)的Keowee湖畔。該核電站建設(shè)有3座巴威公司產(chǎn)的壓水堆核電機組，擁有美國的多項核電記錄，其#1機組投產(chǎn)時單機容量位居全美第一；是全美第2座獲批延壽的核電站；是全美第一座完成全數(shù)字化控制系統(tǒng)改造的核電站（2011年夏天改造完畢）。該核電站是美國杜克能源公司下屬7座核電站之一，也是杜克能源3座自己投資興建的核電站之一。

【注：除Oconee外，杜克公司還運營有Brunswick、Catawba、Crystal River、Harris、McGuire和Robinson等其他6座核電站；南卡州另外三座內(nèi)陸核電站為V.C. Summer、Robinson、Catawba】

一、項目概況

1、SITE/廠址位置：

Oconee核電站，Seneca, SC (30 miles W of Greenville, SC) in Region II；南卡羅來納州什呢卡（南卡羅來納州格林維爾西向30英里處），監(jiān)管II區(qū)，經(jīng)緯度：34°47′38″N, 82°53′53″W。

圖1：Oconee 核電站地理位置圖

圖2：Oconee 核電站全景圖

2、業(yè)主/運營商：

Owner/業(yè)主：Duke Energy Corp. 杜克能源公司

Operator/運營商：Duke Energy Corp. 杜克能源公司

3、在運機組建設(shè)情況：

Construction Start Date/建造開工日期：#1，1967/11/6；#2，1967/11/6；#3，1967/11/6；

First Criticality Date/首次臨界日期：#1，1973/4/19；#2，1973/11/11；#3，1974/9/5；

First Grid Connection/首次并網(wǎng)日期：#1，1973/5/6；#2，1973/12/5；#3，1974/9/18；

Commercial Operation Date/商運日期：#1，1973/7/15；#2，1974/9/9；#3，1974/12/16；

Construction cost/建造費用（$）：待查；

Architect(s)/設(shè)計商：待查

4、在運反應(yīng)堆簡介

Reactor Type/堆型：#1/2、3：PressurizedWater Reactor，壓水堆；

Licensed MWt/許可堆功率（MWt）：#1/2/3，2,568；

Gross Capacity/銘牌功率（MWe）：#1/2/3，891；

Design Net Capacity/設(shè)計上網(wǎng)凈功率（MWe）：#1/2/3，846；

Reactor Vendor/Type/反應(yīng)堆供應(yīng)商/型號：#1/2/3, Babcock & Wilcox Lowered Loop；巴威公司壓水堆

Containment Type/安全殼形式：#1/2/3, Dry, Ambient Pressure，干式、大氣壓型；

二、核電站運行情況

1、執(zhí)照情況：

運行執(zhí)照: #1,1973/02/06；#2,1973/10/06；#3,1974/07/19；

延壽申請: #1/2/3，2000/05/23；

執(zhí)照有效期: #1，2033/02/06；#2,2033/10/06；#3,2034/07/19；

文件編號：#1, 05000269；#2, 05000270；#3: 05000287；

堆型: #1/2/3：Pressurized Water Reactor，壓水堆；

許可堆功率(MWt)：#1/2/3，2,568；

2、反應(yīng)堆運行情況

Electricity Supplied/上網(wǎng)電量（TW.h）：#1，235.52；#2，237.30；#3，234.42；

Energy Availability Factor/能力因子（%）：#1，80.7；#2，82.5；#3，81.4

三、Oconee核電站綜述

1、冷卻方式：Oconee核電站從Keowee湖取水冷卻直流循環(huán)冷卻。

【備注：Keowee湖為人工筑壩形成的人工湖，面積約74.35平方公里，水面平均海拔為240米，平均水深16米，匯集了Keowee河、Little 河等河流的水，水庫出口流向Seneca河（Savannah河的支流）；除了作為水力發(fā)電和Oconee核電站冷卻水之外，Keowee湖兼作釣魚、劃船、游泳、帆船等水上運動和露營休閑功能，并作為Greenville、Seneca和周邊地區(qū)的飲用水來源；其水質(zhì)非常清潔，號稱純凈水。并吸引了包括地產(chǎn)、旅游等眾多商業(yè)活動落地，當(dāng)?shù)卣畯谋Ｗo水質(zhì)的角度出發(fā)對此進行了嚴(yán)格控制】

