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台電核能月刊
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林枝茂(台電核安處)

前言

美國到目前為止,已有超過50個機組有意願將其消防管制基準轉換到NFPA 805準則,績效導向已然成為美國核電廠未來火災防護的新趨勢。台電公司核安處也已開始進行因應準備工作,於98年委託清華大學進行「核能電廠防火法規評估」專案研究,主要依照NEI 04-02的附錄B-1表,進行核一、二、三廠火災防護相關消防安全設備之現場訪查,以及基本火災防護方案的查核。

台電公司核能電廠之消防,除了須符合NRC法規,還要符合國內防火及消防法令之相關規定,比起美國核電廠一向以NRC法規認可之NFPA系列準則作為實際執行之程序或導則,在轉換到NFPA 805之標準規範的過程,我們的轉換作業會相對複雜且更費時、費力。所幸台電公司核能電廠之消防歷來評估與查核結果,雖有些執行面小缺失發現,但基本上均能符合10CFR 50 App.R之要求,是否要轉換到NFPA 805之標準規範尚須詳細評估其必要性與可行性,本文之主要目的即在呈現轉換到績效導向與風險告知消防管制基準之程序及技術導則,提供參考。

前面提到NFPA 805:“Performance-Based Standard for Fire Protection for Light Water Reactor Electric Generating Plants” , 是美國消防協會NFPA(National Fire Protection Association)所屬「核能設備消防技術委員會」(Technical Committee on Fire Protection for Nuclear Facilities)所建立之輕水式核電廠績效導向(性能基準)消防之標準規範,即利用風險告知PRA評估技術,找出電廠火災風險高的區域或設備,把資源集中在最需要的地方作為火災防護目標,可以達到相對實際、客觀、重點、量化之彈性管制機制,而業者則經過轉換之後,可以經由低風險(或無關風險與風險未增加)之授權自行管制等方式,減輕法規管制上的負擔,進而達到更安全、更經濟、以及更合理之消防目標。美國核管會RG 1.205認可NFPA 805之 2001 Edition,同時也在文中澄清說明了不同意NFPA 805說法而排除部份章節或條文。

這裡所談到的NEI 04-02,標題是:“GUIDANCE  FOR IMPLEMENTING A RISK-INFORMED, PERFORMANCE-BASED FIRE PROTECTION PROGRAM UNDER 10CFR 50.48(c)”,是美國核能協會(NEI NUCLEAR ENERGY INSTITUTE)提供轉換到NFPA 805持照基準的相關程序及技術導則,且其 Rev.2(2006年6月)已受到美國核管會RG 1.205核可,同樣也有例外排除部份。

由前述可知RG 1.205之重點,就在認可NFPA 805(2001年版)與NEI 04-02(Rev.2)除此之外,更強調法規立場重點,澄清NFPA 805及10CFR 50.48(c)要求,更進一步澄清改正NEI 04-02導則須修正之處,在瞭解與進行績效導向與風險告知的消防管制作業時,將很有幫助。

簡介

依據10CFR 50.48(a)要求,每一運轉中核電廠均要有消防計劃(FPP),以符合10CFR 50 App.A(General Design Criteria for Nuclear Power Plants),GDC 3(Fire protection)之要求。1979年1月以前發照的核電廠要符合10CFR 50 App.R(Fire Protection Program for Nuclear Power Facilities Operating Prior to January 1,1979),但10CFR 50.48(b)之延伸要求可以除外。1979年1月以後的持照電廠要符合10CFR 50.48(c)以及其消防執照條件與技術規範之特定承諾事項。

2004年NRC引用10CFR 50.48(c),將NFPA 805納入為參考文件,伴隨某些例外部分,允許核電廠採用符合NFPA 805之FPP作為符合10CFR 50.48(b)之替代方案,或是核電廠特定消防執照條件之替代方案。

核能協會(NEI)依據10CFR 50.48(c)建立了NEI 04-02 Rev.2「風險告知績效導向之消防方案導則」,以協助電廠將現有FPP轉換成為符合NFPA 805之消防方案。NRC認可NEI 04-02 Rev.2並視為執行NFPA 805可接受方法,且亦符合10CFR 50.48(c)要求。RG 1.205法規導則之立場(SEC.3)即在澄清NEI 04-02內涵,同時說明NRC對該導則列為例外的部份。RG 1.205 SEC.3法規立場優先於NEI 04-02。

