ABWR的先進設計

一、 反應器設計

ABWR與傳統BWR在反應器設計上最大不同之處，就是所謂反應器爐內泵（Reactor Internal Pump, RIP）與微調式控制棒精密驅動裝置（Fine Motion Control Rod Driving System, FMCRD）。

1. 目前核一、核二的傳統式的BWR，主要靠2座大型的反應器冷卻水泵(RCP)，提供反應器所需要的冷卻水，但是，如果其中有一座RCP故障，或管路破裂，反應器就會進入緊急狀況。這通常是傳統BWR發生重大事故的主要原因（不過，此類事故目前從未發生）。基於分散風險的考量，ABWR用10座完全封閉在反應器內的RIP，取代2座大型RCP。它有以下特色：

（1） 任何1座RIP故障，完全不會影響反應器正常運轉。
（2） 任何3座RIP故障，也不會危及反應器安全。
（3） 基於分散設計原則，10座RIP由4套完全分離的電源供應。
（4） 即使RIP故障，也不可能引起冷卻水管路破裂，避免爐心缺水。

2. ABWR另一個重大革命，就是以先進的步進式馬達，驅動控制棒。控制棒是調節反應器功率與停止反應器運轉最重要的組件。傳統的BWR利用液壓控制，而ABWR適用最先進的步進馬達控制，可以精確的把控制棒定位在2公分（控制棒全長的1/300）之內。再配合全電腦化的儀控系統，ABWR可以在1小時內把功率升降50 %，打破反核人士所謂「核能機組不能調節發電量的神話」。其調度的靈活性，甚至比火力機組更快。

二、 ABWR如何增進核能安全
設計核能電廠的安全系統，必須遵守「分散」（diversity）與「重複」（redundant）兩項最重要的原則。
分散原則（diversity），指得是，必須有2種以上完全不同的手段，達到相同的控制目的。譬如說，想要使反應器急停，而湊巧控制棒又失效，我們還有一套備用的硼液系統，可以立即注入反應器，停止核反應。又如假如反應器缺水，除了電動馬達可以注水之外，我們還有一套利用蒸氣推動小渦輪機注水的系統。

重複原則（redundant），指得是，每種安全系統都有2套以上，不但管路獨立、電源獨立，而且連坐落位置都不同。譬如緊急時，維持反應器水位是第一要務，核四的安全系統就有3套完全獨立的注水系統，不但如此，連電源都有3套、水源更有4個。然而，只要有1個通路能運作，反應器肯定安全無虞。
打個比方，開車時，如果要緊急煞車，通常有排檔煞車、手煞車，與腳煞車這3種方式，這就是「分散原則」，不過這些煞車都只有1套，萬一故障，就會釀成事故，所以並不符合「重複原則」的要求。但是在ABWR，不但各種煞車裝置都有，而且還各有3、4套，您認為是不是夠安全呢？

三、 ABWR的儀控系統

核能電廠的儀控發展史，正見證人類工業的結晶。從核一、核二的保護電驛（protection relay）控制（1970年代）、核三的電子卡片控制（1980年代），進步到核四的全電腦化/光纖網路分散式控制（2000年代）。在正常運轉期間，ABWR的控制已經可以由電腦一手包辦。

但是，基於安全原則，所有反應器安全系統，我們仍然保留了硬接線路（hard switch），即使電腦故障，我們一樣可以只需按一個按鈕，就把反應器輕鬆停掉。

此外，強調人因工程（Human factor engineering）設計，是ABWR另一個獨具匠心的地方。在控制室裡，小到每一個按鈕大小、工作人員座椅高度，大到警報系統、運轉參數怎麼顯示，都經過嚴密設計與測試。廠房空間規劃、管路佈置、儀器設置位址也經過多方考量。

四、ABWR如何減少工作人員輻射劑量與廢料產量

電廠營運時，絕大部分的工作人員劑量都發生在停機檢修期間。因此如果能簡化高輻射區域管路、縮短檢修時間，就會大幅降低總體劑量。
如前述，由於以10座RIP取代傳統BWR複雜的冷卻水系統，因而大幅簡化管路系統，也降低了人員劑量。

此外，ABWR非常重視管路材料，選擇低鈷級不銹鋼，再配合水化學的嚴格管控，使得人員劑量大幅降低。K-K電廠的人員劑量只有日本平均值的30 %以下，就是最好證明。

ABWR也設置了最完整的廢料處理系統，透過離子交換、活性碳吸附、蒸發濃縮、高溫焚化等設備，可以大幅降低廢料產量。以K-K電廠而言，每年每部機組居然只生產64桶廢料，只有日本所有電廠平均值的1/6。