黃文祥(台電第三核能發電廠)
壹、前言
核三廠一號機第18次、二號機第17次運轉週期,為抑低腐蝕產物產生,一次側水質長期控制採較高pH值(7.3),並配合大修初期「鈷」移除作業,已有效減少積垢積存於管閥情形,抑低該廠大修集體有效劑量。
本文係配合運轉水質控制之改變,在輻射劑量方面作一較系統性的統計分析,以評估其對現場輻射背景影響狀況及對大修集體劑量抑低之成效。
貳、高pH水質對環境背景輻射之影響
考量核三廠二部機組運轉週期pH值未改變前之歷次大修情況,在輻射管制區的檢修作業,二號機第16次大修是最順利的一次【如附件一】,因與二號機第17次(2E17)、一號機第18次(1E18)大修檢修時程與作業項目亦很相近,故以其為基礎來執行近2次大修環境背景與集體劑量抑低成效之評估分析,可算是最佳選擇。
選擇EPRI標訂的長期測試點「反應器冷卻水系統管路」、「蒸汽產生器碗部」【如附件二】之偵測平均值,作為管制區輻射劑量率變化趨勢分析,係因此區及其週邊設備維護,是核三廠大修時主要人員劑量來源,佔該廠大修集體劑量50%以上。
一、分析反應器冷卻水系統管路(RCS)劑量率(mSv/h),共有21個偵測點【如附件三】。
- 2E16偵測平均值=1.58
- 2E17偵測平均值=0.96
- 1E18偵測平均值=0.51
- 2E17 RCS管路平均劑量率抑低值(0.96-1.58)/1.58=-39%
- 1E18 RCS管路平均劑量率抑低值(0.51-1.58)/1.58=-67%
主要影響項目:RCP馬達&泵浦、RCP週邊管閥及儀校工作。
二、分析蒸汽產生器(S/G)劑量率(mSv/h),共有24個偵測點,如【附件四】。
- 2E16偵測平均值=104
- 2E17偵測平均值=79
- 1E18偵測平均值=62
- 2E17 S/G內部平均劑量率抑低(79-104)/104=-24%
- 1E18 S/G內部平均劑量率抑低(62-104)/104=-40%
主要影響項目:S/G擋板、塞管、渦電流檢測、二次側清洗。
三、介於RCS及S/G之間週邊檢修項目環境背景影響
假設週邊檢修項目受RCS及S/G背景變化各半之影響,則成效為:
- 2E17=(39%+24%)/2=31.5%
- 1E18=(67%+40%)/2=53.5%
主要影響項目:閥類檢修及墊片更換、避震器目視檢查、儀控設備校驗、非破壞檢測保溫拆裝、非破壞檢測UT.MT.PT等。
參、大修集體劑量抑低成效分析
一、大修重要檢修項目劑量抑低成效(集體劑量>10 mSv)
工作項目
|
集體劑量(人毫西弗)
|
2E17抑減成效
2E17-2E16
2E16
|
1E18抑減成效
1E18-2E16
2E16
|
2EOC16
|
2EOC17
|
1EOC18
|
(一) 爐蓋區作業
- 反應器開蓋及回裝
- 控制棒驅動機構冷卻風管拆裝
- 燃料更換相關工作
|
158.98
(173.98)
|
142.88
(171.25)
|
111.11
(125.59)
|
-10.1%
(-1.6%)
|
-30.1%
(-27.8%)
|
- 2E16反應器爐蓋開啟作業,螺栓鬆脫過程不順及螺孔攻牙,劑量增加15mSv。
- 2E17增加穿越管目視檢查劑量28.37mSv。
- 1E18起機時3支CONOSEAL洩漏再次檢修,增加14.48mSv。
|
(二) 蒸汽產生器
- 人孔蓋拆裝
- 擋板拆裝
- 塞管作業
- 渦電流檢測
- 管底板清洗
|
207.39
(211.74)
|
177.39
(192.39)
|
140.82
(150.82)
|
-14.5%
(-9.1%)
|
-32.1%
(-28.8%)
|
- 2E16執行S/G A台塞管前之清管作業不順,增加4.35人毫西弗。
- 2E17安裝3台臨時擋板&3台防水擋板,工作劑量增加15人毫西弗。
- 1E18配合手動塞管作記號,ECT工作劑量約增加10人毫西弗。
|
(三) 反應器冷卻水系統
- 冷卻水泵機械維護
- 馬達檢修
- 冷卻水系統儀器校正
|
75.3
|
94.34
|
66.74
|
+25.3%
|
-11.4%
|
‧ 2E17偏高原因:RCP B部分檢修時程與S/G B二次側清洗同時進行,S/G二次側有否洩水會影響環境背景達3倍。
|
(四) 圍阻體RCS及S/G週邊檢修項目
- 各種閥類檢修及墊片更換
- 輻射防護及屏蔽
- 閥類操作及巡視(運轉)
- 樓板及地面除污
- 避震器目視檢查
- 一次側系統儀控設備校驗
- 非破壞檢測保溫拆裝
- 非破壞檢測UT.MT.PT
|
232.94
|
199.82
|
200.73
|
-14.2%
|
-13.8%
|
‧ 1E18各種閥類檢修及墊片更換之數量較2E17多(請修單)。
‧ 工作環境會受到S/G二次側洩水影響。
|
(五) 壓力調節槽安全閥測試及檢修
|
11.47
|
11.97
|
9.56
(12.71)
|
+4.3%
|
-16.6%
(+10.8%)
|
‧ 1E18 PSV檢查配合檢修需求,由1只增加為2只。
|
合計
|
686.08
(705.43)
|
626.4
(669.77)
|
528.96
(556.59)
|
-8.7%
(-5.1%)
|
-22.9%
(-21.1%)
|
註:上表括號( )內之劑量統計資料係指相關區域工作劑量之加總,未考慮工作過程順利與否、工作量增減之劑量。
二、一般性項目(低)集體劑量抑低成效(集體劑量<10 mSv)。
