Microsoft Word - 出國報告R5

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1 公 務 出 國 報 告 ( 出 國 類 別 : 其 他 ) 參 加 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 暨 參 訪 核 能 相 關 設 施 活 動 服 務 機 關 : 行 政 院 原 子 能 委 員 會 核 能 研 究 所 輻 射 偵 測 中 心 新 北 市 政 府 消 防 局 姓 名 職 稱 : 廖 俐 毅 主 任 蘇 軒 銳 執 行 祕 書 高 斌 科 長 臧 逸 群 技 正 周 宗 源 技 正 張 易 鴻 技 正 李 明 達 技 士 江 庚 晏 副 研 究 員 出 國 地 區 : 中 國 大 陸 出 國 期 間 :2015 年 11 月 2 日 至 2015 年 11 月 7 日 報 告 日 期 :2015 年 12 月 28 日

2 摘 要 本 次 赴 大 陸 行 程 包 括 參 加 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議, 以 及 參 訪 三 處 核 能 相 關 設 施 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 於 2015 年 11 月 6 日 假 北 京 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 會 議 室 進 行, 雙 方 與 會 人 數 共 計 約 25 人 我 方 與 會 人 員 於 會 中 發 表 4 篇 簡 報, 包 括 : 核 能 安 全 管 制 研 究 中 心 籌 備 概 況 與 未 來 規 劃 介 紹 安 全 度 評 估 概 述 及 應 用 經 驗 簡 介 臺 灣 核 電 廠 嚴 重 事 故 相 關 模 擬 結 果 彙 整 核 安 全 監 管 法 規 介 紹, 陸 方 亦 針 對 相 同 議 題 發 表 4 篇 對 應 簡 報 研 討 會 期 間, 與 會 人 員 就 核 能 管 制 組 織 架 構 安 全 度 評 估 嚴 重 事 故 核 電 安 全 管 制 等 方 面 進 行 討 論, 會 議 期 間 亦 抽 空 參 訪 位 於 核 與 輻 射 安 全 中 心 內 之 緊 急 應 變 中 心, 雙 方 之 討 論 及 經 驗 交 流, 氣 氛 熱 烈, 獲 益 良 多 在 參 訪 核 能 相 關 設 施 方 面, 於 11 月 3 日 參 訪 山 東 青 島 海 陽 核 電 廠, 瞭 解 海 陽 核 電 廠 之 建 廠 歷 程 工 程 進 度 建 造 過 程 中 遇 到 的 困 難 和 問 題 與 經 驗 AP1000 型 機 組 設 計 特 色 系 統 整 合 測 試 日 本 福 島 事 故 後 強 化 措 施 11 月 4 日 參 訪 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 高 溫 氣 冷 式 反 應 器, 瞭 解 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 之 固 有 安 全 特 性 在 大 陸 研 究 現 況 及 未 來 應 用 規 劃 11 月 5 日 參 訪 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心, 瞭 解 其 科 技 重 大 專 項 核 電 關 鍵 設 計 軟 體 自 主 化 技 術 研 究 任 務 參 訪 各 設 施 過 程, 獲 取 許 多 寶 貴 資 訊 及 經 驗 回 饋 此 次 赴 大 陸 參 加 會 議 參 訪 核 電 廠 及 研 究 單 位, 對 於 維 繫 強 化 臺 陸 雙 方 在 核 能 安 全 領 域 的 交 流 與 合 作, 有 實 質 的 助 益 i

3 目 錄 摘 要...i 目 錄...ii 表 目 錄...iii 圖 目 錄...iv 壹 出 國 目 的...1 貳 行 程...2 參 出 國 紀 要...3 一 山 東 海 陽 核 電 廠...3 ( 一 ) 背 景 介 紹...3 ( 二 ) 交 流 與 經 驗 回 饋...4 二 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 高 溫 氣 冷 式 反 應 器...11 ( 一 ) 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 背 景 介 紹...11 ( 二 ) 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 及 其 示 範 廠 背 景 介 紹...12 ( 三 ) 交 流 與 經 驗 回 饋...13 三 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心...24 ( 一 ) 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心 背 景 介 紹...24 ( 二 )COSINE 軟 件 架 構 介 紹...25 ( 三 ) 交 流 與 經 驗 回 饋...35 四 核 與 輻 射 安 全 中 心 之 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議...44 ( 一 ) 背 景 介 紹...44 ( 二 ) 大 陸 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心...48 ( 三 ) 經 驗 交 流 與 回 饋...50 肆 心 得 與 建 議...58 ii

4 表 目 錄 表 一 赴 大 陸 行 程 表.2 表 二 全 球 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 現 況 比 較...22 表 三 IAEA SSG-2 報 告 所 列 評 價 模 型 內 容...39 表 四 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 議 程...57 iii

