Oconee核电站是南卡莱罗纳州四座内陆核电站之一，位于Oconee县Seneca市镇的Keowee湖畔。该核电站建设有3座巴威公司产的压水堆核电机组，拥有美国的多项核电记录，其#1机组投产时单机容量位居全美第一；是全美第2座获批延寿的核电站；是全美第一座完成全数字化控制系统改造的核电站（2011年夏天改造完毕）。该核电站是美国杜克能源公司下属7座核电站之一，也是杜克能源3座自己投资兴建的核电站之一。

【注：除Oconee外，杜克公司还运营有Brunswick、Catawba、Crystal River、Harris、McGuire和Robinson等其他6座核电站；南卡州另外三座内陆核电站为V.C. Summer、Robinson、Catawba】

一、项目概况

1、SITE/厂址位置：

Oconee核电站，Seneca, SC (30 miles W of Greenville, SC) in Region II；南卡罗来纳州什呢卡（南卡罗来纳州格林维尔西向30英里处），监管II区，经纬度：34°47′38″N, 82°53′53″W。

图1：Oconee 核电站地理位置图

图2：Oconee 核电站全景图

2、业主/运营商：

Owner/业主：Duke Energy Corp. 杜克能源公司

Operator/运营商：Duke Energy Corp. 杜克能源公司

3、在运机组建设情况：

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

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

First Grid Connection/首次并网日期：#1，1973/5/6；#2，1973/12/5；#3，1974/9/18；

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

Construction cost/建造费用（$）：待查；

Architect(s)/设计商：待查

4、在运反应堆简介

Reactor Type/堆型：#1/2、3：Pressurized Water Reactor，压水堆；

Licensed MWt/许可堆功率（MWt）：#1/2/3，2,568；

Gross Capacity/铭牌功率（MWe）：#1/2/3，891；

Design Net Capacity/设计上网净功率（MWe）：#1/2/3，846；

Reactor Vendor/Type/反应堆供应商/型号：#1/2/3, Babcock & Wilcox Lowered Loop；巴威公司压水堆

Containment Type/安全壳形式：#1/2/3, Dry, Ambient Pressure，干式、大气压型；

二、核电站运行情况

1、执照情况：

运行执照: #1,1973/02/06；#2,1973/10/06；#3,1974/07/19；

延寿申请: #1/2/3，2000/05/23；

执照有效期: #1，2033/02/06；#2,2033/10/06；#3,2034/07/19；

文件编号：#1, 05000269；#2, 05000270；#3: 05000287；

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

许可堆功率(MWt)：#1/2/3，2,568；

2、反应堆运行情况

Electricity Supplied/上网电量（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核电站综述

1、冷却方式：Oconee核电站从Keowee湖取水冷却直流循环冷却。

【备注：Keowee湖为人工筑坝形成的人工湖，面积约74.35平方公里，水面平均海拔为240米，平均水深16米，汇集了Keowee河、Little 河等河流的水，水库出口流向Seneca河（Savannah河的支流）；除了作为水力发电和Oconee核电站冷却水之外，Keowee湖兼作钓鱼、划船、游泳、帆船等水上运动和露营休闲功能，并作为Greenville、Seneca和周边地区的饮用水来源；其水质非常清洁，号称纯净水。并吸引了包括地产、旅游等众多商业活动落地，当地政府从保护水质的角度出发对此进行了严格控制】

图3：Oconee 核电站取排水设施照片（局部）

2、运行绩效：Oconee核电站累计运行绩效一般，但进入2000年以后运行绩效不错。

3、人口情况：North Anna核电站周边设置了低密度人口限制区（LPZ，备注类似于中国的规划限制区，半径为10英里/约16公里，2010年，LPZ内人口66,307人，10年内人口增长率为11.5%，人口数量不少，但增速一般），厂址50英里以内的人口达到1,404,690人，50英里内的人口中心有Greenville格林维尔（城市中心距厂址30英里）。Seneca小镇2010年人口为8,102（每平方公里人口418.5）；

图4：Oconee核电站周边人口分布

4、厂址特色问题：该厂址的防洪问题是值得关注的，Jocassee大坝失效将可能导致核电站遭遇洪水并导致失去厂用电。（初步分析全部失去厂用电8-9小时后，堆芯可能损坏、59-68小时安全壳失效）NRC早在1996年1月就对此给予了关注，预计由Jocassee大坝失效带来的风险在2.8*1E-4。相关防洪措施及应对措施进行了提升。

四、博主评论

1、Oconee核电站取排水所在的Keowee湖的优良水质及其复合水功能作用令人印象深刻！Oconee核电站通过安全设计、安全运行管理保障了环境安全。从其环境影响评价报告中也可以看到其布置的地下水监测井的放射性核素监测数据均低于美国饮用水中核素浓度标准。