大修期間一般性之檢修,劑量低於10 mSv之工作項目約110項。為探討其集體劑量抑低情形,假設兩次大修之一般性檢修項目近似,且下列會影響基本假設之項目不列入統計。
(1) 大修重要檢修項目(集體劑量>10 mSv)於前項單獨探討分析。
(2) 廢料廠房作業與另一部機組運轉期間劑量。
(3) 兩部機特定檢修工作增減,例如BC-XP902斷管處理、DPRI更新、PZR異質銲道覆銲等。
(一) 一般性檢修劑量統計分析
2E16=993.57(2EOC16總劑量)-705.43(重要檢修項目)-23.01(BC-XP902斷管)
-27.83(廢料廠房作業與一號機)=237.3人毫西弗
2E17=853.14(2EOC17總劑量)-669.77(重要檢修項目)-12.89(DPRI更新)-12.38
(廢料廠房作業與一號機)=158.1人毫西弗
1E18=920.9(1EOC18總劑量)-556.59(重要檢修項目)-2.55(DPRI更新)-24.75(廢料廠房作業與二號機)-140(PZR管路異質銲道覆銲相關)-40(2次起機降溫檢修)=157.01人毫西弗
(二) 一般性檢修與2E16劑量差異比較
2E17=(158.1-237.3)/237.3=-33.3%
1E18=(157.01-237.3)/237.3=-33.8%
肆、結論
一、參考S/G、RCS管路之輻射劑量率統計分析結果,與二號機第16次大修之環境背景比較,顯示二號機第17次大修抑低約24~39%之間;一號機第18次大修抑低約40~67%之間。
二、參考各區域工作集體劑量之統計分析結果,與二號機第16次大修比較,顯示二號機第17次大修抑低約9~33%之間;一號機第18次大修抑低約23~34%之間。
三、由以上分析結果,可見核三廠近2次大修水質控制良好,已全面性的抑低廠房管路設備之輻射背景,對集體劑量之抑低貢獻良多。
四、在核三廠大修期間,S/G二次側檢修洩水時會造成附近環境劑量率增加約3倍,影響RCP泵浦、管閥、保溫、避震器維護等週邊檢修作業,對全廠劑量貢獻甚巨,如何提升對S/G二次側洩水排程管控及週邊檢修作業時機調整之能力,將是未來該廠劑量繼續抑低所要努力的課題。
附件一、核三廠歷次大修人員集體劑量統計
單位:人西弗
附件二、核三廠反應爐冷卻水系統(3LOOP)
Survey
point
|
2EOC16
|
2EOC17
|
1EOC18
|
Loop
A
|
Loop
B
|
Loop
C
|
Loop
A
|
Loop
B
|
Loop
C
|
Loop
A
|
Loop
B
|
Loop
C
|
C1
|
4
|
2
|
2
|
1.6
|
0.5
|
1.5
|
0.6
|
0.4
|
0.5
|
C2
|
2
|
1.5
|
3
|
1
|
2
|
1.3
|
0.6
|
0.4
|
0.8
|
C3
|
3
|
3
|
1.5
|
1.7
|
1.8
|
1.3
|
1
|
0.6
|
0.8
|
C4
|
0.5
|
0.7
|
0.6
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
0.18
|
0.2
|
0.2
|
C5
|
0.8
|
0.5
|
0.8
|
0.3
|
0.6
|
0.25
|
0.2
|
0.15
|
0.2
|
HL1
|
1.5
|
2
|
0.8
|
1
|
1
|
0.5
|
0.7
|
0.6
|
0.4
|
CL1
|
1
|
1
|
1
|
0.8
|
1
|
0.6
|
0.8
|
1
|
0.4
|
平均值
|
1.58 mSv/h
|
0.96 mSv/h
|
0.51 mSv/h
|
附件三、反應器冷卻水系統管路偵測點
Crossover Piping and S/G
|
2EOC16
|
2EOC17
|
1EOC18
|
Survey
point
|
Loop
A
|
Loop
B
|
Loop
C
|
Loop
A
|
Loop
B
|
Loop
C
|
Loop
A
|
Loop
B
|
Loop
C
|
1
|
70
|
80
|
100
|
50
|
50
|
50
|
30
|
50
|
60
|
2
|
70
|
70
|
70
|
30
|
30
|
25
|
30
|
40
|
30
|
3
|
90
|
100
|
100
|
50
|
60
|
60
|
60
|
60
|
60
|
4
|
70
|
80
|
85
|
50
|
50
|
50
|
40
|
40
|
50
|
5~7
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
|
100
|
130
|
150
|
130
|
130
|
140
|
70
|
100
|
100
|
10
|
120
|
160
|
120
|
70
|
70
|
70
|
50
|
60
|
70
|
11
|
150
|
120
|
150
|
130
|
130
|
140
|
90
|
100
|
100
|
12
|
110
|
110
|
100
|
100
|
110
|
120
|
40
|
80
|
80
|
13~15
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
平均值
|
104 mSv/h
|
79 mSv/h
|
62 mSv/h
|
附件四、蒸汽產生器內部偵測點