日本關西電力核能電廠安全強化措施—提高設備耐震強度
唐子富 譯
台電核安處
前言
2004年8月9日日本關西電力公司美濱核電廠三號機，因為飼水管路破裂蒸汽外洩，造成5名員工吸入蒸汽死亡，另有6名員工遭到嚴重燙傷事件後，關西電力公司為了防止再發生同類事件，特別成立了「事件對策委員會」，針對11部核能機組異常事件發生原因進行分析並擬定多項改善措施，而於2008年1月30日，提出一份名為「強化核電廠安全」的報告，內容包括(1)減少異常事件的發生、(2)加強老化設備的管理及(3)提高設備耐震強度等三部分。其中(1)減少異常事件的12項策略譯文，已刊登在「安全文化」專欄第203期及204期(台電核能月刊第313期及314期)，除了引起廣大迴響外，並由副總經理指示列入97年第6次（97/11/14）「核能營運高階主管會議」討論，核發處亦根據會議結論，將文章內容轉換成「技術處理資訊表」（97-051）要求各電廠參考。上期已介紹(2)加強設備老化管理，本期持續介紹(3)提高設備耐震強度。
一、日本核電廠的現狀與面臨的挑戰
日本政府在2006年9月頒布了新修訂的「發電用反應爐相關耐震安全審查指針」（以下簡稱「新耐震指針」），為了確保安全相關系統，在發生爐心熔毀核子事故時，能發揮「中止爐心熔毀」、「將爐心冷卻」、「將放射性物質封閉」的功能，「新耐震指針」要求對具有上述三種安全功能的重要安全設備進行耐震安全的評估。
1.實施「新耐震指針」所要求的耐震安全評估及提高耐震安全餘裕對策
關西電力在2006年8月即針對政府尚在研擬中的「發電用反應爐相關耐震安全審查指針」（以下簡稱「新耐震指針」），開始對核電廠所在地的地質和地盤進行調查。2006年9月「新耐震指針」正式頒布，關西電力也接到「原子力安全保安院」的指示，於是在2006年10月提出「運轉中核電廠耐震安全評估計畫書」，並按照計畫書的內容進行各項調查作業。2007年7月16日新潟縣發生「中越沖地震」，東京電力公司所屬的柏崎刈羽電廠有些設備受到損害，因此經濟產業大臣要求各電廠檢討設備的耐震安全，關西電力也按照指示重新修訂「運轉中核電廠耐震安全評估計畫書」，將地質、地盤調查的執行期間由2007年9月延長至2007年12月，耐震評估完成期限由2009年12月提前到2009年9月，承諾在2008年3月提出期中報告，承諾將新潟縣「中越沖地震」的回饋經驗充分反映在耐震安全評估報告中。
關西電力各核能電廠均已完成陸地上的地質鑽探、空照攝影判讀及地表地質調查等作業，發電廠附近的海域，則以最新的海上超音波的技術對海底的地質進行詳細的調查，目前正在根據地質的調查結果慎重地進行評估之中，若發現數據資料不足，還會再進行更細部的調查。
2.實施提高耐震安全餘裕對策
關西電力除著手進行耐震安全評估，另外也利用海上超音波探查的最新技術，展開核電廠周邊海域斷層的詳細調查，未來也將根據調查結果，重新制定「新耐震指針」要求的基準地震動設計限值Ss，並確認現有的設計相對「新耐震指針」而言，仍保有足夠的安全餘裕。
關西電力在進行上述耐震安全評估的同時，也積極設法提高及確保重要的安全相關系統組件的安全餘裕，所以已要求各電廠研擬提高安全相關系統耐震餘裕的計畫，例如管路支架的強化、爐水冷卻熱交換器基座的強化及地盤改良等措施，2007年4月已修訂完成設備維護保養的年度計畫，至於相關的改善工程也已完成設計和備料，將按計畫進度逐步實施。
2007年7月16日新潟縣發生「中越沖地震」，在東京電力公司所屬的柏崎刈羽電廠測到的地震強度遠超過電廠設計時假想的最強地震，所以政府主管當局和相關的地震研究機構已展開調查和檢討，不久之後即可能頒布更嚴格的耐震法規，屆時關西電力也會配合再執行必要的地震安全性評估。
「中越沖地震」時，柏崎刈羽電廠三號機廠用變壓器因冷卻油漏出造成火勢延燒4小時的火災，讓外界發現電廠自我的消防能力明顯不足，也造成當地居民的不安。針對這個火災的經驗和教訓，政府主管當局於是進行檢討並修訂「發電用核子設施火災防護審查指針」，要求電廠應配置足夠的消防隊員和消防設備，以提升電廠在火災發生後第一時間內的自備消防能力。
另外，柏崎刈羽電廠在地震後，對於是否有放射性物質外洩，未能即時向外界說明，也造成當地居民的不安和反彈，所以日本政府也要求各電力公司檢討重大事故發生時向主管部門及當地政府的通報機制。
