本站搜尋
首頁 > 學術動態 > 台電核能月刊
台電核能月刊
字級設定: 預設

 核能電廠大修工期縮短探討

台電核能發電處
  
 
壹、前言
日本、南韓、印度及中國大陸的核能發展均與國家經濟發展政策相結合,因此核能發電除了重視安全外亦須考量經濟效益。目前台電公司核能電廠的營運已達到高度的可靠性及安全性,例如核一廠一號機在94年8月8日創下連續運轉538.4天紀錄,不但是我國核能電廠最佳運轉紀錄亦為世界沸水式電廠同燃料週期中之佼佼者。在電力市場上,維持高可用能力、做好環境保護及保持低成本的競爭能力是很重要的,而影響成本的因素之一即為大修工期的長短及資源是否有效運用;當核能機組大修時,其欠缺的電力需由其他發電系統補足,由於核能發電的成本最低,再加上天然氣、石油及煤的價格飆漲,大修工期的長短必然會影響到公司的整體營運成本並關係到公司的盈餘。
大修管理是一項複雜的藝術,涉及公司政策、資源調配、維修能力、機組安全、法規需求及大修前後的相關準備及檢討事項。每座核能電廠對於短程、中程及長程的大修計畫均需訂妥策略,對於大修計畫中的細節及完整性亦需作詳細規畫,以期縮短大修工期及做好大修品管工作,確保下一個燃料週期的可靠運轉及機組安全。大修策略的優劣性以及大修計畫的週延性將直接影響到大修工期的長短,而大修前的準備是達成縮短大修工期目標的重要工作,大修後的檢討則可提供下次大修的經驗回饋以利改進。電廠的設計及佈置是規劃大修工期縮短的基本考量因素,通常大修的頻次及工期受到燃料循環週期、運轉模式、組件維修週期、安全授權限度及電力市場等因素的影響,我國的國情及大修策略雖不見得與國外相同,但大修工期縮短的目標是一致的,所以國外核能電廠的優良典範亦可提供我國參考。雖然核能電廠的大部分設備及組件的設計壽命與電廠壽命相同,但不論運轉壽命40年或60年的電廠,仍有一些設備、組件需要定期更新或替換,這些設備更新計畫是大修工期最適化的關鍵因素,本文是研究縮短大修工期的方法並參考國外優良經驗及作法,期盼能對我國核能電廠縮短大修工期有所助益。
貳、國外大修縮短工期的經驗回饋
一、國際原子能總署的大修最適化策略
國際原子能總署於2002年出版了核能電廠大修最適化策略報告(IAEA-TECDOC- 1315),其主要內容如下:
(一) 大修最適化策略
1.核能安全的考量
核能電廠在其運轉壽命期間內,不論是正常運轉、異常情況或發生意外事件時,安全措施都必須準備妥當並確實執行。大修期間仍可視為運轉的延長,有些系統如燃料冷卻及防止放射性物質外釋的功能須保持正常可用,當考慮縮短大修工期時,不可挑戰核能安全,若可能的話要持續改善機組的安全。在大修規畫及準備時期要考慮電廠的安全架構,而在大修期間亦要監測安全功能,核能電廠的工作人員平時亦應培養安全文化的觀念以確保核能安全。
2.管理政策的考量
核能電廠的管理策略應提供持續改善營運的方法,包括長、中、短程的大修計畫擬訂,激發全體員工對縮短大修工期的認同感,孕育優質的大修文化,並保持電廠於良好狀態。一個嶄新的營運管理計畫應是一項長期作業,新的計畫應考慮核能安全、環境改善、電廠延壽及大修工期的最適化,同時新的制度或作業應避免對大修工期造成影響。
3.維修及檢查制度的考量 
一個有效率的電腦化控管系統是縮短大修工期的有效工具,設備維修策略應包括線上維修、使用先進設備的檢查方法、大修工期最適化的設計修改及大修期間設備、組件的更換時機考量。維修風險導向的檢查計畫應基於以往的大修經驗、最新的電廠運轉狀況監測及以可靠度為核心的維修作業作為考量依據。
4.個人的行為因素考量
個人的觀念及行為亦會影響大修工期,對於個別員工訓練及導向應朝向有助於大修作業方向作考量,重要的考量包括訓練電廠員工及包商,培養安全文化的誘因並與包商維持良好的長期夥伴關係。
5.大修經驗回饋的考量                                                                                                                                                                    
大修經驗回饋系統應該包括自己電廠績效的審查及其他電廠的經驗回饋評估,良好的大修經驗回饋系統可迅速改善自己電廠的績效,是大修工期最適化一項甚有助益的工具。
