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台電核能月刊
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陳建源

行政院原子能委員會

摘 要

核能電廠除役作業可分成三個階段,即(1)初期作業(2)主要除役作業及貯存作業(3)執照終止作業。美國對除役作業的安全管制是以10CFR50.75、50.82、51.53、51.95及10CFR20附件E的規定為主要依據。根據NUREG-0586(核能設施除役最終綜合性環境影響聲明報告,Generic Environmental Impact Statement簡稱GEIS)研究報告,除役方式有三種可能的選擇模式:即立即除役(DECON)、安全貯存(SAFSTOR)及長期封存(ENTOMB)。美國核能電廠除役作業大都採取立即除役或安全貯存方式,以及兩種之組合模式,但我國法規規定應採取拆除方式,並在主管機關規定之期限內完成。且經營者應於核能電廠預定永久停止運轉之前三年前提出除役計畫,以及除役之拆除工作應在核發除役許可後25年內完成。(按美國規定為在除役執照效期內,即60年內完成)

美國已經有25部機組停役或除役之經驗,其在除役階段品質保證計畫之執行經驗值得我國借鏡。其特色與困難在於費用昂貴及耗時甚長,涉及放射性污染的結構、系統、組件及設備之拆除與用過核燃料處置等,並強調確保除役工作人員及公眾之健康與安全。

壹、前言

核能一廠商業運轉迄今已達32年,運轉執照將分別於107年12月及108年7月屆滿40年。若未來政府能源政策遵循環境基本法第23條所揭示的逐步走向非核家園之方向,並決定核能一﹑二、三廠運轉40年後不再延役,則核能電廠之除役管制將是未來核安管制的新興重要工作。另依據核子反應器設施管制法第二十三條之規定,核子反應器設施之除役,經營者應檢附除役計畫向主管機關提出除役申請,經審核發給除役許可後始得為之。經營者應於核子反應器設施預定永久停止運轉之三年前提出除役申請。因此,檢視未來除役階段的相關管制及配套準備工作,包括審視各項管制法規、管制核心技術能力建立及相關設施(如低階放射性廢棄物最終處置場、中期用過核燃料貯存場等)之規劃與興建之推動,均刻不容緩。

然而在整個除役階段管制與規劃過程中,用來確保除役作業中各項工作品質與安全之品質保證制度之要求為何?由於它是保障除役階段工作人員及民眾健康與環境安全,以及取信於民的一項不可或缺的有效管理制度,頗值得未雨籌繆。由於美國已有13部機組除役之經驗,且我國管制法規及作為大致均參考仿效美國,因此美國之作法頗值得我國借鏡。

貳、法規依據

一、美國核能法規要求

(一)10CFR72.140品質保證要求

〝在於除役作業中對安全重要之結構、系統、組件及作業,均應採用品質保證要求〞。

(二)凡符合10CFR50附錄B、10CFR71附件H,以及10CFR72.140之品質保證方案,如已獲核管會核准在案均可適用。

(三)法規指引草案DG-1067及RG1.179(執照終止計畫之格式及內容)之品質保證要求。

二、我國法規要求

(一)核子反應器設施品質保證準則

第三條規定:輕水式核能電廠之安全相關結構、系統及組件之設計、興建、運轉、停役等作業應符合本準則。

(二)核子反應器設施除役許可申請審核辦法

第三條規定:「…除役計畫應載明下列事項:…」第十三款:品質保證方案。

參、美國Yankee Rowe 核能電廠基本資料

Yankee Rowe 核能電廠(以下簡稱YNPS),係第三座在美興建之核能機組,1960年完工,於1963年12月正式商轉。機組容量600MW(185MWE),耗資39百萬美元(當時幣值),運轉32年,於1991年10月永久停止運轉。總計發電340億度,總壽命期間機組發電平均容量因數為74%。已於1993/1994年間拆除蒸汽產生器、調壓槽及反應器內部組件,並運往南卡羅來納州Barnwell廢料儲存場,大部份拆除工作均已完成,僅剩下533組用過核燃料儲存於廠址中期貯存設施(ISFSI),預計儲放至美國高階放射廢料處置場完成商轉為止。預計除役預算347.9百萬美元(1992至2005幣值)。

