鄭琨琮
核二廠保健物理組
壹、前言
欣逢建國百年,也是核二廠機組營運供電30周年紀念,而我國核能營運去年﹝99 年﹞更創新歷史佳績:核能年供電量達400.28億度,容量因數達92.33。除了讓我們新 北市鄰近區里的民眾及全國一般大眾 ,於這段期間在工作或生活上,已實質享受到 國家當年重大經濟建設的成果外,更透過此核能透明化資訊平台的互動與溝通,讓第 一線核能專業工作人員平時的用心與對安全的專注及堅持的努力,能獲得社會大眾進 一步的了解,或可藉由實際的參訪本廠、彼此互動交流,協助我國社會大眾改變過去 對核能的誤解或恐懼,建立對核能專業管制機構﹝行政院原子能委員會﹞及營運單位 ﹝台灣電力公司各核能電廠﹞的信心、放心與安心。
下文僅就『核二廠近三年來的輻射安全之創新與精進』作一範例說明報告,內容涵蓋 核二廠輻射安全文化之發展、核二廠輻射安全實務之創新及核二廠輻射安全之精進等 三個面向。
貳、核二廠輻射安全文化之發展──全球在地化( Glocolization )實 踐
核能電廠營運均遵守政府管制機構行政院原子能委員會頒定的相關原子能法規、 核准之終期安全分析報告( Final Safety Analysis Report, FSAR )及各廠制定的電廠運 轉規範( Improved Technical Specifications, ITS )等。一般經常使用的標準作業程序書 (Standard Operation Procedure, SOP )即多達2,576份,足見核能電廠工作要求之嚴謹 度。圖1係說明卓越及法規要求之差異性,核能電廠現場各類型之工作需求,並不單 以符合法規【最低可接受之標準】為滿足,我們核能工作人員一向秉持「不自滿」的 理念,持續追求卓越【核能業界最佳的典範】。且須定期接受台電公司內部評估或稽 查、世界核能業界專家之外部評估及政府管制機構之各類稽查、視察等,這些活動會 隨時提醒電廠有否需待改善的事項。所以「核安文化績效水平之動態檢討與提升」為 全體團隊夥伴們共同的努力目標,我們深深期盼能早日成為具有卓越聲望的世界級電 力事業集團。此完全不同的地層與環境,可以獲得對日本特有的地質環境的知識與地 層處置技術,並提升其可靠性,取得更佳的安全評估方法。
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表1係國際輻射防護委員會(International Commission on Radiological Protection, ICRP )建議之『劑量限值』發展,隨著全球核能科技之進步及對地球村成員之愛護關 懷增長,職業核能工作人員及民眾之法規年劑量限值均顯示出持續抑減之趨勢。我國 游離輻射防護相關法規係由行政院原子能委員會參酌國際業界提出最新建議之標準, 邀請產經學界的專家們共同審慎研討訂定後頒布施行。
輻射安全實務的做法,核二廠歷年來係藉由典範學習或觀摩國外核能電廠輻射安 全的營運,並從美國核能運轉協會( Institute of Nuclear Power Operations, INPO )或世界 核能運轉協會( World Association of Nuclear Operators, WANO )取得相關輻安資訊,以 及國內核能電廠之寶貴輻射劑量抑低經驗,經審慎評估後融入本廠在地化( Localization )的輻射安全文化,陸續發展出重要的劑量抑低措施,且經由不斷利用各種適當場合, 例如電廠內部各工作組間之組務會議、廠務會議、大修前的劑量合理抑低( As Low As Reasonably Achievable, ALARA )會議、以及工具箱( Tool Box Meeting, TBM )會議等, 加以宣導與研討執行措施。全廠工作人員在廠長及運轉、維護、安全三位副廠長領導 之下,以主動互相合作方式,同時參考國外WANO JIT( Just in Time )運轉經驗或本廠 自行建置之知識管理( Knowledge Management, KM )的經驗回饋資料庫,共同來執行劑 量抑低措施,並貫徹循環式的追蹤、檢討與改善,達成核二廠年集體有效劑量明顯逐 年遞減成績;另一方面,從日積月累的寶貴劑量抑低經驗中,而體認制訂出各項劑量 抑低策略,創造出核二廠團隊管制部門與技術部門包括協力廠商雙贏的成就,落實了 「全員輻射安全」的終極目標,使全員均自然內化養成劑量抑低的習慣,而完全符合 核安文化的要求。此為將『全球化輻安思考併入本土化行動中,亦即全球輻安在地化 的實踐』。