6.經濟性的考量
基於電力市場的需求、可利用資源的多寡、電廠設計及安全性的考量,對於不同型式的電廠,大修時間長短的選擇應作經濟性的研究。
(二) 大修最適化策略的執行
在考慮核能安全、施工品質及成本效益前提下,大修策略必須小心執行以確保大修工作能有效率而使大修工期最短。
1.核能安全
大修期間應視為電廠運轉的一部分,故必要的安全系統維修時程應予以妥善規劃以確保功能正常,大修安全度評估是檢視不同大修階段整體安全的良好工具,其他的工具包括風險監測、真實運轉狀況圖示及停機安全檢查表。同時全廠工作人員應有安全文化的素養,在大修期間每位員工須對偏離正常運轉狀況的問題產生警覺心,電廠並須建立良好通報系統以使問題、缺失及虛驚事件能儘速通報及處理。
2.組織及管理
電廠的管理策略是創造一個使管理階層都能參與的大修計畫,大修計畫的準備、執行及審核亦須有良好的機制,核能電廠組織的責任須明確劃分,管理者的期望須對員工明白表達,大修的目標及目的亦應明確公告,大修的組織及管理應建立在作業流程及品質管理程序而非傳統的多層行政程序上,電廠及個人均應建立自我評估及質疑的態度,有關設備、維護、控管、排程及工程等影響電廠績效的跨組織功能專業知識必須依責任制度建立,對電廠員工及包商均須施以廣泛的訓練及再訓練以督促其朝向最好的大修管理技術邁進,運轉及維護人員亦須隨時準備對意外事故、意外事件及異常狀況作正確的應變,亦應考慮適當的輪調制度,徹底瞭解整廠各部門的職掌,以上措施均有助於大修介面的溝通及聯繫。
大修組織依電廠架構、組織文化及其他因素而有所差異,有些電廠平時組織與大修組織相同,有些電廠則成立臨時或永久性大修組織,各廠可選擇最適合其組織文化的架構。由於協調工作日益重要,因此形成兩種大修組織型態,第一種為永久性大修組織,第二種為大修專案組織,至目前為止最有效率的組織為大修專案組織,專案組織的成員包括電廠運轉、維護及工程部門的人員,大修專案組織負責協調全廠人員執行大修作業並向廠長報告,特別是此組織對每一項須維修、檢查及測試的設備均設有聯絡員,各聯絡員負責運轉及維修部門與大修專案組織間的橋樑。
大修規畫者及聯絡員須視找出問題並儘快解決,維護部門須指定維修負責人,此負責人須追蹤組件的性能趨勢,擬妥並審查維修計畫,參考以往的運轉經驗並準備維修工具及人力。所有在大修計畫準備及執行的過程中均須記錄,這些文件要隨時更新並註明電廠最新狀況,特別是關於設備更換及系統修改的紀錄。
大修的工作範圍可由電廠員工或包商或兩者一起準備及執行,當檢查或維修須特殊工具或方法時通常委由包商執行,當工作有包商介入時,對於介面責任須明確劃分。儘管如此,大修專案組織仍須全盤掌握整個大修準備、計畫、管理、合約、經費以至技術細節。由於包商可能來自其他產業界,因此須接受相當數量有關安全文化及自我評估的訓練,電廠須對有經驗的長期包商及設備供應商的優點加以評估,電廠須在開發自己的技術或由包商協助改善績效之間作一抉擇,通常訂定長期合約使協力廠商有責任歸屬感是一良好的作業典範。當建立長期合約時,保存市場競爭狀態是很重要的,善用本地工業能力可有效節省成本並作最佳選擇。
3.大修計畫及準備
大修計畫的內容包括許多方面,例如可用的資源、時程、法規、技術規範以及所有的大修前及大修間的作業。每次大修須事先作好詳細規劃,除了要瞭解執行細節以確保有效率且安全成功外,更須考慮電廠內部狀況,包括輻射強度、工業安全、外單位的支援及內外資訊的介面。
增加線上維修工作量可有效縮短大修工期,線上維修可使安全系統在大修時保持可用,以確保有效的維修及關鍵資源的利用。以可靠性為主軸的維修,風險告知的檢查及測試已被視為維修作業最適化的良好工具,而狀況監測也須配合施行。非破壞檢測計畫是一項長期執行的作業,對於潛在設備老化及性能衰退的認知應納入非破壞檢測的計畫及維修計畫中。
(1)大修計畫的範疇