RG 1.205所參照NEI 04-02限於 Rev.2、認可NFPA 805版本則為2001 edition。

背景

在有關消防方面的法規要求如10CFR 50.48(b),10CFR 50 App.R及其他法規導則,詮釋了在火災事件中保證核能安全的方法手段。業界和部份民眾指出為了符合GDC 3績效導向的消防水準要求,造成了不必要的法規負擔。NRC在10CFR 50 App.R部分簽發了約900件豁免案。

1998年3月26日NRC簽發SECY-98-058,NFPA與業界合作,指導核電廠如何進行風險告知與績效導向的消防作業標準。此具有共識的作業標準後來在10CFR 50.48內被認可。然後在2000年1月13日NRC核定SECY-00-009,允許以NFPA 805作為現有消防要求之替代方案。2001年2月9日NFPA標準委員會核定2001年版NFPA 805為美國輕水式核電廠績效導向消防之國家標準。

2004年7月16日NRC將2001年版NFPA 805加入成為10CFR 50.48(c)之參考文件,並在保留部份例外的情況下允許持照者以執照變更方式引用之。後來NFPA再發行後續版次,但NRC未再認可。

簽發NFPA 805之同時出版了執行導則NEI 04-02,供採用10CFR 50.48(c)的持照者參考。

消防方案之變更

10CFR 50.48(c)生效前,一般核電廠採用標準的消防執照條件。在沒有火災事件時會影響達成及維持安全停機能力的狀況下,持照者可不必經NRC核准自行變更FPP。10CFR 50.48(c)要求持照者選擇採用NFPA 805時,亦選擇執照條件改版或直接取代。持照者應申請新消防執照條件,在其內定義「可不經NRC審核而變更已核定NFPA 805 FPP」之依據(BASE)。

NFPA 805附錄

10CFR 50.48(c)之“Statement Of Consideration”內已說明該附錄不屬於該法規之一部分。

火災風險性評估

雖然持照者在轉換到依NFPA 805所建立FPP之時,可能未建立火災風險性評估模式(PRA MODEL),NRC期望其建立火災專用之PRA,以充分瞭解轉換到NFPA 805之安全性與利益。因為已有先前核定之執照條件變更依據,已具風險告知FPP之執照條件變更時不須經NRC審查核定。(RG 1.205法規立場3.1)

RG 1.205之法規立場

1. NEI 04-02導則

1.1 總論

本導則認可NEI 04-02 Rev.2(2008年4月),提供可符合NFPA 805 2001年版、10CFR 50.48(c)及其例外項目可接受的執行方法。

RG 1.205導則除提供可行方法,更強調法規立場重點,澄清NFPA 805及10CFR 50.48(c)要求,更進一步澄清NEI 04-02導則及其須改正之處。如果NEI 04-02與RG 1.205法規立場有衝突,將以RG 1.205法規立場為準。

1.2 例外與澄清

對於認可NEI 04-02之例外與澄清事項如下:

a. 除非在本導則中特別註解說明,NRC不引申認可NEI 04-02參考文件,因這類“REFERENCE”不一定全經NRC核定。

b. NEI 04-02包含了一些案例,這些案例僅為說明性質,持照者如引用這些案例要先確認其條件是否符合。

c. NEI 04-02往往參考對照NFPA 805與10CFR 50.48(c),某些狀況NEI 04-02建議有些要求為必需符合之規定(例如:以“Shall”替代“should”之處)。除非有10CFR 50.12 “Specific Exemptions”特定豁免,持照者應遵循法規要求,如果NEI 04-02與10CFR 50.48(c)及NFPA 805有衝突之處,應以後者法規為準。

d. NEI 04-02聲明業主可引用NFPA 805之績效導向方法來支持預備轉換(pretransition)消防執照基準之變更作業,NRC未認可此部分,因其不在RG 1.205導則範圍。

e. NEI 04-02聲明:「經轉換審查,既有消防方案的部分章節可以轉到新的NFPA 805執照基準…」,對於部份持照者是正確的,但不能詮釋為現有FPP就已符合10CFR 50.48(c)的要求。持照者應驗證現行FPP經此轉換之後符合NFPA 805要求。

f. NEI 04-02聲明:如果運轉員手冊行動未包含在現行法規架構內,或未經NRC預先檢定而成為「復原行動」,則他們將用變更程序來評估。NFPA 805則敘明,「復原行動」所增加的額外風險(用來驗證成功路徑可用性)必須引用績效導向方式(NFPA §4.2.3.1與§4.2.4)來驗證。

g. NEI 04-02說明:現行工程同等評估(EEEEs)可用來替代NFPA 805 §4.2.3內的定論要求,NRC僅在符合RG 1.205法規立場2.3.2的情況下才認可。