有鑒於柏崎刈羽電廠在地震後所發生因地層下陷造成的變壓器火災，及輻射管制區內用過燃料池水排放至大海的事件，關西電力已針對這類事件進行檢討，並從設備的改善和異常事件處理的程序上採取了一些改進，特別是針對以前較疏忽的周邊設備的耐震強度，目前也根據多重化和補強結構強度的原則予以改善，以提高整個電廠的耐震能力。
二、未來的對策
針對「新耐震指針」的要求和柏崎刈羽電廠在「中越沖地震」時的回饋經驗，關西電力各核能電廠將採取下述措施，以提高設備的耐震強度和地震應變能力。
1.實施「新耐震指針」所要求的耐震安全評估及提高耐震安全餘裕對策參考附表四
針對「新耐震指針」中對電廠設備執行耐震安全評估的要求，關西電力已運用最新的地質調查技術，在陸地上以地質鑽探、空照攝影判讀及地表調查等方式重新調查電廠所在地的地質，發電廠的附近海域，則以海上超音波的技術調查海底的地質，至2008年1月已完成數據的調查蒐集，進入調查數據的分析評估階段，因為還有一些細部數據待補充，所以地質調查仍在持續進行中。未來將根據地質調查分析的結果，訂定各電廠適用的基準地震動設計限值Ss，再根據這個限值完成對電廠設備的耐震評估，預定2008年3月可提出中間報告，2009年3月完成最終報告。關西電力在進行耐震評估時，會充分採用柏崎刈羽電廠地震的回饋經驗及最新研發成功的地質、地盤調查技術，政府方面也將針對若狹灣（譯註：美濱及高濱電廠所面臨的海灣）海域以海上超音波技術重新調查海底斷層的位置。
關西電力各核能電廠在擬定提高耐震安全餘裕對策時，會根據各廠地理位置及設備的特殊性做考慮，訂出最適當的改善工程計畫和執行進度。
2.強化對地震所引發災害的應變措施（廠內消防隊、事件通報及資訊公開的強化）參考附表五
為了提高地震所伴隨火災發生時廠內自有的消防能力，除了檢討廠內消防隊的編制（配置專任消防隊），提高消防設備地震後的可用性（提高消防設備耐震強度、消防設備改為多樣化及多重化設計），也針對火災發生後，廠內人員動員及應變太慢的問題，要求各電廠加強消防的演練。
針對地震時是否有放射性物質外洩通報太慢及資訊不正確的問題，已規劃化學分析人員輪值的制度，以確保萬一事故發生時，可以立即確認是否有放射性物質外洩。針對地震發生時向主管機關通報太慢的問題，關西電力已重新檢討通報的程序，並重新辦理值班人員的通報訓練，以確保重大事件發生時可以迅速地完成向主管機關的立即通報。
至於地震後如何迅速完成電廠受災資訊的蒐集，如何向媒體及地方政府提供快速正確的訊息，除了改善通信的管道（利用衛星電話及專線電話），也針對緊急應變中心本身的耐震能力進行改善，如提高緊急應變中心結構的耐震強度及防止通訊設備被震落或傾倒。
3.強化對地震所引發災害的應變措施（根據柏崎刈羽電廠地震回饋經驗所採取的加強運轉管理及設備改善的對策）參考附表六
柏崎刈羽電廠地震時伴隨發生的廠用變壓器火災及含放射性物質的用過燃料池水排放至廠外等各樣大小事件，關西電力都已將其列為經驗回饋的項目，要求各電廠從運轉和管理上進行檢討，訂出有效的改善措施，以防止萬一地震發生時災情的擴大。
柏崎刈羽電廠地震時，因為發生地盤下陷而造成設備受損（如變壓器電纜導管斷裂及廠房排氣煙囪變形）、物品落下/傾倒（主控制室電燈掉落、辦公室櫥櫃倒下）、用過燃料池水溢出被排放至廠外、廠區內道路變形受損等周邊設備損瓌的情形，所以關西電力也特別針對周邊設備的耐震能力進行評估，並依照補強、多重化及多樣化的原則，採取適當的措施來提高周邊設備的耐震能力。至於美濱電廠，因為對外連絡道路較不方便，預定在2008年6月開始執行既有連外道路拓寬工程，以提供多樣化的連外道路，確保即使在惡劣天候時及緊急事故時，值班人員及支援人員仍能順利進入電廠。
附表四
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主題
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提高設備耐震強度
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對策
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實施「新耐震指針」所要求的耐震安全評估及提高耐震安全餘裕對策