依據電廠的策略,大修計畫分為長、中及短程三種,分別在時程、細節及作業範圍上有所不同。在長程計畫方面,電廠根據燃料營運、設備老化及主要的更新計畫建立大修的頻度及期間;長程大修計畫主要是將電廠可用率、大修工期及成本作最適化的考量。為了將長程大修工期作最適化管理,須將耗時及較繁重的工作特別安排於特定的大修中,這可於5到10年間作一彈性安排,當然此計畫亦須包括初步的成本估計。中程大修計畫通常須考慮電力市場的需求而對所有電廠的大修排程作一協調,中程大修計畫通常較長程大修計畫詳細,涵括期間為2~5年,它預估大修所需的人力資源及物料並包括因應新法規及工業標準所作的中等規模的改善工程。短程大修計畫是對下次大修所作的詳細規劃,通常在大修前4~6個月前開始規劃,亦有在新燃料週期一開始即進行規劃。在長程及中程大修計畫中應特別注意燃料週期的最適化,大多數電廠認為12個月的燃料週期是經濟的,有一些電廠則將燃料週期延長至18至24個月,燃料週期的最適化視電力市場情況而定。
電廠的預算及費用決策過程中應涵括這些大修計畫的執行經費考量,不同的計畫是大修最適化的關鍵。在中長程大修中,一個優良典範通常將大修分為以下四類:
l           只執行燃料更換,而可在7至10天內完成。
l           執行燃料更換及標準維護作業,需要2至3週工期。
l           執行燃料更換及較多的維護作業,需1個月工期。
l           執行特殊的改善工程,以致工期須超過1個月。
若一家公司擁有數座核能電廠時,可訂出一陽春工期供各廠參考,並注意那些可能成為大修關鍵要徑的非例行工作。
(2)詳細規劃及大修準備
大修前有些作業須及早考慮及規劃,每項工作可能造成大修工期延長的影響須加以評估,在電廠運轉期間並須防範計畫外之大型檢修,詳細的大修計畫準備應考慮下述幾項:
l           訂出大修前的里程碑,包括計畫進度、物料採購時程、外來支援合約、設備清理準備、ALARA審查、設計問題及法規要求等。
l           大修的三個階段注意重點事項,包括停機階段、大修作業階段及機組起動階段。
l           最後的收尾工作範圍及注意事項。
l           大修的主要時程及個別項目時程(依據系統、反應器、汽機及起動等所訂之時程),這些個別時程須與主時程配合;對於關鍵要徑的每項工作須另訂個別關鍵要徑時程。
l           所有的大修工作相關的文件,包括檢修工作聯絡單、工作指引及程序書、物料、零件、消耗品、人力資源、特殊工具、維護後測試及起動計畫等。
(3)縮短大修的流程及工具
在大修計劃及準備期間可縮短工期的良好典範如下:
l           控制大修工作的數量,使可預測的工作範圍達到95%,臨時額外增加的工作僅5~10%。
l           具有積極主動的計畫態度,對可能影響核能安全、時程及成本的突發問題預作心理準備。
l           及早執行大修計畫中已列入的系統組件檢查以及時處理突發問題避免延長大修。
l           根據經驗在可能範圍內調整設備檢查頻率,減少不必要的工作量。
l           在不影響安全前提下,將不合理的繁瑣作業簡化以提升大修效率。
l           將個別項目的起動測試整合成一整體測試。
l           大修開始前3~10個月即凍結工作項目及範圍。
l           藉有效的去污降低輻射暴露並實施模擬訓練以符合ALARA原則。
l           使用電腦化的器具及自動化設備 並增設區域吊車。
l           使用新軟體工具作大修時程計畫,例如CAD, Primavera, OPX2等。
l           改善大修與運轉人員的聯繫,並採用國際及本土優良經驗。
l           向其他類似電廠實施標竿學習並對包商實施安全文化及程序書的品管及訓練。
l           包商應參與大修早期準備,並從時程安排的角度確認關鍵工作。
l           替包商準備辦公室、工作間及廠內場所,同時採取措施防範人力及物料的不足。
l           大修相關準備人員至現場實勘設備並討論大修作業的實際需要。
l           依反應器的型式作某些設計修改亦可縮短大修工期,例如:修改燃料吊車、 改善燃料更換樓層設備例如增設輔助工作平台、採易拆式保溫材料、設置永久式工作平台、採用特殊汽機轉子冷卻系統允許及早進行汽機維修、利用液壓汽機螺栓設備及汽機檢查孔、不須拆解設備即可檢查設備之設計及裝設大修期間輔助貯水設備。
l           在大修計劃及準備期間,人力、物料及設備流通的良好典範包括將人力及物料資源作最有效的運用、在大修前依據大修準備時程選擇適當時間簽訂合約、事先計劃並訓練廠內外人力資源、執行以提升大修績效為主的獎勵計畫、在大修開始前至少2~4個月開始檢查並貯存零件及消耗品、在本公司內或其他公司找尋可分享的人力或物料資源。