圖3：Oconee 核電站取排水設(shè)施照片（局部）

2、運行績效：Oconee核電站累計運行績效一般，但進入2000年以后運行績效不錯。

3、人口情況：North Anna核電站周邊設(shè)置了低密度人口限制區(qū)（LPZ，備注類似于中國的規(guī)劃限制區(qū)，半徑為10英里/約16公里，2010年，LPZ內(nèi)人口66,307人，10年內(nèi)人口增長率為11.5%，人口數(shù)量不少，但增速一般），廠址50英里以內(nèi)的人口達(dá)到1,404,690人，50英里內(nèi)的人口中心有Greenville格林維爾（城市中心距廠址30英里）。Seneca小鎮(zhèn)2010年人口為8,102（每平方公里人口418.5）；

圖4：Oconee核電站周邊人口分布

4、廠址特色問題：該廠址的防洪問題是值得關(guān)注的，Jocassee大壩失效將可能導(dǎo)致核電站遭遇洪水并導(dǎo)致失去廠用電。（初步分析全部失去廠用電8-9小時后，堆芯可能損壞、59-68小時安全殼失效）NRC早在1996年1月就對此給予了關(guān)注，預(yù)計由Jocassee大壩失效帶來的風(fēng)險在2.8*1E-4。相關(guān)防洪措施及應(yīng)對措施進行了提升。

四、博主評論

1、Oconee核電站取排水所在的Keowee湖的優(yōu)良水質(zhì)及其復(fù)合水功能作用令人印象深刻！Oconee核電站通過安全設(shè)計、安全運行管理保障了環(huán)境安全。從其環(huán)境影響評價報告中也可以看到其布置的地下水監(jiān)測井的放射性核素監(jiān)測數(shù)據(jù)均低于美國飲用水中核素濃度標(biāo)準(zhǔn)。

【備注：查詢其2012年度環(huán)境影響評價報告，對于地表水、岸邊沉積物、魚取樣化驗的結(jié)果是符合許可排放限值（SLC）的。按照公眾可能接受到的最大劑量考慮，2012年電廠運行帶來的公眾身體總吸收劑量為6.68*1E-2mrem，而美國居民背景輻射劑量平均約620mrem/年（其中一半為天然本底，另外來自醫(yī)用照射等人工源），因此電廠運營產(chǎn)生的放射性對周邊環(huán)境和人的安全運行微乎其微】

2、Oconee核電站存在洪水風(fēng)險，我們可以繼續(xù)研究其防洪措施以及NRC福島后洪水再評估進展。

3、Oconee核電站是全美首座完成全數(shù)字化儀控改造的電廠（附件1列舉了一些改造相關(guān)信息），這對于我國在運核電站的數(shù)字化改造有著較好的參考價值。NRC在全數(shù)字化儀控系統(tǒng)的審評是謹(jǐn)慎的，值得我們國內(nèi)核安全當(dāng)局學(xué)習(xí)！仔細(xì)研究NRC關(guān)于全數(shù)字化儀控的審評標(biāo)準(zhǔn)對我國安全級數(shù)字化儀控系統(tǒng)走向國際市場將會有幫助！

備注：

1）、全數(shù)字化反應(yīng)堆保護系統(tǒng)在法國、德國、日本（1996年首套全數(shù)字化儀控系統(tǒng)應(yīng)用于Kashiwazaki-Kariwa#6機組）、韓國、瑞典、瑞士、英國等國家的核電站已有應(yīng)用，但美國在Oconee核電站改造之前尚無應(yīng)用先例，僅僅在Palo Verde和Waterford、Turkey Point等核電廠有過局部應(yīng)用.

2）、1998年起，Oconee核電廠按照杜克能源的部署陸續(xù)開展了儀控系統(tǒng)改造工作，1998年完成集成控制系統(tǒng)改造；2000年完成水處理系統(tǒng)（控制系統(tǒng)）改造；2002年完成自動給水隔離（控制系統(tǒng)）改造；2004年-2005年先后完成#1、3、2機組主汽輪機控制系統(tǒng)改造（采用了Triconex系統(tǒng)，三重模塊冗余系統(tǒng)，三個獨立并行控制系統(tǒng)，未更換控制電纜）；2008年完成了主發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)裝置、汽輪機監(jiān)測儀表、膨脹過程控制系統(tǒng)和控制棒驅(qū)動系統(tǒng)改造；2010-2011年完成主給水泵控制系統(tǒng)改造.