肆、美國Yankee Rowe 核能電廠除役品質保證要求

參考YNPS 核能電廠除役計畫第七章除役品質保證計畫內容如下:

一、 政策聲明

YNPS除役品質保證計畫係依據10CFR50附錄B要求,並將應用至YNPS核能電廠除役過程中的某些影響品質的作業。此計畫之目的在確保作業人員和民眾之健康與安全。

所建立之程序書必須確保符合適當的管制、法規和執照要求。特定的品質保證要求和執行這些要求之組織權責必須在適當的程序書敘明。

對於參與除役作業的人員,這些計畫和程序書內的要求或規定具有強制性,必須完全遵照並符合。因此,工作人員必須熟悉品質保證計畫之要求和適用於個人作業和界面相關之作業規定與權責。

二、 前言

除役階段品質保證計畫適用範圍包括下列各項:

(一)核能電廠之構型維持符合原設計,用以確保防止或減緩用過核燃料處理事故所需安全功能相關之結構、系統及組件。

(二)確保與所適用之執照條件和技術規範相符。

(三)確保下列方案符合管制要求和設計基礎:

1.  放射性排放控制

2.  放射性環境監測

3.  輻射防護

4.  放射性廢棄物處置和運送

5.  保安計畫

6.  防火計畫

7.  緊急應變計畫

8.  訓練計畫

三、 組織

YAEC(揚基原子電力公司)負責品質保證計畫之執行,YNSD(揚基核能服務部)負責證實此計畫有效執行。品質保證人員應有權和組織的自由度以界定品質問題;對於不滿意的工作採取停工和作進一步處理;交付、安裝或不符合項件使用之控制;推動、建議和提供解決方法;證實解決方案付諸執行。執行品質保證功能之人員和組織須具有充分的獨立性,以不受成本和時程影響,並向管理階層報告之權責和獨立、自主性。

四、 除役品質保證方案

除役品質保證方案適用於相關方案之情形如表一。各項品保作業之執行均應以書面程序書為之,其充分性和狀態必須定期審查。對於會影響品質之作業人員,應建立一套訓練方案,使其熟悉品保文件和相關要求。

五、 設計控制

必須建立符合法規要求之設計控制管理辦法,這些控制辦法必須運用至表一之各項作業。適當設計控制配套措施包括設計輸入、正確將設計輸入轉換為設計文件,以及設計證實作業。設計修改必須經過適當之審查、控制和記載等。

六、 採購文件

必須建立辦法以確保所有適用之管制要求、設計基礎,以及其他確保品質充分性之其他要求均已納入採購文件(如採購物料、設備和技術服務)。表一所列之各種方案,其採購文件必須涵蓋下列項目:

(1)  供應商評估作業

(2)  採購項件和技術服務驗收作業

(3)  在項件納入使用或運轉前,應確保採購、檢驗和測試要求已符合

(4)    確保核能同級品之選用、決定其適用性、評估、接收和評估品質等均有適當的控制,以確認其功能令人滿意。

七、 指令、程序書和藍圖

對於品質、健康和安全重要之作業的控制和執行,必提供一套適合情境之指令、程序書和藍圖。此外,並應包括定性或定量之接受標準,已決定這些重要的作業是否符合標準。所建立之程序書必須界定權責和描述必須完成作業之順序,包括準備、審查、批准,以及使用控制,包括修訂控制。下列係一些典型執行品保功能之程序書,包括;

