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台電核能月刊
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林枝茂(台電核能安全處)

前言:

美國NRC自1975年3月22日Browns Ferry Nuclear Power Plant一號機火災發生後,調查結果認為保險方面之防火旨在人員安全與財物保護,不足以涵蓋核安議題,尤其在多重後備之重要安全系統設備之保護方面,諸多問題與漏洞,自此開始進行延續多年、耗費大量人力與資源的核電廠消防法規之檢討與改善。

其間檢討與改善之範疇,依時序之演進,重要項目內容有:要求業主區分防火區、增強行政機制、完成FPP(Fire Protection Program)導則、出版消防法(Fire Protection Rule)、提出消防法規豁免程序、提供績效導向評估導則、建立電路分析之風險告知解決方案、進行一系列電纜防火測試、以及提出火災後安全停機電路要求之說明等等,這些檢討與改善行動,係以簽發許多不同的法規(rules)、重要通訊(generic communications)、檢查導則(staff guidance)、及其他文件來達成建立管制基準之目的,RG 1.189內對其演進過程有所說明,對於原先看到美國NRC繁複的消防法規就頭疼不已的人,可以在短時間就得到清楚的概念。上、中輯已於台電核能月刊328、329期刊出,本次刊載下輯並分述如下。

4、建築設計/被動特性

4.1一般建物與建物系統設計

此章節提供廠房佈置、建築材料,以及重要高效率防火保護之建物系統設計等導則。法規立場4.2則提供被動防火屏障導則。

4.1.1建物元件可燃性與特性

內牆與建物配件、隔熱材料、輻射屏障、及隔音設備均應為不可燃。火災風險分析內應指出電廠SSCs與特定防火設施使用可燃材料之處。金屬平頂建築應使用於UL Class 1之不可燃材料。

4.1.1.1內部裝璜

內部裝璜應不可燃。下列材料可不必經核可之實驗室檢測證明合格即可被接受。a.塑膠、隔音塑膠、石膏塑膠板,不論平板牆面或油性、水性油漆。b.磁瓷磚、瓷片。c.玻璃及玻璃(磚)塊。d.磚、石、混凝土塊、平面或漆面。e.鋼板與鋁板、平板、油漆、或塗釉者。f.乙烯基、瓷磚、乙烯基-石棉、亞麻地磚、混凝土之瀝青磚。懸吊式天花板與其支架應為不可燃建物。除法規立場6.1.2之規定項目外,隱藏空間不可有可燃物。

4.1.1.2測試與考核

內裝應為不可燃或為下列實驗室驗證合格:a.ASTME-84表面擴散率<25,生煙率<450。b.依ASTM D-3286潛熱釋放<8141kj/kg,(3500 BTU/lb)。c.依NFPA 253測試「地面覆蓋臨界放射波」。

4.1.2分隔區、防火地區、與防火區

依據GDC 3,重要安全SSCs必須設計且裝置使火災及爆炸效應減到最低。GDC 3分隔概念是以被動防火屏蔽來將電廠分成各區或區段。

4.1.2.1防火區段(Fire Areas)

防火區之定義是將電廠建物用防火屏蔽與其他地區分隔,這些屏障包括建築組件,如桿柱、欄柵、穿越密封、防火門及防火風門等。防火區定義其防火屏障要有3小時以上耐火等級且達到:a.將在非安全有關區域可能因火災而影響安全功能者隔離。b.分隔多重設置之重要安全系統串。c.在多機組廠分隔獨立機組以符合防火要求。

4.1.2.2防火區(Fire Zones)

是防火區段之次級分類,依據火災危險分析內已確認該區域範圍內有消防系統可提供適當風險水準之防護者,稱為防火區(Fire Zones)。可使用火災危險分析來決定防火區之界限。該區重複設置、替代或主要停機系統之保護應依據最大假設火災及其可能損害程度來決定。

4.1.2.3接近與疏散路徑之設計

應規劃全廠人工滅火路徑,及安全停機操作人員接近與疏散之安全路徑,包括火災與災後人員之可停留性,通往安全停機SSCs路徑對火災之保護或隔離等。迅速緊急進入上鎖之電氣區域之必要人員應確實組合使用下列器材:

a. 可靠不中斷之輔助電源,可含蓋整個電氣上鎖系統,包含其控制設備。

b. 電氣上鎖裝置要有以安全為目的之安全模式,在主要與輔助電源均失去的情形下,備有機械方式與相關程序來解除電氣上鎖裝置。

c. 定期測試所有上鎖系統與其機械解除工具以確保其可用性或功能性、以及其切換至輔助電源之能力。參考法規立場4.1.6及4.1.7。

4.1.3電氣電纜之消防設計

4.1.3.1電纜設計

電氣電纜施作應通過IEEE 383或IEEE 1202之火焰測試(flame test)。1976年1月前運轉電廠之電纜未能符合IEEE 383之測試要求者,所有電纜都要以已核定之防火漆予以被覆且適當降其耐火等級,或者以自動滅火系統保護之。雖然防火被覆之電纜顯示降低火焰擴張,但以10CFR50 APP.R Section III.G.2的保護要求而言,被覆電廠是被列為可燃性的。此外被覆電纜在火災時是會引火的。新反應器光纖絕緣與被覆也應符合IEEE 1202要求。