3）、2006年，杜克能源選擇了Areva NP制造的Teleperm XS來進行反應(yīng)堆保護系統(tǒng)（reactor protection system ，RPS。RPS是四重冗余的保護系統(tǒng)，每個系統(tǒng)之間物理實體隔離、相互獨立、由獨立電源供電）和工程安全保護系統(tǒng)（engineered safeguard protectionsystem ， ESPS系統(tǒng)，由2套子系統(tǒng)組成，每套子系統(tǒng)由3個實體隔離相互獨立的儀表輸入通道組成，儀表輸入通道包括過程變量傳感器以及用于電廠過程變量和控制信號監(jiān)測用的信號處置、調(diào)整和隔離系統(tǒng)），這都屬于安全相關(guān)系統(tǒng)，需要NRC批準(zhǔn)；Teleperm XS采用硬連接的單向通信方式來解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，2010年Teleperm XS成為獲NRC批復(fù)的第一個安全級儀控系統(tǒng)并應(yīng)用于Oconee核電站改造；2011年4月至5月，Oconee核電站#1機組的安全級儀控系統(tǒng)開始改造，6月份完成改造，2012年該改造獲得NEI最佳工業(yè)實踐獎；2012年、2013年#3、#2機組分別進行相關(guān)改造。

4）、2000年美國NRC為西屋公司制造的Eagle 21和Common Q、Invensys公司制造的Triconex、Areva NP制造的Teleperm XS等3套系統(tǒng)辦法過通用證書，即與廠址無關(guān)的許可使用證；根據(jù)NRC的資料，目前正在審查的新數(shù)字化儀控平臺有：HFC-6000；先進邏輯系統(tǒng)（Advanced Logic Systems）；Spinline 3；Common Q和Tricon的升級仍在進行；軟件有效性（驗證）工具：SIVAT V&V（一種仿真測試工具以驗證軟件的有效性）。NRC在RG1.168中采取的軟件有效性（驗證）工具是IEEE1012-1998標(biāo)準(zhǔn)驗證方法，NRC在Oconee核電站Teleperm XS的實際應(yīng)用審查中對此非常重視，使得審查過程變得非常漫長；NRC在數(shù)字化儀控系統(tǒng)上重點關(guān)注的是其失效模式（尤其是共因失效）和網(wǎng)絡(luò)安全，2007年NRC成立了網(wǎng)絡(luò)安全（cyber security）、多樣性和縱深防御（diversity and defense-in-depth）、風(fēng)險告知的儀控系統(tǒng)（risk-informing digital I&C）、高度集成的控制室（通訊）（highly integrated control room (communications)）、高度集成的控制室（人因）（highly integrated control room (human factors)）、許可過程問題（licensing process issues）等6個專項小組來解決問題。另外在線監(jiān)測儀表和傳感器問題也是NRC關(guān)注的另一個重點領(lǐng)域。2010年形成了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，2011年批復(fù)了Oconee的改造。

5）、NRC數(shù)字化儀控導(dǎo)則有：RG11.168；RG1.206；RG5.71；NUREG-0800；NUREG/CR–7007, Diversity Strategies for Nuclear Power Plant Instrumentation and Control Systems、NUREG/CR–7006, Review Guidelines for Field Programmable Gate Arrays in Nuclear Power Plant Safety Systems；NUREG/CR–6991, Design Practices for Communications in Highly Integrated Control Rooms；Digital Platform Cyber Assessments & Regulatory Guide 5.71, Cyber Security Programs。

6）、Areva 的Teleperm XS自2000年首次應(yīng)用以來，已經(jīng)成功地應(yīng)用了55套，目前在新核電廠設(shè)計中已升級到Teleperm XX，Teleperm XS系統(tǒng)由反應(yīng)堆保護（Protection）、反應(yīng)堆監(jiān)控系統(tǒng)（Reactor control surveillance and limitation）、優(yōu)先級和執(zhí)行器控制系統(tǒng)（Priority and actuator control system）等3個功能系統(tǒng)組成，具有耐高溫、抗地震荷載、抗電磁輻射等性能；】

參考文獻(xiàn)：1、http://business.highbeam.com/4364/article-1G1-251089422/oconee-usa-first-fully-digital-nuclear-power-station；

2、http://www2.ans.org/pubs/magazines/nn/docs/2005-9-2.pdf

3、http://www.power-eng.com/articles/print/volume-114/issue-4/departments/nuclear-reactions/digital-safety.html

4、http://www.neimagazine.com/features/featureusa-s-first-fully-digital-station/

5、http://www.powermag.com/top-plantoconee-nuclear-station-seneca-south-carolina