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台電核能月刊
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林枝茂(台電核安處)

前言:

美國核能管制法規有一套完整而嚴謹的管制機制和體系,給人總是在步步進逼、越管越嚴的感覺和刻板印象,但是實際上他們也有合理放寬的良好案例,反應器圍阻體洩漏率測試可算是其中的典範。

反應器圍阻體整體性洩漏率測試(ILRT)最早依10CFR50 App. J, Option A 為每10年測試三次,1995年發布Option B放寬到至少每10年測試一次,2007年Regulatory Guide 1.163所認可的NEI 94-01 Revision 0更新改版為Revision 2,此中倡議ILRT測試結果績效表現良好的持照者可由每10年測試三次放寬到至少每15年測試一次,NRC在 2008 年6月25日發布的安全評估報告(SER)中,同意可以依據NEI 94-01 Rev.2 來申請變更為每15年測試一次,惟RG 1.163 至今未見修訂改版。

ILRT從每10年測試三次放寬到每15年測試一次,甚至有些研究結果指出,如果運用專家發展出來更新、更好的方法來評估與管制洩漏率,則放寬到每20年測試一次也是可以被接受的,其放寬幅度不能說不大,成本節省可高達以億元計。但是,核能安全信心的考量卻無法估計,是故放寬不等同於放鬆,更不是放任,NEI 94-01 Rev.2 即針對這樣的放寬提出具體的理論根據與相關引用條件配合的變更等。

在最近研議NEI 94-01 Rev.2之引用時,曾提到個廠歷史績效是否有規定一定要包括10CFR50 App. J, Option B,即每10年測試一次之合格記錄,事實上NEI 94-01 Revision 2內說明試運轉(Pre-OP.)時期之圍阻體洩漏率測試記錄即可列入,故未規定需先符合10CFR50,App. J, Option A(每10年測試三次),再引用Option B(每10年測試一次),然後才能申請放寬到引用NEI 94-01 Revision 2的每15年測試一次。還有就是有關電廠進入執照更新(License Renew)後之生命期是否就回到10CFR50 App. J, Option B,即每10年測試一次之限制,NEI 94-01 Rev.2內亦無特別規定;換一個角度看這個問題,如果績效導向、風險告知之量化風險評估作得好,配合確實的定期檢查,進入執照更新延壽期,似乎沒有必要回到定性評估的傳統作法。NEI 94-01 Revision 2倒是強調在核准每15年測試一次之後,一旦ILRT結果無法符合接受標準,要立即報告、改善之外,應在重新起動運轉前重新建立有效績效值,而且在48個月內執行再一次成功的TYPE A洩漏測試後,才能重回每15年測試週期。

ILRT要減少執行次數才有實質的經濟效益,否則延長至15年一次只是推遲測試時間點,因此,萬一測試不合格不但未節省,還增加風險(推遲5年也增長了圍阻體老化、劣化之風險),如果沒有把握不如不要申請延長。此外,每15年測試週期之一次延長(one-time extension)與永久性延長(permanent extension)應屬NEI 94-01 Rev.0演繹到Rev.2 期間的衍生產物,是NRC管制上的特殊變通作法,原則上一次延長不論執照承諾適用版次,主要是條件符合而有充分理由足以說服NRC即可申請;永久性延長就相對比較嚴謹,NEI 94-01 Rev.2 並不討論一次延長。未來如果NRC 修訂RG 1.163版次,而其所認可的NEI 94-01 Rev.0也更新改版為Rev.2,則前面提到的現象就可更明朗化了。

NEI 94-01原版主要內容在規範「績效導向的反應器圍阻體洩漏率測試」作業,相關作業人員透過對執行程序書的了解與實踐,都有相當程度的認知;而在Revision 2對ILRT放寬到每15年測試一次,主要依據是NEI在2007年完成最新研究,其作法是先蒐集業界代表性洩漏率測試歷史資料,再加以整理、分析、評估,然後由挑選出的專家補充在重大風險與頻率之判斷,同時進行有關敏感度分析作保守性修正。其結果顯示TYPE A測試週期減低影響風險增加度“Very Small”,其總LERF值遠低於RG 1.174 Rev.1之門檻標準,爐心受損機率則保持不變,此外,民眾劑量與圍阻體失效機率(CCFP)等相關表現也同樣幾乎沒有變化。後來NEI與EPRI合作進行了類似研究,得到相同結論,提供NRC立法參考依據。其細節彙整於後供同仁參考。

1.0簡介

1.1背景

圍阻體洩漏率測試係依10CFR50 App. J (Leakage Rate Testing of Containment of Light Water Cooled Nuclear Power Plants)來執行。App. J詳訂了圍阻體洩漏率測試作業規範,包括測試種類。此外依不同測試種類訂定了接受標準、測試方法、頻率以及報告陳報之要求。特定的測試要求則在各種文件內有所討論,如Tech. Spec.、圍阻體洩漏率測試方案、FSAR、ANSI國家標準(如ANSI/ANS-56.8-2002)以及持照者與NRC之間的信函通告等等。這些文件要求以定期測試來驗證圍阻體與穿越圍阻體之系統與組件的整體性洩漏。

反應器圍阻體洩漏測試包括整體性洩漏率測試(ILRT)即TYPE A測試,與局部洩漏測試(LLRT);局部洩漏測試又分為TYPE B及C測試。TYPE A為圍阻體總體洩漏測試,TYPE B測試之目的在測試圍阻體洩漏流徑(leakage paths)與某些一次圍阻體穿越器之洩漏,TYPE C則為圍阻體隔離閥洩漏測試。

1995年NRC在修訂時提出10CFR50 App. J ,Option B。Option B是「績效導向」式的洩漏測試要求。此Option B與NEI 94-01連結,允許ILRT結果績效表現良好的持照者,可由每10年測試三次放寬到至少每15年測試一次。此放寬係依據NRC風險評估方案(NUREG-1493)與EPRI風險影響評估結果(TR-104285),此兩者均顯示測試週期增到10年,其對應風險增加極小。尤有甚者,NRC評估說明測試週期增加到20年,其風險沒有「可感知」之增加。2001年有許多業者提出單次超過10年測試週期的申請,看起來這是評估研究其風險之好時機。

