林枝茂(台電核能安全處)
前言:
美國NRC自1975年3月22日Browns Ferry Nuclear Power Plant一號機火災發生後,調查結果認為保險方面之防火旨在人員安全與財物保護,不足以涵蓋核安議題,尤其在多重後備之重要安全系統設備之保護方面,諸多問題與漏洞,自此開始進行延續多年、耗費大量人力與資源 的核電廠消防法規之檢討與改善。
其間檢討與改善之範疇,依時序之演進,重要項目內容有:要求業主區分防火區、增強行政機制、完成FPP(Fire Protection Program)導則、出版消防法(“Fire Protection” rule)、提出消防法規豁免程序、提供績效導向評估導則、建立電路分析之風險告知解決方案、進行一系列電纜防火測試、以及提出火災後安全停機電路要求之說明等等,這些檢討與改善行動,係以簽發許多不同的法規(rules)、重要通訊(generic communications)、檢查導則(staff guidance)、及其他文件來達成建立管制基準之目的,RG 1.189內對其演進過程有所說明,對於原先看到美國NRC繁複的消防法規就頭疼不已的人,可以在短時間就得到清楚的概念,茲將其內容以上、中、下三輯刊載並分述如下。
RG 1.189一開始指出FPP的基本目的與法規架構,繼而簡述美國商轉核電廠消防法規之發展及引用歷史,包括:法規引用概述、防火基本目標、各種執照與設計基準,核電廠火災相關假設基本條件等。最後進入其主體部份,即「法規立場」,在此章節指出法規執行之立場與提出核電廠消防可接受標準;其中重要項目有:火災防護計畫、火災預防、火災偵測與抑制、安全停機能力之火災防護、重要安全區域之火災防護、重要安全區域曝露在特殊火災危害之防護、新反應器之火災防護、以及執照更新之火災防護等,其實已經囊括了核電廠消防絕大部份作業。
RG 1.189 FIRE PROTECTION FOR NUCLEAR POWER PLANTS可說是美國NRC消防法令與導則之編輯,同時亦適度指出現行法規弱點而可引用新導則彌補之處,對核電廠消防系統、設備之設計、製造、安裝、驗收、測試、以及檢修維護等,均為最好之依據或參考之法規文件,吾人可善加利用。
壹、目的與架構
核電廠消防方案(FPPs-Fire Protection Program)基本目的在於降低核電廠火災發生機率與火災影響。為達此二目的,FPPs設計經由縱深防禦來合理保證火災不致阻礙安全停機功能,以及將輻射外釋降至最低。
業主應參照本身特定的執照基準來決定法規之引用。此法規架構包含10CFR 50 APP.A (General Design Criteria)、10CFR 50.48 (Fire Protection)、10CFR 50 APP.R等等。因各核電廠之執照承諾不完全相同,故法規之引用而不限於上述幾項,或多或少會有一些其他法規或文件。
貳、討論
簡述美國商轉核電廠消防法規之發展及引用歷史,包括:法規引用概述、防火基本目標、各種執照與設計基準,核電廠火災相關假設基本條件。
一、背景:
美國執行反應器方案之初,係以10CFR50 APPA.GDC 3之廣泛功能目標為根據。APP.A建立重要安全SSCs之設計、建造、結構、測試與功能要求。GDC 3說明防火要求,詳述:
(1) 重要安全(important to safety)之SSCs設計與設置,降低火災與爆炸發生之可能性。
(2) 不可燃材料與耐熱材料依實際需要使用之。
(3) 火災偵測或滅火系統裝置,用以降低火災負效應。
早期美國核電廠符合當地防火法規與保險要求即視為可接受,因此早期核電廠防火設備與傳統火力發電非常近似。
Browns Ferry Nuclear Power Plant 1975.03.22一號機火災是帶來美國防火法規重大改變之關鍵事件。該火災起於工作人員在電纜間以火燄測試一個非防火級之氣封穿越器時所引起。火苗點燃氣封材料與電氣電纜,燃燒了3.7小時。大火燒毀了反應器廠房側之穿越器氣封材料,大約12.2m × 6.1m大小之區域。影響所及多到1600條電纜所安放之117條導線管和26組電纜架、628條important to safety電纜,火損波及動力電源、控制系統、儀控電纜、正常與備用之反應器冷却系統,而且使運轉監視能力劣化,導致多重安全系統喪失,運轉員要求緊急搶修才得以恢復反應器安全停機所需系統。Browns Ferry Nuclear Power Plant大火後,調查結果認為保險方面之防火旨在人員安全與財物保護,不足以涵蓋核安議題,特別是在重要安全系統設備之保護方面。
