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。上輯已於第219專欄刊出,本次刊載中輯並分述如下。
1.7品質保證
整體品保方案應包含消防品保方案。針對消防系統,業主應有品保方案來保證防火系統之設計、製造、組裝、測試、維護及運轉,以使其達到原預想的功能。
消防為「非安全有關系統」,故不在10CFR50.APP.B範圍之內,除非業主另有承諾。為執行FPP QA方案,業主可選擇將FPP QA方案併入整體QA方案,或者或建立FPP QA方案。FPP品保方案應包含防火系統與設備、緊急照明、通訊與自給式呼吸器,及適用的重要安全SSCs消防設備之法規要求等,以符合所引用法規規定。
1.7.1設計與採購文件管制
業主應建立本法規導則要求之設計與採購文件管制之方法。下列情況發生時,業
主應管制不符合狀況:
a. 設計與採購文件之修訂變更應採取原案水準之管制。
b. 設計文件,如:消防法規標準、品保品質標準之遺失與修訂變更。
c. 電廠改善工程,由合格人員審查以保證已納入FPP之要求。
d. 由合格人員審查、記錄及核定消防採購文件之品保規定。
1.7.2說明書、程序書與圖面
這些文件應描述檢查、測試、行政管制、消防訓練與演習,以保證:
a. 按核定程序書執行消防訓練方案、防火及滅火。
b. 審查消防之設計、裝置、檢查…等作業之說明書,並確實執行之。
c. 穿越密封、防火屏蔽系統、防火漆等使用或施工,應由合格人員依程序書執行。
1.7.3材料設備及服務之管制
應管制供應商評估與選擇之但書,如有安裝後無法查證品質之項目,至少保留供應商與驗收檢查記錄。
1.7.4檢查
業主應建立獨立檢查之方案,應包括:
a. 消防系統與設備之施工、維護及改善等檢查。
b. 檢查緊急照明與通訊,確認符合設計與施工要求。
c. 檢查穿越密封、防火屏蔽、防火油漆等確,認裝置行動符合要求。
d. 確認電纜路徑符合設計要求。
e. 在施工期間檢查隔間施工符合設計規定。
f. 檢查人員應具獨立性與具消防設計與施工知職。
g. 建立檢查程序書、說明書與檢查表,應含:受檢標的特性與活動、檢查人員責任區分、驗收及拒收標準、敘述檢查方法、作業結果記錄等。
h. 消防系統、緊急呯吸與輔助設備、緊急照明與通訊設備等之檢查。
i. 定期檢查防火屏障、氣封、防火漆等變質材料以保證未劣化或損壞。
1.7.5測試與測試管制
應建立測試方案來確保測試、檢查和稽查之執行。測試應有書面程序書,測試結果應經適當審查,並採取必要改正行動。測試方案應包括:
a. 裝置測試:在施工、改善、修理或更新之後,應執行充分的測試來證明消防系統、緊急照明、與通訊設備等滿足需要,且符合法規。
b. 定期測試:應訂出測試週期與測試方法,以驗證功能符合設計規範。
c. 品質保證:建立QA/QC方案來確保測試人員經過合格訓練。
d. 文件:合格的人員或單位負責驗證測試文件。
1.7.6檢查、測試與運轉狀態
建立方法來記錄或標識已測試或檢查合格的項目,包括標籤、掛籤。
1.7.7不符合項目
建立對不符合項目之管制方法以防止不適當使用或裝置動作。包括:
a. 系統設備不符合、不可用、以及故障等貼標籤或掛籤識別。
b. 對不符合材料、零件、組件或服務缺失等之標識、記載、分離、審查處理、以及通知等均要有程序書管制。
c. 記錄不符合項目、描述不符合狀況及其處理方式。
1.7.8改正行動
建立制度來確保消防系統之不良狀況,諸如失效、故障、缺陷、偏差、缺陷組件…等不符合項目等,儘速識別、報告及改正。
a. 消防系統不良狀況評估程序書,用以決定處理方式。
b. 迅速報告重覆發生之不良狀況,並迅採取改正行動防止再發生。
1.7.9記錄
消防作業業主應備有且維持電廠已符合FPP法規之記錄,可回溯與驗證已符合防火要求,並依現行規定保存記錄。
1.7.10稽查
業主應執行並記錄FPP符合性之稽查結果。
a. 應由非負責消防作業領域之稽查員按書面程序執行稽查。
b. 稽查結果記錄經主管審查,稽查發現缺失由負責單位改正。
應由合格之稽查團隊執行消防稽查,至少有一位具有合格品保稽查領隊資格、一位系統工程師及一位消防工程師。領隊要具有ASME NQA-1資格或者以一位具有一般品保方案資格者替代之。系統工程師應有安全系統、運轉程序書及緊急程序書方面的知識。消防工程師應已不直接該廠FPP作業2-3年以上。每3年要有一位獨立的消防顧問參加稽查團隊。
1.7.10.1年度防火稽查
a. 目的:評估電廠消防設備與方案是否符合NCR導則要求的安全水準。
b. 範圍:證實業主之安全分析報告承諾、技術規範要求、以及執照條件等是否符合,結構系統修改及運轉程序書之變更是否會降低電廠安全水準。稽查應涵蓋廠內所有消防區,特別是防火屏障之檢查、偵測系統及重要安全設備之滅火系統。