h. NEI 04-02條列了不須執照修定的變更案例,在轉換NFPA 805之後,允許自行修訂電廠特定執照條件。NRC不認可此類案例。在電廠特定執照條件內已有自行變更的類型(the types of changes)規定。

i.  NRC不認可NEI 04-02提供的標準執照條件案例,RG 1.205法規立場3.1提供標準執照條件案例。

j.  NEI 04-02 列出FPP變更後,執行前須經NRC核定的項目,NRC認可但排除下列情況:如果有任何部分變更項目不符合風險評估接受標準(RG 1.205法規立場3.2.3),則其總合之變更(combined changes)仍要經NRC審查核定。

k. NEI 04-02 §1.5說明:“現行執照基準”(CLB)與“預轉換(Pretransition)消防執照基準”在文件內可以互換。因為此處CLB定義與10CFR 50.54“Requirements for Renewal of Operating Licenses for Nuclear Power Plants”,及10CFR 50.54(f)內CLB定義不同,故NRC不認可此部份說明。

l.  NEI 04-02 §2.2.1說明持照者可向NRC總顧問詢問「NFPA詮釋是否可接受」之非正式意見。NRC總顧問辦公室不提供此類意見或解釋。

m.NEI 04-02 §2.3.1提及兩件通知(bulleted items)持照者可用以驗證NRC核准特定的FPP。NRC不認可第二項通知,因為其中提及一項討論暗示NRC會默許接受,或者NRC會依據特定FPP驗證解釋認定已被包含而予以接受。

n. NEI 04-02 §4.6.1條列執照變更要求的關鍵項目,NEI 04-02 APP.H也提供了一個執照修訂的樣板案例,該資料不完整,例如NEI 04-02 §4.6.1就未包含支持PRA模式或執行NFPA 805風險評估的品質參考文件。持照者要保證所提充分適用資料,符合NRC所要求。

o. NEI 04-02 §2.3.3討論NRC內部對NFPA 805轉換加強縝密審查的政策,NRC不認可該章節,因其已過時且未適當表現NRC政策。持照者應參考目前網頁之現有資訊。

p. NEI 04-02 APP.D與NFPA 805 APP.C內有關選用火災模式之詳細討論,NRC僅在符合RG 1.205法規立場4.2狀況下,認可該模式選擇之討論內容。持照者執行分析應包含適當的技術判斷、方法、及資料。

2.執照轉換過程

2.1 轉換時程

10CFR 50.48(c)並未指定FPP需符合NFPA 805之期限,但要求進行NFPA 805轉換時要併同提出執行時程。

2.2 執照修訂要求

2.2.1 現行FPP之不確定因素

NRC沒有特別針對現行FPP核定的全面性文件說明(如:依照10CFR 50.12(特定豁免)核定要求),結果使消防執照基準產生不確定性。如果持照者希望很清楚地被認定符合10CFR 50.48(c),就要提出電廠FPP的要素,如復原行動之有效採用與電路分析方法等等,使NRC獲得其執照處理的各項細節元素,順利進行審查。

2.2.2 FPP元素與基本要求之績效導向分析方法

依據10CFR 50.48(c)(2),持照者可要求NRC引用NFPA 805績效導向的方法來審查是否符合FPP元素和NFPA 805 Ch.3的基本設計要求。持照者應提出下列詳細充分資料:

1.符合NFPA 805有關核安與放射線外釋的績效目標、目的與規範

2.維持安全餘裕

3.維持消防深度防禦(防火、偵測、滅火、緩解、火災後安全停機能力等)

2.2.3 風險告知或績效導向替代NFPA 805

10CFR 50.48(c)(4)要求,持照者可要求NRC核准引用替代風險告知與績效導向方法來驗證符合10CFR 50.48(c)之規定,則業主要提供:

(1)符合NFPA 805有關核安與放射線外釋的績效目標、目的與規範

(2)維持安全餘裕

(3)維持消防深度防禦(防火、偵測、滅火、緩解、火災後安全停機能力等)

執照修訂文件內要有能驗證符合NFPA 805替代方案方法之完整而簡明細節,也要有能驗證替代方案可被接受之重要參考方法(如:Topical Report)供NRC先期審查核准。