5 圖 目 錄 圖 一 山 東 海 陽 核 電 廠 方 於 會 議 室 致 歡 迎 之 意...9 圖 二 我 方 廖 俐 毅 主 任 向 廠 方 代 表 薛 益 鳴 副 總 經 理 表 示 感 謝...9 圖 三 雙 方 人 員 於 海 陽 電 廠 會 議 室 進 行 討 論 情 形 ( 一 )...10 圖 四 雙 方 人 員 於 海 陽 電 廠 會 議 室 進 行 討 論 情 形 ( 二 )...10 圖 五 球 床 式 高 溫 汽 冷 式 反 應 器 燃 料 小 球 設 計 (TRISO) 示 意 圖.17 圖 六 HTR-10 核 能 蒸 汽 產 生 單 元 示 意 圖...18 圖 七 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 示 範 廠 廠 房 示 意 圖 19 圖 八 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 不 停 機 連 續 更 換 燃 料 示 意 圖.20 圖 九 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 之 蒸 汽 產 生 器 截 面 示 意 圖 21 圖 十 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 門 口..22 圖 十 一 我 方 廖 俐 毅 主 任 向 北 京 清 華 大 學 董 玉 杰 副 院 長 表 示 感 謝...23 圖 十 二 雙 方 於 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 內 合 影 圖 十 三 COSINE 運 行 流 程 示 意 圖.25 圖 十 四 COSINE 系 統 分 析 程 式 示 意 圖.26 圖 十 五 COSINE 子 通 道 分 析 程 式 示 意 圖 27 圖 十 六 COSINE 圍 阻 體 分 析 程 式 示 意 圖 28 圖 十 七 COSINE 燃 料 組 件 參 數 計 算 程 式 示 意 圖..29 圖 十 八 COSINE 爐 心 物 理 分 析 程 式 示 意 圖..30 圖 十 九 COSINE 中 子 動 力 學 程 式 示 意 圖 31 圖 二 十 COSINE 嚴 重 事 故 現 象 爐 心 分 析 程 式 計 算 示 意 圖 32 圖 二 十 一 COSINE 嚴 重 事 故 輻 射 源 項 分 析 程 式 計 算 示 意 圖 圖 二 十 二 COSINE 安 全 度 評 估 程 式 計 算 示 意 圖..34 圖 二 十 三 軟 體 中 心 交 流 行 程..40 圖 二 十 四 嚴 重 事 故 現 象 以 及 COSINE 團 隊 自 行 發 展 的 程 式 模 擬 範 圍 ( 黃 色 ).41 iv

6 圖 二 十 五 我 方 廖 俐 毅 主 任 向 軟 件 中 心 楊 燕 華 主 任 表 示 感 謝..41 圖 二 十 六 COSINE 展 示 視 頻 播 放.42 圖 二 十 七 雙 方 人 員 於 軟 體 中 心 進 行 技 術 交 流..42 圖 二 十 八 雙 方 人 員 於 軟 體 中 心 合 影 留 念.43 圖 二 十 九 環 境 保 護 部 國 家 核 安 全 局 (NNSA) 組 織 圖.44 圖 三 十 核 與 輻 射 安 全 中 心 組 織 圖 46 圖 三 十 一 核 與 輻 射 安 全 中 心 大 樓 外 觀...46 圖 三 十 二 參 加 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議.47 圖 三 十 三 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 會 後 雙 方 合 影..47 圖 三 十 四 參 觀 大 陸 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心 49 圖 三 十 五 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心 人 員 進 行 簡 報.49 圖 三 十 六 大 陸 福 島 事 故 後 核 安 改 進 行 動 實 例..54 v

7 壹 出 國 目 的 近 期 大 陸 核 能 相 關 技 術 發 展 迅 速, 因 此 期 能 透 過 參 與 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 及 參 訪 核 能 相 關 設 施 以 進 一 步 瞭 解 大 陸 核 電 技 術 發 展 管 制 現 況 以 及 緊 急 應 變 等 層 面 透 過 各 議 題 之 交 流 經 驗 之 汲 取 與 回 饋, 對 我 國 核 能 安 全 管 制 技 術 有 所 助 益 本 次 出 國 行 程 之 目 的 為 參 與 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議, 並 且 在 主 辦 單 位 的 安 排 下 參 訪 核 能 相 關 設 施 並 進 行 交 流 本 次 與 會 機 關 包 含 行 政 院 原 子 能 委 員 會 ( 參 加 人 員 : 蘇 軒 銳 執 行 祕 書 高 斌 科 長 臧 逸 群 技 正 周 宗 源 技 正 江 庚 晏 副 研 究 員 ) 核 能 研 究 所 ( 參 加 人 員 : 廖 俐 毅 主 任 ) 輻 射 偵 測 中 心 ( 李 明 達 技 士 ) 新 北 市 政 府 消 防 局 災 害 防 救 辦 公 室 ( 參 加 人 員 : 張 易 鴻 技 正 ) 1

8 貳 行 程 於 進 行 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 前 依 主 辦 單 位 安 排, 於 11 月 3 日 至 5 日 依 次 參 訪 山 東 海 陽 核 電 廠 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心 等 單 位 並 進 行 相 關 資 訊 交 流, 全 程 含 路 程 往 返 共 計 6 日 行 程 表 詳 表 一 表 一 赴 大 陸 行 程 表 行 程 工 作 內 容 月 日 星 期 出 發 地 點 抵 達 地 點 11 2 桃 園 大 陸 山 東 去 程 11 3 山 東 11 4 北 京 11 5 北 京 上 午 : 參 訪 海 陽 核 電 廠 下 午 : 山 東 至 北 京 行 程 ( 高 鐵 ) 赴 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 參 訪 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 參 訪 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心 赴 核 與 輻 射 安 全 中 心 參 與 海 峽 兩 11 6 北 京 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 11 7 北 京 桃 園 回 程 2