稽查應驗證:
Ⅰ. 重要安全防火系統與屏蔽符合NRC法規與FPPs要求,記錄其偏差。
Ⅱ.各防火區失火風險度不可高於安全分析報告所述。
Ⅲ.已執行定期維護。
Ⅳ.以前稽查發現問題及已找出之缺失。
Ⅴ.遵循特殊程序書(動火、閥門定位)。
Ⅵ.電廠人員已接受適當消防訓練,訓練方案符合標準。
Ⅶ.分析查核電廠對緊急火警之反應,並查證非計畫性防火演習。
Ⅷ.重要安全地區傳播性可燃物之行政管制。
1.7.10.2 24個月消防稽查
每24個月所對FPP及程序書執行情形之稽查,查證相關方案內之消防作業及行政管制符合業主所建立之QA/QC方案與本導則之規定。
1.7.10.3每三年消防稽查
基本上與每年稽查相同,差異在於稽查人員來自不同單位。年度稽查人員為不直接負責FPP業務之合格人員或獨立消防顧問。每三年消防稽查應由廠外消防顧問來執行。廠外顧問可由其他業主僱員來擔任,但不可為電廠僱用員工。不必重複執行稽查(例如:每三年稽查可取代當年度稽查)。
1.8消防方案變更/法規偏差
此章節將提供相關法規機制如變更、偏差、豁免、及其他消防要求等之導則。風險告知、績效導向方法論可用於評估FPP變更之可接受性。
1.8.1改善評估
如果電廠將FPP放在FSAR,而FPP之變更,不會影響火災時安全停機能力的狀況,可不必經過NRC核淮。除設計變更工程,也應評估不符合情況。FPP變更只會影響FPP之硬體設備、方案、及程序書等之變更。除此之外亦應包括會影響如火災後果及安全停機電路分析之變更。另一種FPP改變案例為目前狀況(物理或方案性)不符合FPP法規或消防執照基準,而業主不打算修改設備或方案。GL86-10建議業主將FPP及主要承諾併入FSAR,包括火災危險分析、行政管理與技術管制組織,其他消防有關設備均要於FSAR內敘述。GL86-10進一步建議採用標準執照條件,要求業主符合FSAR內之FPP,並羅列應經NRC核訂之方案變更項目。
GL86-10建議之標準消防執照條件不適用於引用10CFR52之新反應器。新反應器FPP變更不能豁免者應依10CFR50.59評估處理。10CFR52之附錄包含了新反應器額外的程序變更與豁免要求。
1.8.1.1非標準執照條件
如果FPP不列在FSAR內,則FPP小變更都被要求提報NRC。
1.8.1.2標準執照條件
1986年4月NRC GL86-10消防標準執照條件,內容包括應執行FSAR及SER所述及FPP及其但書、設備項目、已核定SER日期等。已核定之FPP變更,如不影響安全停機能力則不必先經NRC核准。
在標準消防執照條件條文內,「火災時不影響且能維持安全停機能力」意義在維持足夠的安全餘裕。評估之接受標準除符合法規、標準或NRC的核定替代方案,亦要符合執照基準內的安全分析接受標準,同時提出改版申請時要有足夠餘裕,以供分析及補償資料之不準度。應驗證改善作業不影響安全停機或符合適用之NRC要求。須以適當之分析來證明變更作業符合要求。變更案不能維持足夠的安全餘裕,就不符合電廠執照條件。
FPP變更如不符合法規要求與不能在火災時達到與維持安全停機能力者需預先經NRC核准。提報NRC變更案應包括替代方案之技術評估。
1.8.1.3豁免、執照修訂及標準執照條件
如果提報之替代方案符合法規,則該法條之豁免應依10CFR50.12來審理。當變更作業屬標準消防執照條件變更範圍,業主應執行評估,這評估應包含火災危險度分析,及考慮是否影響SSCs成功達到停機路徑或加入之新的因素。如評估結果有負面影響或者不在豁免範圍,業主應進行修改,或驗認後再申請豁免,或提出執照修訂。
1.8.1.4不符合狀況
在劣化或不符合品質情況,應評估改正措施。有三種可能情況決定是否須評估:(1)採過渡期補償行動(2)改正行動導致變更作業(3)將劣化或不符合情況回復到先前狀況。如果採暫行措施,應評估以確定暫行措施本身(非劣化情形)是否影響FSAR內述及之其他設備情況。
在按「照現況使用」的情況與FSAR敘述有差異,或者某些修改與FSAR有差異部份,則要考慮列為變更案並進行改善變更評估。
1.8.1.5報告導則
應保存與消防有關的變更記錄,如設備、程序書、測試與試驗等變更。書面評估報告應含對安全停機無負面影響之依據。應以可追溯的形式保存所有變更記錄備查。已核定之方案變更應依10CFR50.7(e)於FSAR改版時提報。依照10CFR50.48,變更記錄保存至執照失效為止。
1.8.2 10CFR50.APP.R之豁免