4.大修的執行
良好且有效率的大修能確保下一燃料週期運轉順利,也能按既定的大修時程及預算進行同時工安績效也會良好且現場輻射劑量率亦可抑低。大修計畫是執行最適化大修的基礎,計劃大修與執行大修同屬一個團隊是很重要的,準備及執行的細部時程應加以規劃並經常更新,大修專案組織可由運轉及維護人員組成,若一個公司擁有數個電廠,可由一個獨立的工程部門負責大修的準備及執行,在此架構下,運轉、維護及檢修人員與大修組織人員的介面須詳細明訂。在大修前,設備零件的鑄造、工具的控制及組合、人員的訓練及安全文化觀念的推動及物料零件的驗收應於適當時間妥為準備。大多數的放射性及一般廢棄物是在大修期間產生,大修計畫應涵蓋減容項目,一個良好的典範是建立ISO14001環境管理系統,目前我國三座核能電廠均已獲得ISO14001環境管理系統驗證,更應落實廢料減容工作。
(1)聯絡及協調
大修人員與運轉、維護、保健物理、包商之間良好的聯繫是成功執行大修的先決條件,每日大修會議可讓參與者瞭解電廠的狀態,大修會議必須要由電廠管理階層及關鍵工作人員參加且應該簡短,會議中應將問題找出並交由各組負責人處理,且應明確劃分責任並書面化。每日大修會議是最重要的聯繫及解決問題的工具,為了讓大修會議能抓住重點,應強調最關心及最重要的問題,而95%的工作量應藉由正常機制處理。大修會議應涵括下述內容:
l           在關鍵要徑及次關鍵要徑的工作進度、躭誤情形及現況。
l           次日工作時程的更新。
l           技術、行政及環境問題。
l           保健物理及輻安工安管制事項。
除大修會議外,其他會議亦可以追蹤大修執行的情形,電廠廠務管理會議每週至少須舉行一次,在發生問題時亦應舉行額外的會議。參與大修的員工必須消息靈通,有賴於建立大修進度及現況的資訊傳遞機制,利用現代化的電腦網路系統可使資訊傳遞更加容易,發給大家的大修書面報告或手冊有助於瞭解並及早採取對策,特別的安排如每日溝通可改善運轉及維護人員的關係,大修及電廠管理者至現場走動管理是監督電廠情況及溝通管理者期望的良好方法。讓包商瞭解大修進度是一個良好做法,至包商工作地點聯絡並將其狀況回饋反映於大修時程中就顯得很重要。培養並增進安全文化觀念、防止異物入侵及高標準清潔環境的機制亦很重要。
(2)工作管控
一個有效率的電腦化工作管控系統是縮短大修工期的關鍵工具,工作管控制度(工作命令及許可)應遵照與正常運轉相同的程序,由於大修期間工作量暴增,支援控制室處理工作許可是需要的,一個由運轉及維護部門組成的特別小組應該負責準備及安排掛卡、消卡及系統整合事宜,此作業在機組起動時亦有需要。良好的作業控管典範是以電腦化作業執行工作許可及聯絡書、專案計畫、物料及零件管理、電廠技術數據資料、電廠運轉及維護歷史、輻射劑量管制及會計管理。
(3)輻安與工安
良好的清潔環境及低輻射工作環境是讓大修工期最適化以完成一個安全、有效率且及時維修的必要條件。在大修期間輻射安全是重要事項之一,在大修計畫、準備及執行階段均應融入ALARA觀念,工安的各項規定在大修中亦應遵守,大修中若發生工安或輻安問題時,必須採取迅速且正確的行動。
5.大修後審查
大修後須對整個大修過程作一檢視,將檢討經驗回饋至下次大修作業,大修後審查範圍應包括:
l           大修目標、目的及預算達成情形檢討。
l           大修後機組的運轉狀況。
l           問題及意外事故的列表評估。
l           大修後運轉初期事件發生檢討。
l           大修執行績效指標分析,例如工作時間的有效運用、等候時間、支援的可利用性、放射性廢棄物產量、集體劑量及工安事故等。
l           包商績效評估。
l           縮短工作流程之可能性。
l           從技術及管理角度探討機組提早起動之可能性。
l           停機及起動程序分析。
l           工作程序、組織及安全文化態度分析。
l           執行大修經驗回饋。
根據大修的分析,可獲得的改善成果包括減少設備組件維修或檢查的數量及停機或起動的替代改良程序。