1976年5月 NRC發行BTP APCSB 9.5-1納入Browns Ferry之審查意見並提供協助業主建立FPPs之導則,當局人員要求業主區分防火區,且證明多重後備之安全停機系統受到適當之保護。後來又發行APCSB 9.5-1 APP.A,提供需進行重大改善案例時可接受之替代方案。
1977年中審查業主對BTP之反應後,官員確定針對FPPs對行政機制導則有必要增強,簽發GL-77-02提供NRC人員審查規範,包括:組織、訓練、燃燒源管制,滅火程序、及品保要求等。
1970末期至1980前期,在審慎評估之後,NRC針對爭議案件,認為立法者有必要確實執行NRC之防火要求。1980年11月,NRC出版消防法(“Fire Protection” rule),10CFR 50.48內中詳訂廣泛績效要求,正如10CFR50 APP.R,詳列了解決爭議的法令要求細節。
1980年5月NRC決定APP.R內15項中僅有3項適用於既有電廠(1979年1月之前),包括先前已核准替代方案的情況。此3項為安全停機能力保護(包括替代停機能力)、緊急照明、和RCP油系統,據此,定版法規要求所有1979.1.1前已取得執照之反應器,即使前已核准替代方案之電廠,均要符合前述3項規定。
此外,該法規提出了豁免程序。業主可在改善之防火設施並不會加強設備安全,或該類改善反可能傷害總體安全的情況下可提豁免申請。10CFR50 APP.R與10CFR 50.48於1981年2月生效,結果產生了幾百個豁免案,造成了1979以前的業主形成了複雜的防火法規架構,引申了許多額外導則、分類、和詮釋等等的GL。
隨後1980年~2000年間NRC為釐清法規立場與提高管制功能,以發布重要通訊及其他文件方式,略述如下:
· 1980年11月GL 81-12“Fire Protection Rule (45 FR 76602, November 19,1980)”:指出以替代方案或特有停機要求(APP.R Sec III G.3)來符合執照要求之必要資料,還有安全停機定義、績效目標、必要的安全停機系統、與相關電路標識與分析方法等。
· 1981年7月,NRC出版NUREG-0800,彙整Appendix R的規定,涵蓋SRP 9.5.1、BTP CMEB 9.5-1,為早期最新的防火BTPs。
· GL83-33“NRC Positions on Certain Requirements of Appendix R to 10 CFR Part 50”彙集在審查過程發現重大差異之詮釋與業主討論結果,說明NRC對APP.R之法規立場。
· 1986年4月,GL 86-10“Implementation of Fire Protection Requirements”再與業主討論GL83-33窒礙難行之議題,彙集其結果建議,提列了一個提案問題回應表,再改版成立為GL 86-10。
· 1988年8月提出GL88-12“Removal of Fire Protection Require -ments from Technical Specifications”,允許重整防火規範。
· 2000年1月,出版NFPA 805,NRC則於2004年7月公布10CFR 50.48(c)認可,建立核電廠績效導向與風險告知之消防標準。
1997年,NRC官員注意到一連串的電氣電路失效故障阻礙引起運轉員誤操作之案例,故在IN 99-17“Problems Associated with Post-Fire Safe-Shutdown Circuit Analysis”將其列入重大問題,並建立電路分析之風險告知解決方案。
2001年OPRI與NEI進行了一系列電纜防火測試。EPRI彙總並出版最終報告NO.1006961,NEI則將該測試結果作為工業標準,NEI00-01 “Guidance for Post-Fire Safe-Shutdown Circuit Analysis”「火災後安全停機電路分析導則」。為結案並支持電路分析檢查的結論,NRC擬定RIS 2005-30“Clarification of Post-Fire Safe-Shutdown Circuit Regulatory Requirements”,用以澄清相關法規如10CFR50 APP.R之引用時發生的不符法規期望的情況。