1979年1月以前商轉之電廠,NRC對APP.R變更及不能符合情況提出豁免。排除適用APP.R (SEC.III.G、III.J與III.O等章之外,Section III.L視狀況引用)範圍僅限於那些NRC認為符合BTP APCSB 9.5-1 APP.A且在消防安全評估報告中反映過的設備項目。此類已核准接受設備除非想變更修改,否則不必再提豁免申請。電廠特殊情況可能只排除符合APP.R 1個或1個以上的條款,業主應提詳細的火災危險分析來證明現有防火設施或與變更案相關之防火設施達到APP.R技術規範要求相同之安全水準。當火災危險分析(參照法規立場1.2)替代方案可達到安全功能,業主應向NRC提出APP.R技術要求之豁免。下列情況NRC依據詳細火災危險分析來決定是否接受替代消防架構:
a. 替代方案保證對一個位於主控室或緊急控制站內之「達到成功熱停機路徑」不受火災損害。
b. 替代方案對達成安全停機成功路徑之損害可在合理時間內修復。
c. 單以防火漆不能視為等同「1或3小時防火屏障」。
d. 為符合APP.R而作的改善結果不能加強替代方案安全水準。
1.8.3 APP.R同等分析
NRC對部份APP.R要求允許業主不必預先送審,可進行評估後保存記錄備查。該評估記錄應為書面記錄,且經獨立審查。評估記錄應有所有相關計算與初始假設說明。本文之App.A有案例供參考。
1.8.4 執照附錄
1979年1月以後取得執照之電廠承諾要符合10CFR50.App.R SEC.III.G、III.J、III.O,以及其他NRC其他導則,並被要求以執照條件視之,不必為替代消防架構提報豁免申請。FSAR或火災風險分析應列出不符合10CFR50.App.R SEC.III.G、III.J.或其他適用法規、導則之處,而此類偏差可能需以執照附錄來修訂變更執照條件。執照文件內應有替代消防架構技術判斷之修訂附錄,並經NRC審查核定。技術判斷應包含法規立場1.8.1所述之「變更評估」與法規立場1.8.2所述之「豁免」。
1.8.5 10CFR50.72通告與10CFR50.73報告
10CFR50.72/73適用於核電廠消防有關事件與狀況之報告要求。NRC用NUREG-1022來澄清其執行情形並列為重要參考文件。
1.8.6 NFPA法規與標準偏差評估
「法規記錄」(the code of record)是在消防設計時或承諾時的法規編輯。「偏差」不能使消防系統設備到功能劣化的程度。消防系統設計與施工相關的標準記錄在所有新反應器設計上均要符合NRC要求,且所引用NFPA法規與標準之版本要在依10CFR50或52提出申請前180天前生效。
NFPA法規和標準不禁止使用同等的方法、系統或裝置,或者更好品質、強度、耐火性、高效率、耐用性和安全性的替代品,但這些同等級的方法、系統或裝置的證明文件要條列並依其目的經審查核准。
對NFPA法規差異不要求申請豁免。NRC導則參考NFPA作為檢查之接受標準,因此這類法規被視為與法規導則同等。當申請者的狀態是「符合NFPA」或「符合NFPA精神」者,而未敘明其偏差(deviations)之處,NRC期望其設計已符合法規要求,並依照NFPA法規記錄列入檢查項目。
1.8.7火災模式
FPP變更如以火災模式來評估,應記錄說明所使用火災模式與方法之自然特性、分析範圍、及如何符合NRC要求。配合特殊情況與事件演進過程,可用簡單手算或複雜之電腦運算模式來分析。NFPA 805 APP.C及NEI 04-02 APP.D討論對模式之運用。不轉換到NFPA 805之業主可引用NRC認可的模式作為工程評估流程的一部份。
核能法規研究處人員與ERPI已將部分火災模式之V&V登錄於NUREG-1827/EPRI1011999與NUREG-1805。已登錄之特殊模式有(1)FDTs (Fire Dynamics Tools),(2)火災引發弱點評估(Fire-Induced Vulnerability Evaluation (FIVE)),(3)The National Institute of Standards and Technology(NIST)Consolidated Model of Fire Growthand Smoke Transport (CFAST),(4)法國電力(EDF)MAGIC CODE ,(5)NIST(the NIST Fire Dynamics Simulator)。
業主可不引用NRC所定V&V模式,但要負責提供本身提報之V&V可用的證明。業主V&V文件之火災模式為NRC審查及核准標的項目。
2.防火
防火是消防多重防禦之第一線。防火對消防方案之直接貢獻是將發生火災可能性減到最小。業主應建立「可將重要安全區火災風險降至最低」的行政管制程序書。正常、不正常狀況、或其他可預期的運轉模式,如改善工程、火災蔓延風險、相關維護作業等,應經管理階層核准。應有補償措施,如防火巡視及臨時屏障之設置等來確保妥適之消防與反應器安全。
永久停用與除役中電廠火災風險持續變化,消防系統設備停用,故防火方案成為降低失火可能性與動態釋放輻射物質之關鍵。