(1)     校驗程序書

(2)     輻防程序書

(3)     特殊製程程序書

(4)     工作控制程序書,它提供指令及執行特定工作所需技術數據

(5)     放射性物質處理、包裝和運輸程序書

(6)     稽查和品保偵測程序書

(7)     行政管理程序書

(8)     緊急應變程序書

(9)     檢驗程序書

(10) 訓練、資格和檢定程序書

(11) 採購程序書

(12) 設計和設計文件控制程序書

(13) 不符合和改正行動程序書

(14) 品保紀錄程序書

(15) 進出管制程序書

(16) 物料、設備管制程序書

(17) 廠址特性程序書,包括最終廠址偵測程序書

(18) 防火、防護程序書

八、 文件控制

必須建立辦法以控制如表一所示各項影響品質之文件例如程序書、藍圖及規範之發行和修訂。也必須建立辦法以確保這些文件之審查的充分性、核准發行,是經由適當授權的人來執行。完整的文件將分送到執行指定作業之場所以供使用。也必須建立辦法以確保這些文件之修改也經過與原先相同流程之審查和批准。

九、 採購材料、設備和服務之控制

表一所列各項方案之作業,必須建立辦法以確保其採購材料、設備和服務符合採購文件之要求。這些控制方法包括廠商評估和選擇、廠商所提供物料之品質證據、廠商貨源調查及產品交貨檢驗。合約商技術服務之控制效能,必須依據與技術服務之重要性成比例的周期性評估。廠商在採購文件中所敘明之品質保證計畫,在使用前應證實其充分性。依附使用此品保計畫之下包廠商的作業,也應適當的一併加以證實。物料和設備也應在使用或儲運前,先運抵工地並完成驗收檢驗。用來包裝和運送放射性物質之材料、配件和組件,必須執行驗收檢驗以確保相關採購文件之要求均已滿足。也必須建立辦法以界定不符合物料、配件和組件。

十、 材料、配件和組件之標識和控制

必須建立辦法以標識和控制材料、配件和組件,以防止任何不正確或有瑕疵之項件被誤用。

十一、特殊製程控制

對於表一所列各項方案中之作業,其特殊製程諸如銲接、非破壞檢測 必須建立辦法,以控制這些作業係由合格人員所完成。非破壞檢測和銲接作業必須以符合適用規範和標準並經過審查合格之程序書來執行。

十二、檢驗

表一所示之各項作業之檢驗工作,必須建立管制辦法以證實其符合敘 明之相關要求。檢驗計畫係用以界定特性和檢驗作業,以及負責執行檢驗之組織。檢驗計畫必須包括在適當的工作文件訂定檢驗停留點,在停留點未經檢驗並同意放行前,相關工作不可繼續執行。

相關必要之檢驗工作必須依據書面之指令或查核表;此文件界定接收標準和任何特殊設備或校正,以執行檢驗。執 行檢驗之人員必須依據經驗和檢驗方法的訓練。所必需之檢驗工作不能由執行該項工作之個人來執行。

十三、測試控制

必須建立一套測試方案以展示表一所示各項方案相關之組件之功能令 人滿意。這些測試包括安裝前之驗證測試、試運轉測試、設計修改後測試、維修後測試,以及運轉測試。

此測試方案必須以程序書控制,它包括指令、執行測試之先決條件、適當測試設備之使用、接受準則和必要之強制性停留查證點。

測試結果必須記載並由負責單位評估,以確保測試要求均已滿足。

 

十四、量測和測試設備之管制

必須建立辦法以確保適當之工具、機具、儀器和其他度量與測試裝置,使用於對品質、健康和安全重要之作業,均已在適當指定週期內予以管制、校正,並維持必要之限值及符合NIST(National Institute of Standards and Technology)或其他國際標準之可追溯性。

十五、裝卸、儲存和運送

必須建立辦法以管制表一所示方案相關項件之裝卸、儲存和運送作業,以防止其損壞、劣化或損失。所採行之防護措施必須界定。項件必須標識、標刻以界定、維持和確保項件之完整性,以及顯示特殊管制之必要性。

提供儲存放射性廢棄物料之區域,必須確保實體防護安全、對人員之輻射曝露要符合ALARA(As Low As Reasonable Achievable)原則,並管制儲存物料安全。