4.1.3.2電纜溝/槽施作

電纜槽只能以金屬製造。導線管只能用金屬管,不能用薄金屬管。撓性金屬管只能用於短距連接。電纜槽僅能用於裝設電纜。

4.1.3.3電纜系統防火偵測與滅火

電纜室以外的多重設置電纜系統應互相分離,且要自可能失火曝露之非安全有關地區有3小時之耐火等級之隔離。有重要安全電纜之地區要有偵測器。人工操作之消防栓可能用以作為主要滅火方式(取代自動消防系統),條件是:單一重要安全電纜槽區,以3小時以上防火等級之防火屏蔽隔離,設有正常接近路徑,並符合下列要求:

a. 同一防火區610mm(24”)或同等級電纜槽,不能超過6槽。

b. 非維持熱停機須用之系統相關儀器、控制、或電源之電纜。

c. 該區內電纜通過路徑、電纜槽要有偵煙器、熱偵檢器。

其他區域可能而不引用3小時防火屏障隔離之多重設置重要安全電纜,或人工滅火不能接近的電纜槽,應以自動滅火系統保護之。

4.1.3.4電氣電纜之隔離

要確保單一系統火災不會損及多重設置系統。因之,法規立場5.3內之分離導則只適用於支持火災後安全停機系統之電氣電纜。所有其他多重設置之Class 1E電氣電纜應符合R.G 1.75之分離導則。

對於既用於災後安全停機系統又用於事故減緩系統設備的情況則要引用較嚴格之法規立場5.3規定。

1976年7月以前取得建廠許可之電廠,不能符合R.G 1.75重要安全電纜,均要以核准之防火材料被覆或以自動水滅火系統保護之。

4.1.3.5變壓器

有火災風險之重要安全變壓器應符合法規立場7.3之要求。

4.1.3.6電氣開關箱

高壓電氣箱(480V以上)為關切重點。高壓電氣箱要有適當的空間或實質物理屏障來保護鄰近設備等。有重要安全電氣開關箱之廠房應設全區自動防火偵測、自動與手動滅火系統等保護。

4.1.4 HVAC設計

妥適的通風系統可經由預防燃燒生成物擴散至其他區域而限制火災的損害。通風系統電源與控制電纜可能需要特別保護。機械通風系統之電源和控制應依實際狀況需要而設置於防火區外面。

含放射性氣體與煙霧應依R.G 101內緊急計畫規定進行監測。通風系統設計應保證不當操作及單一故障不會違反輻防管制規定,並包括圍阻體保護公眾安全及維持運轉人員操作可居性等功能。

4.1.4.1過濾煤介之可燃性

安全有關設備之過濾器應符合R.G 1.52之要求並依照火災風險分析結果予以防護。

4.1.4.2煙氣控制/移除

煙霧與腐蝕性氣體應直接排出到不影響重要安全的區域,為易於人工滅火,易產生濃煙地區應考慮分離排煙與排熱。

4.1.4.3可居住性(Habitability)

為了確保緊急使用之房間或空間可居住性,下列地區應考慮可居性:a.主控制室。b.火災後安全停機區域。c.人員接近與疏散通路。樓梯間要設計將侵入煙氣降至最低且可用作滅火通路,逃生路線標示清楚。

4.1.4.4防火風門

為有效限制火災傳播,防火屏蔽之通風導槽穿越器應以自動開、關之防火風門來保護之。NFPA 90A有相關導則。

4.1.5洩水

裝有固定水滅火系統又無防淹水設施與使用消防水帶的重要安全地區,要裝設洩水口。一個區域內釋放出消防排水不會損害到附近重要安全設備,應建立程序書以管制消防排水口不阻塞。裝有氣體滅火系統的地方、排水口應裝適當的密封,或者增加滅火劑預備量以補充自排水口損失之量(見法規立場3.3.2)。重要安全設備區排水設計要將可燃流體溢出可能性降至最低,可能含放射性者應在排出之前收集分析。

4.1.6照明

應備有緊急照明,視需要且包含全廠區用以支持滅火及安全停機操作活動,包括進出通路及安全停機區域。

4.1.6.1疏散安全

依法規立場4.1.2.3導則提供緊急照明。

4.1.6.2火災後安全停機

業主應提供下列固定及手提式照明:

a. 在安全停機操作及進出通道應備有固定自給式螢光或光柱照明,且每個至少均要有支持8小時電源。緊急照明光度應足夠讓操作人員進入並執行緊急安全停機操作。替代或驗證停機盤之光度亦要足夠。業主應依10CFR50 APP.R Sec III.J設置緊急照明,並要現場測試燈光足夠支持想進行之作業。緊急照明應定期維護、初始及定期現場測試。

b. 應備有「密封-光束、電池、可攜-手持式照明燈」供消防隊及執行安全停機人員使用。使用集中電池電源緊急照明,其配電要有保護裝置。

4.1.7通訊

通訊系統設計應在最大可能噪音環境下,緊要地區人員在火災情況下能保持有效聯絡,雙向語音通訊至為重要,應備適當通訊如下:

a. 應在預選地點設置獨立於廠內正常通訊之固定緊急通訊系統。

b. 應提供手提式無線電通訊設備且該設備不可干擾電廠安全團隊通訊。

4.1.8爆炸預防

應標示出原地與傳播性爆炸危險並予適當預防。無法消除之傳播性爆炸危險應予控制及適切防護。

系統流程包含氫氣供應以及與氫及爆炸氣體有關的系統應限制其濃度在爆炸濃度50%以下,或者限制其含氧量。氫氣供應及分配系統要有減輕系統損害之特性設計,周圍有檢測設備之雙層管路,及防高壓破裂膜片等裝置(法規立場7.5),大量氣體(含液化氣體)貯存與相關管制應符合業界通則及相關NFPA標準。R.G 1.91提供相關風險評估導則。