2.1.1火災擴散風險
在所有運轉模式均應禁止大量可燃物存放於重要安全系統之廠房內。應建立程序書來規範諸如可燃揮發性氣體、木材、塑膠品、高效率粒子過濾器及木炭床、陽離子樹脂、以及其他可燃材料。如火災擴散風險不能免除,則應有管制及適當的防護措施,包括:
a. 有重要安全設備之地區不可儲存未使用之陽離子樹脂。
b. 重要安全設備區不可存放化學危險品。
c. 僅在無適當替代品可用的情況下,才能在重要安全設備地區使用木材。在維護、改善工程或燃料填換運轉期間,在重要安全區域使用小於152m×152m(6”×6”)之木材(如墊木及鷹架)應加以防火處理(參考NFPA 703)。只有在立即使用時才准許木材進入電廠重要安全區域。
d. 塑膠之使用應降至最低,鹵化塑膠如氯化聚乙烯及尼奧普林合成塑膠等,只有在無法找到替代品時才能使用。所有塑膠材料,包括防火材料,其密度與BTU應與一般碳氫化合物範圍近似。燃燒產物之黑煙會遮蔽視線及阻塞空氣濾網,特別是碳床與高效率粒子濾網、鹵化類塑膠燃燒時亦釋放氯與氯化氫,對人有害且腐蝕設備。NEPA 701提供塑膠膜防火與耐火焰測試導則(如塑膠片與防水布)。
e. 在重要安全區使用可燃性器材,如HEPA與活性碳濾網、陽離子交換樹脂等應納入管制。要立即使用時才能進入重要安全區域。
f. 以未加防火處理包裝運輸之設備或供應品(如新燃料)可能因操作需要在重要安全區域拆除包裝。不論如何,要儘快自該區域拆卸並移除。易引火材料除非以核定包裝,不可放置不管。鬆散的包裝材料,如木材、紙花或保麗龍片,應置於緊實且有自動開關蓋之容器。
g. 經收集之放射性物質,如用過陽離子樹脂、活性碳過濾器及HEPA等,應密閉儲存於金屬容器,放置於遠離發火源或易燃物的地方。這些材料應加以保護以免於曝露於火災並考慮放射物質衰變熱移除之規定。
h. 臨時電力電纜是傳播性易燃物及潛在火源,應有相關程序規範。
2.1.2改善作業
應維持電廠改善作業之FPP防火要素(Fire prevention elements)。改善工程程序書應評估對消防之影響。業主應遵守法規立場4.1.1來設計電廠改善工程。負責人應審查SSCs之變更以確認不會增加火災負載,如果增加要有適當防護,且配合更新火災風險分析。
2.1.3揮發性及可燃性液體與氣體
揮發性及可燃性液體與氣體具潛在性重大火災風險,故程序書內要清楚定義其使用、運送、儲存及其危險性。易燃液體與氣體之儲存及其管路不可使重要安全系統暴露於危險狀態,且至少符合NFPA 30之要求。
重要安全系統應隔離可燃物質。當因系統或易燃物特性而不能隔離,就要用特別防護來使其安全功能免於受影響。有些保護的方式可能綜合了自動滅火或以建物來侷限火勢而消粍掉可燃物。有些可燃物如EDG燃油、汽機-發電機燃油、液壓控制系統,以及RCP潤滑油系統等,無法與其系統其餘部份分離。
2.14外部/曝露火災危險性
如果重要安全SSCs裝置近於易燃液體或氣體貯存位置,業主應評估曝露火災之風險並採取適當防護措施。NFPA 80A有相關導則。NFPA 30則為液體與液化氣之間距導則。NFPA 55(參考法規立場7.5)、NFPA 58為液化石油氣間距導則。雜項如工作間、倉庫、輔助鍋爐室、燃料油槽、廢料處理廠房、可燃液貯存槽等應在適當位置並保護以免於火災效應,包括煙、氣之害。在可能受到野火損害之地區(如森林、灌木叢、植栽),應評估野火對重要安全SSCs之潛在危險分析並採取適當防護。NFPA 1144有相關導則。
2.1火源管制
電氣設備(臨時性與永久性)、熱作(如:動火、焊接、熔切與研磨)、高溫設備與表面、高熱設備、化學反應、靜電、及吸煙均為潛在火源。設計施工、改善工程、維護及運轉程序書與作業守則都要有火源管制。
工程設計要保證電氣設備適當安裝以符合業界標準。發熱或表面高溫設備要適度冷卻並與易燃物分開。有易燃液體或氣體之系統要妥善設計將其曝露火源風險降到最低。法規立場3.5有永久停止運轉電廠之類似導則。
2.2.1動火、電焊、熔切與研磨(熱作)
這類作業均應在嚴格管制下進行。工作人員亦應經防火訓練且配備預防火災與滅火之設備,否則要有合格消防員直接監控作業。
動火作業應經管制單位核准。不同地區要分別申請核定。當電廠在運轉中或因在停機狀態而有特定工作,如果作業時間超出一個值班時間,其動火核准有效期限不可超出24小時。NFPA 51B有相關導則。
2.2.2臨時性電氣裝置
在反應器設施內使用臨時性設備屬慣常現象,在審查大量且複雜的臨時設備時,適當的工程管理以及安裝後的設計基準之維持變得非常重要。電廠行政管制應提供臨時設施之工程審查。IEEE 835與NFPA 70提供臨時電纜裝設導則,包含緊密間隔電纜劣化之防止。
2.2.3其他火源