如前述討論,近日的業界與法規議案已使NRC更新了導則,澄清其FPPs法令上的期望,最新的重要通訊已反應了NRC法規立場。對於新反應器設計而言,總體防火法規成熟狀況、多年營運經驗、分析方法論的演進、及適當時機等均已納入,因而強化其消防基礎。
二、法規要求
APP.A(10CFR50)
建立重要SSCs防火所須設計、製造、建造、測試及績效等要求,其次章節與防火有關者如下:
- GDC 3.消防
設計與位置布置選擇時配合相關安全要求,應減少火災及爆炸發生之可能性。特殊地區如圍阻體與控制室,應依實際須要狀況使用防火耐熱材料。防火偵測及滅火設施要有適當功能與能量,且在設計上將重要安全SSCs火災負面效應降至最低。滅火設施設計應保證爆損或不當操作不致嚴重損傷SSCs之安全功能。
- GDC 5 SSCs之共用
機組間原則上不共用重要安全SSCs,除非可確認其共用SSCs不會影響機組安全功能,包括:機組事故時不影響另一機組依序降載停機之能力。
- GDC 19控制室
控制室在意外發生時,可正常運轉操作以維持機組在安全狀態;要有適當防護,使人員劑量或身體等值劑量低於5 mr。另要求在控制室以外要有能迅速使機組降到熱停機的儀控設備,並能將反應器控制在冷停機。
- GDC 23消防系統失效模式
設計時依據運轉經驗,諸如系統失能(電、空氣)、或假設負面環境狀態(過冷與過熱、火災…)下,驗證消防系統失效安全功能(Fail To Safe)
10CFR50.48 消防
應有符合10CFR50 APP.A GDC.3之防火計畫。此法規要求之防火計畫內應包含基本防火準則之表單。
- 10CFR50.48 (b)述及:10CFR50 APP.R針對APP.A GDC 3要求1979.1.1之前電廠應建立之防火設施。
- 10CFR50.48 (b) (1)述及除10CFR50.APP.R III G、IIIJ、IIIQ外,1979.1.1之前電廠可不必引用APP.R,並延伸如下:
(1) 1987.2.19前由NRC已認可符合BTP.APP.A或(APSCB9.5-1)
(2) 已認可符合APCSB9.5-1,1976版之防火要求者。
- 依據10CFR50.48 (c)與NFPA 805 (R.5),電廠均應引用符合風險-績效之FPP,2004年版之10CFR50.48 (c) 納入NFPA 805參考,允許適用且符合NFPA 805作為10CFR50.48 (b) 之替代或特殊防火執照條件者。
10CFR50 APP.R 適用於1979.1前商轉電廠
10CFR50.48 (b)所列例外狀況之外,均要符合10CFR50 APP.R,繼而APP.R要求符合GDC 3,APP.R則有二類防火設施引用之:
-- 第一類不論NRC先前是否已核准,都要補足以符合要求。這些情況有Sec. III.G「安全停機防火能力」,Sec. III.J「緊急照明」,Sec. III.O「反應器冷却泵油儲系統,符合Sec.III.G.3都必須符合Sec. III.L。
-- 第二類則為有關NRC官員審查之懸案項目,不滿足BTP APCSB9.5 APP.A案,均在SERs反應。正如各廠執照條件所述之例外狀況。1979年1月後商轉電廠不要求採用APP.R,NCR官員針對執照審查導則SRP Sec.9.5.1審查這些電廠的FPPs,而SRP Sec.9.5.1已涵蓋了先前的BTP APCSB9.5-APP.A,APP.R,及其他NRC導則。
三、執照與設計基準
各廠防火執照考慮一些參數有所差異,10CFR50.48、10CFR50 APP.R與消防法則確立了防火要求之引用規則,包括了:1979年1月之後商轉電廠之執照基準(依10CFR50.48 (C)採用NFPA805之情況可排除)。CLB (Current Licensing Basis)包含於10CFR 2、19、20、21、26、30、40、50、51、54、55、70、72、73、100與其附錄執照條件,豁免與技術規範。也包括了10CFR50.2內各廠特殊設計基準資料,10CFR50.71裡要求的FSAR,還有仍保持有效的NRC承諾,如NRC公告重要信函等,與NRC安全評估或執照事件報告內陳述之執照承諾事項效力一樣。