4.2 被動耐火設施

4.2.1建物防火屏蔽

建物組件經合格實驗室測定耐火時數用來防止火災擴散者,是為防火屏蔽。如無法確實達到測試架構條件,現場設置時應遵守:a.防火屏蔽材料要有連續性。b.要保持防火屏蔽之厚度。c.支撐結構特性要與測試架構一樣。d.防火屏蔽之運用與「最終使用」(end use)應與測試條件相同。e.架構應由合格人員認證且達到保護功能之要求等級。

新反應器設計應依法規立場4.2.3,於安全停機成功路徑間設置防火屏蔽,且將對現場電氣槽屏蔽系統之依賴降至最低。

4.2.1.1牆、地板及天花板組件

牆、地板及天花板組件均應為不可燃(法規立場4.1.1)。防火牆建造可引用NFPA 221,所有材料應經合格實驗室測定耐火時數。建物設計應將防火屏蔽開口予以適當保護。開口處密封耐火時數要與屏蔽本身相當,穿越器建造及裝置技術應經耐火測試合格(法規立場4.2.1.5)。

4.2.1.2防火門

防火門應經火災測試合格,防火門及其開口之建造施工技術應與製造廠家建議與測試模式一致。防火門修改應經評估。防火門要有自動關閉裝置或關門機構並每半年檢查。應具備:

a. 防火門保持關閉,且以電氣方式在經常有人常駐處監控。

b. 上鎖防火門應每週檢查確認保持關閉。

c. 有自動保持開啟及釋放機構防火門應每日檢查確認無阻礙影響通行。

d. 保持關閉之防火門,每日檢查以確認保持關閉。

自動全區氣體滅火系統防蔽區域應設有自動關閉且電氣監控防火門,並應符合上述(a)項規定。NFPA 80有相關導則。

4.2.1.3防火風門

通風開口應有經測試之防火風門保護之。穿越屏蔽之防火風門之建造與裝設應經耐火測試合格。NFPA 90A規定,通風道穿越或終止於防火牆時,應於穿越器裝防火風門且大於2小時之耐火等級,所有等級防火牆之空氣傳送開口都要裝設防火風門。

4.2.1.4穿越器密封

穿過屏蔽之管路、導管、與電纜槽等開口均密封或關閉以達到與屏蔽本身耐火等級相同之區隔。用以維持環境隔離或差壓的防火穿越器應經測試合格。穿越器安裝人員應經製造廠商訓練合格。裝置過程應有QA/QC查證制度並詳細掛籤標示與記錄。

4.2.1.5測試與驗證

a. 建物防火屏障-屏障牆、地板、天花板及圍籬應經耐火試驗來証實其設計之妥適性。為耐火試驗接受標準:

Ⅰ.耐火試驗在火焰不穿過屏蔽,或在非曝露側燃燒廢棉的情況下維持一段時間,得到與屏蔽耐火等級要求。

Ⅱ.非曝露側溫度應記錄,分析証明不超過121℃(250℉)。

Ⅲ.噴水試驗時防火屏蔽保持完整,且不能有水射透至非曝露側。

b. 防火屏蔽穿越器-依NFPA 251或ASTM-119由授權獨立機構測試合格。另可參考ASTME-814或IEEE 634建立測試標準如下:

Ⅰ.防火屏障測試在沒有火焰穿過或未曝露側電纜不被引燃之條件下,而耐火時間與防火屏蔽等級相同。

Ⅱ.未曝露側最大溫度應不超過163°C(325℉)或不超過周溫121℃(250℉)。電纜絕緣經測試合格則其穿越器可允許較高溫。

Ⅲ.噴水試驗防火屏蔽保持完整無損,而其非曝露側無水穿透。噴水流應(1)38mm(1.5”)噴嘴,噴角30%,517kpa(75psi),流量>284L/m (75gpm),距測試表面最大距離1.5m(5ft)。(2)38mm(1.5”)噴嘴,噴角15%,517kpa(75psi),流量>284L/m(75gpm),最大距離3m(10ft)或(3)64mm(2.5”)噴嘴,29mm(1/8”)噴頭,207kpa(30psi),距離6.1m(20ft)。

穿過防火屏蔽的門、通風開口及其他穿越器等的建造施工應經耐火測試。測試取樣應具有代表性,測試裝設時要能代表實際在建物上建造及運轉情況。測試試樣材料成分之物理特性要測定及記錄。

4.2.1.6穿越器密封設計之有限測試(Limited Testing)評估

有限選擇性測試可指示或限定全廠穿越器密封架構,其測試方案結果可被接受。此種狀況應考慮下列:a.開口密封大小尺寸。b.穿越套件(ITEM)。c.電纜種類與填充。d.抑制材料。e.架構方向。g.定型試驗等。

4.2.2鋼結構保護

用作防火屏蔽之一部分或其支撐的鋼結構要有與該屏蔽相同之耐火等級。如鋼結構沒有防護且低於屏蔽防火等級,就要以危險評估分析方式證明在火災溫度之下仍有支撐荷重能力。除非可能嚴重影響防火屏蔽劣化者,動負荷防震之鋼結構不需符合防火屏蔽要求。

