蔡國樑
台電核安處
一、前言
本篇資料摘錄自日本東京電力公司於2011.12.02出版的福島事故之中期檢查暨事故原因分析報告，其中列出該公司目前能夠想到的防止爐心損毀的對應之道。包括8項短期性的對策以及4項其他中期及長期的技術議題。
二、8項短期性的對策
(1)廠區及廠房的防止淹水對策
裝置防潮堤防、防水板/牆以及門/穿越器的防水設備。
(2)高壓冷卻水注入設施(要求在1小時內)
概念
- - 一開始就需要高壓注水因為電廠異常停機時反應爐是處於高壓力狀態。
- - 在事故期間，因為廠區全黑使得部份馬達帶動的設備不可用，因此設置一個蒸汽帶動的設施是關鍵所在。
- - 甚者，在選擇馬達帶動的高壓注水設施時，則具有最低運轉要求的設備是很重要的。
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系統
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動力
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SBO時(電廠全黑時)
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RCIC(爐心隔離冷卻)
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Steam driven(蒸汽帶動)
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可用
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SBLC or CRD(備用硼液控制或控制棒驅動)
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Motor driven(馬達帶動)
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不可用
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HPCS(高壓爐心噴灑)
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a.爐心隔離冷卻系統(RCIC)
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所需設備(Necessary Equipment)
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系統的防水災對策(Flooding Countermeasure for system)
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有彈性的對策(Countermeasure in a flexible manner)
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泵/汽機
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RCIC(爐心隔離冷卻系統)室要能防水災
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建立手動起動的程序書
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直流電力供應(電池、開關室等)
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電池室及主要匯流盤所在區域要能防水災或是考量重新配置
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準備電力供應車
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b.備用硼液控制系統(SLC)或控制棒驅動系統(CRD)
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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備用硼液控制泵或控制棒驅動泵
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泵浦區域要能防水災
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水源
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-
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建立從純淨水槽供水的程序書
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交流電力
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-
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電力供應設備要能防水災，包括EDG(緊急柴油發電機)、所部署的電力供應車，確保有一個廠外電源做為EDG的替代電源
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(3)降壓設備(要求在4-8小時內)
概念
- - 將RPV降壓是緊要的，為的是移除熱量並將其帶到冷卻階段
- - 福島事故期間，操作主蒸汽安全釋放閥以降壓所需的直流電力是不夠的，亦必須要確保氮氣操作閥門之電源。
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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氮氣槽
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-
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準備備用槽
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直流電力供應 (電池、開關室等)
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電池室及主要匯流盤所在區域要能防水災或是考量重新配置
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準備可攜式電池
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(4)低壓注水設施(要求在4-8小時內)
概念
- - 低壓冷卻水注入設備包括一個緊急系統，一個補充冷凝水系統(MUWC)及一個消防系統。在SBO(電廠全黑)情況時只有消防系統柴油帶動的消防泵(DDFP)可運轉。
- - 準備可靠的低壓注水設備是重要的，包括所用的消防車。
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系統
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動力
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SBO時(電廠全黑時)
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DDFP(柴油帶動的消防泵)
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Diesel driven(柴油帶動)
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可用
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MUWC(補充冷凝水)
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Motor driven(馬達帶動)
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不可用
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a.消防系統(FP)
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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柴油帶動的消防泵
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泵浦室要能防水災
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準備消防車並建造輸送水管，以及建立注海水的程序書
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電池
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電池室要能防水災
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準備可攜式電池
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柴油
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燃油的部署(包括運送後勤作業)
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-
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b.補充冷凝水系統(MUWC)
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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補充冷凝水泵
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泵浦室要能防水災
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建立水槽間的供水程序書
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交流電力
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電力供應設備要能防水災，包括EDG或是考量重新配置
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準備電力供應車，確保有一個廠外電源做為EDG(緊急柴油發電機)的一個替代
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(5)熱移除/冷卻設施(共有3種，要求在1-2天內/3-7天內/7-10天內執行)
①PCV(一次圍阻體)排氣(1-2天內)
概念
- - 如果海水無法作為一個冷卻來源，使用儀用空氣的抑壓池排氣做為冷卻來源是需要的。