9 參 出 國 紀 要 一 山 東 海 陽 核 電 廠 ( 一 ) 背 景 介 紹 海 陽 核 電 廠 位 於 山 東 省 膠 東 半 島, 距 海 陽 市 22 公 里, 距 離 烟 台 市 及 青 島 市 分 別 約 93 公 里 及 107 公 里 大 陸 地 質 調 查 結 果 指 出, 海 陽 核 電 廠 地 質 條 件 優 越, 廠 址 的 基 礎 條 件 優 良, 非 常 符 合 建 造 核 電 廠 的 要 求 而 成 立 於 2004 年 9 月 的 山 東 核 電 有 限 公 司 為 海 陽 核 電 廠 的 業 主, 該 公 司 由 中 國 電 力 投 資 集 團 公 司 山 東 省 國 際 信 託 有 限 公 司 煙 台 藍 天 投 資 控 股 有 限 公 司 中 國 國 電 集 團 公 司 中 國 核 工 業 集 團 公 司 華 能 核 電 開 發 有 限 公 司 等 單 位 出 資, 負 責 核 電 廠 的 前 期 開 發 工 程 建 設 生 產 營 運 及 維 護 管 理 海 陽 核 電 廠 採 用 第 三 代 核 電 技 術, 規 劃 以 三 期 工 程 建 設, 建 造 6 部 百 萬 千 瓦 级 壓 水 式 反 應 器 機 組, 廠 區 並 預 留 2 部 機 組 擴 建 廠 地 其 第 一 期 工 程 採 用 美 國 西 屋 公 司 設 計 的 第 三 代 核 電 技 術 AP1000 建 造 兩 部 機 組 ( 1 號 機 與 2 號 機 ),1 號 機 於 2009 年 9 月 開 始 建 造, 原 預 定 於 2014 年 12 月 商 轉, 然 而 在 試 驗 階 段, 發 現 部 分 系 統 設 備 存 在 一 些 問 題, 須 進 行 分 析 驗 證 及 設 計 修 改, 造 成 時 程 上 較 原 規 劃 來 得 晚 山 東 核 電 公 司 說 明, 依 目 前 進 度 預 計 於 2016 底 前 完 成 測 試,2017 年 初 達 到 裝 填 燃 料 條 件, 並 將 於 上 半 年 進 入 商 業 運 轉 惟 後 續 測 試 作 業 及 工 序 改 善 能 否 符 合 設 定 規 劃 仍 存 有 潛 在 的 疑 慮, 故 如 期 商 轉 對 於 海 陽 核 電 廠 仍 是 一 大 挑 戰 目 前 的 情 況 是, 去 年 十 月 確 認 主 泵 的 安 全 性, 現 主 泵 準 備 進 廠 且 首 批 燃 料 到 廠,BOP 以 及 電 力 供 應 系 統 均 建 造 完 成 海 陽 核 電 廠 的 建 廠 歷 程 簡 要 說 明 如 下 :1995 年 8 月, 海 陽 核 電 廠 初 步 可 行 性 研 究 報 告 審 查 通 過, 確 定 海 陽 核 電 廠 為 山 東 省 第 一 個 核 電 廠 建 造 案 ;2003 3

10 年, 中 電 投 集 團 啟 動 海 陽 核 電 廠 籌 建 工 作 並 通 過 廠 址 規 劃 ; 山 東 核 電 有 限 公 司 在 2004 年 成 立, 為 海 陽 核 電 廠 的 業 主 單 位, 全 面 展 開 和 推 動 建 廠 工 作, 並 負 責 建 廠 的 前 期 開 發 工 程 建 設 生 產 營 運 及 核 安 全 管 理 ;2006 年 12 月 大 陸 與 美 國 簽 署 先 進 壓 水 式 核 電 技 術 轉 讓 備 忘 錄, 確 定 AP1000 核 電 技 術 ;2007 年 12 月 海 陽 核 電 一 期 工 程 獲 得 開 工 令, 同 月 31 日 正 式 啟 動 ;2008 年 7 月 海 陽 核 電 廠 1 號 機 組 核 島 區 地 基 開 挖 工 作 正 式 開 工,2009 年 1 月 完 工, 並 於 2009 年 2 月 通 過 驗 收 ;2009 年 9 月 海 陽 核 電 一 期 工 程 項 目 通 過 國 務 院 批 准 並 取 得 建 造 許 可 證, 同 月 隨 著 1 號 機 核 島 底 板 第 一 層 混 凝 土 澆 灌 依 計 畫 實 現, 海 陽 核 電 廠 一 期 工 程 全 面 進 入 主 體 工 程 建 設 階 段 此 外,2009 年 3 月, 國 家 發 改 委 同 意 海 陽 核 電 廠 3 4 號 機 組 依 據 AP1000 技 術 路 線 展 開 前 期 工 作 2013 年 3 月,1 號 機 鋼 製 圍 阻 體 頂 蓋 順 利 吊 裝 實 現 封 頂, 亦 即 1 號 機 反 應 器 廠 房 內 部 土 建 施 工 完 成,2014 年 6 月 CB 20 模 塊 最 後 一 次 混 凝 土 澆 築 完 成, 海 陽 核 電 廠 1 號 機 組 圍 阻 體 順 利 封 頂, 核 島 廠 房 土 建 主 體 工 程 全 部 完 工 如 前 所 述, 原 訂 1 號 機 於 2014 年 正 式 發 電 的 目 標 因 工 程 進 度 延 期 無 法 順 利 達 成, 預 期 將 在 2017 年 正 式 併 網 發 電 目 前 全 球 已 開 工 建 造 8 台 AP1000 機 組, 其 中 大 陸 為 第 1~4 台, 美 國 為 第 5~8 台 大 陸 在 浙 江 三 門 以 及 山 東 海 陽 各 建 兩 部 AP1000 ( 二 ) 交 流 與 經 驗 回 饋 11 月 2 日 我 方 人 員 自 桃 園 機 場 起 飛, 順 利 抵 達 位 於 山 東 海 陽 市 東 南 部 海 邊 的 山 東 核 電 招 待 中 心 後, 由 山 東 核 電 有 限 公 司 郄 衛 青 處 長 及 黃 曉 杰 副 處 長 熱 情 接 待 並 於 招 待 中 心 進 行 晚 宴 翌 日 一 早, 由 大 陸 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 鄭 書 敏 助 理 工 程 師 陪 同 至 山 東 核 電 有 限 公 司 - 海 陽 核 電 廠, 由 該 公 司 薛 益 鳴 副 總 經 理 兼 總 工 程 師 郄 衛 青 處 長 及 黃 曉 杰 副 處 長 等 人 員 接 待, 參 訪 活 動 首 先 由 薛 益 鳴 副 總 經 理 表 達 歡 迎 我 方 參 訪 並 就 海 陽 核 電 廠 建 廠 進 況 扼 要 說 明, 之 後 技 術 討 論 及 現 場 參 訪 活 動, 由 郄 衛 青 處 長 接 續 在 技 術 討 論 方 面, 由 海 陽 核 電 廠 分 別 就 該 公 司 的 成 立 與 組 織 架 構 工 程 簡 4