這些能替代方案驗證方法,要在執照修訂文件內有適當的說明且經NRC核准,可放在FPP執照內申請修訂,電廠亦可據以逕行現場變更。

可使用已核定的替代風險告知與績效導向方法來進行FPP變更。已核定之替代風險告知或績效導向方法之後續變更,要在引用於FPP執照之前經NRC審查核定。

2.2.4 風險評估

依10CFR 50.48(c),持照者可用績效導向方法評估防火區,績效導向方法可能是火災模式分析或其他工程分析(如NFPA 805 §4.2.4.1)、火災風險評估(如NFPA 805 §4.2.4.2),或者符合NFPA 805的風險告知,或績效導向替代方案(如:10CFR 50.48(c)(4))。不論運用硬體(設備與系統)功能改善或運轉員行動改善,這些方法都可用作NFPA 805定論分析規範之替代。(注意:EEEEs NFPA 805 §2.2.7可用以驗證定論分析,參考RG 1.205法規立場2.3.2)

執照修訂要求清楚驗證,已符合10CFR 50.48(c)與NFPA 805,包括所有的風險評估要求,且其品質符合RG 1.205法規立場4.3。

NFPA 805 §2.2.9與§2.4.4提供一種風險分析及電廠變更評估的方式。本導則3.2提供電廠NFPA 805轉換電廠變更評估,NFPA 805 §4.2.4(參考RG 1.205法規立場2.4)則提供定論分析替代方式之風險評估,以及某些復原行動引起之額外風險評估。火災風險評估用作NFPA 805轉換之用。

RG 1.205法規立場2.2.4.1,描述符合NFPA 805風險評估時風險增加之可接受程度。RG 1.205法規立場2.2.4.2,則規定火災風險造成總風險度增加要在可接受限度內。

2.2.4.1 火災風險評估(包括復原行動)

每一防火區都要評估火災風險(CDF與LERF)。某些案例替代定論分析的復原行動已先由NRC核定,所增加風險度要隨轉換執照修訂申請時提報。前已審查合格替代定論分析要求可被挾帶(Carried Over)進入NFPA 805執照基準內。總之,先已核定之「復原行動」在轉換過程中,執行火災風險評估時要考慮其增加之風險度。RG 1.205法規立場2.2.4.3提供該導則。


Figure 1. 轉換作業預先核定復原行動(RAs)中火災風險評估作業架構

圖一為前述概念架構之簡圖,本圖自依NFPA 805方式執行各防火區風險評估。本流程自(1)開始,即開始執行NFPA 805 §4.2.4.2績效導向(PB)的風險評估。先前已核定復原行動的額外增加風險與NFPA 805定論評估準則比較結果,要在執照轉換修訂申請時提出。如果此額外增加風險度(2)超出RG 1.174  2002年11月版(執照基準變更PRA),而其與其他定論分析要求之變數比較後,增加淨值大於RG 1.174接受值,一般而言NRC不會接受。應注意RG 1.174要求可能是CDE, LERF或兩者都要。如果防火區的VFDRs增加(如設備或電纜不符要求而且先前未經NRC核准),則該VFDRs會被列入定論分析,或用該防火區其他降低之風險值來抵銷(3)。當已核定復原行動增加風險值,已呈現超出RG 1.174要求的防火區之淨風險值上升的情況(4),NRC通常不會接受。(如(5)所示)

如果防火區之淨風險未增加(4),或者,定論評估替代方案總增加風險,包含先前已核定者與未核定者,未超出RG 1.174要求,則NRC通常會接受(6)。

2.2.4.2 執行NFPA 805之全廠△K

採用NFPA 805之總△K(Total Plant Delta Risk)為各防火區風險度增減總合(包括先前已核定復原行動產生之增加風險度),此總風險度應符合RG 1.174接受標準,且應注意RG 1.174為評估各特定準則之風險衝擊,可能要求Total CDF或LERF,或兩者均要符合。

2.2.4.3 電廠變更評估之風險度基準

當轉換到NFPA 805執照基準時,是以完全實施NFPA 805之時間點的電廠風險度作為往後電廠變更評估的基點。

2.2.5 無功率運轉模式

NFPA 805引用範圍包括電廠停機、設備劣化(degraded condition)、除役各運轉模式,RG 1.205導則4.3.3及NEI 04-02 APP.F,則提供無功率運轉模式之詳細導則。

2.2.6 輻射外釋轉換

FPP持照者應符合NFPA 805 §1.5.2輻射排放準則,執照修訂時要明確驗證在轉換時要符合該規定,要說明煙與滅火劑在各防火區,不同運轉模式下造成交叉污染的處理情形(水與煙自污染區直接通過清潔區),且外加下列各項:

(1)   辨識系統、元件及流徑的方法。

(2)   FPP元素包括方法、系統、程序控制、流徑等。

(3)   消防隊訓練與設備維護,為用以維持設備可靠性與消防人員效能等的電廠方案的說明。

(4)   可用以證明符合排放規定的範圍分析、風險分析、量化風險度分析等。

2.3 現行FPP過渡到NFPA 805

某些情況,NRC准許現行FPP內的豁免或差異(deviation)可以變成NFPA 805可接受的替代方式。轉換準備時,某些FPP執照基準元素可用以提出證明符合NFPA 805,包括已核定的豁免、差異及安全分析報告等,但不能算是「已核定FPP之修訂」,也不包含在NFPA 805 §2.4.4電廠變更評估的範圍。總之,不論是否為FPP執照基準轉換的一部份,某些復原行動要依照RG 1.205法規立場2.4所述引用績效導向方法。

2.3.1 NFPA 805,Chapter 3.已核定替代方案、基本消防方案、以及設計元素

NFPA 805內說明:NFPA 805 Ch.3已核定替代方案,優先於NFPA 805 Ch.3。10CFR 50 App.R不適用於1979年1月1日前運轉的電廠,NRC延伸接受1976年8月之前的FPP安全評估報告;當BTP App.A與APSCB9.5-1出版之時,NRC在1981年2月19日之前簽發之評估報告中,認為之前的FPP安全評估報告可被接受。此類消防設施執照條件,參照這些構成FPPs主要部份之法規基準的安全評估報告。

那些證明NRC核定符合Ch.3要求之替代方案的文件,包括核定的豁免或差異事項與電廠特定執照行動有關的FPP安全評估報告等。NRC不以檢查報告、會議紀錄及NRC未回覆的持照者信函等來核定申請案。

如果NRC人員確定原已核定的豁免與差異繼續有效,則其優先於NFPA 805 Ch.3條文規定。此處“Valid”意為可繼續引用這些原已核准的豁免或差異之技術基準(例如:電廠改善或變更案未能打消原豁免或差異的成立基礎假設,或未出現新資料可消除原發現缺失)。

因為有些情況NRC核准引用10CFR 50.48(c)及NFPA 805可能取消豁免要求,所以NRC也可能廢止原NFPA 805持照者執照修訂的豁免案。

2.3.2 先前已核定之NFPA 805 §4.3.3替代方案、定論性要求

NFPA 805 §2.2.7說明「既有工程同等評估」(EEEEs),當採用定論法,持照者應依第4章,可使用EEEEs評估電廠既有消防系統設計符合定論規範。此EEEEs必須先明確驗證與定論規範有同等水準。

過去,持照者在自轉換前防火法規(如App.R)提出且獲准豁免和差異許可。只要NRC依照NFPA 805 §1.6.52規定,證明安全停機成功路徑符合要求,其豁免或差異繼續有效,業者就可據此提出符合NFPA 805 Ch.4之定論評估之規定。

NRC會參照有效的豁免或差異,來依據NFPA 805 §2.2.7核定持照者採行NFPA 805。NRC也會依10CFR 50.48(c)及NFPA 805之適用,而取消原已核定之豁免或差異案。

如果某豁免或差異案未被核准,持照者可使用EEEEs來進行同等評估,但要符合下列要求:

a. 要確認EEEE水準與NFPA 805 Ch.4要求等同

b. EEEE不以風險計算為基礎

c. EEEE不包括NFPA 805 §1.6.52定義的復原行動(以證明安全停機績效規範的成功路徑適用性)。

有一種EEEE通常是參照GL86-10,允許持照者在火災時不影響達成並維持安全停機能力的情況下,可變更FPPs標準執照條件而不須經NRC核准。因此可能未驗證已符合NFPA 805 §2.2.7所要求的同等評估,持照者應證實前述NFPA 805 §4.2.3定論要求的三個條件。

NEI 04-02 §4.1.1提及NFPA 805轉換過程,應審查EEEEs之品質是否仍符合,及其基準是否仍有效。此審查結果,要能作為判定是否符合NFPA 805 Ch.4的依據。NEI 04-02 APP.B-3與RG 1.189內有審查EEEEs相關導則。

NEI 04-02 §B.3.2聲明,持照者在申請執照變更內應總結EEEEs已驗證消防系統設備為「可適當克服風險」(adequate for hazard),否則,就要說明已引用EEEE來驗證符合法規,且簡要說明評估情形。持照者依RG 1.205法規立場2.2.1,要求NRC核准「可適當克服風險」之EEEE,細節說明至少包括(1)各狀況之概述(2)各狀況評估結論(3)各狀況處理結論。