EPRI 1009325 Rev.2 (Risk Impact Assessment of Extended Integrated Leak Rate Testing Intervals)驗證測試週期延展到15年幾無風險,但要求個廠(plant-specific)確認其風險影響;而且,以務實考慮要求進行圍阻體整體完整性評估,包括TYPE A每15年測試。

10CFR50 App. J, Option B與NEI 94-01允許TYPE B與TYPE C依其組件歷史經驗,且保證對延展測試期間之績效維持持續性管控的情況下,降低測試頻率。

一般FSAR內會敘述圍阻體測試要求。有些案例FSAR 之要求與App. J有異,也有許多案例在Tech.Spec.內已核定對App. J豁免。此外,也有些業者在Tech.Spec.核定後提出且獲得豁免。App. J, Option B內之替代性績效導向之規定不認為該類豁免為無效。無論如何10CFR50  App. J 任何豁免應視為圍阻體洩漏測試方案有效部分,且要明確認定為電廠方案文件(program documentation)之一部分。

選擇採用10CFR50 App. J, Option B、NEI 94-01(1995)、及RG 1.163(1995)者,與不打算延長測試週期超出15年,包括10年期單次延長至15年之申請者,可不必符合本版次規定。

1.2討論

本導則闡述一個符合10CFR50 App. J, Option B之替代測試方法:可以引用圍阻體、穿越器、與隔離閥等之歷史績效,作為延長測試週期之判斷依據,提供一個依據績效來決定測試週期延長之判斷方法。

Option B以績效導向方式決定各類測試週期。績效導向的測試週期則依歷史績效表現及其失效故障造成風險程度來判定。正如App. J績效導向參照「要求符合Option B之規定」,App. J亦參照歷史績效來延長測試週期。NUREG-1493(Performance-Based Leak-Test Program)之結論顯示延長測試週期對公眾健康與安全之衝擊小到可予忽略,EPRI 1009325 Rev.2(Risk Impact Assessment of Extended Integrated Leak Rate Testing Intervals)結論顯示ILRT每10年測試三次減至每15年一次風險增加極小。EPRI風險影響評估已包括RG 1.174 Revision 1(2002),(An Approach for Using Probabilistic Risk Assessment in Risk-Informed Decisions in Plant-Specific Changes to the Licensing Basis)之評估。

TYPE A 測試重點在驗證被動式圍阻體結構之總體性洩漏。TYPE B與C測試重點在保證圍阻體穿越器實質洩漏密封。這些測試結果總合後要符合10CFR50 App. J, Option B之規定:這些測試之接受標準保證:(a)穿越圍阻體系統與組件之洩漏不超過Tech.Spec.規定之允許洩漏率。(b)圍阻體結構可在使用生命期間維持其完整性。

2.0目的與範圍 

本導則提供執行App. J績效導向要求可接受之方法。這個方法運用業界績效資料、電廠特定績效資料以及風險度預測來決定適當的測試週期。持照者可採用其他方法來符合Option B 之規定,但執行前須先經NRC核准。

本導則包括:

Ø  維持一貫保證「圍阻體完整性對公眾健康與安全不會有不良影響」。

Ø  可以獲致良好績效之組織架構(framework)。

Ø  採用風險告知與績效導向方法,包括對ILRT測試週期延長至15年的風險衝擊之警覺性。

Ø  特別是ILRT測試週期延長超過10年時,對其他評估與維持圍阻體完整性方法之保持警覺與注意,尤其是維護法規、ASME鍋爐與壓力容器法規Section XI、IWE/IWL等檢查。

Ø  持照者可彈性採用高經濟效應之測試方法。

本導則概述判定TYPE A、B、C期績效導向之圍阻體測試基準,但不詳述已認可之既有文件(如:ANSI/ANS 56.8-2002)內可查閱到的測試細節。ANSI/ANS 56.8-2002與NEI 94-01有些差異,而以NEI 94-01 Rev.2為優先。

3.0責任

持照者應認定10CFR50 App. J (Option A)或其他替代方法(Option B)對其設備何者為最適用的規定。如果持照者選擇執行Option B,則本文為經NRC審查且認可接受的作法,可供參考引用。

持照者可選Option B適用於特定的測試,如TYPE A 或TYPE B或C。電廠如已選定10CFR50 App. J, Option B,NEI 94-01(1995)與RG 1.163,而不想將測試週期延長超出10年,包括每10年測試而申請單次延長至15年,則可以不必符合NEI 94-01本版次或更新的版次(Subsequent Revisions)。

4.0適用

本導則適用於依10CFR50.21(b),50.22及10CFR52 Subpart C取得持照者。

TYPE A、B、C測試方案受到業界運轉經驗與設計變更影響者,應審查並確認測試及維護方案要適當調整以反映這些變更。

5.0定義

一般用語可參考ANSI-56.8-2002。洩漏率績效(performance leakage rate)定義為TYPE A信心上限(UCL)與TYPE B與C檢修後(as-left)最小通路洩漏率(MNPLR)之和;TYPE B與C通路包括在測試TYPE A前,使用中、已隔離以及測試時不在測試管路上的設備(not lined up in their test position)(如:通到圍阻體內的洩水與通氣閥)。因為洩漏超出而在測試時被隔離之洩漏通路的洩漏要計入績效判定。TYPE A測試洩漏率績效接受值為小於1.0 La。

6.0一般要求

10CFR50 App. J Option B說明:「TYPE A測試在量測圍阻體系統整體洩漏率時要在LOCA事故設計基準壓力下執行」。TYPE A測試應在(1)圍阻體系統已準備完成待運轉,(2)根據「作為分裂產物釋出屏障以降低反應器事故產生之風險的歷史績效」來決定的測試週期下測試。每次測試前應對圍阻體可接近的內部與外部表面作一般性目視檢查,確認是否有影響圍阻體整體洩漏績效表現的劣化狀況,而且在兩次測試之間依圍阻體績效表現定期目視檢查。洩漏率不能超出Tech. Spec.內規定的洩漏接受標準值(La)加上餘裕。測試結果應與前次測試結果比較,以檢驗前次歷史績效現值。