(三) 大修安全審核及經濟性
應由不同的組織階層及不同的獨立單位在大修作業的準備及執行過程中執行大修安全審核,安全審核是全面性的,包括大修計畫、準備及執行。為了選擇最適當的工期以符合經濟效益,須考慮電廠的設計、資源、安全規範及電力市場需求。各項技術分析及經濟條件應於適當時機提出以利實現電廠壽命期限內維修方法的更新。電廠管理階層應對經濟面做決策,其中一個主要目標為大修工期的最適化。
(四) 大修的延期問題
大修時應該避免大修延期發生,因為大修延期將造成計畫外的電力損失、額外人力增加、大修成本增加、放射性廢棄物及人員集體劑量增加。一般說來,若大修有事先計劃且依大修計畫執行,則發生大修延期的原因應是在大修期間發生,隨著核能電廠運轉經驗的增加,大修延期的機率逐漸減低,但執行大修工期最適化時,由於估算工期較緊而餘裕較少,超過預訂工期的機率反而增加。
為防範突發事件,電廠主管應用正面積極的工程方法及質疑的態度,適當的推動及回饋運轉經驗以達事半功倍。
(五) 大修延期的原因
1.未查知的設備或組件缺失,包括缺乏線上監測及趨勢分析,大修進行中及執行ISI時才發現設備或組件失效等。
2.工作品質發生問題,包括缺乏品質觀念及未用程序書、物料品質差、缺乏模擬架構、缺乏良好訓練的人力、不當工作控管、不專注的工作態度導致時間浪費、防範外物入侵執行不當。
3.大修管理產生的缺失包括缺乏大修作業的領導及管控、缺乏工作的推動力、缺乏預算、設備及零件採購的延誤、缺乏團隊的合作、各單位溝通聯繫不良及 品管上的缺失。
4.法規上的衝擊包括法規在大修準備最後階段才增訂及對法規產生誤解。
5.檢查失誤及特殊工具缺乏預防保養而產生故障。
6.缺乏零件或使用不適當的零件。
7.聘用不適當的顧問公司協助大修而其缺乏支援的技術,另採用不可靠的下包,設備或物料發生缺乏或延遲交貨的情形。
8.發生大修計畫上的缺失,包括低估工作量或人力需求、不適當的時程安排及運轉經驗回饋未納入大修計畫。
(六) 避免大修延期之對策
1.改善電廠運轉狀況的監測績效
包括運用國際業界的經驗檢討更新電廠的參數監測及趨勢分析的方法,並且在大修開始階段就執行ISI計畫。
2.改善大修作業品質
包括在維護程序書中加入品質查證點、養成員工的品質觀念、對設備組件實施先期品管作業、依據國際同業經驗發展模擬訓練設備、對包商施以訓練及再訓練、嚴格管控工作進度、對關鍵要徑項目及里程碑提早預警、分析工作消耗時間增加效率、採取適當激勵措施及根據國際水平發展防止外物入侵計畫。
3.改善大修管理作業
包括強化大修作業的領導及管控、建立明確的目標責任及歸屬感、對於電廠及個人執行自我評估、依據工作的敏感度及選擇性定出優先次序、加強安全認知及安全文化、執行組織發展計畫並協調推動、加強「第一次就做對」的觀念、加強預算制度管理的觀念、作好品質及品保、根據經驗列出並訂購零組件以符合時限需求並進行內部各單位對關鍵物件及工具的溝通、對關鍵要徑工作採有經驗的固定專家執行。
4.依本國及國外經驗瞭解法規變化趨勢。
5.確保有可靠的檢查及維護工具,包括對特殊檢查及維修工具作先期品管檢查及特殊工具須要有足夠的備品。
6.良好的零組件管理政策包括收到物料儘早檢驗、建立零組件控管系統、與供應商建立夥伴關係、建立公司內共用之零組件倉庫。
7.佈署可靠有經驗的包商及下包商,經由國際網路尋求國際核能工業幫助並建立長期夥伴關係、提供及時明確的採購清單及簽訂合約並控管採購流程。
8.藉由國內外經驗回饋改善大修計畫包括設立明確大修目標、將大修里程碑及各階段凍結日明確定出、預測可能發生的問題並事先作好防範工作及建立運轉經驗回饋檔案。
二、世界核能運轉協會(WANO)提供的縮短大修工期經驗回饋
台電公司為提升核能電廠人員集體劑量抑減績效,向WANO東京中心申請國際專家技術支援,自94年10月24日起至10月28日止為期五天。由於大修工期縮短有助於劑量抑低,因此將縮短大修工期列為技術支援的子項目,而美國派來的兩位專家:德爾福特先生(Steve Telford)及史密斯先生(Charles Smith)經驗豐富,使參與討論的台電各單位人員獲益良多,重點如下:
(一) 美國對大修管理制度的沿革及進步