對氣流判定及類似之洩漏試驗不可使用動火或可燃、發煙物品。應建立臨時加熱設備之管制程序及通則。在電廠使用空間加熱器及維護設備應嚴加管制,並經消防人員審查。應確認技術程序書與通則已逐項條列臨時加熱設施,包括可燃物與高溫表面保持距離等,按表列要求予以適當裝置,按照設備建物之間隔規定來裝設。瀝青與煤碳壺應置於安全位置或防火屋頂,避免引燃下方可燃物。金屬壺運作要持續監視並備滅火器。
2.3廠房管理
應建立行政管制將重要安全SSCs區域火災風險降至最低。完工或每值班結束時移除廢棄物、殘渣、濺油及其他可燃物。行政管制應包括定期廠房檢查程序書。廠房管理通則應保證位在水基(water-based)滅火系統地區之排水,尤其是排水格板,不受雜物之堵塞。R.G.1.39為廠房管理之導則,包括可燃物之拋棄處理規定。
2.4消防系統維護與檢修
業主應建立以下消防行政管理程序書:
a. 消防設備應由合格人員維護與測試(法規立場1.6.1.C)。
b. 防火屏蔽、消防偵測、及滅火系統檢修應有申請核准管制制度,而暫停消防功能應有補償措施(法規立場1.5)。
c. 消防系統之定期測試與檢查應在計畫內明訂負責人員與責任分工。測試計畫應包括設備種類、週期與測試程序書之細節。測試週期應依據適用法規內之法規記錄規定。程序書應包含消防系統維護期間或電廠維護期間(如防火巡視)維持消防設備運作之說明。
d. 防火屏障,包括風門、防火門與穿越器密封應定期檢查,穿越器密封應按相關取樣原則之週期來檢查。取樣量與測試週期應視總數量與失敗率來決定。所有密封應於每10年檢查1次。可參考NFPA 25。
3.火災偵測與滅火
3.1火災偵測
一般而言,火災風險分析與法規要求訂定電廠火災偵測與壓制防火(suppression)之範圍,而業界法規標準(一般為NFPA法條標準與建議作法通則)訂定系統設備之設計、施工、試驗要求等。火災偵測應將對重要安全系統與元件之防火負面影響降至最低。自動火災偵測系統應裝於廠內有重要安全SSCs之地區或重要安全系統曝露於失火風險之地區。偵測系統應能在外電可用或外電喪失的狀況均可運作。
為顧及安全停機系統之保護,法規立場5.5b及5.5c述及:「防火區應裝設火災偵測與滅火系統」,此處自動偵測器應能保護整個區域。如只能含蓋部份區域,則火災分析應證明已有妥適的設計以提供保護。
3.1.1防火偵測器及警報設計目標與續效準則
a. 曝露於失火風險之設有重要安全設備之區域應裝置防火偵測系統。
b. 防火偵測與警報系統應符合NFPA 72“National Fire Alarm Code”所定義A級系統,以及NFPA 70所定義之Ⅰ級電路。
c. 依NFPA 72要求選裝防火偵測設備,脈沖-線熱型偵檢器之試運轉與定期測試所使用頻率不可影響電廠其他保護電驛之動作。
d. 火災偵測與警報系統要有聲響及可目視的警報,且在控制室有警報。如果使用區域形偵測系統,現場要有偵測區域範圍識別的方法。
e. 火災警報應統一且應區別避免與電廠其他警報混淆。
f. 火災偵測系統與自動滅火系統之電動控制閥要有第二電源,以符合NFPA 72要求。可用正常電源作為主要電源,並用4小時容量電池作第二電源,並可在喪失電源4小時內手動連接至Class IE 之緊急電源。此種連接應遵循R.G 1.6相關導則。
g. 高地震活動地區,應考慮震後安全停機之防火偵測與警報系統設計。
h. 火災偵測與警報系統應在下列狀況維持原設計能力:
(1) 較「最嚴重之自然災害」(接近10年1次)輕微但頻率較高之自然災害,如海嘯、颶風、冰風暴、洪水或區域特性低強度地震。
(2) 在某些特定廠區合理可能發生之潛在人為地區性事件,如油船碰撞或航空器撞擊。
i. 依據法規立場6.1.1.3導則未充氮之圍阻體應設消防偵測系統。
j. 控制室火災警報與偵測系統應符合法規立場6.1.2要求。
k. 下列含有重要安全系統設備區域要有自動火災偵試及警報系統,且有警報在主控制室:電腦室、開關室(switchgear rooms)、遙控停機盤、電池室、柴油機房、泵室、新/舊燃料區、廢料廠房等(參見法規立場6.1與6.2)。
3.2消防水源系統
3.2.1消防水源
NFPA 22有相關導則,消防水源應符合:
a. 要有兩個可用之分離、可靠之乾淨水源。鹹水或微鹹水只有在乾淨水源用完之後才能使用。
b. 水源計算要以最大用量維持2小時,而不少於1,136,000公升(300,000加侖)。流量應按NFPA 13或NFPA 15,依據1,900L/m(500gpm)加上噴頭或洪瀉設計最大需求流量為基礎。
c. 如用水槽作水源,應有2個相連100%能量至少1,136,000公升(300,000加侖)之水槽,消防泵可自其中一個或二個槽皆可取水,且其中一槽損壞時,不可使2槽均失水。供水能力應可在8小時內重新充滿任一水槽。