審視洩漏率測試經驗顯示僅有小百分比的TYPE A測試洩漏率超出接受標準值。經更進一步檢視,這些測試失敗的洩漏率超出目前限值有限。這些觀察,加上這些低洩漏對公眾風險之不敏感程度,可推定TYPE A測試頻度可根據績效來訂定。TYPE A測試為偵知TYPE B與C測試方案未能偵知之洩漏最主要的方法,可用來定期驗證事故洩漏(La)分析假設。

LLRT測試用於TYPE B與C組件,下列情況不要求LLRT測試:

Ø  在DBA事故期間與事故後,並不構成圍阻體空間之洩漏路徑的 一次圍阻體界限。

Ø 具有驗證合格密封系統的邊界,或:

Ø  連接一次圍阻體隔離閥之間的1吋或1吋以下行政管制關閉且構成雙重屏障的洩水或排氣閥。

TYPE B與C測試週期判定係依據歷史績效表現。其各組件績效標準依ANSI/ANS 56.8-2002決定其行政洩漏限值。

TYPE B與C接受標準根據圍阻體穿越器與閥(可測試的)在DBA壓力下驗證其洩漏率低於Tech.Spec.規定之允許總洩漏率。

以驗證合格之密封系統封閉的圍阻體應定期測試來驗證其Tech. Spec.要求的功能。可採用ANSI/ANS 56.8-2002中詳細說明之測試方法論與接受標準。測試頻率可參照本導則內所述TYPE B與C測試週期績效導向法來建立。合格密封之圍阻體隔離閥之洩漏如果符合下列條件可自總合洩漏率排除:

Ø  已驗證未超過Tech.Spec.或相關基準規定之洩漏率限值。

Ø  裝置該隔離閥之水封系統的流體貯存容器,經驗證可在1.1 La壓力下保持至少30天密封功能。

7.0既有方案之使用

業主可採用既有業界方案、研究案、議案與資訊(data bases)。

8.0 TYPE A、B、C測試方法論

可引用ANSI/ANS 56.8-2002或其他經NRC核准之測試方法。

所有App. J洩漏路徑在ILRT測試期間應依ANSI/ANS 56.8-2002 Section 3.2.5妥適地洩水與排氣。

應注意TYPE B與C測試相關洩漏路徑要包含所有圍阻體界限,包括閥蓋(bonnet)、墊片、法蘭接頭、螺紋接頭以及壓力組件。如果TYPE B與C測試加壓方向與圍阻體洩漏路徑反向,必須說明測試不會因方向性不保守而影響測試結果。未排氣與洩水之洩漏路徑之處理前後(as-found and the as-left)洩漏率要執行TYPE B與C來確認,且在TYPE A測試前30天(日曆)內完成,而其洩漏量要依本文第Section 5定義之要求計入UCL La。

為了判定TYPE A測試運轉上考量是否可接受,要決定既有總洩漏率(as-found),計算UCL時要加入下列數值:

(1) 每一受測試洩漏路徑之as-found MNPLR與as-left MNPLR與ILRT(Savings)前調整之正差值。且:

(2) ILRT測試時所有隔離之洩漏路徑之as-found MNPLR值。

注意:由於強調績效導向,TYPE A測試目前規範標準與先前ANSI/ANS 56.8-1994定義不同。本導則Section 5接受標準與以前之既有(as-found)總洩漏率不同,不適用於Leakage Savings Value。

如果洩漏路徑因洩漏超過而在ILRT測試時予以隔離,可執行LLRT來決定該洩漏路徑之洩漏率。調整處理後(as-left)洩漏率應加入TYPE A UCL。如果不能以LLRT決定其洩漏率,則TYPE A測試結果不能判定為「符合要求」。如果在TYPE A測試時發現洩漏路徑超出洩漏率,而且不屬於TYPE B與C測試之流徑,應在TYPE A測試後以TYPE B或TYPE C之要求標準予以測試,並將其MNPLR加入UCL。此種狀況除非該流徑增列入TYPE B或TYPE C,否則不能判定為符合TYPE A績效規範要求。如果該流徑只能在TYPE A時測試,則亦不能判定為符合TYPE A績效規範要求。

ANSI/ANS 56.8-2002 Section 6.4.4亦規定TYPE B與C之接受標準,且說明在被要求圍阻體可用之任何期間其TYPE B與C  as-left  LLRT測試結果MXPLR 應≦0.6 La,總洩漏率應依最近洩漏率測試結果計算,且視為圍阻體洩漏率動態現值(running summation)來保存。

9.0績效導向之TYPE A測試週期之判定

9.1簡介

TYPE A測試週期係依據符合App. J要求的洩漏率測試績效表現來判定。此處之「績效」指歷史績效表現及整體規範驗證之績效。此績效表現亦用以證明對公共健康與安全影響不足為慮之依據。

TYPE A測試目的在驗證圍阻體結構之完整性。TYPE A測試之主要績效目標不在量化整體圍阻體系統洩漏率。正如ANSI/ANS 56.8-2002內所陳述,本導則所建議之測試週期修訂,意在保證維持一貫圍阻體結構之完整性。TYPE B和C測試則保證個別穿越設備密封。此外,結合TYPE B和C,經由減低可能洩漏路徑的方式來配合支持一次圍阻體之減低洩漏。審視歷史績效所得結論是:幾乎圍阻體洩漏都在LLRT測試時被發現。

本章討論依據績效表現來判定TYPE A測試頻率的方法。測試週期之延展係依據符合App. J ,Option B的業界績效表現來訂定,以供持照者採用。在採行本導則所建議的測試週期時,持照者應依照所建議的業界通用準則(industry practices)來執行TYPE A測試。

本章所建議TYPE A Test測試週期允許因非預期的緊急狀況而通融(to accommodate unforeseen emergent conditions)再延9個月,但不能適用於例行時程計畫之目的。

9.1.1績效標準

建立TYPE A 測試週期之績效規範要提出量測績效之標準與判定績效可否接受之依據。

TYPE A績效標準為洩漏率小於1.0 La,接受標準計算為TYPE A UCL值加上在執行TYPE A測驗之前,在使用中、隔離中或不在流徑測試位置(如:洩水或排氣到圍組體內)的所有TYPE B和C流徑之檢修調整後(as-left)之MNPLR值。此外,在測試中因為超出洩漏率而予以隔離之洩漏流徑應加入績效判定計算。如果有可以用 LLRT 判定之洩漏,其洩漏流徑之as-left MNPLR值亦應計入TYPE A UCL值。如果有無法以LLRT測出洩漏率之流徑,則無法認定符合績效標準。