圖1為美國核能電廠大修工期平均值與中間值的變化情形,整體看來是有下降的趨勢,表1是美國核能電廠大修進步的實際狀況,由表1中可看出工期由1988年平均100天降至目前平均34天,有明顯的進步,而相關的大修計畫亦增加了4到8倍,容量因數亦由62%提升至93.52%,其主要原因是美國採取了下列作法:
1.發展出大修管理指引包括提供核能工業共通架構、建立里程碑管理觀念及建立固定的大修組織。
2.建立國際化的大修標竿制度,並在核能工業上建立了深度防禦的觀念。(NUMARC 91-06)
3.大修審核訪查作業以核能安全、大修準備與執行為焦點,同時美國核能運轉協會(INPO)建立了比較的制度。
4.發展精細的大修準備組織並以燃料更換作業為關鍵要徑工作。                                                                                                                                                                                                
 
圖1. 美國核能電廠大修工期趨勢
              
 
表1. 美國大修績效進步情形
過去大修狀況(BWR, 1988)
目前的大修狀況(BWR)
工期平均100天,最短55天
平均工期: 34 天 (17 – 50天)
320,000 人時
170,000 – 200,000 人時
約 1000項計畫工作
4000-8000項計畫工作
工作範圍包括所有預防保養、燃料更換
工作範圍依據設備狀況、預防保養、需要在大修執行的工作
關鍵要徑工作為數不少
關鍵要徑工作為燃料更換
容量因數 62%
容量因數 93.52%
 
(二) 大修準備及組織的改進
大修作業的過程包括大修的準備及執行,首先要明確將各部門在大修準備及執行過程中扮演的角色及責任作明確劃分,其次將工作範疇及改變程序作一說明,將大修準備工作訂出進度的里程碑,並說明里程碑的責任歸屬,先求建立成功的大修團隊條件,這些條件包括建立大修時程的審核流程、深度防禦的機制及大修檢討流程。大修的準備組織係以矩陣方式組成,此組織成員來自各階層,包括任務負責人、工作窗管理者、商務代表及區域聯絡員,組織是以里程碑為基礎建立的,並要對扮演的角色及責任作明確的定義,分述如下:
1.大修控管中心OCC(Outage Control Center)的功能
大修控管中心成立的目的,是在大修執行階段提供重要大修管理人員一個共用的中心管理處所,它的設計是使各部門間得到最佳聯絡溝通的管道,並且成為大修聯絡及尋求支援的中心地點,OCC的責任為:(1)追蹤要徑工作及可能要徑工作的執行狀況(2)解決影響工作進度的問題(3)解決非預期大修的緊急事件(4)大修排程與進度的更新及發布(5)評估/聯絡重大排程的變更事項(6)提供大修障礙排除的聯絡及改善狀態追蹤(7)作前瞻性的障礙排除並促進未來工作的順利完成(8)評估並計劃大修緊急工作時程(9)緊急事件處理。
2.大修工作範圍的確認
大修工作範圍的訂定目標要朝下述方向:(1)改善設備的可靠性(2)改善長期運轉的能力(3)減少運轉員的工作負荷(4)記錄設備老化問題的細節(5)使電廠能符合營運目標順利完成機組大修。此大修範圍的工作是由維護部門完成,為了促進大修系統功能尚應涵括:(1)改正維修作業的範圍(2)選擇的大修工作範圍(3)大修計畫的範圍(4)長程的改善作業時程(5)預防及預測的保養(6)系統範圍(7)特別作業項目(8)未來的改善工作(9)法規問題的相關考量。上述計畫的工作範圍要送到大修會議複核。
3.里程碑-----邁向成功的路線圖
美國的大修計畫通常有49個里程碑,期間涵括約30個月,最後一年最重要,主要的追蹤內容包括:(1)確認改善計畫內容(長期時程規畫、預算執行情形及改善工程的設計、安裝施工資訊)(2)設備的現況(3)特殊的備品(尤其是需要長時間採購者)(4)大修計畫的工作範圍(必作項目)。
其他重要的里程碑包括:大修前9個月凍結工作的項目,前6個月開始準備的大修文件,前5個月確認大修前的準備工作,前3個月提出第「0」版的大修時程。在大修會議中每週要提出大修準備進度的追蹤,紅色表示無法達成,黃色表示有挑戰性,並且宣佈下幾個月屆期的里程碑。大修執行時若工作發生問題,10分鐘內要通知監督者,30分鐘內要通知OCC,此即所謂之10/30法則。