設計基準之意義在於各SSCs特定功能之確認,與在設計時選定其控制參數各特定值、範圍之參考。此類數值可能是:(1)為達成功能目標而自一般技術通例(state-of-the-art practices)選定之限制值,(2)特定事故要求之SSCs功能為依據所作分析(根據計算及/或經驗)而能符合功能目標之值。
APP.R豁免
1979.1.1前商轉電廠消防APP.R豁免,NRC於10CFR50.48及10CFR50 APP.R修訂時提出,在1981.2.17生效。在此之前核准者除APP.R Sec. III G/J/O外得以豁免。持照者亦可依10CFR50.12提出豁免:
Ø 法律授權之豁免案,不會影響公共健康與安全,符合民眾共同保護與安全者。
Ø 除有特殊環境條件與表現,否則不考慮核准:
-與其他NRC規定要求衝突者。
-如在該特殊狀況下引用本法無法達成法規根本目的或不一定能達到法規根本目的者。或:
-遵行本法會造成過度困難或過度費用支出,或造成明顯比其他類似情況嚴重之災害等。或:
-該豁免案對公眾安全與健康有益,而核准該豁免案會降低安全性。
-該豁免案僅有暫時放鬆效果而業主或申請人已有信心來符合本法規。或:
-該豁免案在公眾利益方面出現有未考慮到的物質條件,如果這種情況被排除在10CFR50.12(a)(2){特別豁免}外,該豁免案應等到運轉執行長在NRC作成定案後才能核准生效。
執照更新
消防執照與設計基準在執照更新方面與更新之前應無重大差異,除“例外”之外,必須包含範圍篩選與老化管理方案。業主應依10CFR54提出換照中請,R.G 1.88提供額外的執行更新流程導則。此R.G認可NEI95-10 Rev.6 2000.3月版,本文之法規立場〝9〞內有詳細導則。
功率提昇
功率提昇在防火執照及設計基準方面不應有重大改變。功率提昇之改變須保證火災後維持安全停機能力,且重要安全SSCs不致受火災與爆炸影響。
法規記錄(Code of Record)
既有電廠一般均承諾符合NFPA防火法規之類的特定工業標準,這類原始承諾版本仍為“法規記錄”(Code of Record),業主不須符合更新的版本,除非他們特別依照法規導則採用新版本,或因新建重要安全SSCs的防火系統時,新增系統設計應引用最新版本法規,未變動的系統則不必改變適用法規。
新反應器
新電廠之FPPs應引用10CFR52,包含在10CFR50.48(a)的SECY-90-016,SECY-93-087,以及SECY-94-084。SECY-90-016建議加強輕水式反應器消防。SECY-93-087建議加強消防規範延伸至被動反應器設計。SECY-94-084“建立被動輕水式反應器設計安全停機狀況之定義。NRC引用SRP Sec 9.5.1導則來審查新電廠FPPs。
四、消防方案、目標
(一) 縱深防禦
核電廠防火以縱深防禦概念來達到反應器所需安全程度,此概念必須由行政團隊管制、消防系統與設施、以及安全停機能力來達成下列目標:
。預防失火
。迅速偵測、控制及滅火
。如果不能立即滅火,壓制行動將不致妨礙電廠安全停機。
(二) 假設
1. 假想火災
以一個單一火災為基準分析對安全設備損害及輻射物質外洩影響。曝露性火災(exposure fire)係指在某一特定地點,可能影響重要安全SSCs或釋放放射物質之原地性或傳播性火災。其效應(煙、熱、火源等)對重要安全SSCs或防止放射物質外洩有負面影響。故一條安全停機成功路徑的一個火災對可能形成對同一地區的另一條安全停機路徑的曝露性火災,因此任一安全停機路徑相關之可燃物,可能造成兩個重複設置在同一地區的安全停機成功路徑的曝露性火災。
對於不要求在火災後被用於安全停機的系統,法規對用以緩解設計基準事故後果重複設置系統沒有防火規定。然而,業主被要求對其故障會損及安全停機(如因誤動作引起)之系統要有防火設施,對於兼具一種以上功能之系統的損壞限制會引用最嚴格規定。
防火法規要求之引用上,多重設置串有2串以上相同功能者其電源須分離獨立,或者2串以上設計來執行同一火災後安全停機功能。如果在同一地區多重設置之系統有一個無法符合防火法規要求,或達不到設計功能,要有替代停機系統。多重設置或替代停機系統以災後安全停機而言均視為成功路徑。
2. 火災發生條件
分析假設火災隨時會發生,但不伴隨電廠事故或嚴重自然災害發生。多反應器之廠不必假設2個以上不相關的火災同時發生。業主應考慮多機組共用防火設備在自然或人為下,一個以上機組同時發生火災的情況。
(三) 喪失外電/電廠全黑