如果在TYPE A測試發現圍阻體穿越屏障流徑超出洩漏,而該流徑不屬於TYPE B或C,應在TYPE A測試完成之後,比照TYPE B或C標準加以測試,並將其MNPLR值計入TYPE A之UCL值。除非該流徑補列入TYPE B或C測試方案,否則該TYPE A 績效標準不能判定為合格。如果該洩漏只能在TYPE A測試,則TYPE A測試績效亦不能判定為符合要求。

在TYPE A測試中發現的TYPE B與C組件故障失效,要加以審查確定肇因並採取改正措施。如果該流徑洩漏不能以LLRT測出,則不能符合TYPE A績效標準。

9.1.2測試週期

延展測試週期可依據連續二次合格之TYPE A定期測試結果及本文Section 9.2.3之規定來申請。過去二次連續成功測試間隔至少24個月。

9.2  TYPE A測試

9.2.1測試前檢查與測試方法論

測試前應針對可能影響結構洩漏完整性或TYPE A測試績效之結構問題,範圍包括整個圍阻體可接近之內外表面,執行目視檢查。此為圍阻體與組件可接近內、外表面之一般性目視檢查。建議檢查可協調合併ASME Section XI.IWE/IWL要求之檢查同時進行。

ANSI/ANS 56.8-2002測試方法論中說明:在TYPE A 測試期間,「POST-DBA事故狀況下對圍阻體內部空間有開口之流徑」應對圍阻體內部空間排氣或洩水。ANSI/ANS 56.8-2002內有4種例外狀況允許穿越器以LLRT測試後將結果數據加入TYPE A 之UCL值。其中有一個例外是TYPE A 測試中「需要使用之流徑」或在測試中「需維持正常可用模式」以使機組維持在安全狀態的狀況。大修計畫內應指出安全停機重要系統;要有足夠的系統保持可用,以降低TYPE A測試期間之風險度。

為了計畫與排程之目的,或ALARA考量,持照者要考慮不去增加對「可以執行LLRT之穿越器」進行排氣和洩水。

9.2.2初始測試

初始反應爐運轉之前應執行TYPE A試運轉測試。如果反應器初始運轉延遲到TYPE A試運轉測試後36個月以上,則在反應器初始運轉前應執行第二次TYPE A試運轉測試。

第一次TYPE A定期測試應在初始反應器運轉後且在前次測試成功後48個月內執行,直到依本文Section 9.2.3要求建立可接受的績效標準。每一測試間隔自TYPE A「測試完成開始」計算,至「下次測試開始」時間為止。

如果測試間隔終點時間落到圍阻體不需要保持完整性的時間點,或者僅因安全停機作業須保持完整之時,則測試間隔時間之計算可配合延展。總之,要在進入要求一次圍阻體維持完整的運轉模式前完成TYPE A測試。

9.2.3測試間隔時間之延展

TYPE A測試得依據可接受之歷史績效,至少每15年一次在反應器停機期間執行。可接受之歷史績效定義為連續兩次定期TYPE A測試而洩漏率小於1.0 La。如果經過工程分析且有紀錄,TYPE A試運轉測試可以算作一次成功的測試。二次成功測試間隔應在24個月以上。

為判定測試間隔時間之延展,洩漏率績效已在本文Section 5.0內定義。(重複強調如原文:「446行~465行」)

為在審查過去歷史績效時,TYPE A測試結果之計算與陳報可能採用ANSI/ANS 56.8-2002(如全時法或點對點法)內所用Mass Point Method(巨點法)以外的電腦技術。可以採用先前以被接受的TYPE A測試結果來建立歷史績效。此外,持照者可依照ANSI/ANS 56.8-2002巨點方法論和其終點法則(Termination Criteria)來重新計算過去TYPE A測試UCL值(使用該報告同樣之測試週期),來判定可接受的歷史績效。在先前TYPE A測試如以減壓測試(如10CFR50 App. J Option A所述),則二次連續測試中至少要有一次需為事故尖峯壓力(Peak Accident Pressure) Pa下測試。

9.2.3.1  ILRT測試週期延展至10年以上之一般規定

本導則允許TYPE A測試延至15年測試一次。EPRI 1009325號報告(The Risk Impact Assessment of Extended Integrated Leak Rate Testing Intervals)指出:一般而言「延至15年測試」之風險衝擊很小。然則電廠專屬(plant-specific)確認分析有其必要。此外,雖然有些電廠圍阻體洩漏歷史績效極佳,仍有少數劣化產生,且由TYPE A ILRT以外的方法發現,包括目視檢查、ASME XI IWE/IWL檢測及維護法規檢查等。下列章節對ILRT測試週期延長超過10年之其他要求作一概述。

9.2.3.2其他檢查要求

為提供鑑別圍阻體劣化持續監控的方法,如果ILRT測試週期已經延長至15年,應在每次TYPE A測試前,以及下次TYPE A測試前這段期間,至少每三次大修,針對可能影響圍阻體洩漏的可接近內外表面的結構劣化,執行一次目視檢查。建議協調合併ASME Section XI IWE/IWL之要求執行檢查。

9.2.3.3其他檢查發現缺失

其他檢查發現缺失或ILRT TYPE A測試間隔期間發現缺失應納入改善方案,並判定肇因與採取正確改善行動。此判定應包括是否為局部性單一事件或為普遍性問題,以及可否依Section 9.2.3針對穿越流徑加以隔離之可能性。如果這些缺陷構成一個無法隔離的洩漏路徑(如穿透內襯之腐蝕),須計算其as-found洩漏量並計入前次ILRT as-left績效洩漏值內。如果其總合超過La,則圍阻體績效應判定為劣化,並取消延長週期資格,再依Section 9.2.6採取改善措施。