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對策內容
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「新耐震指針」，要求對事故時具有「中止爐心熔毀」、「將爐心冷卻」、「將放射性物質封閉」功能的重要安全設備，進行耐震評估，以確認具有充分的安全餘裕，並採取進一步提高安全餘裕的措施。
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1.目的
為了讓核電廠的設備具有更高的耐震安全性，必須採用最新的技術和方法，並擬定有效的對策。
2.具體措施內容
(1)目前為止已採取的措施
a.實施「新耐震指針」所要求的耐震安全評估及提高耐震安全餘裕對策
關西電力在2006年8月即針對政府尚在研擬中的「發電用反應爐相關耐震安全審查指針」（以下簡稱「新耐震指針」），開始對核電廠所在地的地質和地盤進行調查。2006年9月「新耐震指針」正式頒布，關西電力也接到「原子力安全保安院」的指示，於是在2006年10月提出「運轉中核電廠耐震安全評估計畫書」，並按照計畫書的內容進行各項調查作業。2007年7月16日新潟縣發生「中越沖地震」，東京電力公司所屬的柏崎刈羽電廠有些設備受到損害，因此經濟產業大臣要求各電廠檢討設備的耐震安全，關西電力也按照指示重新修訂「運轉中核電廠耐震安全評估計畫書」，將地質、地盤調查的執行期間由2007年9月延長至2007年12月，耐震評估完成期限由2009年12月提前到2009年9月，承諾在2008年3月提出期中報告，承諾將新潟縣「中越沖地震」的回饋經驗充分反映在耐震安全評估報告中。
關西電力各核能電廠均已完成陸地上的地質鑽探、空照攝影判讀及地表地質調查等作業，發電廠附近的海域，則以最新的海上超音波的技術對海底的地質進行詳細的調查，目前正在根據地質的調查結果慎重地進行評估之中，若發現數據資料不足，還會再進行更細部的調查。
b.實施提高耐震安全餘裕對策
關西電力在進行上述耐震安全評估的同時，也積極設法提高及確保重要的安全相關系統組件的安全餘裕，例如管路支架的強化、爐水冷卻熱交換器基座的強化及地盤改良等措施，2007年4月已修訂完成設備維護保養的年度計畫，至於相關的改善工程已完成設計和備料，將按計畫進度逐步實施。
(2)未來將採取的措施
a.實施「新耐震指針」所要求的耐震安全評估
未來將根據仍在執行中地質及地盤調查結果，分析各活斷層的活動性，及評估可能發生地震的特徵，訂定各電廠適用的基準地震動設計限值Ss，再根據這個限值完成對電廠設備的耐震安全性評估，在進行耐震評估時，將參考政府在若狹灣（譯註：美濱及高濱電廠所面臨的海灣）海域海底斷層調查結果，柏崎刈羽電廠地震得到的「地震及地震動評估報告」、「地質及地質構造評估報告」及「各廠房地震能譜分析」的回饋經驗和技術，並遵照「原子力安全保安院」2007年12月27日的指示，預定在2008年3月提出期中報告，及最新研發成功的地質、地盤調查技術，另外政府方面也將針對若狹灣（譯註：美濱及高濱電廠所面臨的海灣）海域以海上超音波的技術重新調查海底斷層的位置。
b.實施提高耐震安全餘裕對策
將按照「新耐震指針」所要求的耐震安全評估，針對各電廠的環境狀況，持續進行各電廠所在地的地質及地盤調查，並透過改善工程及修訂設備的年度維護保養計畫，以提高設備的耐震安全餘裕，這些改善的結果，也會通知福井縣政府及各電廠所在地的地方政府。
3.評估結果
上述計畫的執行情形，將以適當的方式陳報中央政府、福井縣政府，並通知各電廠所在地的地方政府。
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附表五
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主題
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提高設備耐震強度
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對策