4.2.3電路耐火保護

4.2.3.1電氣槽防火屏蔽系統

重要安全多重設置電纜系統應彼此分離,並隔離可能火災曝露風險。可運用建物防火屏蔽保護與電纜保護裝置來使導線與電纜槽符合1小時與3小時耐火屏蔽要求,如果僅符合1小時耐火屏蔽應加裝自動偵測與滅火設施。電纜槽之屏蔽設計應符合ASTME 119要求,包括沖水試驗。

4.2.3.2電纜防火等級

1979年後執照業主應評估驗證所使用電纜防火等級不會影響安全停機,如有需要應陳報執照修訂,1979年以前執照業主可申請豁免。

4.2.3.3電纜路徑防火隔離(Fire Stop)

無自動保護系統之重要安全地區,水平電纜每6.1m(20ft)應裝置防火隔離設施(Fire Stop)。電纜支架間,大於6.1m(20ft)者其半中間應設隔離,但少於9.1m(30ft)、或大於9.1m(30ft)垂直者之4.6m(1.5ft)處,除非有自動水系統直接保護外,均要裝置防火隔離。個別防火隔離設施要在電纜最大數量與最大密度情況下測試耐火傳播30分鐘以上。

4.3電氣槽道防火屏障系統測試與驗證

法規立場5.3對火災後安全停機有關系統之防火隔離規定是1或3小時耐火等級。建築結構與材料之耐火等級驗證係依NFPA 251及ASTME 119適用章節。本導則APP.C提供此測試細節。

5.安全停機能力

在評估電廠特定火災地區災後安全停機能力時,應證實在火損之後仍有一個完成冷/熱停機之安全成功路徑未受損,亦要證明一個安全停機成功路徑受損程度應限於72小時內可恢復可運轉狀況;或,針對替代或驗證停機系統,業主應驗證冷停機能力可恢復後並於72小時保持安全熱/冷停機狀態。無法於72小時保持安全熱/冷停機狀態者,要訂出在某一期間內達到且保持冷停機狀態。

FPP內要包含重要安全SSCs有在火災後能完成安全停機相關能力之相關分析。安全停機分析應驗證多重設置之安全停機系統組件,包括可能因火災而損及安全停機功能之電氣通路,在火災發生時仍有一安全成功路徑受到保護。如多重設置安全/停機成功路徑均無保護,則替代或驗證之安全停機要列出且要適當保護。

新反應器之安全停機分析必須驗證安全停機功能(參考法規立場8.2)。新反應器不應把物理隔離或現場防火屏蔽(如電纜槽道防火屏蔽系統)等列為防火區內適當之防護方式。新反應器圍阻體內多重設置之安全停機系統應確保至少有一火災後停機成功路徑免於火災之損害,且應合理延伸保護程度。應評估每一包含重要安全SSCs之區域,並列出火災後安全停機成功路徑。

5.1火災後安全停機續效目標

業主應保證提供重要安全停機之重要SSCs之火災防護,限制火災損壞,以確保至少有一自控制室或緊急操作站須用來維持熱停機之成功路徑免受火災損及。目標為:a.達到並維持冷爐停機狀態。b.反應器補水功能。c. RHR維持餘熱移除功能。d.流程監視功能提供操作控制變數。e.提供安全停機需用輔助功能。

5.2冷爐停機與允許檢修(Allowable Repairs)

以正常安全停機而言,多重設置來完成冷爐停機的系統可能被單一火災損壞,但其損壞應被限制,至少有一個安全路徑可在電廠本身能力以72小時內完成檢修恢復可用。替代或驗證停機設備或系統不可被火災所損,如被損及亦應以現有電力於72小時(或更少)內修復可用。更換受損設備應先建立程序書(見法規立場5.5.3),驗證合格之更換備品應貯存於現場並予管制。不可使用控制盤線夾及短接電纜等。必需在火災地區須進行修理時,應驗證有足夠再進入的時間,預期火災及其滅火損害不致阻礙修理更換作業,且修理程序不致影響系統之運轉。

5.3安全停機能力之消防保護

多重設置之安全停機系統組件應視需要設置防火屏障或自動滅火系統,或者兩者都設。除非有替代或驗證停機系統,或者因為多重停機及維持停機之設備或電纜全部集中於一次圍阻體外之同一防火區,應用下列任一方法以確保一個成功路徑免受火災損害;

a. 以3小時等級防火屏蔽來隔離,支持屏蔽之鋼架構應有相同等級。

b. 以>6.1m(20ft)水平中間距離作為分隔,不可有可燃物或火災風險物品,此外,該防火區要有偵測器及自動滅火系統。被覆電纜,包括防火漆者,除非經防火分析外,要列為可燃物。導管內電纜可除外。

c. 單一多重設置之火災後安全停機成功路徑應有1小時等級防火屏蔽,應設置偵測器及自動滅火系統並評估是否符合法規要求(見法規立場1.8.3)。未充氮圍阻體,業主應依法規立場6.1.1來提供消防保護。