(三) 工作管理
工作管理是指一切與工作確認、優先次序、時程計畫及完成工作有關的管理,執行工作管理的好處有:(1)改善系統及電廠的可靠性(2)提供相關工作較好的聯絡方法(3)經由資源的有效運用增加生產效率,減少大修成本(4)減少停機工作的範圍(5)改善安全及工作文件的準備(6)確保正確的時間做正確的事(7)減少設備不可用的時間。圖2是工作管理的一般流程,在大修前須先確認工作範圍,工作範圍確認的考慮項目包括(1)維持系統的正常運作(2)維修法規的要求(3)定期檢查的工作(4)      預防保養的工作(5)必要的改善檢修(6)燃料週期的壽命(7)電力系統上容許的工作期間(8)改善工程的項目,工作範圍訂好後才能進行大修時程規畫,大修作業的規畫畫及協調包括(1)擬訂大修時程(2)零組件的採購(3)大修文件的計畫及準備(4)大修風險的確認(5)確認問題補救方法(6)確認意外事故。在大修前要做的最後一件工作為大修時程的審核,包括(1)大修時程審核(2)運轉審核(3)採購進度(6)零組件的清點(7)凍結大修項目截止時間(8)輻射工作許可證的準備。
大修正式開始後,除大修時程的執行作業外,尚須作績效評估以利調整進度。工作管理的工具及技巧如下:
1.將工作依大小規模作一區分以簡化工作
(1)微小檢修
微小檢修工作不須電廠重大支援亦無需計畫文件。
(2)工具袋工作
工具袋工作是指該工作人員業經訓練合格,且該工作不影響電廠正常運作而可逕自進行的作業。
2.對維修工作執行的快速反應
(1)立即檢修小組的觀念
成立跨領域的有足夠能力獨力檢修的團隊,可不須外援即可執行檢修工作,此團隊可在正常時程外立刻行動,類似快速反應部隊,此小組可快速處理大修期間發生的突發搶修事故以避免這些事故影響大修整體進度。
(2)工程上的快速反應小組觀念
快速反應小組可處理工程、製造、設備設計的疑難雜症,使核心工程作業可連續執行不被打斷。此外風險機率評估亦可以科學方法來評估大修各項作業的風險程度以協助大修工作上的管理。
圖2. 大修工作管理流程
(四) 大修工作管理作業的整合
1.長期大修規劃
對於不能在一次大修期間內做完的大修工作應併入公司事業整體規畫的流程,以10年為規畫的期間,公司並應有明確的大修策略,應明確確認長期大修規劃的範圍,對於安全設備之檢修原則上每次大修執行一串。
2.評估大修期間的預防保養
應先查明此次大修中執行的預防保養可否在運轉中安全地執行,以及是否會影響機組可用性而不能在運轉中執行。應將所有可在運轉中執行的測試移出大修計畫,只有在停機才可執行的測試才須留在大修計畫中,例如柴油發電機大修、最終熱沉系統、遙控停機檢查、停機冷卻系統的維修及檢查以及馬達控制閥(MOV)的測試均可考慮於平時維修。
3.大修前工作與線上維修整合
用線上維修的里程碑確認大修前檢修工作的範圍,並去除可能用線上維修的工作項目,將大修前需執行的工作與線上維修的工作作一資源上的分配,大修前的工作時程管理應與大修期間時程管理相同。
(五) 改善大修的方法
改善大修的目的在於:(1)改善大修績效(2)維持預算平衡(3)完成維持電廠運轉標準所需的工作範圍(4)增加電廠的可靠性(5)達成連續運轉(6)符合劑量ALARA(7)維持人員及核能安全。成功的大修團隊注重的區段包括(1)反應爐加壓測試及起動準備(2)爐內工作期間(3)反應爐拆裝(4)爐內燃料挪移期間。
為改善大修績效,大修前應注意的事項如下:
1.評估大修工作範圍的策略
(1)減少大修期間預防保養工作量
(2)執行部分燃料挪移而非將燃料全數移出
(3)實施縮短工期的改善措施,包括餘熱移除系統的改善、改善燃料吊車的速度、爐內灌水時採用增設之液位計、安全釋壓閥及主蒸汽隔離閥用單軌吊車及使用輔助工作平台。
2.從滿載運轉到發電機解聯期間之改善
(1)急停取代慢慢停機
(2)運轉人員利用模擬器進行練習
(3)停機流程合理化
(4)降載時即進行一串飼水(含飼水泵)管路掛卡隔離
(5)重新修訂避震器的ISI需求以允許大修前60天即可開始測試
(6)在控制棒全入而反應爐尚未改變模式時移除屏蔽
3.發電機解聯至冷爐停機期間之改善
(1)燃料更換層及爐底工具改善,例如使用新螺栓拆解設備及改善爐底工作平台
(2)改善爐底設備之可靠性
(3)評估增加主吊車的速度
(4)在第四模式前執行爐內洩水
4.冷爐停機到拆反應爐爐蓋期間