台灣的經濟現況已由過去的勞力技術代工轉型到目前的創意研發代工,服務業已 占七成以上,足見服務工作之重要。而核能工業中的核能電廠輻射安全執行人員, 我們也學習企業界的發展將保健物理【輻射安全】的工作內涵,從「心」界定,從 「心」出發,以速度及品質來創新我們服務的內涵,讓我們的顧客感受到我們誠信、 關懷的用心。此種輻射安全文化的推動,需要的是團隊全員全方位的挹注與用心,從 自身觀念的創新,發展出一套「利他」的服務工作文化,逐漸發展成結合他人智慧與 資源的實踐。這樣才能發揮「感動加值,跨域整合」的相乘效果,無形中也成就了自 身「利人利己」的志業。
參、核二廠輻射安全實務之創新
一、維護人員集體劑量抑減策略/作為
核二廠對於重要之檢修或改善作業,除對劑量行政管制採取相對配套措施外,並 於年度輻射防護訓練時加強宣導,讓全廠員工及包商對劑量限值管控、抑制低微劑量 累積作法達成共識,而實務上亦積極推行多項重要劑量抑低策略,詳如下述:
1. 建置輻安遙控監視系統
機組大修期間,於乾井、燃料填換 樓、爐水淨化( RWCU )熱交換器室 三處建置輻安遙控監視系統(如圖 2-1及圖2-2)。其目的在輔助替代 高輻射區一般巡視、查看,以及現 場訓練之劑量消耗 。每次大修於 控制棒驅動機構( CRD )更換、局 部能階偵測系統( LPRM )切割、再 循環泵閥檢修、RWCU檢修、燃料 填換樓相關工作等處,已發揮其輻 安遙控監視功能。
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2. 機組加氫運轉之劑量抑低策略
平常機組加氫滿載運轉時,對於高輻射區檢修工作,若屬跳機有關設備,事先協調 各檢修部門和運轉值班人員,並由保健物理人員評估集體有效劑量是否達停止加氫 啟動值5人毫西弗,至目前已有5次停止加氫來進行設備檢修;平時均利用機組降載 或停機時再進行檢修作業,以抑低檢修工作人員之劑量。
3. 特殊高輻射工作模擬訓練( Mock-up )
LPRM切割、非破壞 性檢測 ( ISI )及銲道 覆銲等高輻射工作, 皆要求主辦組於施工 前進行模擬訓練(如 圖3),可抑減檢修 中設備故障及人員所 消耗的劑量。
4. 餘熱移除停機冷卻( RHR S/D COOLING )劑量抑減措施
採行WANO 技術支援會議( TSM )專家建議,機組大修時反應爐於較低溫度下 ( 由 175 ℃降至低於120 ℃ )才啟動RHR停機冷卻,以抑低RHR管路之輻射劑量率增建。 約可抑低劑量增建達20%。
5. 新增自行設計可調整角度及高度之輻射屏蔽架
為強化現場輻防工作,保健物理組增設一組自行設計可調整角度及高度之輻射屏蔽 架﹝如圖4﹞,藉由吊掛適當之鉛屏蔽,其屏蔽效率可達6成。
6. 自行設計2台鉛屏蔽推車﹝如圖5﹞,大小各一,使維護組運送高劑量率物件之時段 更具彈性。同時,因存放現場之高劑量率物件減少,也可有效抑減空間劑量率。推 車之輻射劑量率抑減效益可達6成以上。
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7. 推動維護法規適切化
推動風險告知營運期間檢測/營運期間測試(ISI/IST)與績效導向電動閥(Condition Based MOV)之維護數量合理化,以抑低集體有效劑量。目前已完成粒間應力腐蝕 龜裂( IGSCC )部分之工作減量,約可減少40人毫西弗/機組。
二、工作環境輻射安全品質提昇
1. 建置新式輻安資訊展示系統
於乾井、反應器廠房7樓及汽機廠房4 樓,增設液晶二極體( LCD )大修資訊 展示系統(如圖6),其功能除可即時 提供告知現場輻安狀況、查閱相關工 作經驗、或做為技術組TBM解說工具 外,並新增全廠WANO-JIT目錄與各 篇內容專檔,現場工作人員可隨時點 閱,參考國內外電廠之經驗回饋。
2. 廣設候工區
加強推動低劑量抑低之宣導與執行,於反應器廠房七樓、乾井區、燃料廠房(如圖 7)、及輔助廠房高輻射區等處設立人員候工區,使高輻射工作人員在工作中能在 較低劑量區待命和進行維修工作,減少人員之曝露。其中將高輻射區設備拆除後, 移至候工區進行檢修,此段時間之劑量抑低成效約95%。
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3. 工作前先移除輻射源
利用系統運轉方式、人工方式、或高壓水柱沖洗再循環管路管嘴上升段,將管路內 高輻射源移走,可抑減管路接觸劑量及空間劑量率,降低工作人員劑量。
(1) 實例1:97.04.02 一號機RWCU 支 持泵室(Holding Pump Room)內 1BP-IF-005B閥檢修,工作前發現 B組泵之過濾網有一高劑量點( Hot Spot ),空間劑量率12毫西弗/小時 (如圖8)。經值班人員利用系統 運轉方式沖洗將其降至 0.4毫西弗 /小時,且檢修區空間劑量率由0.8 毫西弗/小時降至0.3毫西弗/小時。