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強化對地震所引發災害的應變措施（廠內消防隊、事件通報及資訊公開的強化）
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對策內容
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．擴充廠內消防隊的編制（配置專任消防隊），提高地震後消防設備的可用性（提高消防設備耐震強度、消防設備改為多樣化及多重化設計），以提高地震所伴隨火災發生時廠內自有的消防能力。
．改善放射性物質外洩事件的通報流程及加強對放射性物質的分析及確認能力。
．改善重大事件發生時向主管機關通報的流程及通訊設備，以確保地震發生時可以迅速地完成資訊蒐集和通報。
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1.目的
針對柏崎刈羽電廠地震引發的廠用變壓器火災在初期滅火階段的回饋經驗，政府主管機關已要求各電廠加強地震所引發火災的滅火能力，包括擴充廠內消防隊的編制（配置專任消防隊），加強地震後消防設備的可用性。對於放射性物質外洩事件的狀況掌握及通報流程，主管機關也要求檢討改善。至於地震時電廠受損情形的迅速掌握和通報，也要求從制度面和硬體設備的改善上提出對策。
2.具體措施內容
(1)廠內消防隊編制的強化
a.火災初期消防能力的充實
．各核電廠增加5名專任的消防隊員，達成三班制的要求，預定2008年3月底完成配置。
．增加人力編制，隨時維持10名以上消防隊員輪值勤務，編制仍檢討中，預定2008年3月底完成配置。
．針對應具備初期消防能力的幹部辦理訓練，課程仍規劃中，預定2008年3月底完成規劃。
b.提高地震後消防設備的可用性
(a)提高消防設備的耐震能力
．室外消防水管進入廠房的接頭改為撓性接頭（預定2008年3月底完成清查、確認）。
．檢討確保既有消防蓄水槽水源的對策（預定2008年6月底完成）。
(b)消防設備改為多樣化及多重化
．配置化學泡沫消防車及噴水消防車（預定2008年3月底前各電廠各配置一輛）。
．比照緊急應變中心的設計規格，提高消防車車庫建築物的耐震強度（預定2008年6月底前完成檢討和提出對策）。
．增設小型消防泵、大型滅火器、高性能發泡器等滅火裝備。（預定2008年3月底前開始執行）。
．設置具有耐震強度的消防蓄水池（預定2008年6月底前完成對設置地點及水池規格的評估）。
c.加強人員的教育與訓練
．規劃包括滅火設備操作及人員調派的訓練計畫（預定2008年3月底前完成規劃）。
．安排與廠外的地方消防隊一同實作演練的訓練（將按照已排定的訓練計畫逐次實施）。
．和其他業者交流防範火災的措施及用於教育訓練的良好案例（預定2008年底開始執行）。
(2)改善放射性物質外洩事件的通報流程
．針對機組的值班人員辦理樣品取樣及輻射強度偵測技術的相關訓練，安排放射化學計測人員於例假日及夜間輪值出勤（2007年12月開始執行）。
．重新修訂公司內重大事件的通報連絡程序，並在程序書中做明確的規定（已修訂完成）。
．辦理放射性物質外洩事件通報程序的訓練（繼續辦理中）。
(3)改善資訊的蒐集與通報（包括通報流程及通訊設備）
a.通訊設備的充實
．設置與地方政府消防隊之間的專用電話。
．配置攜帶式的衛星電話（各核電廠及總公司核能部均已配置完成）。
b.加強資訊的蒐集與通報
(a)提高緊急應變中心的耐震能力
．確保緊急應變中心結構體的耐震強度（預定2008年3月執行入口處的補強工程）。
．提高緊急應變中心內設備的耐震強度（預定2008年3月執行防止傾倒的改善工程）。
(b)提高資訊蒐集及通訊設備的耐震能力
．把電廠中負責資訊蒐集的設備改為具有緊急電源及後備電源等多重電源的設計（改善對策尚在研議中）。
．配合中央政府重大事件通報制度的修訂，更新各電廠使用的通訊設備（改善對策尚在研議中）。
c.改善資訊蒐集與通報的制度
．要求總公司在第一時間內派遣有經驗的幹部至事故現場支援（改善對策尚在研議中）。
d.改善將資訊提供給地方政府的方式
．檢討將事故資訊迅速提供給當地居民的做法。
．提供事故資訊時採用一般民眾可以理解的表達方式（繼續實施中）。