2.4 復原行動(Recovery Actions)(註:在主控室外或主要控制站外操作設備以達到核安績效法則之行動,包括更換或修改設備)。

依NFPA 805 §1.6.52要求,以復原行動驗證安全績效法則之成功路徑,不符合NFPA 805 §4.2.3的定論要求。因之,持照者不論其復原行動是否先前已經NRC核定,都要依照NFPA 805 §4.2.3.1要求,運用RG 1.205法規立場2.2.4績效導向法,評估NFPA 805 §4.2.4要求之額外風險。

NFPA 805 §4.2.3.1指出,應按§4.2.4要求執行額外風險的復原行動。那些成功路徑如果是「運轉員操作」不成功,會造成不能符合「一個須用來完成且維持核能安全績效法則的成功路徑所需電纜和設備」因火災而引起故障失效的情況。其他未涉入該成功路徑,對付火災引起與其他故障合併失效的運轉員操作,可放在電廠程序書內或PRA項目,也算是復原行動,但不必評估其額外增加之風險度。

NRC人員指出2種在控制室以外的運轉員行動,可以認定為在「主要控制站」內進行。此2種情況與先前已經NRC核准的替代與驗證停機控制有關。一旦自主控室的移出,此即成為主要控制站,而在其內的運轉員操作,即使是完成並維護核能安全績效法則之動作,都不再算是復原行動。那些不在控制室的「完成且維持核安績效法則」的行動,且也不在前述2種狀況之內者,就要被視為NFPA 805所定義的。

a. 第一種狀況牽涉到為符合App.R § III.G.3所述的「驗證停機」而設置的控制系統及組件。NRC認為操作這類設施,即為在主要控制站的操作。為驗證停機概念下裝設的系統與組件,是在控制室以外操作的,而且要在完全分開的防火區內,這些系統或設備不能在主控室內操作。驗證停機設備的操作,不能視為復原行動,因其已被定義為主要控制站。

b. 第二種狀況是經修改來符合App.R § III.G.3「替代停機」的那些控制系統與組件,是針對火災引起的主控室撤退時獨立且電氣分離(與主控室)而設的控制站。一旦運作其設備系統控制在獨立性與電氣方面與失火區分離,即被視為主要控制站,但下列法則須符合

(1)  當主控室不再使用,該地點就成為主要指揮與控制中心,控制室團隊要轉移進入該區,並使用替代停機控制設備來執行安全停機。

(2)  該區要有必要的系統組件、電廠參數指示及通訊,供運轉員適當而安全操作替代停機設備。

(3)  在此區要有一個以上的控制組件(單一現場操作元件,如電動閥之手輪,不符合此定義)

 

 


Figure 2 Illustration of Primary Control Station for Defining Recovery Actions 

3. NFPA 805消防方案

NFPA 805依10 CFR 50.48(c)定義NRC為授權主管機關AHJ (the authority having jurisdiction)。

3.1 標準執照條件

依10CFR 50.48(c)(3)(i)規定,執照修訂申請必須標明執照條件修訂或換新。NFPA 805與10CFR 50.48(c)指出,「績效導向的FPP」必須透過執照修訂經NRC特別核准。當NRC核准績效導向FPP轉換,某些變更不必經過NRC先行核准。此反映於10CFR 50.48(c)之法規分析:「持照者可選擇適用NFPA 805所述風險告知與績效導向方式,而不要求每次與現行規定有差異時就提出豁免或差異申請。」


可以不經NRC核准之風險告知變更

風險評估之方法與資料要被NRC接受,其變更特性與範圍要適當評估,以運轉與維護現況為依據而反應運轉經驗。可接受的方法,有經同業評估的消防PRA模式、NRC已核定過的電廠變更修訂案,或NFPA 805內NRC核定之評估方法,或經驗證在風險衝擊安全範圍內的方法。

(a)  NRC不要求審核風險度降低之變更,但必須符合多重防禦且維持足夠的安全餘裕之原則,要在完成評估後才進行變更施工。

(b) CDF增加小於1×10-7/year且LERF增值小於1×10-8/year之單一變更,不必經NRC審查。同樣要符合多重防禦及足夠安全餘裕原則,且變更前先完成評估。

其他可不經NRC核准之變更

(1)    與NFPA 805 Ch.3相關基本FPP之變更

經驗證其元素功能同等或可應付風險,可不須經NRC核定,但要由合格之消防工程師來執行工程評估,與總結這些變更不影響元件、系統、程序書或物理性之功能,評估時依據相關技術標準與要求規定。