d. 消防水允許與衛生或生活用水共用水源。如果這樣做,要以積極方式來確保最低儲水要求,例如:以直立管來限制其他用水。單以行政管制,包括以閥加鎖作為單一最低水量確保的方式,不可接受。
e. 淡水湖或池足夠大小就可作為單一水源,但要有分離多重進水口設於1個或1個以上之取水建築(intake structures)。水源要分離以使其中一個水源不可用時不會影響另一水源供水。
f. 如果與極限熱沈(ultimate heat sink)共用水源,額外消防水量要加在總儲水量以內,且消防系統失效時不可影響極限熱沈功能。
g. 如果其他供水系統用作2個水源中的1個消防水源,固定連接於主系統應可自動轉接至消防系統。泵控制與電源應滿足主消防泵之需要。要與電廠安全停機功能匹配,系統失效也不能影響消防主系統功能。
h. 多機組電廠有共用的廠區消防環路,可使用共同水源。
i. 消防水源應過濾及視需要處理,以防止生物淤積或微生物引起消防系統腐蝕。如果水源為生水系統,消防管路應定期沖放及測試流量。
j. 至少2支管路接水至有安全停機系統設備區域之手動消防系統,此管路系統應經安全停機地震之負載分析,且其支撐可確保系統壓力完整性。消防水系統管閥在功能要求上至少要符合ASME B31.1,供水管可在閥類操作手冊內之連接至Seismic Category 1的供水系統(與ESW相同等級)查到其要求。交連管路應提供2個消防栓之水量(約284 l/m(75GPM)),並符合與Seismic Category 1同等級設計(例如:不能影響Seismic Category 1供水系統之功能)。
3.2.2消防泵
消防泵應符合NFPA 20規定,並符合下列要求:
a. 如果要達到系統壓流力與流量要求,消防泵數量能保證在假設最大泵故障或喪失外電的情況下(如:3*50%或2*100%)達到100%能量,例如:電動馬達泵搭配柴油引擎泵,或者2部以上seismic Category I、Class 1E電動泵,且由重複設置之Class 1E電源供電。(參考R.G.1.6.、R.G.1.32.、R.G.1.75)。
b. 連接到廠房消防主環路之單泵要以區域閥來分隔。每一泵與其驅動與控制設施等要與其他泵應以至少3小時耐火等級之防火牆分隔。
c. 柴油引擎之燃油應分隔不致成為火源而使安全設備曝露於火災風險。
d. 在主控制室要有消防泵正常運轉、起動失敗、及低壓等警報與指示。
3.2.3消防幹管
可用地下管路供給消防水。參考NFPA 24,下列法條應列入規範:
a. 管路種類與水處理為設計考慮參數。
b. 區段控制閥應有目視標識(如:張貼式指示)。
c. 主管路之分段控制閥及水類滅火系統應有電氣控制或行政管制。(閥鎖及鑰匙管制、防誤鉛封)。
d. 電氣控制信號應顯示於主控室。消防系統所有閥位應定期檢查確認。
e. 除非符合法規立場3.2.1防震規定,主消防管應與生活或衛生用水分開。
f. 多機組核電廠共同消防主管可以交連管供水。區段控制閥可用於機組獨立供水。機組分散的電廠(1.6km即1哩以上)應採用分離消防主管。
g. 設置區域控制閥作檢修隔離,不必中斷滅火系統之供水。
h. 如噴灑系統與手動消防栓連接至主系統,單一故障或破管不可影響主要與備用滅火系統。以替代性而言,在廠房內可允許噴灑系統與消防栓自水頭兩邊供水,但水頭集管要納入地震分析,而其第一個閥及其接頭要用鋼製品且符合ASME 31.1之要求。此集水管應視為主消防管路之延伸。每一噴灑管路與消防栓應有外螺蚊及耦接門閥或其他合格之關斷閥與水流警報。
3.3自動滅火系統
自動滅火系統之設置取決於火災危險分析結果要求,且用保護安全停機與重要安全SSCs多重設置系統或元件。(參考法規立場5.6.b、5.6.c、及6)。高地震活動地區,應符合安全停機系統之地震設計標準。
自動滅火系統應保持其設計功能:(1)嚴重性較低而頻率高於最嚴重自然災害(約每10年一次),諸如:海嘯、颶風、洪水、冰風暴,因地理位置而特有之小密度地震。(2)合理推斷可能產生潛在人為之區域相關事件如油輪撞擊、飛行器撞擊等特定廠區。
以水作滅火劑系統和偵測系統使用之金屬集熱板,應驗證明其實際動作時間,如未適當驗證其集熱功能,可能影響系統反應。
3.3.1水基系統(Water-Based Systems)
如可能因噴水而引起重要安全設備不可接受之損害,則應有適當的保護(如水屏蔽或擋板),亦要有洩水裝置避免淹水傷害設備。
3.3.1.1噴灑系統
噴灑系統廣泛用於自動水基滅火系統,至少應符合NFPA 13與15。
3.3.1.2水霧系統
應符NFPA 750“Standard on Water Mist Fire Protection Systems”。
3.3.1.3泡沫-水噴灑系統
泡沫-水噴灑系統需符合NFPA 16規定。
3.3.2氣體滅火