3.評估結果
對上述各項改善計畫的執行情形，將由關西電力公司內部的中越沖地震對策檢討委員會及各專案小組負責督導。
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附表六
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主題
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提高設備耐震強度
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對策
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強化對地震所引發災害的應變措施(根據柏崎刈羽電廠地震回饋經驗所採取的加強運轉管理及設備改善對策)
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對策內容
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．根據柏崎刈羽電廠地震所得到電廠運轉管理方面的回饋經驗，擬定必要的改善對策，以防止地震災情的擴大。
．根據柏崎刈羽電廠地震時所發生周邊設備損壞的經驗，檢視關西電力各電廠的設備是否有相同的潛在問題，並採取措施予以改善。
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1.目的
根據中越沖地震時柏崎刈羽電廠的回饋經驗，特別是「地震發生時各安全系統的功能是否仍正常」、「伴隨地震發生的異常事件」、「造成放射性外釋的原因」等有關電廠運轉管理上的問題，關西電力將逐一檢討並擬定防範對策。至於柏崎刈羽電廠地震時所發生周邊設備損壞的經驗，關西電力也將檢視各電廠的設備是否有相同的潛在問題，並採取補強、多重化、多樣化等措施予以改善，以提高周邊設備的耐震強度。
2.具體措施內容
(1)針對電廠運轉管理方面的檢討和改善對策（對策仍在檢討中）
a.確保地震發生時各安全系統的功能仍正常
．增加地震時所造成多重設備故障的應變措施訓練。
．根據應變措施（包括火災應變）的整體評估結果，檢討包括動員緊急柴油發電機及緊急爐心冷卻系統可以立即起動。
b.伴隨地震發生的異常事件
．評估地震對重要安全設備及管路的影響（如設備安裝位置及臨時器材的固定）。
．工作人員從輻射管制區疏散避難的場所規劃、人員污染偵測、人員疏散訓練及緊急救災器材的準備。
．要求燃料裝填時應確實將燃料定位在爐心底板上。
c.造成放射性外釋的原因分析
．針對地震等緊急事件所衍生的不良影響，制定評估及再評估的機制。
．針對萬一正常運轉中的設備無法發揮功能的狀況，編擬值班人員應變的訓練課程。
．針對鮮少用到的緊急應變程序書的內容安排訓練課程，讓相關人員熟悉規定和流程，並辦理演練。
．訂定緊鄰輻射管制區周邊的非輻射管制區的管理辦法。
(2)電廠運轉管理方面以外（周邊設備）的改善對策
a.確保設備不會因相對位移而受損
．確保廠房排氣煙囪不會因為和建築物之間發生相對位移而受損（高濱電廠已完成現場調查）。
．確保與變壓器相連的電纜導管支架，不會和建築物/變壓器之間發生相對位移而受損。
b.確保物品不會落下或傾倒
．確認主控制室照明安裝是否牢靠（美濱及高濱電廠已完成現場調查，正在研擬解決對策）。
．確認辦公室資料櫃等是否會因地震傾倒（已完成現場調查，正在研擬解決對策）。
．確認大型吊車是否會掉落而損及下方重要安全相關設備（仍在評估中）。
c.確認用過燃料池水即使溢出亦不致洩漏至廠外
評估池水溢出的影響及可能洩漏至廠外的路徑，並擬定防止的對策（現場檢查確認中）。
d.確保緊急事件發生時支援人員進入廠區的道路
．為了確保緊急事件發生時，支援人員進入廠區的道路及交通工具的多樣化，除了計畫將既有道路拓寬外，並將增闢新的進廠道路（預定2008年6月開工）。
3.評估結果
對上述各項改善計畫的執行情形，將由關西電力公司內部的中越沖地震對策檢討委員會及各專案小組負責督導。
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