在分析火災後停機能力時應考慮外電是否可用。如果外電未因火災而喪失,業主不必考慮非代替停機或非驗證停機地區喪失外電的問題。
法規立場5.4.1述及,當外電可用或外電喪失72小時以內,替代停機要可用。由於電源與控制電路在火災中受損引起交互作用之可能性增加,在評估安全停機電路時,不斷電裝置可用性會影響安全停機能力。
在火災發生後,有些電廠以切斷某些設備或全廠的交流電作為替代安全停機的方法。此種自動引發的全黑之目的在於去除會阻礙安全停機之誤動作,並允許手動控制所需設備。某些電廠建立程序書來管制自動引發之全黑(例如:指示手動跳脫被火災損害電路之FDG)應予個案審查。
用自發性全黑作為火災後安全停機方法之能力有賴於時間線上邏輯、運轉員重置系統組件之反應、在火災及全黑後控制室撒離後監視與控制機組參數的能力,以及在自發性全黑情況下EDG起動與加載可靠性。
自行引動的全黑風險可能超出火災實際的危險度,故業主評估安全停機設計與程序時應考慮。依照NUREG-1852“Demon strating the Feasibility and Reliability of Operator Manual Actions in Response to Fire”法規立場5.3.3接受手動操作會比自發式全黑法風險較低。新建電廠不可依賴自發式全黑來減低火災對安全停機系統之損害。
(四) 火災損害對SSCs之易損性
火災對重要安全SSCs產生熱、煙、或燃燒等傷害。火災對重要安全停機SSCs之損害如前述,並由火災危害分析來確定其結果。
(五) FPP績效目標
1. 安全有關的SSCs
10CFR50 APP.A GDC 3有相關規定。火災後喪失那些設計基準事故時用以降低事故後果用的系統功能,就本身而言並不影響公共安全。FPP要保護全部重要安全設備而限縮火災對維持災後安全停機系統設備之損害,比保護那些減輕設計基準事故後果之系統設備更為重要。
2. 火災後安全停機
安全停機相關的FPP績效目標係保證「熱停機成功路徑上之必要系統設備」免於火災損害,以及,限縮「完成並維持冷停機成功路徑或在特定時限內搶修後可用之SSCs」受到之火災損害。依10CFR52反應器設計準則,應假設火災會使災區內所有設備不可用而電廠仍能安全停機,且認知災後重入搶修與操作均為不可行。被動輕水式反應器依SECY-94-084與法規立場8.3安全停機定義係賴自然循環與熱傳來移除衰變熱。
3. 放射物質外釋
FPP,包括火災危險度分析,應驗證火災時電廠能維持將放射物質外釋降至最低之能力。預期在核電廠生命全期會發生火災,故應以10CFR50 APP.A內所述之「預期運轉事件」視之。可預期運轉事件不可發生非預期之輻射後果,且應引用10CFR20的曝露法規。預防對公眾、環境或電廠人員產生輻射傷害,成為對安全停機與除役電廠而言都是FPP之首要目標。
(六) 災後安全停機/績效目標
1. 功率運轉
必須維持一個「完成且維持安全停機之成功路徑免」於火災損害。火災後安全停機之反應器安全與績效之目標,應保證不超出特定燃料限制值。10CFR50 APP.R SEC III.L中詳述火災後安全停機替代與驗證方案之反應器安全與績效目標。
2. 停機/燃料更換運轉
停機運轉期間,尤其是維護與燃料更換時,火災情況對工作結果會有重大改變。運轉技術規範與程序書內敘述的多重設置之安全系統可能無法使用。在此期間消防方案應將安全功能之衝擊(如:反應度控制、衰變熱移除、用過燃料池冷却)、與放射物質外釋降至最低。
參、法規立場
指出法規執行之立場與提出核電廠消防可接受標準;係消防法令與導則之編輯,此外,適度指出現行法規弱點而可引用新導則彌補之處。
依據10CFR50.48規定,每個核電廠應要有消防計畫。電廠在重要安全SSCs火災防護要建立消防政策,另要有執行該方案所需要的程序書、人員、與配備防禦之概念,以達成下列目標:
a. 自起始即預先防範火災之發生。
b. 火災一發生立即偵測、控制、與滅火。
c. 重要安全SSCs要有防火配備,以便在無法立即滅火的情況下不致影響到安全停機。
依10CFR50.48,防火計畫應:
a. 描述整體的防火設施方案。
b. 在執照組織說明負責方案的各個職位。
c. 說明各職位授權範圍。
d. 概述防火計畫、偵測與滅火能力及限縮損害。
e. 敘述行政管制與手動滅火行動之防火人員要求。
f. 敘述火災偵測與滅火系統之自動與手動操作。
g. 敘述如何控制重要安全SSCs之火災損害以保證安全停機能力。