應評估運轉操作人員進行安全停機或滅火時造成潛在的傷害。裝設時全區開口要密封或者考量滅火系統能量大小,應足以補償滅火劑自地面洩水或其他開口散失的量(法規立場4.1.5),應考量下列:
a. 最低氣體濃度、分配、沈澱時間、與通風控制。
b. 氣體之缺氧與毒性危險。
c. 二次熱震(secondary thermal shock)(冷卻)損害之可能性。
d. 為預防過壓而洩壓相對要密封以防止消防液損失,形成矛盾要求。
e. 動作偵測器之選擇與位置決定。
f. 消防液熱分解產生之毒性與腐蝕特性。
使用全區氣體滅火系統,取氣排氣通風風門應控制,以維持必要的氣體濃度。(參考NFPA 12/12A/2001及法規立場4.1.4.A)氣體滅火系統與保護區域之密封應依NFPA標準測試。手動啟動之氣體滅火系統不可用作重要安全SSCs保護之主要滅火系統,但作為水基自動滅火系統之後備則可接受。
3.3.2.1 CO2系統
應符合NFPA 12,應有釋放前警報與延後釋放裝置以便人員疏散。區域性解除自動CO2系統應上鎖並嚴格行政管制。除非已符合法規立場2.4要求,否則不可解除CO2自動系統。NFPA 12所規定之系統維護與測試,包含CO2高壓容器之品質驗證皆要完成。
3.3.2.2海龍
應符合NFPA 12A;與3.3.2.1 CO2系統規定同。
3.3.2.3潔淨滅火劑
海龍替代滅火系統應符合NFPA 2001,僅有表列核定之滅火劑可適用。區域性解除自動功能要上鎖並嚴格執行行政管制。符合法規立場2.4後才能解除自動控制。
3.4手動滅火系統與設備
應備全廠手動滅火能力以限制火災損害之擴張。消防人員應有適當使用水源、消防栓,包括水管、噴頭及滅火器等手提設備訓練。
3.4.1消防蓄水槽與水管架
任何有重要安全設備區或有火災風險區內至少有一個可用之手動操作消防水管。建築物內每層要有消防水源,連接最長30.5m (100ft)管徑38mm (1.5”),紡織質外被且有襯裡之消防水帶,並有適當噴頭連接。尺寸規格、空間距離,管路支撐、水壓與流量等應符合NFPA 14之規定。水管架位置應依據火災危險分析要求,與易於使用操作等原則來設置。要有替代水管架以備該區單一水管架被火災隔離而無法接近時使用之。根據火災危險分析決定噴頭之型式。在直噴式水流可能引起機械損害的地區,不可使用一般複合式噴灑頭或直噴式噴嘴且可關斷。NFPA消防手冊第II冊,Sec.10 Chapter I (第19版)內有活線設備噴水安全距離之導則。消防管應符合NFPA 1961之建議,並依NFPA 1962執行水壓測試。
3.4.2消防栓與消防水帶箱
固定或傳播性易燃物有可能危害重要安全設備室外地區,應設置手動消防管。廠區主系統約每76m (250ft)應設消防栓;至少每305m (1000ft)要有一座消防水帶箱,包括水帶、複合噴頭及其他輔助配件應依NFPA 24設置。可用移動式設備,如水帶輪車或卡車,可等同於3個水帶箱,要維護在良好狀態便於使用。所使用設備如消防栓、水管帶接頭及水槽出口管頭等,均要與當地消防隊所使用配備互相匹配並準備充足量之水管螺蚊接頭備用。消防水帶應依NFPA 1962做水壓試驗,儲存於水帶箱外之水帶應每年測試。
3.4.3手動泡沫系統
應符合NFPA 11之規定。
3.4.4滅火器
NFPA 10有相關導則。
3.4.5固定式手動滅火設備
某些固定滅火系統以手動引動(如10CFR50.APP.R Sec.III.G.3所述),手動系統通常限於水噴灑系統,且除非用作自動水系統之後備,否則不可用於氣體滅火系統。將自動系統變更為手動系統時應有適當之評估來支持。
3.5 手動滅火能力
3.5.1消防隊
應建立經訓練消防且配備完整、隨時待命之消防隊。消防隊長應有全廠所有門的鑰匙。法規立場1.6.4與NFPA 600有相關導則。
3.5.1.1消防隊員
每隊應有5位,隊長不計入在內。
3.5.1.2設備
消防隊員應配有個人保護裝備,如:消防衣褲、鞋、手套、安全帽、緊急通訊設備、手提燈、手提通風機、手提滅火器等,消防員損害控制及控制室人員應有NIOSH (美國工礦局)核定之自給式呼吸器、全面式正壓面具等。至少應備有10面具提供救火消防員。主控室人員可依實際狀況需要,由貯存器岐管供應呼吸用空氣。自給式供氣應足以維持至少30分鐘。需符合NFPA 1404要求。消防員配備應依製造廠商建議儲存保管(消防衣不可受陽光紫外線、電焊、以及螢光照射)。每一自給式供氧要有至少1小時量之額外氣瓶備於廠內。此外廠內應備6小時貯氣供消防員返回後迅速換空瓶。如使用空壓機供氧,要事先經檢查核准才能使用,且空壓機在外電喪失下要能運轉。空壓機要特別保護免受灰塵及輻射污染。燃料填換與維護期間,在污染區應替滅火人員及損害控制人員準備適當之自給式呼吸用具。這些設備要與電廠一般活動所用者分開獨立管理,且清楚標識為緊急用設備。