(2) 實例2:97.11.14二號機大修中, 進 行RWCU逆 洗槽 (Backwash Receiving Tank)室內通風系統高效率粒子空氣過濾器( HEPA Filter )更換及閥類 檢修。經值班人員利用系統運轉方式沖洗,整個槽室的空間劑量率由 5~7毫西 弗/小時降至0.2~2毫西弗/小時,其抑減效率約83%。
(3) 實例3:97.11.14二號機大修中,配合ISI檢測,利用高壓水沖洗再循環管路高輻 射熱套管( Thermal Sleeve ),其抑減效果約50%。
(4) 實例4:98.06.29廢料廠房系統設備大修,工作前依協調會決議,先移除射源, 再執行全系統3 次清水沖洗,最後由輻防員與各工作組現場巡視討論,視需要 再執行沖洗工作。其抑低成效為一般空間劑量率降至 0.08~0.20毫西弗/小時, 濃縮槽底部空間劑量率由 5.0毫西弗/小時降至 0.35毫西弗/小時。
4. 管路高輻射點包覆鉛毯屏蔽
保健物理主動持續偵測尋找廠房管路之高輻射點,並以鉛毯屏蔽,降低空間劑量 率,例如燃料廠房、反應器廠房、輔助廠房等人員經常出入的地方,抑減人員巡視 與出入所貢獻的集體有效劑量。
5. 建置加裝半永久性輻射鉛屏蔽
在RHR系統、廢料高減容系統、RWCU等系統之高輻射處,強力推動半永久性輻射 屏蔽設置,進一步抑低工作環境空間劑量率,並可減少架設臨時性屏蔽之需求。
(1) 實例1:RWCU系統在主蒸汽隧道段輻射強度高達6 毫西弗/小時,直接衝擊主蒸 汽隔離閥( MSIV )與RHR管閥拆裝之工作環境空間劑量率,故經評估核准後架 設臨時性屏蔽,其平均空間劑量率由4毫西弗/小時降至 0.5 毫西弗/小時;更進 一步為節省架設臨時性屏蔽工作之 集體有效劑量,已依設備改善作業 程序書規定,開立設計改變申請( Design Change Request, DCR )將裝 設臨時性屏蔽修改為建置半永久性 輻射屏蔽(如圖9)。
(2) 實例2:廢料高減容儲存槽(OT-262/ OT-264)屬高輻射設備,其影響附 近工作場所的空間劑量率高至3毫 西弗/小時,經由保健物理組與廢料 處理組彼此通力合作,於OT-262/ OT/264二槽增設半永久性輻射屏蔽 (如圖10),OT-262槽附近空間劑 量率由3 毫西弗/小時降至0.3毫西弗 /小時,OT-264槽附近空間劑量率 由1.2毫西弗/小時 降至0.2 毫西弗/ 小時,其劑量抑低成效約90 %。
(3) 實例3:廢料高減容儲存槽(OT-270) 屬高輻射設備,因初始設計未盡周 延,易造成高輻射水泥凝固於攪拌 器堵塞而無法正常運作,如圖11所示塊狀,其劑量率為20~25 毫西弗/小時,經 由人工以電動鑿清理完成如圖12所示,再以水刀清洗處理完成,其劑量率降至 2~3毫西弗/小時 。持續於槽上方加裝攝影機協助值班人員監視清洗槽設備之營 運成效,同時配合水刀清洗槽設備改善案,可有效避免OT-270再出現污泥堆 積凝固之情事(經統計清理水泥塊狀與完成改善總共消耗23.8人毫西弗)。改善 後迄今,已確認不再發生類似故障問題而非常有效達成抑減人員集體劑量之目 標。
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6. 自行創新建置多功能金屬污染圍籬
為建置更精緻化的核二廠輻射安全防護網,我們自行創新建置多功能金屬污染圍籬 ﹝圖13﹞以有效阻絕防止污染源的擴散,並兼具輻安監測、輻安告示、便利性、機 動性與減廢等六大功能。
(1) 金屬污染圍籬之整體性較美觀,可更清楚界定核能電廠管制區範圍內,所屬清 潔區與污染區之界線,樹立圍籬之輻射防護專業威信,以防堵污染源擴散。
(2) 金屬污染圍籬利用其金屬鋁板承載性佳之功能,讓圍籬兼具輻安監測、輻安告 示、備用裝備存放﹝圖14﹞等多功能用途:
a.輻安監測區:便於裝設臨時可移動性區域輻射監測器( Area Radiation Monitor, ARM ),對於圍籬附近設備、輻安裝備或廢棄物收集桶等,可提供即時輻射 監測與警報之服務。
b.輻安告示區:易於懸掛輻安告示牌,提醒工作人員應注意事項。
c.備用裝備區:可藉由懸掛吊籃或小型置物盒,於污染區邊界內側儲放備用輻 安裝備,使工作人員易於取得或使用,增加工作人員於污染區更換輻安裝備 之便利性,減少污染源擴散與工作人員於污染區裸手(未戴手套,即逕行作 業)工作之機會。