對於有在運轉中與建造、改善、或除役中機組併存的情形,FPP應持續評估相關活動之火災危險度。業主應備有額外的防火屏障與防護能力來確保運轉中機組不受建造或除役活動的牽連傷害。
1.1組織、成員、與責任(劃分)
FPP應說明其組織結構與責任區分,FPP責任區分包括政策、方案管理(包括方案規劃、維護、更新及執行之驗證),消防人員之組成與考核,工程與改善、檢查、測試與維護、防火與緊急反應(如:消防隊與廠外雙向協助)、一般職工、運轉員與消防人員之訓練等。
業主應指定FPP全權負責人來代表並負責方案之執行。業主應授權於一人來全面管理防火有關活動。防火方案建構與執行可授權委由兼具消防與核安經驗與訓練的人員並備有清晰合理之方法來執行FPP。
職位與組織應設計如下:
a. 高級經理職位負責核電廠FPP之建構、執行與成效評核。
b. 另一經理職位直接負責FPP之建構、執行、與定期成效評估。包括消防隊與電廠員之消防演習與訓練。評估結果向高級經理報告,並附建議及必要改善行動。
c. 現場經理職位負責一般行政和緊急計畫,包括火災防護與預防,提供偶發事件的單點控制與聯絡。不論商轉中、建造、改善、與除役中電廠,廠長對防火有領導之責。
d. 其他現場職位
Ⅰ.執行定期檢查以減少重要安全地區可燃料物總量、認定廠房管理績效、及確保所有的防火設備系統、緊急呼吸器具、緊急照明、通訊設備、阻火設施、穿越器材、防火塗裝等之可用性與可接受狀態,並確保異常情況立即改正,並防止重複發生。
Ⅱ.辦理運轉人員與消防人員滅火訓練、設計與選擇設備,依既有程序書定期測試消防系統與設備,並評估測試結果是否可接受。
Ⅲ.協助評估消防演習並確定是否符合訓練目標。
Ⅳ.審查消防作業,指出火災散播危險度、詳列須要增加防火措施。
Ⅴ.指導電廠包商人員,說明消防方案與緊急消防之程序規定。
Ⅵ.指導意外事件中諸如易燃品洩漏或溢出等適當處置方法。
Ⅶ.審查易引起火災之重點工作。
e. 現場應有消防品保人員,該職位經由檢查、定期稽查,並驗證其結果,報告管理階層等方式來保證FPP已被有效地執行。
f. 廠內消防員應認知並確實依下列事項(本法規立場 3.5.1):
Ⅰ.消防員負責滅火,每個消防員職責應清楚規範。
Ⅱ.消防員職責應與消防程序書內規定一致。
Ⅲ.橫向支援任務不能與本身職責衝突,不能影響本身消防功能。
Ⅳ.消防隊員人數要能對付顯著與具挑戰性的火災,但不少於5個人,消防隊大小依據於消防能力來設立,並考慮人員受傷之限制餘裕。對於緊急狀況可支援救火的運轉及輪值人員可以計入。
1.2火災危險分析
為證明火災時「維持安全停機功能」與「降低輻射外釋至最小之能力」,應執行火災危險分析。此分析要能反應電廠設計與運轉之變更狀況。火災危險分析包括下列事項:
a. 考慮原地與散播性火災危險。
b. 決定廠內各區「安全停機與控制放射線外釋能力」之防火效能。
c. 依NRC導則與法規詳述重要安全SSCs區域之防火、偵測、滅火、及火災記錄等作法。
防火分析結果要證實FPP已符合NRC法規與導則之要求。分析報告內應條列諸如位置識別、系統種類及設計規範等的方案適用元素,亦要指出並證明與法規有歧異之處。歧異之處要證明已有同等水準之保護功能。去除保護功能又無補償替代措施是典型不可接受的情況,除非已證明因為電廠特殊設計而可不須有該種保護功能。
防火分析應說明下列因素與表現:
a. 評估NRC法規導則之適用性。
b. 與運轉、維護、及燃料更換等活動有關的原地性、傳播性、或爆炸性危險,包括其總量、種類、構型、位置、可燃材料(如電纜絕緣、被覆、潤滑油、柴油、可燃氣體、化學品、運材與裝璜等)都要呈現出來。可燃物質之連續性(如:兩重複後備串間曝露電纜)、火災擴散特性、起火源都要在分析報告內說明。
c. 應說明可能因熱、火燄、與煙等損害之重要安全SSCs之外部曝露火災危險,如有會損及重要安全SSCs之迅速散佈之大火也要說明。
d. 自動偵測和滅火能力之設計、裝置、運轉測試與維護均要說明。火災分析要包括與已被指出之特定火災危險相對應的自動保護水準(如:水霧密度、消防氣體濃度等)之說明。偵檢器之設計應包括閃電雷擊效應。
e. 重要安全SSCs佈置架構應詳述。安全停機系統之保護(參考法規立場 5.3/5.4)應依其可能發生最嚴重損害情況決定之。防火分析報告應說明其損壞之擴張情形,分析亦應考慮多重設置停機系統間空間距離、原地與擴散情況、可用的保護系統與設備、起火源、以及該區域內安全停機有關電纜設備、系統可能受到的損害。