 對於放射性物料之裝卸、儲存和運送必須依據下列準則:

(1)    對於放射性物質裝卸、儲存、運送之包裝安全要求必須遵守。

(2)    除非所有測試、檢定、接受準則和最終檢驗均已完成,否則不能運送。

(3)    裝卸、儲存和運送作業均應依據程序書執行。

放射性物質之運送和包裝文件必須符合相關既有管制法規要求。

十六、檢驗、測試和運轉狀況

對於放射性物質、系統構型及人員之曝露必須建立適當之控制辦法。有關放射性物質相關之設備和組件之檢驗、測試和運轉狀態、系統構型、人員曝露,必須依據下列準則建立管制辦法:

(1)  放射性物質、系統構型、人員曝露之檢驗、測試和運轉狀況,必須依 據建立之程序書來管制和顯示狀況。

(2)     狀況之顯示可採用標籤、印記或登錄等方式。

(3)     不符合項件或包件之狀態必須積極明確地以所建立之程序書維持管制。

十七、不符合物料、配件或組件

必須建立辦法以管制不符合要求之物料、配件或組件,以防止其被 誤用、放行運送。這些管制方法應適當地縮寫成程序書,並應包括界定、文件、隔離、處置、通知受影響單位等。

不符合項件必須依據書面程序書予以審查,並判定其可接受、拒 收、修理或重做。

十八、改正行動

必須建立辦法以確保不利於品質、健康和安全之狀況必須立即界定和改正。對於重大不利於品質之事件,管制辦法必須確保肇因已找出且已採取改正行動防止再重複發生。這些狀況必須記載並報告適當的管理階層。

十九、品保記錄

法規、標準和規範或專案程序書所要求,對於重要安全除役作業提供具體證據者,均應提供並維持充分之記錄。典型之記錄包括下列各項:

(1) 除役計畫

(2) 程序書

(3) 報告

(4) 人員資格記錄

(5) 輻射和環境的廠址特性記錄,包括最終廠址排放記錄。

(6) 拆除記錄

(7) 檢驗、監測、稽查和評估記錄

記錄必須可鑑別、可取得和可追溯。也必須建立 有關記錄收集、安全保存、保存期限、維持、更新、儲存場所、儲存、管理和指定權責等要求。這些要求必須與可能影響品質、對工作人員和公眾輻射曝露以及適用之法規要求一致。品質保證記錄也必須審查以確保其完整性和能提供預期之功能。

二十、稽查

必須執行計劃性、制度性稽查,以證實符合適當的品質保證計畫要求,並確定品質保證計畫的效能。稽查必須依據書面程序書或查核表,並由經過訓練和合格人員,且與被稽查領域無直接責任之人員負責執行。

稽查報告必須撰寫並包括敘明稽查領域、界定負責執行稽查人員及負責稽查之項目、稽查結果及界定不符合之領域。稽查報告必須分送到適當的管理階層,以及負責執行被稽查工作領域之個人。必須建立辦法以確保稽查所界定之不符合已解決。這些管制辦法包括通知負責不符合之經理,以及證實圓滿解決問題。不符合必須由負責不符合之經理來解決,對於不符合之爭議則應由較高層的管理階層來處理。追蹤行動,包括缺失領域之再稽查必須適時執行。

表一 除役品質保證方案適用範圍

方案/作業

10CFR50附錄B品質保證準則

 

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

方案界定之結構、系統及組件

運轉規範

 

 

 

 

 

輻射防護

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

放射性物質排放

 

 

 

 

 

 

 

環境監測

 

 

 

 

 

 

 

放射廢棄

物處理及

運送

消防作業

 

 

 

 

 

 

保安作業

 

 

 

 

 

 

 

 

 

緊急應變

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

訓練

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

伍、參考文獻

1.      YNPS除役計畫第七章:除役品質保證計畫

2.      10CFR50附錄B:核能電廠品質保證準則

3.      NRC:Fact sheet on decommissioning nuclear power plant 

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