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(3) 機動性佳:金屬污染圍籬因組裝容易,將使污染圍籬區域內之作業方便、快 速,有助於污染源之管控;同時可依需求調整圍籬高度及圍籬區大小,以及增 減設備或人員出入口。詳如圖15-1及圖15-2所示。(4) 減廢功能:金屬污染圍籬 因材質表面光滑,易於除污,可重複使用,大幅減少圍籬繩、PVC塑膠布及膠 帶之使用量,以降低核能電廠可燃低放射性廢棄物之產生量。
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7. 規劃建置進步型樹脂清洗系統( Advanced Resin Cleaning System, ARCS),降低飼 水中不溶解鐵量,提升水質 目前正進行ARCS採購前置作業中,規劃預計於100年底可建置完成啟用。
三、團隊學習──彼此互動對話、溝通與建立輻射安全共識
保健物理專業人員及協力廠商輻防員等輻射安全團隊工作夥伴們,內部隨時保持彼此的互動與對話,藉由同儕間之現場作業觀察及溝通,以培養孕育更卓越之輻射安 全網的建立與鞏固。
1. 潛在風險﹝高輻射/高污染﹞工作每值 / 每日追蹤確認
(1) 選定潛在風險之高輻射/高污染工作並訂定目標值,每日追蹤各項工作狀況與確 認其累積劑量之合理性及符合輻射安全。而高輻射區門鎖之上鎖管制確認則每 值必須追蹤確認完成。
(2) 經常與工作人員溝通,隨時強化工作現場輻防措施,重要措施如:加強鉛毯舖 設、要求高輻射區人員穿鉛衣,以及管控現場人數,特別關鍵工作項目並由保 健物理人員採行計時管制等。
2. 培養輻射安全人員的『用心』與『當責』
經由輻射安全人員的『用心』溝通彼此建立共識【共同的價值觀】後,幹部菁英們 能勇於承擔且『當責(Accountability)』,這是一種需要彼此多面向的溝通,而且負 責任的心靈契約,是成果導向的運作關係。在任務的執行過程中,需自我期許、自 省能為團隊多貢獻什麼?也需要適時回報進度及成果,重視執行的結果及改進績 效。團隊內部的工作夥伴們,經由觀察期、感受期、改變期及自主期之長時間的薰 陶歷練,逐漸孕育出全球輻安在地化的風格( Style )。
圖16係核二廠於99年10月一號機大修期間在保健物理主管制站區域之宣導建置。圖 17係核二廠『輻安宣導普及化,輻防作業精緻化』於管制區內現場通道之重點宣導 傳播範例說明。
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圖17:『輻安宣導普及化,輻防作業精緻化』宣導範例
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肆、核二廠輻射安全之精進
核二廠近三年輻射安全績效方面的努力精進成果,自行創新建置的多功能金屬污 染圍籬項目,於今年( 100年 ) 1月榮獲WANO各區域中心評選為WANO中心的優良實踐 ( Good Practice ),將由WANO分享經驗回饋給全球四大中心的會員國。人員集體有效 劑量的抑減,核二團隊做了很多的努力,自我超越創歷年各項新低值。例如:
一、97年創歷年集體有效劑量的新低值【1.32人西弗/機】,如圖18所示。
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二、99年創下兩部機大修之年度集體有效劑量新低值【4.14人西弗/年】,如圖19趨勢 圖。
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三、99年1號機第21次大修創歷年歷次機組大修人員集體有效劑量之新低值【1.351人 西弗/大修】,如圖20。
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伍、總結
由於世界各國之核能機組型態、發電量大小、營運管制參照之法規、機組大修週 期﹝18個月或24個月﹞及維修項目內容等之差異,加上近年一些機組老化或執照更新 ﹝延役﹞增加之工程,很難客觀於WANO績效指標中作機組年度人員集體劑量之評比 參考。有鑒於此,核二廠仍期能自我督促、追求卓越,以世界同型沸水式反應器機組 ( BWR-6 )之職業輻射曝露排名作比較,詳如圖21,目前為7座核能電廠8部機組中排名 第3或第4名。但我們始終秉持「安全第一,品質至上」的理念 ,持續努力精進,期能 有朝一日在世界各國初始比較條件一致化下﹝排除差異之參數﹞,躋身WANO前1/4排 名。
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