f. 說明防火屏障之合格評估,包括測試結果,材料與系統品質、屏障品質等。法規立場4.3提供防火屏障系統電氣槽等測試與評鑑導則細節。
g. 要說明防火區建物(牆、地板、天花板材料【包括油漆與厚度】、建物配件耐火試驗、區域大小與容量、正常通風與排煙能力、手動滅火通道空間等)。分析報告要提供安全SSCs分離與火災危險等足夠資訊,法規立場4.1.2有防火區之細節規定。
h. 說明手動滅火能力,包括系統(如消防栓、消防箱及滅火器),消防隊手動滅火設備、計畫與程序書、訓練、演習、雙向支援及手動滅火可接近性等。
i. 運轉中潛在火災衝擊,包括
Ⅰ.控制室火災或重要安全設備操作地點火災。
Ⅱ.須自安全停機操作地區疏散。
Ⅲ.重要安全地區無接近路徑或除煙設備,阻礙人員操作或滅火。
j. 說明安全停機方面滅火系統潛在失能效應。APP.R內「火災損害」一詞包括正常或非正常滅火系統之損害。火災分析應說明滅火行動效應。10CFR50 APP.A GDC 3中說明:滅火系統應設計保證其本身損壞或不正常操作不致對SSCs之安全功能造成重大損害。
k. 有可燃氣體或其他潛在能源(如:化學處理系統、陽離子變換器、高壓電設備等)之潛在爆炸環境,應列出其預防之方法。
l. 列出氧氣之使用(如:充氮之圍阻體)
m. 不能適當隔離多重設置停機系統之防火區,而以驗證或替代方式達到安全停機能力者要加以說明。
起火點應假設發生於該區「安全重要SSCs產生最大損害」的地點,火災的蔓延,不論原地或散播性,應考慮其他可燃物介入的情形。自動滅火設備裝置時應假設自動滅火系統起動與不起動兩種假設情況。「最壞情形」不必納入安全系統與火災無關的設備或他廠火災,以及最惡劣自然災害等。
不必假設多機組同時發生火災,人為事故影響機組共用設備等(如飛機撞擊)狀況要合理納入可能性評估。喪失重要安全SSCs地區會產生下列結果時,防火分析報告要分別列出其風險及保護措施:
a. 正常運轉、燃料填換、維護、改善中會使用到的可燃物純度。
b. 可燃物內容、裝修建材與可引火易燃物之延燒性。
c. 火、熱、煙或水之曝露地區,包括作為安全停機操作疏散之地區。
d. 控制室或其他對安全極度重要地區之火災。
e. 重要安全地區無接近路徑或除煙設備,阻礙電廠人員操作或滅火。
f. 缺預防爆炸方法。
g. 喪失控制電源或儀控電路。
h. 滅火系統之操作疏失。
防火分析應由合格之消防與反應器系統工程師來執行。分析廠房地區假設火災之危險性須要經驗判斷。分析人員應有業界基本防火控制、起火現象、火災發展等經驗與訓練。分析人員應由本法立場1.6.1所列資格合格人員來指揮、領導。
1.3安全停機分析
依據10CFR.50.48每一商轉電廠均要提出限制重要安全SSCs火災損壞的方法以確保反應爐的停機安全。
業主應建立安全停機分析以證明在特定地區發生火災時安全停機能力。法規立場5.1係安全績效目標之導則。業主應提出證明特定系統可達成其安全停機績效目標。
分析報告要指出每一防火區安全停機組件和電路符合法規立場5.3之導則規定,有停機或替代停機方案符合法規立場5.4的要求。每個廠複合系統的安全停機功能對每一防火區而言是單一的,要保證達成安全停機功能績效目標。依法規立場5.5,業主要建立執行安全停機適當的程序書。
1.4火災測試報告及火災資料
業主應評估用來證明符合NRC消防規定的消防報告與資料(如:防火屏障測試結果和電纜劣化資料)以保證該資料適用具代表性。
NFPA 251內建議要慎重評估測試狀況,因建築取樣與測試條件會實質改變試驗裝備之績效特性。並非全部防火屏障架構都要測試,法規立場1.8.3與4.3提供評估「與測試狀況有差異之裝置架構」導則。
1.5補償方式
特殊消防設備之臨時變更或維護應準備補償措施,如:防火巡視、臨時防火屏障、備用滅火設施等。技術規範或NRC核定之FPP一般會記載補償方法。FPP內此類補救措施時業主應備適當的補償方式。
業主對劣化或不符合狀況要有補償措施。應評估劣化及不符合案件之衝擊,可以用臨時補償措施來強化重要安全SSCs之安全功能一直到改善行動全部完成。建立改善行動的時間架構是依賴補償措施來保持可用性的重要考量。NRC檢查手冊Part 9900導則內有額外對可用性評估之參考,此可取代GL91-18 Rev.1(可參照RIS 2005-20)。
業主可採行FPP內說明的補償措施或考慮併行的方法,這些措施如在執照文件內已由NRC核定,則執行時不必再先行報備。