- - 為了執行抑壓池排氣，必須打開電動排氣閥以及氣動排氣閥。
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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交流電力(MOV(電動閥)、AOV(氣動閥)的電磁閥)
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電力供應設備要能防水災，包括EDG(緊急柴油發電機)或是考量重新配置
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準備電力供應車，可攜式交流發電機或可攜式電池
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壓縮空氣(操作AOV(氣動閥)用)
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可攜式空壓機(或準備氣體槽)
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重組AOV(氣動閥)使其能手動操作
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②經由停機冷卻模式進行熱移除(3-7天內)
概念
- - RHR停機冷卻模式程序書也使用海水做為冷卻水源是必須的
- - 因此，除了確保一個電源外，利用恢復的海水系統做為最終熱沉給準備的替代泵浦使用或馬達修復是必須的
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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交流電力(RHR泵)(反應爐餘熱移除泵)
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電力供應設備要能防水災，包括EDG(緊急柴油發電機)或是考量重新配置
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- 準備替代泵浦
- 準備移動式熱交換器
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RCW/RSW泵(反應爐冷卻水/反應爐廠用海水泵)
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準備備用泵浦
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交流電力(RCW/RSW)
(反應爐冷卻水/反應爐廠用海水)
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泵浦室要能防水災
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準備電力供應車，維持有一個廠外電源做為EDG(緊急柴油發電機)的一個替代
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③從用過燃料池移除熱(7-10天內：看用過燃料的衰變熱而定)
概念
- 用過燃料池冷卻及淨化系統(FPC)基本上是可以抵擋海嘯，因為它位於反應器廠房內，因此維持其電源是重要的
- 甚者，為了有足夠的時間應變，使用儀器進行監測是重要的
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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FPC泵(用過燃料池冷卻及淨化系統泵)
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泵浦室要能防水災
在池內裝置水位偵測儀器或是溫度計
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-準備消防車
-建立多重的消防管路
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交流電力
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電力供應設備要能防水災，或是考量重新配置
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準備電力供應車
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(6)確保監測儀器的電力供應(必須在1小時內)
概念
- - 福島事故期間，監測儀器變成不可用且恢復其電力很花時間
- - 因此確保儀器立即有電力供應是重要的
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所需設備
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系統的防水災對策
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有彈性的對策
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直流電力
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電池室及主要匯流盤所在區域要能防水災或是考量重新配置
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- 準備可攜式電池
- 準備電力供應車以及可攜式電池充電機
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(7)爐心損毀後的緩和措施
概念
- - 福島事故期間，不只是圍阻體功能喪失，連恢復的努力也被嚴重地阻礙，其原因是可能從一次圍阻體洩漏到廠房的氫氣造成氫爆所致。
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項目
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對策
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防止氫氣累積
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裝置在屋頂鑽洞或打開blow-out panels(爆開膜片)的設備或建立其程序書以改善反應器廠房的通風
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緩和輻射物質外釋
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建立經由消防車等注水到一次圍阻體的程序書以及經由清水過濾而順利排氣抑壓池的程序書
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- - 鑑於深度防禦，如果發生像福島一樣的爐心損毀則建立對策是重要的。
(8)共通對策
- - 除了執行每個對策之外，為了使前述諸項對策達成且有效，則強化安全及有效率作業之支持工作及輔助設備是重要的。
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項目
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對策
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廠外電源
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審查變電所設施的地震改善，評估可能導致輸送電塔損壞的堤防毀壞並設立能夠對電力輸送可靠度有所貢獻的設施。
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碎片清除設備
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準備可以清除會妨礙復原作業的碎片之設備。
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確保通訊工具
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建立彈性的通訊方法諸如準備無線電話對講機或衛星電話並確保其電源。
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確保照明設備
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準備高功率照明設備及頭燈使工作人員可以靈活使用雙手，如此他們才能安全、快速及正確的應變。
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健康防護設備
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為了讓工作人員能夠迅速恢復主控制室的通風，在佈署電力供應車之際，應備妥充分的防護衣、面具、APDs(自動供氣設施)及可攜式空氣清新器等器材。
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三、其他中期及長期的技術議題
- - 在本項研究中，已經建立前述爐心損毀的對策，另外下表的中期及長期的技術議題也應予以考慮。
- - 這些技術議題應分開考慮。
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項目
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行動方案
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隔離信號審查
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在福島事故期間，由於喪失直流電力使得IC(隔離冷凝器)的閥門關閉進而讓IC冷卻功能喪失。因此，有關其隔離信號的概念應加以審查。
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排氣管路改善
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為了改善排氣使其能大量地將輻射物質過濾掉，在把輻射物質的意外釋出納入考量時，諸如積極動作Rupture Disk(爆破盤)的方法就要予以檢視。
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排氣期間輻射物質外釋的緩和方法
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將考慮設計一個過濾式排氣以緩和輻射物質的外釋。
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監視儀器改善
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鑑於水位儀器的測量值與實際水位有很大的差距，將建立此領域的研究及發展。
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