9.2.3.4 電廠特定(Plant-Specific )確認分析

為保證電廠ILRT延長至15年之風險衝擊程度可被接受,必須執行特定確認分析。該風險衝擊評估可採用EPRI 1009325報告第2版所揭示之方法論,此分析報告應由持照者執行,並列入電廠資料管制,視為ILRT測試週期延長之依據文件記錄。

9.2.4 圍阻體修理與修改(Modification)

影響圍阻體洩漏完整性的修理與修改應執行「局部洩漏率測試」或「短期結構耐度測試」,以提供修理或修改後圍阻體完整性之保證。這類測試要在恢復運轉前完成。

9.2.5 檢測接受標準

依電廠Tech.Spec.要求,TYPE A測試as-found洩漏率接受標準為小於1.0 La。進入需保持圍阻體完整性之運轉模式之前,TYPE A as-left洩漏率應不超過0.75 La,其中as-found與as-left值係依ANSI/ANS 56.8-2002內所述方法論進行測試之得到的結果。

9.2.6 改善行動

如果TYPE A測試結果不可接受,不符合績效標準要求,則要進行肇因判定及擬訂改善措施。然後驗證洩漏率,在重新起動運轉前建立績效值,而且在48個月內執行再一次成功的TYPE A洩漏測試後才能重回每15年測試週期。

10.0 TYPE B與C績效導向測試週期之判定

10.1簡介

本章討論TYPE B與C績效測試週期判定之方法,此內涵為引用類似NUREG-1493經 NRC處理流程分析過的業界資料,且經重要安全分析與審查來確認的可接受週期範圍。如果某些績效要素與方案控制經審查且適用於持照者,可採用本導則所討論的測試週期與方法。需建立方案管制(Programmatic controls)以確保業界分析引用之假設條件合理地置入個案內。

TYPE B與C建議測試週期在Section 11.0內討論。這類建議週期係以「經重要安全分析及審查之業界引用OPTION B的績效表現」資料作為依據。持照者可以提出符合App. J要求之洩漏率績效作為建立新測試週期之依據。其他決定適當週期之考量包括使用年限(Service life)、環境、歷史績效表現、設計以及安全影響等;NUREG-1493也有其他參考資料。

與Tech.Spec.之通則一致,TYPE B與C測試可延展週期之25%,但不能超過9個月。

10.2  TYPE B與C測試週期

TYPE B與C組件測試週期之計算自「測試完成後」至「下次測試開始」之時間。如果遇到結束時間點落在圍阻體不須保持完整之時,或僅因在冷爐停機或燃料填換期間須保持完整之時,測試週期之結束時間點計算可以延後,只要在電廠再次進入需要一次圍阻體保持完整的運轉模式前完成測試即可。

低於洩漏率行政限值之洩漏率即可接受。每一TYPE B與C組件在依ANSI/ANS 56.8-2002 Section 6.5及6.5.1執行LLRT前要建立洩漏率行政限值,且要有保持更新之書面記錄。各組件之洩漏率行政限值要詳述各閥或穿越器潛在劣化的現象。氣鎖門(airlock)之行政限值要與Tech.Spec.要求相同。

特定個別之閥或穿越器之行政限值並非TYPE B與C偵測試驗之接受標準。由於App. J, Option B與本導則之績效導向特性,建議依ANSI/ANS 56.8-2002 Section 6.4.4之定義來訂定所有穿越器TYPE B與C測試總洩漏率之接受標準。

氣鎖門(airlock)偵測試驗之接受標準在Tech.Spec.內規定,且不引用行政限值。此外,Tech.Spec.內之接受標準與偵測試驗週期規定了其他洩漏率測試,例如,排氣與清淨閥、BWR之主蒸汽與飼水隔離閥等。本導則不涉及該等偵測試驗之績效導向週期的判定。

BWR與PWR圍阻體排氣清淨閥及/或BWR之主蒸汽與飼水隔離閥等,如無現行之特定規範,則TYPE C測試週期應限於每30個月。

10.2.1 TYPE B測試週期

10.2.1.1初始測試週期(圍阻體雙重氣鎖門除外)

TYPE B測試應在反應器初始運轉前完成。後續至少每30個月執行一次,直到依照本文Section 10.2.1.2建立可接受之績效值。

10.2.1.2測試週期延展(圍阻體雙重氣鎖門除外)

連續二次TYPE B測試as-found符合行政限值,其TYPE B測試週期可據以延長。二次合格之測試應相隔24個月,或者執行App. J, Option B之前該組件之正常週期(如燃料再裝填週期),TYPE B測試週期可自大於30個月延展至最多不超過120個月。應依本文Section 11.0判定測試週期。

10.2.1.3修理或調整(圍阻體雙重氣鎖門除外)

除了as-found TYPE B定期測試,在對穿越器密閉會產生影響的維護、修理、改善或調整開始之前要執行as-found TYPE B測試,而完成之後要執行as-left Type B測試。此外,如果穿越器在圍阻體as-found測試之後打開,在重新要求圍阻體完整性之前要完成TYPE B測試。如果as-found與as-left測試結果均小於該組件行政限制值,則不必變更測試週期,反之如果大於該值則應依Section 10.2.1.4採取改正措施。

  如果穿越器更新或工程判定修改工程使歷史績效值失效,應依Section 10.2.1.1 決定TYPE B定期測試週期,且維持直到依Section 10.2.1.2要求建立可接受之績效值為止。

10.2.1.4改正行動

如果TYPE B測試結果不能接受,則其測試週期應依Section 10.2.1.1回復到初始測試週期。此外,應進行肇因分析並採取改正行動,主要重點在以防止再發生的對策來消除產生故障失效肇因。一旦肇因澄清且完成改正行動,即可依Section 10.2.1.2重建可接受績效值並回復到延長週期。

TYPE A測試中發現的TYPE B穿越器失效應視為TYPE B TEST發現之故障一樣,予以判定肇因與採取改正措施。此處包括先前未列入TYPE B測試方案的那些穿越器之故障。

10.2.2圍阻體雙重氣鎖門

10.2.2.1測試週期

圍阻體氣鎖門應在TYPE A試運轉測試之前以不小於Pa之內部壓力進行測試。繼而至少每30個月,依ANSI/ANS 56.8-2002執行定期測試。此外,可測試的平衡閥、門封以及彈性密封穿越器等(如:軸封、電氣穿越器、窺視窗密封及其類似穿越器),應於每30個月測試乙次。