業主應備妥下列事項:
a. 替代方案對FPP衝擊之評估文件。
b. 評估比較替代方案與FPP內要求的補償方式之適當性。
c. 評估火災時替代補償方式不會對機組安全停機有負面影響干擾。
d. FPP之變更應維持符合10CFR.50.48(a)並保有記錄。
替代補償方案之評估應包括可燃材料之位置、數量分析,還有發火源、該區自動偵測與滅火能力、手動滅火能力、及人為疏失可能性。
1.6消防訓練與考核
FPP須在具有消防與核安知識的人員指導下執行。電廠人員應有FPP及緊急程序書消防相關方面之訓練。
1.6.1消防人員應符合下列事項:
a. 應委由有核安及消防訓練與經驗者來負責FPP,並具有明確的方法來指導FPP之執行。
b. 消防隊員體能要依立場1.6.4檢測合格處理艱難任務和消防訓練。
c. 消防系統維護與測試要由合格人員執行。
d. 負責消防隊員訓練者要有合格之知識、訓練與經驗。
1.6.2一般工作員訓練
每個電廠工作員均有防火、偵測與滅火之責。要對一般員工與消防員介紹FPP內容。訓練包括火災種類與其滅火方法、廠內特別危險地點、滅火系統動作時應採取行動等。
一般員工與包商人員訓練如下:
a. 發現火災時適當行動,包括:通知控制室、嘗試滅火、起動現場滅火系統等。
b. 聽見火災警報之行動。
c. 使用易燃物與火源之行政管制。
d. 可燃液體溢出、或可燃氣體釋放與洩漏時應採取必要行動。
1.6.3防火巡視訓練
防火巡視是針對動火作業的監視與管制,可用以作為消防系統設備劣化時的替代補償方法。特定的防火巡視訓練應提示防火巡視之責任、應有行動、巡視範圍內容等,包括1小時巡視與連續性巡視。防火巡視評測應包括防火巡視時實際滅火設備之使用。如果防火巡視用作補償措施,則巡視訓練應納入消防記錄撰寫之要求。
1.6.4消防員考訓
消防員訓練方案應建立與保持對重大與具挑戰性火災之處理能力。基礎課程授課後接著定期課程滅火實習與消防演習(法規立場3.5.1.4)。許多NFPA標準均有消防員訓練之導則。如NFPA 600、1410、1500內也可供訓練參考。
1.6.4.1考評
有兩個以上屬員之消防班長要有充分的電廠系統訓練,並瞭解火災在安全停機能力上之影響效應。此消防班長要能判斷火災對安全潛在影響並對控制室人員提出建議。此項能力可用具有運轉執照或對電廠系統具同等知識來證明。核電廠專業滅火消防隊可運用消防顧問來協助緊急事件的指揮調度。消防顧問要有運轉執照或相同知識能力。消防顧問可不必符合消防員資格。如果消防顧問不具消防員資格,則消防隊要有5名合格消防員外加1名消防顧問。
消防員須每年體檢以證明有能力承擔執行艱難活動。
1.6.4.2說明指示教材
教材應由合格且富經驗知識者來編寫,且適用於可能在電廠中發生的火災類型和可用的設備操作。業主應提供教材給所有消防員和領隊:基礎課程包括下列內容:
a. 已含特別指定各人員責任之消防計畫。
b. 廠內火災危險區域種類及其相關火災類型。
c. 預期燃燒產物毒性和腐蝕特性。
d. 各防火區消防設備及廠房佈置,包括各區通道與疏散路徑。
e. 消防設備正確使用方法及各類火災滅火方法,包括:
Ⅰ.帶有放射物質的火災。
Ⅱ.送電中(活線)設備之火災。
Ⅲ.電纜與電纜槽火災。
Ⅳ.氫氣火災。
Ⅴ.火焰性、可燃液體、或具危險性化學製程之火災。
Ⅵ.建築或改善工程引起的火災。
Ⅶ.資料檔案火災。
f. 適當使用通訊、照明、通風及緊急呼吸等設備。
g. 廠房侷限地區內之適當滅火方法。
h 滅火行動之指揮與聯絡協調(消防隊長)。
i. 滅火策略與程序書之細節審查。
j. 滅火計畫最近的修訂與變更之審查。
業主應與當地消防隊協調訓練以便事先劃分責任分工。協調應列入廠內及當地消防隊訓練。
教材應提供核電廠電纜火災時用水滅火之技術、設備及技巧等,特別是在塑膠絕緣電纜大量集中的區域,也適用於電廠特別狀況。
業主應至少每季召開所有防火員會議來審視FPP與其他必要主題的更新內容。
業主應於每2年重新複訓基本課程,此複訓可與每季定期會議同時舉行。對績效記錄不良的消防員,業主應定期召訓或滅火負重訓練。
1.6.4.3消防隊演習
業主應以適當方式針對廠內對消防員舉辦演訓。演訓應提供在惡劣環境使用自給式呯吸器的實際滅火經驗。定期演練每年一次。
1.6.4.4消防員訓練記錄
業主應保存消防員個人訓練記錄,包括其評估結果,至少保存3年以確保每一隊員均接受全方案之各種訓練。此記錄應備NRC檢查。