11 介 及 工 程 進 度 等 進 行 簡 報 說 明, 會 中 並 與 山 東 海 陽 核 電 廠 之 工 程 部 等 工 程 人 員, 就 核 電 廠 建 造 及 監 督 過 程 中 遇 到 的 困 難 和 問 題 AP 1000 型 機 組 設 計 特 色 系 統 整 合 測 試 日 本 福 島 事 故 後 強 化 措 施, 以 及 近 年 來 國 際 間 核 電 廠 和 管 制 單 位 關 切 議 題 等 進 行 技 術 交 流 及 討 論 相 關 資 訊 整 理 如 下 廠 方 簡 報 顯 示, 海 陽 核 電 廠 員 工 共 計 有 1,431 人, 平 均 年 齡 為 31 歲, 大 學 及 其 以 上 學 歷 占 98%, 而 其 中 102 人 持 有 運 轉 員 執 照,71 人 持 有 高 級 運 轉 員 執 照 就 員 工 平 均 年 齡 而 言, 較 我 國 電 力 公 司 年 輕 許 多 AP1000 的 三 個 特 點 為 60 年 電 廠 壽 命, 被 動 式 安 全 系 統 設 計, 以 及 模 塊 化 施 工 原 以 為 模 塊 化 施 工 法 可 使 海 陽 電 廠 較 傳 統 建 造 法 更 快 地 投 入 營 運, 然 而 廠 方 表 示, 對 於 設 計 特 殊 性 掌 握 度 不 足 以 及 整 體 協 調 不 順 等 因 素 反 而 造 成 了 商 轉 日 期 的 大 幅 延 後 被 動 式 安 全 系 統 之 設 計 特 殊 性 或 多 或 少 使 得 模 塊 化 建 造 介 面 的 相 互 接 合 並 不 如 預 期 般 順 利, 建 造 過 程 中 屢 屢 更 動, 甚 至 發 生 有 購 入 設 備 因 完 全 不 合 用 而 不 得 已 報 銷 的 情 形 另 根 據 海 陽 廠 方 提 供 的 設 備 採 購 心 得, 美 國 本 土 所 製 造 的 設 備 品 質 其 實 不 如 美 國 境 外 製 造 的 來 的 好 美 國 本 土 境 內 製 造 的 設 備 約 有 40% 無 法 在 第 一 次 就 通 過 測 試 日 本 福 島 事 故 後 各 國 均 著 手 進 行 相 關 的 改 善, 海 陽 電 廠 進 行 的 項 目 包 含 應 急 補 水 移 動 電 源 移 動 泵 嚴 重 事 故 指 引 更 新 設 計 及 建 構 防 水 擋 板 保 護 地 下 室 的 蓄 電 池 應 急 指 揮 中 心 抗 震 能 力 提 升 添 增 24 小 時 UPS 電 源 供 應 系 統 以 強 化 輻 射 環 境 監 測 設 備 的 電 力 供 應 等 項 目 談 論 到 電 力 供 應 時 間 長 短, 我 方 表 示 在 日 本 福 島 事 件 之 後, 日 本 要 求 電 池 必 須 具 有 能 連 續 供 電 24 小 時 的 能 力, 並 請 教 海 陽 廠 方 是 否 也 有 類 似 的 要 求 海 陽 廠 方 回 應, 就 安 全 級 設 備 而 言 其 連 續 供 電 時 間 為 24 至 72 小 時, 其 中 事 故 後 的 輻 射 環 境 偵 測 系 統 電 源 連 續 供 應 可 達 72 小 時 非 安 全 相 關 設 備 的 電 力 連 續 供 應 時 間 則 為 2 小 時 廠 方 關 於 輻 射 環 境 偵 測 系 統 的 回 應 引 起 我 方 的 興 趣, 我 方 表 示, 根 據 我 方 5