5.3.1火災後安全停機電路之標示與評估

火災後安全停機分析應確保任何廠內單一特定地區在單一火災情況下維持一個停機成功路徑不受火災損害。所有因火災引起故障而阻礙安全停機者均要列入評估,且要有妥適之防護。

5.3.2高/低壓力介面

應評估高/低壓介面對安全停機之負面影響。例如:RHR系統一般為與高壓爐水系統之低壓系統介面。因此,大致由2個重複且獨立馬達操作閥組成,其電源與控制電纜可能被單一火災毀損。業主應評估:

a.標示多重電氣控制裝置。b.定出雙重電纜已妥適物理分隔。C.如隔離不良,應驗證電纜因火災引起故障,不致導致誤操作及LOCA。

5.3.3運轉員操作手冊

火災後安全停機分析應敘述完成安全停機必須的方法論,包括所有必要的運轉操作行動。除非經豁免審查核准之特定電廠之特定運轉員操作手冊之外,運轉員操作手冊不能視為維持火災後安全停機之替代方式。1979年之後運轉之電廠可說明其運轉操作手冊不會對安全停機有負面影響者可採用為替代方式。運用運轉員手動操作並不能排除法規所要求的監測與滅火能力。此外移除包含重要安全停機SSCs (含電路)之防火監測與滅火能力一般均要考慮安全停機之負面影響。

5.3.4.誤動作(Spurious Actuations)

火災後安全停機電路分析必須包含所有因火災引發之可能故障,包括多重誤動作。成功路徑SSCs時必須依10CRF50.48(a)(Ⅲ)來保護,免於受到危及安全停機之重傷害。

5.4.替代與驗證安全停機能力

5.4.1一般導則

APP.R(10CFR50)定義替代停機能力為經由重新布線,更換位置或修改既有系統來獲得火災後停機之功能;而驗證停機定義為經由安裝新建物或系統,來獲得火災後停機之功能。因災後修理不能視為達到並維持熱停機的有效方法,業主在需要額外的替代停機能力時,應重新布線,更換位置,或改善原有替代停機能力之系統。安全停機分析應証明用以完成並維持熱停機替代或驗證停機系統均要免於火災損害。

5.4.2重要相關電路(associated circuits of concern)

替代或驗證停機系統電路要特別加以分類,且要列出其緩解火災引起故障方式。這些電路區分為非安全或安全電路,應評估電源或控制電路等影響停機設備的情況。「重要相關電路」(“associated circuits of concern”)定義為在圍阻體內比本導則法規立場所要求之隔離不足之電纜,且有下列任何一種情形:a.停機設備共同電源,而無電氣保護者。b.與「誤操作會影響停機能力」之設備連接之電路。c.停機設備電纜共用隔離。

5.4.3.重要相關電路之保護

可引用法規立場5.3 (或6.1.1.1「未充氮圍阻體內電纜」)來保護重要相關電路,或以替代性方法(§5.4.3..1~3)保護。

5.4.4控制室火災

在控制室防火區內之替代/驗證停機功能設備與其電路應有獨立電纜系統及組件。因主控制室內系統損壞而需撒離是無法預測的,必需執行整體分析以確保可自控制室外維持安全狀態。火災後重回控制室應有程序書管制之,其規定在法規立場5.5.2。

5.5火災後安全停機程序

安全停機程序書應反應安全停機分析的結果與結論,電廠安全停機分析內應列出重要時間之運作,並併入火災後運轉程序書內。

5.5.1安全停機程序書

應針對替代或驗證停機所需地區範圍建立火災後安全停機程序書,其他地區正常停機使用正常運轉、緊急操作、或異常操作程序書。

5.5.2替代/驗證停機程序

程序書應包括「外電可用」與「外電72小時不可用」執行替代/驗證停機作業,此程序應敘述必要安全停機時,對誤動作與高阻抗故障必須採取之補救行動。重返控制室之管制程序書應考慮:a.火災已熄滅並由適當之消防人員証實。b.由適當人員確認控制室之可居性。c.損害評估,授權值班經理掌控重返控制室行動。c.要有重返交接轉移程序。

5.5.3修理程序書

應建立修復後達到及維持冷爐停機狀態需要的程序書。替代停機方面,應備有效的程序書在72小時內完成必要的檢修並維持冷爐停機。有些須要72小時執行冷爐停機的電廠,程序書應配合此一冷爐停機開始時間。修復後執行程序書不可對維持熱停機運轉系統造成負面衝擊。

5.6停機/低功率運轉

安全停機之要求與目標應注意在正常功率運轉狀況下發生火災而達到停機狀況。在機組停機時期(維護或大修),因作業活動引起火災之風險增加。此外,多重重要安全系統可能因T.S與程序書規定而不允許使用。應審查FPPs以証實消防系統及其程序書可將火災對安全功能之衝擊與放射物質外洩降到最低,且考慮與停機運轉不同的差異情況。

6.重要安全地區之防火

6.1.1圍阻體

火災風險分析內指出一、二次圍阻體之消防風險應納入保護。圍阻體火災風險包括潤滑油、高壓液、電纜、電氣穿越器、電氣箱、碳濾網等。大修與維護運轉期間,應考慮額外的風險,包括:污染管制及除汚材料之供應與管制、鷹架、塑膠片、木板,化學品、及熱作等。火災風險分析應評估一次圍阻體內假設性火災以確認圍阻體保持完整,不致威脅安全停機績效目標,符合法規立場5.1所要求之安全停機功能。