【备注：查询其2012年度环境影响评价报告，对于地表水、岸边沉积物、鱼取样化验的结果是符合许可排放限值（SLC）的。按照公众可能接受到的最大剂量考虑，2012年电厂运行带来的公众身体总吸收剂量为6.68*1E-2mrem，而美国居民背景辐射剂量平均约620mrem/年（其中一半为天然本底，另外来自医用照射等人工源），因此电厂运营产生的放射性对周边环境和人的安全运行微乎其微】

2、Oconee核电站存在洪水风险，我们可以继续研究其防洪措施以及NRC福岛后洪水再评估进展。

3、Oconee核电站是全美首座完成全数字化仪控改造的电厂（附件1列举了一些改造相关信息），这对于我国在运核电站的数字化改造有着较好的参考价值。NRC在全数字化仪控系统的审评是谨慎的，值得我们国内核安全当局学习！仔细研究NRC关于全数字化仪控的审评标准对我国安全级数字化仪控系统走向国际市场将会有帮助！

备注：

1）、全数字化反应堆保护系统在法国、德国、日本（1996年首套全数字化仪控系统应用于Kashiwazaki-Kariwa#6机组）、韩国、瑞典、瑞士、英国等国家的核电站已有应用，但美国在Oconee核电站改造之前尚无应用先例，仅仅在Palo Verde和Waterford、Turkey Point等核电厂有过局部应用.

2）、1998年起，Oconee核电厂按照杜克能源的部署陆续开展了仪控系统改造工作，1998年完成集成控制系统改造；2000年完成水处理系统（控制系统）改造；2002年完成自动给水隔离（控制系统）改造；2004年-2005年先后完成#1、3、2机组主汽轮机控制系统改造（采用了Triconex系统，三重模块冗余系统，三个独立并行控制系统，未更换控制电缆）；2008年完成了主发电机电压调节装置、汽轮机监测仪表、膨胀过程控制系统和控制棒驱动系统改造；2010-2011年完成主给水泵控制系统改造.

3）、2006年，杜克能源选择了Areva NP制造的Teleperm XS来进行反应堆保护系统（reactor protection system ，RPS。RPS是四重冗余的保护系统，每个系统之间物理实体隔离、相互独立、由独立电源供电）和工程安全保护系统（engineered safeguard protectionsystem ， ESPS系统，由2套子系统组成，每套子系统由3个实体隔离相互独立的仪表输入通道组成，仪表输入通道包括过程变量传感器以及用于电厂过程变量和控制信号监测用的信号处置、调整和隔离系统），这都属于安全相关系统，需要NRC批准；Teleperm XS采用硬连接的单向通信方式来解决网络安全问题，2010年Teleperm XS成为获NRC批复的第一个安全级仪控系统并应用于Oconee核电站改造；2011年4月至5月，Oconee核电站#1机组的安全级仪控系统开始改造，6月份完成改造，2012年该改造获得NEI最佳工业实践奖；2012年、2013年#3、#2机组分别进行相关改造。

4）、2000年美国NRC为西屋公司制造的Eagle 21和Common Q、Invensys公司制造的Triconex、Areva NP制造的Teleperm XS等3套系统办法过通用证书，即与厂址无关的许可使用证；根据NRC的资料，目前正在审查的新数字化仪控平台有：HFC-6000；先进逻辑系统（Advanced Logic Systems）；Spinline 3；Common Q和Tricon的升级仍在进行；软件有效性（验证）工具：SIVAT V&V（一种仿真测试工具以验证软件的有效性）。NRC在RG1.168中采取的软件有效性（验证）工具是IEEE1012-1998标准验证方法，NRC在Oconee核电站Teleperm XS的实际应用审查中对此非常重视，使得审查过程变得非常漫长；NRC在数字化仪控系统上重点关注的是其失效模式（尤其是共因失效）和网络安全，2007年NRC成立了网络安全（cyber security）、多样性和纵深防御（diversity and defense-in-depth）、风险告知的仪控系统（risk-informing digital I&C）、高度集成的控制室（通讯）（highly integrated control room (communications)）、高度集成的控制室（人因）（highly integrated control room (human factors)）、许可过程问题（licensing process issues）等6个专项小组来解决问题。另外在线监测仪表和传感器问题也是NRC关注的另一个重点领域。2010年形成了相关标准，2011年批复了Oconee的改造。

5）、NRC数字化仪控导则有：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年首次应用以来，已经成功地应用了55套，目前在新核电厂设计中已升级到Teleperm XX，Teleperm XS系统由反应堆保护（Protection）、反应堆监控系统（Reactor control surveillance and limitation）、优先级和执行器控制系统（Priority and actuator control system）等3个功能系统组成，具有耐高温、抗地震荷载、抗电磁辐射等性能；】

参考文献：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