12 先 前 與 日 方 管 制 單 位 齊 藤 先 生 的 討 論, 鑒 於 嚴 重 事 故 以 及 劑 量 評 估 軟 體 的 模 擬 存 在 相 當 程 度 的 不 準 度, 日 方 管 制 單 位 NRA 遂 決 定 以 強 化 輻 射 環 境 偵 測 系 統 的 方 式 取 代 舊 有 的 SPEEDI 系 統, 並 請 教 海 陽 廠 方 的 輻 射 環 境 偵 測 系 統 設 置 情 形 海 陽 廠 方 回 應, 海 陽 電 廠 於 靠 海 的 一 側 由 於 地 理 限 制 並 未 設 置 輻 射 環 境 偵 測 系 統, 於 靠 陸 地 的 半 徑 15 公 里 內 不 同 方 位 則 共 設 置 16 個 輻 射 環 境 偵 測 系 統, 且 其 電 力 供 應 如 前 所 述 至 少 可 連 續 供 應 72 小 時 另 於 海 上 規 劃 設 置 應 急 船 另 論 及 AP1000 的 被 動 式 安 全 系 統, 我 方 請 教 被 動 式 安 全 系 統 的 廠 內 驗 證 及 確 認 過 程 中 是 否 有 不 易 之 處 海 陽 廠 方 回 應,AP1000 的 空 氣 冷 卻 機 制 驗 證 及 確 認 很 困 難, 因 其 不 確 定 性 很 高 當 地 的 氣 溫 和 風 速 對 結 果 都 會 造 成 一 定 的 影 響, 因 此 目 前 只 做 小 規 模 的 測 試, 未 能 進 行 實 體 的 測 試 另 外,AP1000 上 方 的 大 水 箱 進 行 圍 阻 體 外 冷 卻 時 的 水 膜 覆 蓋 率 測 試 也 存 在 一 定 的 困 難 度 我 方 表 示,AP1000 很 倚 重 自 然 循 環, 然 而 因 自 然 對 流 驅 動 力 較 強 迫 對 流 為 小, 所 以 因 高 溫 高 壓 或 外 力 所 導 致 的 電 纜 或 油 漆 碎 片 於 再 循 環 濾 網 堵 塞 或 許 會 是 個 議 題 海 陽 廠 方 表 示, 相 關 材 質 的 堵 塞 確 實 是 個 議 題, 但 已 在 文 件 GSI- 191 ( Experimental Studies of Loss-of-Coolant-Accident-Generated Debris Accumulation and Head Loss with Emphasis on the Effects of Calcium Silicate Insulation) 進 行 過 相 關 討 論, 而 海 陽 廠 方 因 應 的 設 計 變 更 包 含 改 善 濾 網 的 大 小 以 及 位 置 於 電 纜 區 外 側 設 置 保 護 殼 低 壓 安 全 注 水 的 反 向 沖 洗 以 及 電 纜 和 油 漆 的 材 質 選 擇 變 更 我 方 指 出 壓 水 式 反 應 器 於 事 故 期 間 可 能 存 在 的 一 個 議 題 : 中 壓 安 全 注 水 系 統 ( 蓄 壓 槽 ) 內 氮 氣 在 執 行 注 入 功 能 的 後 期, 可 能 進 入 反 應 器 冷 卻 迴 路 並 留 存 於 蒸 氣 產 生 器 管 路 頂 端, 使 得 冷 卻 劑 進 行 自 然 對 流 效 率 下 降 進 而 使 爐 心 移 熱 能 力 下 降 有 鑒 於 此, 我 國 核 三 廠 的 應 對 方 法 為 於 蓄 壓 槽 設 置 操 作 式 隔 離 閥, 當 需 要 時 運 轉 員 以 手 動 方 式 將 之 進 行 關 閉, 避 免 氮 氣 進 入 反 應 器 冷 卻 迴 路 海 陽 廠 方 表 示, 該 電 廠 了 解 此 議 題, 並 亦 採 取 相 同 的 方 式 進 行 氮 氣 隔 離 6

13 我 方 指 出, 壓 水 式 反 應 器 的 另 一 個 議 題 為 主 循 環 水 泵 軸 封 在 喪 失 冷 卻 情 況 下, 將 因 為 過 熱 導 致 洩 漏, 此 現 象 造 成 爐 心 冷 卻 劑 存 量 的 流 失, 並 請 教 海 陽 廠 方 對 於 此 方 面 的 應 對 海 陽 廠 方 表 示, 主 循 環 水 泵 軸 封 洩 漏 的 問 題 在 AP1000 並 不 存 在, 因 為 其 主 泵 沒 有 流 水 封, 而 是 採 用 包 封 方 式, 形 成 壓 力 邊 界 的 一 部 分 然 而 此 種 設 計 的 代 價 是 該 泵 之 運 作 效 率 較 為 低 下 海 陽 廠 方 提 到 其 控 制 室 採 用 儀 控 數 位 化 系 統 控 制, 與 我 國 龍 門 電 廠 相 同, 引 起 我 方 的 興 趣, 我 方 進 一 步 詢 問 其 重 要 的 系 統 如 停 機 系 統 或 圍 阻 體 隔 離 功 能 相 關 者 是 否 設 有 傳 統 的 手 動 操 作 硬 接 線 (Hardwire) 做 為 後 備 海 陽 廠 方 回 應, 與 我 國 龍 門 電 廠 一 致, 這 些 重 要 的 系 統 確 實 有 設 置 傳 統 手 動 操 作 硬 接 線 做 為 後 備 用 在 儀 控 系 統 方 面, 設 備 安 裝 後 進 行 一 系 列 測 試, 包 括 sensor 訊 號 驅 動 機 構 介 面 測 試 反 應 時 間 和 功 能 測 試 及 起 動 測 試 等 AP1000 型 機 組 在 圍 阻 體 上 方 設 計 有 一 大 水 箱 ( 被 動 式 圍 阻 體 冷 却 水 儲 存 箱 ), 如 果 要 讓 位 於 高 處 的 大 水 箱 承 受 巨 大 的 地 震 力, 在 工 程 上 是 很 大 的 挑 戰, 因 此, 現 有 的 AP1000 型 標 準 設 計 不 宜 建 造 於 地 震 頻 繁 且 可 能 發 生 大 地 震 的 廠 址 也 因 此 我 方 詢 問 山 東 的 地 震 歷 史 陸 方 表 示 山 東 以 往 的 地 震 不 大, 依 廠 址 特 性 所 決 定 的 SSE (Safe Shutdown Earthquake) 設 計 基 準 地 震 是 0.175g, 而 AP1000 型 機 組 的 SSE 標 準 設 計 基 準 地 震 是 0.3g, 足 以 應 付 廠 址 地 震 的 挑 戰 至 於 應 急 指 揮 中 心 的 耐 震 度 不 是 按 照 核 能 法 規 設 計, 而 是 按 照 民 用 建 築 法 設 計, 依 民 用 建 築 法 設 計 是 六 度, 應 急 指 揮 中 心 則 提 升 用 八 度 去 設 計 於 會 議 室 的 研 討 會 圓 滿 結 束 後 在 廠 方 的 陪 同 下, 穿 戴 工 地 安 全 防 護 設 備 參 觀 海 陽 核 電 廠 接 近 完 工 的 1 號 機 廠 房 海 陽 核 電 廠 AP1000 型 機 組 係 採 模 組 化 設 計 及 施 工, 透 過 可 優 化 的 廠 房 佈 置 及 適 當 的 模 組 分 割, 可 縮 短 工 期 其 中 核 島 區 係 由 美 國 西 屋 公 司 設 計 並 提 供 部 分 關 鍵 性 設 備, 目 前 1 號 機 已 完 成 壓 力 容 器 蒸 汽 產 生 器 爐 內 組 件 等 關 鍵 設 備 安 裝 作 業, 並 完 成 圍 阻 體 封 頂 建 造 作 業 本 次 在 郄 衛 青 處 長 和 黃 曉 杰 副 處 長 協 助 下, 進 入 1 號 機 圍 阻 體 內 參 觀 內 部 設 備, 主 要 包 括 壓 力 容 器 2 只 蒸 汽 產 生 器 及 調 壓 槽 等 設 備 配 置 狀 況, 參 訪 時 圍 阻 體 內 部 有 零 星 作 業 進 行 中, 部 分 儀 器 架 上 儀 器 尚 未 安 裝 AP1000 型 機 組 在 設 計 上 採 被 動 式 安 全 系 统, 在 緊 急 情 况 下 無 需 藉 助 任 何 外 界 動 力, 其 儲 備 的 大 7