6.1.1.1圍阻體電氣分隔

二次圍阻體電纜火災之防護包含於法規立場4.1.3.3。在充氮的圍阻體,應預防法規立場5.3之防火規定中之一項或下列中一項;

a. 多重串非安全有關電路與設備電纜水平距離要有6.1m(20ft)之間隔,且中間無可燃物或可引起火災危險物。

b. 防火區內裝設偵檢器與自動滅火系統。

c. 以30分鐘耐火等級之不可燃輻射能屏蔽分隔,以測試或分析驗證之。

6.1.1.2圍阻體滅火

應依據火災風險分析配置滅火系統。正常運轉期間一般圍阻體無法進入,因此均配置固定自動滅火系統。充氮運轉之圍阻體不需配備自動滅火設備,只要配置手動消防設備。BWR乾井,消防栓與水管箱應置於外部,以適當長度,不大於30.5m (100ft),連接到乾井內。消防栓之圍阻體穿越器應符合10CRF50 APP.A GDC 56,且耐震Category 1,Quality Group B之要求。消防系統運轉不可優先於圍阻體完整性或其他重要安全系統,圍阻體消防行動應配合整體圍阻體要求。圍阻體入口附近備有與其他呼吸器或供氣系統獨立之自主呼吸器具,並清楚標識。充氮圍阻體只要在圍阻體開口附近放置自主呼吸器。

6.1.1.3圍阻體火災偵測

在控制室內應有警報指示,一次圍阻體內每個防火區要有偵測器,一、二次圍阻體應依火災風險分析決定之型式、位置來裝設適用偵檢器。

一般區域消防偵測能力可作為後備,為達成此目的,在空氣循環系統過濾器之前端要裝設適當的煙、熱且與環境輻射匹配之偵檢器。

6.1.2控制室綜合設施

控制室綜合設施應防止火災損害,並以至少3小時耐火等級之器材予以分隔。控制室周邊房間等應設自動滅火系統,並以1小時耐火等級之建物分隔。鄰近房室通風開口應設自動防煙風門,當偵測器或滅火系統運轉時關閉。如果使用氣體滅火系統,風門強度應足以支持滅火氣體釋放時之壓力,且氣密足以防止滅火氣體滲入控制室。這些區域不可使用二氧化碳全區式滅火系統。控制室運轉員應備有呼吸器。所有進入控制室之電纜應以控制室為終點,不可穿越控制室再連接出去其他區域。天花板與地板下電纜空間距離應符合消防分隔規定。

重要安全設備均應安裝於機台上,控制室要有圍堰與洩水以引導設備排水。控制室內不可鋪地毯(如:降低音量或其他人因工程),否則應依ASTM D2859測試來建立材料燃燒特性,並列入火災風險分析內。

6.1.2.1控制室滅火

應備手動滅火設備能力:a.在電氣箱、控制箱或電纜接頭發生的火災。b.一般區域可燃性引起之火災。控制室應放置手提式、Class A及C之滅火器,消防栓應設於控制室內或外面鄰近處。手動滅火設施要有與有火災風險特性與控制室設備匹配的噴嘴。消防噴嘴選擇應符合實際滅火需要,滿足電氣安全要求,並對電氣設備之物理損害影響降至最低。

6.1.2.2控制室消防偵測

控制室要有煙霧偵檢器。如多重安全停機系統設置於控制室內,則要設置額外的消防方式。現場警報指示等應設於控制室。

6.1.2.3控制室通風

以正常通風排除火災引起的煙霧是可以接受的,但正常通風系統要能隔離循環部份。手動通風可由運轉員操作。

6.1.3電纜室

對每一多重分區(redundant division)要設置分離電纜室。電纜室不可由多反應器共用。每個電纜室要分離,且要與電廠其他地區分隔,其屏蔽要有3小時防火等級以上,否則應設置替代/驗證停機設施。電纜室要有下列設施:a.至少有2個分開之消防人員入口。b.電纜架間至少0.9m(3ft)寬、1.5m(5ft)高之分離通道。c.室外近接處設有消防栓及手提滅火器。d.區域消防偵測。

如果分區電纜未以3小時屏蔽隔離,應符合R.G 1.75規定分隔,且電纜加塗防火漆(新反應器電纜應符IEEE 1202火災及火焰測試要求)。電纜室應以自動噴水系統滅火為主,如封閉式噴頭、開口式洪洩系統,或開放式直接噴水系統。洪洩與開放噴灑系統應沒有遙控手動操作裝置,應預防誤操作。噴頭、噴嘴之選擇應考慮電纜槽之排列及可能之擴散,以確保能涵蓋可能有風險之電纜區。電纜之設計應在潮濕時不致造成電氣故障。開放洪洩與開放直接噴灑系統應分區,以避免單一故障影響全區自動滅火系統功能。以噴頭或洪洩系統送出之泡沫可被接受。

替代氣體系統(海龍、清潔滅火液、CO2),如果有水系統作為後備且在室外近接處置有手提滅火器,則可用為主要滅火設備。要設置地板洩水以移除滅火之消防水,如設有氣體滅火系統,排水孔要有適當氣封或增加氣體量以補償洩漏量。每一電纜室通風系統設計要能在區域內氣體系統動作時隔離。要有可自室外操作之獨立排煙設備。

6.1.4電腦室

不在主控制室內而具有重要安全功能之電腦室,應與其他地區分離,其屏蔽至少為3小時耐火等級,要有自動偵測與固定自動滅火設施。

電腦室屬於控制室綜合建物,但又不在控制室內,要依本法規立場6.1.2鄰近房間分離防護規定。在控制室內的電腦盤面比照控制室內其他設備與電纜等予以防護。控制室外非安全電腦要用3小時防火等級屏蔽與重要安全設備隔離,以免火與煙損及重要安全有關設備。

新反應器於控制室外設有單一數位控制系統伺服器,多重重要安全伺服器應以3小時耐火等級屏蔽保護,控制室綜合建物外之非安全有關伺服器不必以防火屏蔽與重要安全地區隔離,除非防火分析結果有要求,否則不必設置偵測與自動滅火系統。