氣鎖門密封(Seal)要在TYPE A試運轉測試前完成測試。此後當圍阻體要求保持完整性時的前7天內要完成氣鎖門密封測試。

如果氣鎖門經常使用,頻率少於7天(如每值或每日巡視圍阻體)的多重入口,在此期間可於每30天測試一次其密封。

如果圍阻體不必保持完整,則氣鎖門密封不必測試。原則上在重新建立圍阻體完整性之前才要求測試。氣鎖門要以Pa壓力或Tech. Spec.規定之壓力測試。

10.2.2.2氣鎖門修理或調整

氣鎖門持壓邊界維護之後要執行下列任一測試:

Ø  以不小於Pa之壓力進行測試

Ø  影響所及區域或組件要以Pa壓力測試其洩漏率

10.2.2.3改正行動

如果圍阻體氣鎖門TYPE B測試結果不能接受,應針對肇因改善與防止再發生,進行肇因分析與採取改正行動。肇因判定與改正行動應有助於達成可接受績效表現。

10.2.3 TYPE C測試週期

10.2.3.1初始測試週期

反應器初始運轉前要完成TYPE C測試,繼而每30個月定期測試,直到依Section 10.2.3.2建立適當績效值。

10.2.3.2延展測試週期

可依據連續二次符合行政限值之as-found TYPE C測試來延長測試週期,二次合格測試應在24個月內或執行App. J, Option B前正常週期內完成,並自30個月最多延長至60個月。應依照本文Section 11.0判定TYPE C閥類測試週期。

10.2.3.3修理或調整

As-found Type C 定期測試之外,在會影響閥之密封性的維護、修理、改善變更或調整之前要執行as-found TYPE C測試,除非有替代測試方法或分析可用以提供合理保證該作業不會影響閥之密閉性,且能執行其預定功能,否則維護調整之後要執行as-left TYPE C測試。

如果as-found與as-left TYPE C測試結果均小於行政限值則不需變更其測試週期,反之如果大於行政限值,則應依Section 10.2.3.4採取改正措施。

如果閥更新或工程判斷已確認閥改善已無法承續其歷史績效表現,則該閥之TYPE C測試週期應依Section 10.2.3.1重新訂定,並持續測試週期直到符合Section 10.2.3.2重建績效後可重回延展測試週期。

10.2.3.4改正行動

如TYPE C測試結果不符合,其測試週期應依Section10.2.3.1訂定測試週期,並針對肇因改善及防止再發生,來執行肇因分析及採取改正行動。肇因判定與改正行動應有助於達成可接受績效。一旦完成肇因判定與改正行動,可依Section 10.2.3.2重建績效並重回延展測試週期。TYPE A測試時發現之TYPE C閥類測試結果不符合,比照TYPE C測試發現缺失來判定肇因及採取改正措施,包括未列入TYPE C測試之閥類。

11.0 TYPE A、 B、 C測試績效導向與風險告知測試週期之基準

11.1簡介

本章提供洩漏測試週期之建立導則與延長洩漏率測試相關風險影響的資料。Section 9與10.0依據績效選定測試週期,且已評估其風險衝擊影響。本章討論訂定不同電廠特定測試週期時各種應考量因素。

Section 9提供TYPE A ILRT延長週期之導則。Section 10.0呈現TYPE B 與 C延長週期之可接受範圍,持照者可依Section 10.0延長至60個月,只要考量Section 11.3.1 所述之績效因素而不必提出額外的詳細分析。當延長測試週期超過60個月時應考量Section 11.3.2所討論的其他方案管制(Additional Programmatic Controls)。

11.2討論

曾執行兩次不同的「延長洩漏率測試週期之風險衝擊評估」來支持類似目標。最近的評估在2007年完成,支持有效的ILRT延長至15年。先前在1994-1995年間評估支持TYPE A ILRT測試週期延長至10年以上,TYPE B與C測試亦同。

2007年工作目標提出結論為EPRI PRODUCT NO.1009325 Rev.2,係執行15年ILRT週期之一般性風險影響評估,採用目前業界績效資料與風險告知導則,主要的是NRC RG 1.174 Rev.1。此風險評估補足了先前EPRI TR-104285所缺。早期報告同時考量了LLRT與ILRT之週期變更。原先的評估考慮民眾劑量造成之風險度變化,此版本則考量LERF與圍阻體失效可能性(CCFP)。下章討論評估其評估方法與結果。

方法

第一步驟為取得目前圍阻體洩漏率測試及績效資料。此為NEI於2001年執行業界評量結果。ILRT最新績效資料則於2007年取得,以此建立資料庫,並以最近業界失敗案例與其先前測試資料加以補充。這些資料顯示沒有會引起重大早期外釋風險的失效案例。這資料亦用於建立圍阻體內既存洩漏(Pre-existing leak)之可能性分析。該資料進一步由挑選出的專家補充在重大風險與頻率之判斷。如不處理重大安全評估案時,這些專家受僱進行有關敏感度分析。

與專家執行之敏感度分析一樣,保守故障率評估判定了PWR與BWR兩個電廠案例,其結果之事故分級與原EPRI報告類似,但其內容加強了LERF的變化評估。

結果

引用大量早期釋出量與時相保守假設,TYPE A測試週期減低影響LERF值的改變程度在RG 1.174 Rev.1定義之“Very Small”(<1E-07)與“small”(1E-07~1E-06)之間。保守計算出的風險增加度“Very Small”,其總LERF值遠低於RG 1.174 Rev.1之門檻標準(小於1E-05每年),爐心受損機率保持不變。

其他相關表現也同樣變化很小,包括民眾劑量與圍阻體失效機率(CCFP)等,在ILRT測試週期自10年三次延長到15年一次情況下幾乎沒有變化。

採用專家挑選出來較不保守的頻率與重大早期釋出機率值所作的敏感度研究,顯示出延長ILRT測試週期其引起LERF增加值甚至更小。

與許多為支持單次ILRT週期延長而作的電廠特定分析結果一樣,此兩例導出的結果可作為一般性適用。然而,如Section 9.2.3.1與9.2.3.3所要求,各電廠特定風險影響評估仍列為要求條件。