14 量 冷 卻 水 利 用 重 力 慣 性 對 流 蒸 發 及 冷 凝 等 物 理 原 理, 以 自 然 對 流 機 制 將 反 應 器 的 餘 熱 移 除, 與 傳 統 核 電 廠 有 所 不 同, 其 中 如 前 述 AP1000 型 機 組 在 圍 阻 體 上 方 設 計 有 一 大 水 箱, 該 設 施 雖 已 施 工 完 成 但 因 被 其 他 設 備 遮 蔽 無 法 一 窺 究 竟, 再 加 上 電 廠 管 制 無 法 參 觀, 因 此 參 觀 內 容 為 其 他 被 動 式 安 全 系 統 之 配 置 現 場 安 裝 狀 況, 並 透 過 郄 衛 青 處 長 解 說 以 瞭 解 系 統 運 作 方 式 另 一 現 場 參 訪 地 方 為 BOP 部 分, 主 要 設 備 主 汽 機 及 發 電 機 係 由 日 本 三 菱 公 司 (MHI)/ 哈 爾 濱 動 力 公 司 製 造 提 供, 主 汽 輪 發 電 機 安 裝 配 置 有 1 只 高 壓 汽 機 3 只 低 壓 汽 機 及 發 電 機, 兩 側 安 置 汽 水 分 離 再 熱 器 各 1 只, 設 備 安 置 空 間 也 相 當 緊 湊, 目 前 主 汽 輪 發 電 機 安 裝 作 業 雖 已 大 致 完 工, 然 因 核 島 區 仍 持 續 進 行 中, 日 本 三 菱 公 司 仍 派 技 師 駐 廠, 配 合 電 廠 相 關 作 業 至 於 1 號 機 廠 房 外 圍 部 分, 尚 無 其 他 重 要 設 備 或 組 件 之 存 放 雖 然 本 次 參 訪 時 間 較 緊 湊, 現 場 仍 有 部 分 工 程 進 行 中, 但 透 過 現 場 參 訪 和 技 術 討 論 仍 能 促 進 兩 岸 核 能 界 進 一 步 的 溝 通 與 瞭 解 過 程 圓 滿 順 利 結 束, 海 陽 廠 方 表 示 歡 迎 再 度 參 訪 8

15 圖 一 山 東 海 陽 核 電 廠 方 於 會 議 室 致 歡 迎 之 意 圖 二 我 方 廖 俐 毅 主 任 ( 左 ) 向 廠 方 代 表 薛 益 鳴 副 總 經 理 ( 右 ) 表 示 感 謝 9

16 圖 三 雙 方 人 員 於 海 陽 核 電 廠 會 議 室 進 行 討 論 情 形 ( 一 ) 圖 四 雙 方 人 員 於 海 陽 核 電 廠 會 議 室 進 行 討 論 情 形 ( 二 ) 10