6.1.5電氣開關室(Switchgear Rooms)

重要安全設備之電氣開關機房要以3小時耐火等級屏蔽與其他設備隔離。電氣開關室內各串(safety divisions)亦應要以3小時耐火等級屏蔽與相互隔離。在現場及控制室皆要設置自動偵測與警報。

手動滅火設備應設於方便操作之處,應備洩水裝置。需有手動滅火之處,應考慮附設手動遙控排煙設備。(法規立場4.1.4)

6.1.6替代/驗證停機盤

應設耐火等級3小時以上屏蔽將替代/驗證停機盤自控制室綜合建物隔離,同時要有電氣隔離。可燃物應以運轉考量加以管制。替代/驗證停機盤應於火災後可居性,應考慮附近區域氣體滅火系統之影響。

6.1.7蓄電池室

重要安全蓄電池室要有滅火、防爆保護。應與其他區域有3小時以上等級之屏蔽隔離,包括所有開口與穿越器。電池室內不能有直流開關箱與變電器。自動偵測與警報(含通風系統故障)應設於現場與控制室。應維持蓄電池室氫氣濃度在2%以下。電池室外設手提滅火器與消防栓。

6.1.8 EDG室

與其他區域要有3小時以上耐火等級之屏蔽隔離。非重要安全EDG要以3小時以上耐火等級屏蔽與有重要安全功能之設備與電路隔離。應設自動滅火系統且不影響EDG之運轉中滅火。現場與主控室都要有自動偵測警報指示。EDG室外設置水帶箱與手提滅火器。應設消防排水及手動排煙設備。4.164 L(1,100加侖)以上日用槽應符合下列規定才能設於EDG室之內:a.日用槽應單獨圈圍並以3小時以上耐火等級屏蔽隔離,包含整個日用槽,並設自動滅火系統予以防護。b.日用槽設於EDG室之內,設有110%日用槽容量之圍堰,可將燃油排放至安全地區。

6.1.9泵室

泵室內多重重要安全泵之間要分離且應有3小時以上耐火屏蔽與其他廠區隔離。除非防火風險分析證明火災不致影響其他安全停機設備之安全功能,否則泵室要設自動偵測與滅火設施。現場與主控室內均要有火災警報指示並備消防水帶箱與手提滅火器。應設設備基台、堤堰、與地板洩水,如果需手動滅火則應設手動排煙設施(法規立場4.1.4、4.1.5)。

6.2其他地區

6.2.1新燃料區

應配備手提滅火器、水帶箱、地板洩水。現場及控制室均設自動警報指示,可燃物應減到最少。隨時注意維持消防水密度預防臨界。

6.2.2用過燃料區

設水帶箱與手提滅火器,現場與控制室設消防警報指示。

6.2.3廢料廠/區及除污區

應以3小時耐火等級屏蔽與其他區域隔離。可使用自動噴灑系統,替代方式可用手動水帶箱及手提滅火器。現場與控制室均要有自動偵測及警報指示。通風系統要有防止放射性物質擴散之裝置,滅火消防水應排至液體廢料處理收集系統。含放射性物料應以金屬槽或容器貯存並遠離火源或易燃物。亦要注意附近其他區域火災之防護與餘熱移除。

6.2.4獨立用過燃料貯存區

10CFR.72.122(c)有此類防火導則,此類設施之防火應納入不可接受之放射性釋放之潛在危險及火災後放射性產生之危險。除10CFR 72要求外,應避免影響電廠運轉及電廠重要安全區域。

6.2.5水槽

安全停機水源水槽應防火災,戶外貯存槽不可貯存易燃物料。

6.2.6冷却塔

最終熱沈或消防用水池應以不可燃材料構建、其位置與消防不致影響重要安全設備。消防用水池因清理而排乾時,要能維持替代供水。

7.特殊曝露風險重要安全地區之防火

7.1爐水冷卻泵油收集

如果圍阻體未充氮而外部爐水冷却泵有潤滑油系統,就要配備潤滑油收集設備。要確保不致引起火災或設計基準事故,且能承受安全停機地震等級。該收集系統要能收集所有可能之洩漏到可容納全部油量之通氣封閉容器。如果潤滑油閃火點特性可能引起回火風險(the hazard of fire flashback)的情形,通風口要有防焰裝置。要準備一個以上油槽以收集所有爐水冷却泵潤滑油,否則要有替代方案(略)。

7.2汽渦輪機/發電機廠房

與附近重要安全設備建築以至少3小時耐火屏蔽隔離,屏蔽設計甚至在汽渦輪機廠房崩塌情況下,防火屏蔽結構仍要保持完整。開口與穿越器應儘量減少,且注意位置特性。應考慮火災危險嚴重性、深度防禦等並加以額外防護,並評估運轉員維持操控安全停機能力。

7.2.1油系統

汽渦輪機房含大量可燃液體,應以3小時耐火等級屏蔽與重要安全系統隔離,無屏蔽部份依失火風險需要應加防護(法規立場2.1.3)。

7.2.2氫氣系統

汽渦輪發電機可能以氫氣冷却,氫氣貯存應符合法規立場7.5要求。

7.2.3煙霧控制

應有煙霧控制設備以減輕火災產生之濃煙,法規立場4.1.4有導則。

7.3廠用變壓器

在有重要安全系統設備地區內之變壓器應為乾式,或以不可燃液體作為絕緣及冷却。裝有可燃液體之變壓器裝於室內時應包封於變壓器窖內,見NFPA 70導則。室外油冷式變壓器應有防濺出或排油設施。必須離建物至少15.2m(50ft),否則變壓器不能有開口並有3小時之耐火屏蔽。