(1)以簡單的“X”支架取代爐蓋旋轉吊架(Carousel),使用與吊乾井蓋相同的Kevlar裝置吊爐蓋可節省8小時。
(2)使用“超級螺栓人工鎖緊器”鎖乾井蓋上螺母可節省12小時
(3)使乾井蓋移除時產生的扭力消除或最小化
5.拆反應爐爐蓋至燃料挪移開始期間
(1)改善燃料更換樓及爐底工具
(2)改善螺栓拆除器
(3)及早移除爐內一半之支撐板螺栓
6.燃料挪移至爐心查證完成
(1)增加燃料吊車速度
(2)增加燃料吊杆速度
(3)CRD更換與燃料挪移同步進行
(4)修改運轉規範使燃料移動期間不必保持二次圍阻體完整
(5)建立替代餘熱移除系統使時程安排更具彈性
(6)IVVI使用270度工作平台
(7)評估爐內維修期間解除燃料吊車聯鎖裝置可能性
(8)裝設輔助工作平台
(9)改善爐心查證流程,使用錄影帶縮短要徑時間
7.爐心查證完成至回蓋
(1)鎖反應爐爐蓋時以1.25倍之扭力
(2)使用輔助蒸汽作HPCI及RCIC低壓測試
8.回蓋至開始起動
(1)大修流程改善,將文件處理合理化縮短作業時間
(2)修改運轉規範以變更爐水溫度壓力限值
9.開始起動至發電機併聯
(1)在解聯而非起動時執行汽機超速跳脫試驗
(2)在執行HPCI高壓測試前併聯發電機
10.其他改善
(1)停機冷卻隔離邏輯旁通及風險評估決定ISI工作量
(2)改變中子偵測器校正頻率且柴油發電機移至線上維修
(3)將鷹架存在乾井及圍阻體內
11.將大修部分作業移至線上維修
(1)電池更換、CRD及HCU作業改為線上維修
(2)LLRT改為大修前線上維修並檢視那些預防保養可移至線上維修
(3)在降載階段將BOP工作改為線上維修
(4)執行棒序變換降載期間增加測試及作業量
12.改善燃料更換設備
(1)添置控制棒葉片吊架減少運送時間
(2)在爐內設置LPRM置放架及多組吊具
13.流程改變
(1)冷卻水及電源喪失事故測試改在大修初期執行
(2)CRD 跳機測試在解聯時執行
(3)對汽機執行強迫冷卻
(4)在第四模式前及早執行反應爐爐穴洩水
(六) 如何決定大修準備情形
1.決定大修準備情形的方法
(1)監測績效指標及執行時程審查
(2)專案審查及詢問各部門
(3)大修會議追蹤
2.大修準備的績效指標
(1)工作單追蹤:必須詳細追蹤準備作業,如工作單、程序書的修改、零組件的準備。
(2)工程設計的成果:包括設計變更狀態、測試程序書、成套文件及大修前工作。
(3)各單位作業進度追蹤
(七) 大修差距分析流程
大修差距分析是利用收集並評估大修工期的差距來尋求將大修作業最適化,其目的在於瞭解大修的準備需改善之處,經由差距的原因分析可很快找出需努力的方向。
(八) 線上維修及預防保養最適化
對於大多數的預防保養是以說明書規範為基礎,有些組件可能平常無問題發生,有些則是可使用很長時間,這些組件適於依狀況有條件地維修,線上維修適用於預防保養及定期檢查,美國電廠的維修週期原由供應商決定,慢慢已改為依電廠運轉經驗及國際業界經驗來決定,預防保養是否在大修執行或是線上維修須加以評估。
(九) 基於風險評估的ISI及其對大修績效的影響
風險機率評估(PRA)政策聲明是於1995年公布,該政策聲明提供與風險相關法規作業之指引,PRA的目的在於:(1)藉由集中資源在攸關安全健康項目上增進核能安全(2)提供美國核管會利用風險資訊架構處理反應器的法規相關事項(3)允許利用風險資訊提供電廠在運轉及設計上彈性處理因而減少電廠負擔而又不影響安全。PRA對ISI工作的影響包括:(1)檢查量從25%減至10%(2)部分檢查由大修改為線上(3)檢查頻次降低(4)基於風險評估結果可及早開始測試。
美國Pilgrim電廠將第一類(class 1)焊道檢查數量在10年間由165口減少為56口,減幅達66%;Vermont Yankee電廠亦將第一類焊道檢查數由89口減少為41口。
(十) WANO專家的建議
1.建立明確的大修管理組織成員扮演的角色及責任,成員包括各單位負責大修準備的人員,以構成一完整功能的矩陣架構。
2.建立詳細大修執行績效指標以監測大修小組的準備、各工作單位的準備及大修實際執行的情形。
3.建立更詳細及更早的大修準備里程碑,將第一線工作人員的歸屬感置入指標度量以監測里程碑的進展。
4.訂定更詳細的大修排程,將所有排程整合至一個
< 上一則   下一則 >
回上一頁