持照者可能引用工程評估來驗證變更NFPA 805 Ch.3,因為其替代方案“可應付風險”(adequate for hazard),須由合格消防工程師依相關法規評定功能,NFPA 805 Ch.3特定章節如下:

1.Sec. 3.8火災警報及偵測系統

2.Sec. 3.9自動與手動水基滅火系統

3.Sec. 3.10氣體滅火系統

4.Sec. 3.11被動消防設備

 

 

(2)    未超過最低風險衝擊的FPP修訂

NRC不要求這類案件送審,但持照者要保證維持多重防禦與運轉安全裕度原則。

轉換執照條件

1. 如下項(2)所訂,除非變更已經驗證大於最低風險限值,如前述第(2)項所載,持照者消防方案之風險告知修訂,可不經NRC預先審核。

2. 為轉換而完全符合10CFR 50.48(c),持照者應完成轉換到新的消防執照基礎需要的特定改善項目。

3. 在前項改善未完成前,持照者應維持其補償措施。

3.2 NFPA 805變更程序

3.2.1 變更之定義

NFPA 805包含已核定FPPs之修訂規定(在完成轉換到10 CFR 50.48(c)執照時)。NFPA 805 §2.2.9與§2.4.4要求,任何已核定之FPP元素的變更需有「電廠變更評估」:

1.FPP有關的物理性修改

2.方案性修改(如:程序書、假設條件、或分析之變更);或

3.原狀況(物理性或方案性)與FPP不符合

涉及依現況使用(如不符合狀況)要有適當的補償措施,一直到改善完成符合可接受狀態。已發現缺失之接受,可由NRC審查及核定,或者自行依持照者消防方案執照條件接受結案。

3.2.2 電廠變更評估

持照者應依電廠變更評估規則,執行工程評估以驗證其變更符合10 CFR 50.48(c)要求。不論使用任何方案,均要執行包括風險性、多重防禦、以及安全餘裕等的整體評估。

RG 1.174可提供NFPA 805變更之評估導則。

NFPA 805 §2.4.4.2「深度防禦」說明消防與核能安全應維持其相關性之深度防禦觀念。

NFPA 805 §1.2可經由下列元素來平衡而達到深度防禦之目的

(1)自始防止火災發生

(2)迅速偵知、控制並滅火以限縮其損害

(3)針對建築、系統及重要安全組件提供適當防護,使未能迅速撲滅的火災,不會妨礙重要安全功能。

透過防止爐心損毀、圍阻體失效及事故後果之減輕等的合理平衡,而達到核能安全深度防禦之哲理目標。

3.2.3 NRC核准FPP變更

以下列出「執行前應以執照修訂方式提出經NRC審查核准的FPP變更」:

(1)     不能符合已核定執照條件接受標準的變更。

(2)     除非已列於電廠消防執照條件,涉及NFPA 805 Ch.3之FPP基本元素與設計要求,且引用績效導向方式的變更。

(3)     為符合NFPA 805而以風險告知與績效導向方式評估的替代方案變更,但未經依10CFR 50.48(c)(4)以執照修訂核准者。

(4)     合併變更案其中有單一變更案不能符合已核定執照條件之風險接受標準。

3.2.4 不需經NRC核准之電廠變更

RG 1.205法規立場3.1,所述標準執照條件已訂定NFPA 805變更不必經NRC核准的準則,其內之風險接受標準為NRC所接受。經由已核定執照條件,持照者依據RG 1.205法規立場4.3所提風險告知之變更,不必經NRC審查。此類變更限於其風險評估方法可適當地驗證其風險,增加符合接受標準,必須維持深度防禦與安全餘裕的水準。

持照者應紀錄所有變更以符合RG 1.200(“An Approach for Determining the Technical Adequacy of Probabilistic Risk Assessment Results for Risk-Informed Activities”)§4規定,並依NFPA 805 §2.7保存。

3.2.5 合併變更及風險之累計

轉換到NFPA 805後,FPP變更之累計風險,就是變更之風險與轉換基準風險之比較結果(RG 1.205法規立場2.2.4)。而且,轉換到NFPA 805後,只要將FPP之變更的風險加入累計風險評估。

在RG 1.205法規立場3.1之案例內,NRC選擇較低的風險接受標準,以確保自行變更之累計風險值可被接受。在轉換至NFPA 805後申請FPP變更時,應說明為了採用NFPA 805而引起的累計風險衝擊。

NFPA 805 §2.4.4.1進一步說明,如有多個變更為了評估風險值而合併處理時,其單一變更逐一要評估,因單一風險增加可能會被其他項目之風險降低而合併。可參考RG 1.205法規立場2.1.1與RG 1.174 §2.12。