7.4柴油貯存區

大於4164 L(1.100加侖)之柴油油槽,不可設置於含有重要安全設備之建築內。地面油槽應距含有重要安全設備之建築15.2m(50ft),否則要加蓋耐火3小時等級之之獨立建物。對含重要安全設備建築可能溢流之油槽應限制或直接移除。室外或建物下直埋式槽可被接受。(見NFPA 30)。地面油貯存槽,包括獨立建築內之油槽均要有自動滅火系統。

7.5可燃氣體貯存及分送

含有重要安全系統設備之建築內不可貯放大量氣體。如氫氣之類可燃氣體應貯存於室外或獨立附加建物內。高壓氣體容器長軸應平行於建物牆面,乙炔-氧氣體鋼瓶不可存放於重要安全設備地區。(NFPA 55)

在電廠重要安全地區之氫氣供給系統,經由在設計上提昇其seismic Class,且將管路加裝套管並直接排至外面。應裝設限流器或限流閥在管線洩漏時降低危險性,維持氫氣濃度在2%以下。應以測試方式預防氫氣累積與安全設施被旁路狀況下誤操作等。EPRI NP-5283-SR-A提供火焰性低溫與高壓氣體系統之設計、裝設及運轉之導則。

7.6鄰近設施

FPP與消防系統設備應規劃廠輔助設施、臨時建築、鄰近工業設備、及發電組合等延伸火災或爆炸可能影響重要安全設備之防護。

8.新反應器消防.

8.1前言

除非有特殊狀況,本導則可適用於新反應器。既有電廠機組消防法規導則之回溯以彈性引用為原則。應儘量減少或完全排除替代/驗證停機系統。對運轉員手冊行動與現場電氣電纜屏蔽系統依賴應減至最低。

8.2強化消防法規

新反應器設計應確保在假設單一防火區域,因火災而不可用且再入檢修與運轉操作都不可能的情況下,仍能完成安全停機。主控室被排除於此法則,故要有替代停機能力之設計。主控室應評估以確保火災效應不致影響達成並保持安全停機能力。應對在圍阻體內多重停機系統提供消防保護,以確保有一個停機串不受火損。新反應器設計應確保煙、熱氣、或滅火行動等不致波及其他防火區而造成安全停機之負面影響。

8.3被動電廠安全停狀況

有如SECY-94-084之討論,法規與導則內對於安全停機定義內未述及RHR系統被動內在限制。在GDC 34(10CFR50 APP.A)要求設計RHR系統來移除圍阻體火災爐心餘熱,更進一步要求RHR要有多重組件設備。

被動反應器設計受到被動熱移除流程固有能力之限制,且無法以熱傳方式降低爐心溫度至沸點以下。電廠之設計,包括冷爐停機或燃料再裝填狀況的冷卻系統為非安全等級設備。此類非安全有關設備需維持長時間冷卻,且經設計與分析驗證不受損害,而有能力完成各自的功能。依據SECY-94-084之討論與建議,被動衰變熱移除系統應具有達到並維持215.6℃(420℉)、或低於非LOCA事故的能力。

8.4適用工業標準與法規

一般而言,新輕水式反應器FPP應符合NFPA 804,重要與火災後安全停機能力與放射物質釋放遷移等。總之,NRC未正式認可NFPA 804,且有部份NFPA標準與法規要求有衝突。當有矛盾產生,應引用適用的法規要求與導則,包含本導則。

新反應設計引用之NFPA標準,應於提出10CFR50與10CFR52之申請提出前180天內有效。如COL之核定設計內未包括FPP設備(包括FPP之程式化架構),應依照在COL提出前180天有效之NFPA法規標準處理。

8.5其他新反應器設計

其他非輕水式反應器設計之FPP應符合適用法規及本法規來規範安全停機與放射物質外釋等。應執行設計審查與測試以確認安全停機能力。重要安全SSCs應依上述輕水式反應器之加強法規加以防護。

8.6 FPP時程

SECY-05-0197指出消防方案屬於運轉方案。然而,僅有在電廠執行未完成之FPP的情況下列入運轉方案,包括但不限於以下項目:消防隊、可燃與發火物質管制、程序書、預防計畫、及手提式滅火設備等。COL適用者應說明FPP列入運轉方案之情況及其執行時程。

8.7無功率運轉之消防

法規立場“2”提供所有模式運轉之消防。新反應器業主應提出特別說明在無功率運轉模式下,電廠仍能保持安全停機能力。

9.執照更新之消防

執照更新之消防執照與其設計基準,除納入老化管理方案保護之SSCs外,不應與執照更新前有所不同。消防組件被動長壽者應列老化管理方案。某些被動長壽組件被視為消耗品,因此亦不列入老化管理方案。系統過濾器、滅火器、消防水管及氣囊(在老化管理方案內)等,在10CFR54.21(a)(l)(Ⅱ)內可能以電廠特殊狀況排除於AMR。列入更新執照中老化管理方案之組件,業主應證明老化管理效能在延壽期間均符合10CFR54.21(c)(l)(Ⅲ)之要求。裝有海龍1301系統之電廠於延役後仍可被採用,但應有繼續供給海龍或更新系統之計畫。

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