17 二 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 ( 一 ) 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 背 景 介 紹 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 ( 簡 稱 核 研 院 ), 位 於 風 景 秀 麗 的 北 京 北 郊 燕 山 腳 下 昌 平 區 虎 峪 風 景 區 該 院 籌 建 於 1958 年, 始 建 於 1960 年 1962 年 定 名 為 清 華 大 學 試 驗 化 工 廠 ( 簡 稱 試 化 廠 ),1979 年 4 月 更 名 為 核 能 技 術 研 究 所 ( 簡 稱 核 能 所 ),1990 年 11 月 再 更 名 為 核 能 技 術 設 計 研 究 院 ( 簡 稱 核 研 院 ),2003 年 經 學 校 批 准 更 名 為 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 核 研 院 以 核 和 能 源 為 主 要 領 域 研 究 領 域, 每 年 科 學 研 究 經 費 3 到 5 億 人 民 幣, 在 職 院 士 和 正 副 教 授 人 數 約 200 人, 研 究 生 約 300 人 ( 博 士 生 120 人, 碩 士 生 180 人 ), 核 研 院 內 設 置 七 大 學 門, 包 含 核 科 學 與 技 術 化 學 工 程 與 技 術 環 境 科 學 與 工 程 材 料 科 學 與 工 程 管 理 科 學 與 工 程 電 氣 工 程 電 子 科 學 與 技 術 1989 年 11 月, 核 研 院 設 計 建 設 的 5 兆 瓦 低 溫 核 供 熱 試 驗 反 應 器 建 成 並 運 行 成 功, 它 是 世 界 上 首 座 投 入 運 行 的 一 體 化 自 然 迴 圈 殼 式 供 熱 反 應 器, 也 是 世 界 上 第 一 座 採 用 新 型 水 力 驅 動 控 制 棒 的 反 應 器, 至 今 已 完 成 了 核 能 熱 電 聯 供 低 溫 製 冷 和 海 水 淡 化 等 一 系 列 試 驗 目 前 大 陸 第 一 座 200 兆 瓦 低 溫 核 供 熱 工 業 示 範 反 應 器 的 設 計 工 作, 由 核 研 院 負 責 核 研 院 負 責 研 究 與 發 展 計 畫 專 案 10 兆 瓦 高 溫 氣 冷 實 驗 反 應 器, 於 1995 年 6 月 開 始 動 工 興 建,2000 年 12 月 建 成 達 到 臨 界,2003 年 1 月 實 現 滿 功 率 併 網 發 電 模 組 式 球 床 高 溫 氣 冷 反 應 器 被 國 際 核 電 界 公 認 為 21 世 紀 新 型 核 電 站 的 首 選 機 型 之 一 這 座 先 進 反 應 器 的 建 成, 使 大 陸 成 為 世 界 上 為 數 不 多 的 掌 握 了 高 溫 氣 冷 反 應 器 技 術 的 國 家 之 一 核 研 院 除 了 發 展 高 溫 氣 冷 實 驗 反 應 器 尚 還 有 研 究 分 離 高 放 廢 液 的 TRPO 11

18 流 程 和 國 際 首 創 的 鈷 60 集 裝 箱 檢 測 系 統, 在 功 率 電 子 器 件 和 整 機 核 同 位 素 工 業 儀 錶 精 細 陶 瓷 及 新 型 材 料 稀 土 分 離 與 深 度 加 工 等 方 面 先 後 進 行 技 術 的 成 功 開 發, 也 頗 受 世 界 的 關 注, 值 得 後 續 關 注 ( 二 ) 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 及 其 示 範 廠 背 景 介 紹 高 溫 氣 冷 反 應 器 最 早 的 歷 史 可 追 溯 到 20 世 紀 的 年 代, 當 時 世 界 上 共 有 3 座 高 溫 氣 冷 式 反 應 器, 包 含 英 國 的 Dragon 反 應 器 美 國 的 Peach Bottom 以 及 聯 邦 德 國 的 AVR (Atomversuchsreaktor) 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 是 具 有 第 四 代 核 電 系 統 特 徵 的 先 進 反 應 器 型, 具 有 固 有 安 全 性 發 電 效 率 高 系 統 簡 單 用 途 廣 泛 等 特 點 10 兆 瓦 高 溫 氣 冷 式 實 驗 反 應 爐 (10 MW High Temperature Gas-cooled Reactor Test Module, 簡 稱 HTR-10) 是 位 於 北 京 清 華 大 學 核 研 院 的 一 個 實 驗 核 反 應 爐,10 兆 瓦 高 溫 氣 冷 式 實 驗 爐 於 1995 年 6 月 在 核 研 院 動 工 興 建, 到 2000 年 底 成 功 達 到 臨 界,2002 年 底 達 到 滿 功 率 運 行, 為 世 界 首 座 模 塊 化 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 實 驗 核 電 站 HTR-10 引 起 了 廣 泛 的 注 意, 於 2011 年 3 月, 紐 約 時 報 以 大 篇 幅 撰 寫 大 陸 的 HTR-10 並 以 能 大 幅 降 低 爐 心 熔 化 風 險 為 題 進 行 報 導 另 美 國 知 名 的 橡 樹 嶺 國 家 實 驗 室 也 就 此 型 反 應 器 若 成 功 商 轉 後 可 能 面 臨 的 核 子 保 防 安 全 層 面 進 行 了 討 論 (ORNL/TM- 2008/229, Safeguards Challenges for Pebble-Bed Reactors Designed by People s Republic of China) 於 2005 年, 大 陸 宣 佈 將 以 HTR-10 為 基 礎, 再 參 考 西 門 子 Interatom 的 HTR-Module 以 及 德 國 先 前 建 造 但 已 除 役 的 AVR 和 THTR (Thorium High- Temperature Reactor) 進 行 設 計 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 示 範 廠 HTR-PM (High Temperature Reactor-Pebble-bed Modules) 此 示 範 廠 位 於 山 東 省 榮 成 市 的 石 島 灣 核 電 站, 於 2012 年 開 工 建 設, 預 計 2017 年 建 成 併 網 發 電, 負 責 承 接 此 示 範 廠 總 設 計 師 任 務 的 正 是 擔 任 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 院 長 之 張 作 義 教 授 南 非 亦 12