與安全餘裕一樣,依ASME XI IWE/IWL及其他如維護法規之檢查規定,要求經由連續圍阻體檢查來維持深度防禦的精神。

此風險影響評估驗證先前(NUREG-1493)對ILRT延長週期到15年相關風險的結論,採用現行法規指引(RG)與風險告知的概念。

1994-1995年雖然那時RG 1.174尚未能引用,但運用的方法類似,下列章節予以討論。

延長圍阻體洩漏率測試週期之影響,與其「既存未被發現且未改善的超量洩漏之流徑存在時間」增長有關。其延長程度與「因為圍阻體內未發現洩漏之可能性增加引起之公眾健康與安全潛在效應」有直接正函數關係。

為了判定延長測試週期之可接受性,採用了經過部分修改後的NUREG-1493所述的方法論,來處理在NEI協助下蒐集的1987-1993業界代表性洩漏率測試歷史資料。其中評估了TYPE B與C建議測試週期範圍,以判定在事故情況下風險之增加程度。同樣方法用在10年一次之TYPE A測試。所有情況顯示延長測試週期相對應風險增加均極小,且與NRC安全目標指引對應良好。NUREG-1493提供立法者修訂App. J, Option B內洩漏率測試規定之技術基準。此基準包括洩漏率測試週期延長相關風險影響之質與量的評估(以民眾劑量增加程度來表現)。

NUREG-1493發現TYPE B與C事故風險影響效應極小,並作成下列結論:

Ø  LLRT之績效導向替代方案可行而無重大風險影響,且:

Ø  雖延長測試週期對應之「廠外劑量增加」極小,但廠內工作人員實際減少之劑量(至少一次方位階)超過廠外可能增加劑量。

NEI與EPRI合作,為了加強NRC立法依據並保證導則細節有適當之依據,也進行了類似研究。其結果載於EPRI TR-104285(Risk Impact Assessment of Revised Containment Leak Rate Testing Intervals)。

EPRI在此導則內提出,將曾用於圍阻體洩漏測試替代方案有關的電廠風險影響評估整理成為方法概論。此總體方法納入PWR與BWR IPEs之事故報告內的風險頻譜檢驗,將代表廠之全廠風險度予以量化,而其對圍阻體洩漏之量化程度比IPEs之報告更為詳細。TYPE B與C替代測試週期相關影響,以基準風險(baseline risk)之風險改變值來測度;如Table 1。風險值與NUREG-1493分析結果對應良好。

風險模式引用「密封失效」(failure to seal)機率來量化(與IPEs內「無法關閉之考量」對應),需將失效率建構成故障模式。NEI所取TYPE B與C測試資料判定故障率定義為「特定TYPE B與C組件所測得洩漏率超出行政現值」。使用於圍阻體隔離系統故障樹之故障率數值亦用於計算封閉失效機率。使用基準風險(以受圍阻體隔離閥或穿越器洩漏率影響之事故後果表示)特性來建立風險影響計算與測試週期關聯的電廠模式。

由上所述,業界歷史故障率用來建立分析報告內組件的密封失效機率。這種方法非常保守,因為本導則要求在延展組件洩漏測試週期前先驗證其績效。該績效驗證包括二次連續成功測試可自30個月延展至60個月,連續三次連續成功才能延長到60個月以上。此取自於NUREG -1493 App A之發現:「如果組件在兩個運轉週期內未故障,其進一步的故障可由組件之隨機故障率(random failure rate)來計算」,以及,「任何測試策劃思考應要求故障組件在允許延長測試週期之前,通過連續二次成功測試」。此外,超過行政現值的組件在穿越器故障分析時即視為故障。圍阻體洩漏率保守計算採用NEI資料最大路徑洩漏率之上限值,因此,此分析非常保守,且組件績效趨勢提供必要的信心,足以驗證組件在低洩漏時已被納入管制。

TYPE C測試方面,已執行假設所有閥類延展至48、60、72及120個月測試週期之總合分析。TYPE B測試係假設電氣穿越器以120個月標準週期測試,氣鎖門假設每24個月測試,法蘭盲板每次打開回裝後測試或每48個月測試。

NUREG-1493報告與EPRI之研究結果有許多相似點,如方法論與條件假設方面,且在圍阻體洩漏率測試重要安全因素之反應方面結果一致。其中相似點亦可延伸至評估結果。EPRI之研究已證實TYPE A測試週期10年之對應風險極低。同樣地,如果TYPE B 或 C測試通過連續二次測試合格,且已有洩漏率測試方案管制,則其測試週期延長至120個月亦可接受。

App. J測試週期改變,使TYPE A、B、C對應風險稍微增加--Table 1內討論其特定事故後果之變化。該表顯示TYPE C測試週期加長會稍增加對應風險,但卻忽略了增長測試週期所降低風險之利益。此外,當考量總風險(代表IPE內所有事故分析結果),所增加相關風險影響可以忽略(小於0.1% 總風險),此一發現為後來保守假設分析所支持。EPRI之研究再確認了NUREG-1493改變洩漏測試週期是「可行而無重大風險影響」(feasible without significant risk impact)之結論。

11.3 電廠特定測試方案因素(Testing Program Factors)

如果本文Section 10所述電廠特定測試歷史績效可接受,持照者即可採用Section 10規定的測試週期,某些績效因素與管制要應予審查並據以判定測試週期。持照者可用量化或品質審查來驗證特定電廠績效可以支持延長測試週期。

11.3.1 績效因素

判定與執行TYPE B與C延長測試週期之前,應先評估並紀錄圍阻體穿越器和閥之績效。下列為訂定測試週期時應考慮重要因素:

Ø  過去圍阻體績效 ─ 根據1987~1993年間業界評量樣本,累計超過500「反應器-商轉年」(reactor-years of commercial operation)期間,97.5% 從未有TYPE B穿越器測試失敗記錄,90%從未有TYPE C隔離閥測試失敗記錄。10%曾有TYPE C失敗案例,僅其中22%失敗超過一次。持照者應保證在電廠特定組件績效as-found 測試連續二次成功後才延長測試週期。