3.5.1.3程序書與失火預防計畫(Prefire plans)
消防員依主控室通知失火建立程序書來控制行動並定義滅火策略,此程序書包括:
a. 控制室人員看到控制室失火警報採取行動(例如:用廣播系統宣佈失火地點,鳴響火災警報,將火災種類、大小、及位置報告值工師與消防隊長)。
b. 消防隊接獲控制室通報應採取行動(如:指定集合地點,接收消防隊長指示命令,分派特定任務,包括:選擇並運送滅火器具至火災地點,選用保護裝備,滅火系統之操作指令,在特定地點使用預定的防火策略)。
c. 全廠滅火對策:包括:
Ⅰ.特定預定計畫內含之各區失火風險性。
Ⅱ.火災安全停機有關之SSCs。
Ⅲ.該區失火風險有關之最佳滅火劑與最近的滅火劑位置。
Ⅳ.以通風走向,接近走道、樓梯、與門等看起來最不易被火災波及等考量各區最佳滅火方向,及最佳滅火處所及高度,還有進出要通過已上鎖的門,與各通道特殊進出方法與注意事項。
Ⅴ.應設法減低現場火災造成的潛在損害,並減少滅火系統遙控點(如:滅火系統內之油壓或電氣裝置可能因過壓或電氣增加該區之危險度)。
Ⅵ.滅火時需保持冷卻之重要熱敏感系統元件,特別是易燃者。
Ⅶ.消防隊組織與特別任務之指派(包括:指揮、器材運送、滅火劑之使用、連絡主控室、協調廠外消防單位、及當值人員應含蓋所有滅火功能)。
Ⅷ.火災地點/區域有潛在放射性或毒性危險。
Ⅸ.當通風系統因遏止火災或清除煙霧而改變,應注意通風系統操作以獲得廠內通風之分配效果。
Ⅹ.須由控制室與值班工程師或授權人員間配合之操作事項。
ⅩI.火災期間對運轉操作員與一般電廠人員之指示。
ⅩⅡ.消防隊長、隊員、支援人員、主控室、及緊急動員組織的溝通。
針對電纜火災之用水滅火要有程序書來說明其技術與設備,特別是在高密度且使用塑膠絕緣的電纜區域。NFPA 1620有相關準則。
3.5.1.4績效評估/演習法規
應進行消防班演習以使消防員可練習團隊協調。每值消防隊應於每季演習1次。每個隊員每年至少參加2次演習。每一隊員每年至少參加一次不預警演習,消防員不得預先知道演習內容。每年至少舉行1次(對每值消防員)非當值班(Back Shift)之消防演習。
業主應預先建立訓練目標,並評核消防訓練如何達成訓練目標。電廠安全與消防之負責人應負責計畫及評核不預警演習。消防隊或隊員個人之績效缺失應擇期進行額外訓練。不滿意(不合格)之演習應於30天內重新演練。至少每年1次邀請當地消防隊參加聯合演習。每3年1次由廠外獨立合格消防人員評核隨機挑選之不預警演習。演習應包括:
a 置和運用等。
b. 每個隊員應了解假設火警滅火策略中角色,遵守滅火程序及使用設備規定,包括:自給式緊急呼吸器,通訊、照明及通風設備。
c. 應在演習中評估滅火設備選擇。每次演習選擇之地區與火災種類應與先前不同,以訓練在廠房不同地區滅火。模擬失火大小與安排應選擇該區合理可能發生之火災狀況,允許在自動滅火失效狀況下火災發展所要求時間內反應、取得設備、並組織行動。
d. 消防隊長之指揮功能要達到周密思考,正確及有效的程度。
演習記錄保存3年備查(參考法規立場1.6.4)。
3.5.2廠外手動滅火救援
廠內消防人員一般已足夠及時初始反應,但可能沒有足夠的人力、設備、與能力來處理所有可能的火災事件。要安排廠外助力以增加廠內消防能力,以符合火災危險分析與先期防火計畫文件之要求。FPP內應述廠外消防能力(如:設備匹配、訓練、演習、及指令管制)。
3.5.2.1能力
當地廠外消防隊提供後備人力與滅火資源時應具備下列能力:
a. 人員與設備能力符合電廠火災風險分析與防火計畫內容。
b. 消防管螺線或接頭用以連接廠內消防栓、管接頭、消防水槽。(法規立場3.4.2說明當地消防隊要備有與廠內消防水系統匹配之螺紋,且數量足夠之接頭)。
3.5.2.2訓練
當地廠外消防隊提供支援能力應具備下列訓練。
a. 核電廠內滅火操作注意事項,人員輻射防護、及核電廠相關特殊危險。
b. 廠外支援期望扮演角色及注意事項等程序書。
c. 現場通道路徑程序書及廠內人員組織之負責管控支援行動人員職位識別(廠外支援人員必要時備有識別卡片等)。
d. 支援滅火權責單位責任分工,包括廠內消防隊與外界支援指揮結構。
e. 廠房佈置圖,電廠消防系統與設備,火災風險,防火計畫與程序書。
3.5.2.3協定/電廠演練
應與廠外消防隊建立書面之互助協議,並列入防火風險分析與防火計畫內作為電廠消防輔助對策。此協議應概述對廠內火災與緊急事件之權責分工,包括廠內外救火指揮結構。
應訂定電廠消防隊與當地支援消防隊協同演練時程(至少每年一次),此演習應有效演練指揮結構運作(見法規立場3.5.1.4)。廠外消防隊協同演練應結合10CFR50.47規定之輻射防護緊急計畫予以定期測試。