3.3 電路分析

NEI 00-01 Ch.3提供採用NFPA 805時可接受之電路分析方法。當不能符合NFPA 805 Ch.4保護電路定論式要求時,與誤動作數量有關的電路分析假設、發生方式(連續性或同步發生)以及各動作間隔時間等,須以工程評估來支持,工程評估或測試結果(或兩者),須可被NRC接受。不符合NFPA 805 Ch.4,與未被NRC依RG 1.205法規立場2.3.2預先被NRC核定之保護電路,可引用風險評估(轉換)或NFPA 805內之電廠變更評估(轉換後)方法來進行評估。

NEI 04-02 §B.2.1提供火災後安全停機電路分析時,找出與過濾多重誤動作之可接受的方法。持照者可使用火災風險分析或電廠變更評估(RG 1.205法規立場2.2.4/3.2.2)來處理未被篩選出的誤動作。

核能安全電路分析,應包含誤動作與未能復原設備造成的損害,包括NRC IN 92-18內的損壞形式。部份持照者以MOV過熱、過載保護裝置未對應IN 92-18(Potential for Loss of Remote Shutdown Capability During a Control Room Fire)損壞模式,此種情況應依RG 1.106 Rev.1處理之。

IN 92-18所述之故障類型,是在火災後安全停機分析未考慮的失效機制案例,防護其中一種故障,並不排除可應付其他火災引起之失效機制。


4. NFPA 805分析方法與工具

4.1 前言

NFPA 805 §2.7.3規定,業主驗證符合核安與放射性排放之工程分析品質和方法之要求。

4.2 火災模式

NEI 04-02 §5.1.2為火災模式之導則,適用於NFPA 805轉換,符合NFPA 805要求及其模式之V&V(verification and validation)。持照者可能使用其他火災模式,則要提出其可接受的V&V驗證。持照者亦可提NRC先前已核定過之模式,如已列在報告(General report)且能驗證其適用範圍與V&V可符合要求之模式。

NFPA 805 App.C與NEI 04-02 App.D討論火災模式及其限制,NRC僅認可其火災模式、方法、資料及案例,經過適當驗證,可適用特定的申請案。

4.3 火災風險機率評估

依NFPA 805 §2.4.4(變更評估)及 §4.2.4.2(風險評估)來執行火災PRA評估,要有充分技術支持。依據NFPA 805 §2.4.3.3,NRC要求要有可接受的PRA方法、方式及資料。

評量PRA結果之技術適當性有兩種情況,首先PRA基礎(如:基準模式the baseline model)須適用。第二,其分析、假設申請案因果關係(cause-effect relationship)近似架構等的技術適當性。

前一狀況,持照者可引用符合同業評估及自我評估流程(RG 1.200)來證明。RG 1.200已認可,確認澄清與認證ASME/ANS RA-SA 2009。

業主可用敘述說明,特定模式之每一因果關係來證明符合第二情況。NRC會審查這些PRA模式,且特別注意在NUREG 0800(“Standard Review Plan for the Review of Safety Analysis Reports for Nuclear Power Plants”)§19.1所述之關鍵假設(如對該申請案特別重要者)。

業主申請案應依RG 1.200 §4.2所規定文件,提出特定PRA基準分析。有關NFPA 805風險評估之PRA標準「支持規定」(Supporting requirements),NRC立場為以第II類能力(Capability Category II)作為一般接受標準。如果業主堅決主張,第I類能力亦可接受,但應提出相關證明。業主亦應評估,是否有些PRA須符合第III類能力。

NRC將依據RG 1.200來審查NFPA 805有關的所有設備變更,亦據以提供自行核定變更案的信心。自行核定案件,應納入同業評估所提可能衝擊的懸案。有重大衝擊的未解決議題要加以處理,RG 1.205法規立場3.2.4,有自行核定包括因果關係模式方法之導則。

NRC與EPRI建立了NUREG-68501/EPRI 1011989,為消防PRA之方法論,其結果保守,業主可選用來執行詳細的電廠特定分析,而得到極為落實的消防PRA模式。

業主在依NFPA 805轉換FPP時,不必提出全區設備的消防PRA,但必須建立一個足夠的範圍之特定消防PRA,來證明符合NFPA 805 §2.4.3與§4.2.4.2的全區風險告知方法。RG 1.174要求評估變更之風險度是否符合特定導則時,會要求total CDF, LERF(或兩者都要)。如果全區都未採用PRA,業者要在轉換或依10CFR 50.48(c)進行變更時,提出替代方法。

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