Table 1    TYPE A、B、C測試週期之風險影響

測試種類

目前風險影響

延長測試週期風險影響

  建議

PWR代表廠總結概述

TYPE  A

依據NRC RG 1.174區分,ILRT測試週期自10年3次延至15年1次對應LERF值小變化在“Very Small”(<1E-07)至 “Small”(1E-07~1E-06)之間。在大於 “Very Small”範圍,其 TOTAL LERF 值遠低於RG 1.174門檻標準(1E-05每年)。民眾劑量與CCFP之改變亦極小。

請參考EPRI Report 1009325  Rev. 2. PWR案例討論

TYPE  B

遠低於0.001%風險增值6.9E-05人-侖目/年基線風險度(rebaselined risk)

增值風險<0.001% 1.3E-04人-侖目/年 基線風險度,依據部分組件在測試間隔期間執行定期測試結果。每次大修測試法蘭盲板及穿越器。每24個月測試氣鎖門。

NUREG-1493內TYPE B與C其他電廠之總風險度變化均在0.2~4.4%之間

TYPE  C

0.022%總風險度

4.9E-03人-侖目/年

0.04%增值風險8.8E-03人-侖目/年基線風險度,測試週期48個月。

1E-2、1.2E-2及1.64E-2人-侖目/年,測試週期分別為60、72及120個月。

NUREG-1493內TYPE B與C其他電廠之總風險度變化均在0.2~4.4%之間

 

測試種類

目前風險影響

延長測試週期風險影響

建議

BWR代表廠總結概述

TYPE  A

依據NRC RG 1.174區分,ILRT測試週期自10年3次延至15年1次之對應LERF值小變化(ΔLERF)為“Very Small”(<1E-07)。在大於“Very Small”範圍,其TOTAL LERF值遠低於RG 1.174門檻標準(1E-05每年)。民眾劑量與CCFP之改變亦極小。

請參考EPRI Report 1009325 Rev.2.BWR案例討論

TYPE  B

低於0.001%總風險度

8.0E-06人-侖目/年

0.001%,1.85E-05人-侖目/年,依據部分組件在測試間隔期間執行定期測試結果。每次大修測試法蘭盲板及穿越器。每24個月測試氣鎖門。

NUREG-1493內TYPE B與C其他電廠之總風險度變化均在0.2~4.4%之間

TYPE  C

0.022%總風險度4.5E-06人-侖目/年

0.006%總風險度,1.1E-04人-侖目/,測試週期48個月。1.8E-4、2.3E-4及5.01E-4人-侖目/年,測試週期分別為60、72及120個月。

NUREG-1493內TYPE B與C其他電廠之總風險度變化均在0.2~4.4%之間

註:我國使用之輻射劑量單位為西弗,1西弗=100侖目

Ø  使用(Service)─ 組件之使用環境與使用方式是失效機率之重要決定因素。例如:某電廠曾在高蒸汽流量環境下因閥座銹蝕而引起大量洩漏;某些閥因開、關頻繁而在正常運轉狀態下大量洩漏;更有些穿越器與閥因對老化性劣化(age-related degradation )特別敏感,包括高溫下的彈性密封、有環氧化物密封(epoxy seals)之電氣穿越器及機械式膨脹接頭等。持照者應鑑別這類組件並依其歷史績效來訂定測試週期。

Ø  設計 ─ 閥之型式與穿越器之設計可能影響其洩漏狀況。例如:馬達操作閥比逆止閥不易洩漏,可以有較長的測試週期。廠家對閥或穿越器零組件使用壽命之建議可作為測試週期之決定因素。有些被動式穿越器,如電氣穿越器,具有優良的歷史績效,在判定其測試週期時應考慮此相對重要因素。

Ø  安全衝擊 ─ 穿越器相對重要性可經由在事故狀態下,限制自圍阻體釋出之功能失效的潛在影響來判斷。由於尺寸大小或系統的內部連接狀況不同,在保證達成圍阻體穿越器的安全功能方面,有些組件或穿越器就比其他同類設備重要。此相對重要性在判定測試週期時要加以考量。

Ø  肇因判定 ─ 如在延長週期內發現故障失效,應執行肇因判定與改正措施。改正措施應包括共因故障機制之判定。

11.3.2 方案管制(Programmatic Controls)

如持照者考慮將TYPE B測試週期延長至60個月以上,應考慮其他事項如下:

Ø   As-found Tests:為提供更進一步保證「組件洩漏增加之可能性」維持最低,(此保證理應包含在業界資料之中),持照者應考慮要求連續3次成功as-found測試,以確認其績效符合延長測試週期之條件。

Ø   時程 ─ 為了將「非預期隨機失效」(unanticipated random failures)之負面效應降到最低,且「非預期共因故障機制」(unexpected common-mode failure mechanisms)在定期檢測模式中被鑑別檢出機率增加,持照者應考慮在其測試方案中平均分配其閥或閥組(groups of valves)之延長測試週期。持照者應在每一固定大修時程,或某些固定週期基準下,排定部份測試,故部份比例之組件定期被測試,而所有組件在大於60個月的測試週期內全部測試到。

Ø   審查 ─ 依照10CFR50 App. J, Option B建立替代測試週期之前應先對全部流程加以審查,包括電廠特定歷史績效、資料分析、偵測試驗頻率之建立;如果可行且現成可用,應加上所有安全影響評估報告。此審查應包括依據專家意見或工程判斷因應方案要求之調整。審查結果應紀錄保存。

12.0 紀錄保存

12.1 報告

應備大修後報告,說明前一週期大修所執行TYPE B與C測試結果,或TYPE A(如有執行)、B、C測試結果。技術報告一般要包含ANSI/ANS-56.8-2002內容,且可供NRC現場審查。報告中應顯示已符合適用之績效標準,此報告被用來做可被接受之連續績效紀錄文件。

應依照執照程序書來建立10CFR50 App. B, Option B執行結果。應收集並保存充分文件紀錄以佐證10CFR50 App. B, Option B已被切實執行和審查。前述文件紀錄,包括電廠特定對ILRT測試週期延長超過10年之風險影響確認評估,應可提出供內部及外部審查,但不要求提報NRC。

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