19 曾 有 發 展 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 之 計 畫, 全 球 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 發 展 現 況 及 設 計 參 數 整 理 如 表 二 ( 三 ) 交 流 與 經 驗 回 饋 於 11 月 4 日 由 陸 方 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 鄭 書 敏 先 生 陪 同 至 北 京 郊 區 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院, 由 該 研 究 院 技 術 副 總 工 程 師 董 玉 杰 教 授 接 待, 參 訪 活 動 首 先 由 董 玉 杰 教 授 簡 介 該 研 究 院 研 究 重 點 發 展 方 向 和 研 究 成 果 等, 並 就 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 在 大 陸 研 究 現 況 及 未 來 應 用 規 劃 扼 要 說 明, 之 後 進 行 技 術 討 論 及 現 場 參 訪 活 動 目 前 在 大 陸 推 動 10 MW 高 温 氣 冷 式 實 驗 反 應 器 的 設 計, 係 參 考 國 際 上 高 温 氣 冷 式 反 應 器 的 經 驗 和 新 近 發 展 的 模 塊 式 高 温 反 應 器 的 先 進 概 念, 採 用 緊 湊 布 置 方 式 節 省 空 間 和 設 備, 並 於 該 研 究 院 區 內 建 造 一 棟 10 MW 熱 氦 實 驗 迴 路 建 物, 驗 證 氦 風 機 管 路 和 控 制 系 統 功 能, 另 發 展 自 有 技 術 能 力 包 括 反 應 器 壓 力 容 器 和 燃 料 元 件 等, 並 將 高 温 氣 冷 式 反 應 器 朝 向 模 組 化 設 計 方 向 發 展 高 温 氣 冷 式 反 應 器 之 各 項 關 鍵 技 術, 包 括 反 應 器 壓 力 容 器 與 主 氦 風 機 等, 大 陸 亦 積 極 發 展 建 立 技 術 能 力 反 應 器 壓 力 容 器 係 由 大 陸 自 行 設 計 製 造, 本 體 為 鍛 造 製 程 的 核 能 級 壓 力 容 器 關 鍵 系 統 和 設 備 均 透 過 工 程 驗 證 方 式, 以 確 認 功 能 符 合 設 計 要 求 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 的 特 點 為 高 性 能 燃 料 元 件 大 負 溫 度 係 數 佔 據 爐 心 大 部 分 區 域 的 石 墨 具 有 高 熱 容 量 做 為 冷 卻 劑 的 氦 氣 本 身 為 惰 性 氣 體 且 不 易 發 生 相 變 化 這 些 特 性 使 得 其 固 有 安 全 特 性 獲 得 保 障, 也 進 而 排 除 了 嚴 重 事 故 發 生 的 可 能 性 示 範 廠 HTR-PM 採 用 被 動 式 餘 熱 移 除 系 統, 通 過 熱 傳 導 熱 輻 射 自 然 對 流 等 自 然 機 制, 把 餘 熱 從 爐 心 傳 遞 給 位 於 反 應 器 艙 室 的 水 冷 壁, 通 過 水 的 自 然 迴 圈, 把 熱 量 帶 到 空 氣 冷 卻 器, 和 空 氣 進 行 熱 量 交 換, 從 而 使 熱 擴 散 到 大 氣 環 境 中 HTR-PM 的 爐 心 為 狹 長 型, 可 確 保 事 故 發 生 時, 爐 心 內 部 產 生 的 熱 量 很 容 易 由 徑 向 傳 遞 到 大 氣 環 境, 而 衰 變 熱 在 軸 向 均 勻 分 佈, 使 得 局 部 過 熱 的 情 形 不 易 發 生 另 外,HTR-PM 的 反 應 器 壓 力 槽 尺 寸 甚 大, 加 上 其 功 率 較 傳 統 壓 水 式 反 應 器 小, 使 得 其 能 量 密 度 僅 為 傳 統 壓 水 式 反 應 器 的 1/30 因 此, 當 失 去 原 有 的 強 制 冷 卻 對 流 後, 僅 依 賴 良 好 的 負 回 饋 特 性, 和 足 夠 大 的 溫 升 閾 量, 即 能 使 反 應 器 進 入 到 熱 停 機 狀 態 在 任 何 情 況 下, 燃 料 元 件 的 最 高 溫 度 均 13

20 不 超 過 其 安 全 限 值, 從 而 確 保 不 會 發 生 爐 心 熔 毀 和 放 射 性 大 量 釋 放 的 嚴 重 後 果 基 於 其 固 有 安 全 特 性 及 被 動 式 安 全 系 統 大 幅 提 高 核 電 廠 安 全 水 準 的 基 礎 上, 大 陸 國 家 核 安 全 局 甚 至 在 安 審 原 則 中 明 確 提 出 HTR-PM 設 計 上 要 達 到 的 一 個 目 標 為 : 儘 管 管 理 當 局 仍 然 可 以 要 求, 一 個 基 本 目 標 是, 在 技 術 上 對 外 部 干 預 措 施 的 需 求 是 有 限 的, 甚 至 是 可 以 免 除 的, 也 就 是 說, 就 技 術 觀 點 而 言, 可 以 取 消 廠 外 應 急 計 畫 同 時, 與 傳 統 壓 水 式 反 應 器 相 比, 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 在 設 計 上 不 需 緊 急 爐 心 冷 卻 系 統 等 特 設 安 全 設 施, 使 得 安 全 系 統 設 計 大 為 簡 化 另 外, 它 還 可 以 利 用 單 一 爐 心 功 率 不 大 的 特 點, 通 過 多 機 組 組 合 的 方 式, 逐 步 擴 大 容 量, 降 低 一 次 投 資, 靈 活 適 應 市 場 的 不 同 規 模 需 求, 在 標 準 化 和 系 列 化 生 產 部 件 設 備 的 基 礎 上, 縮 短 建 造 時 程 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 燃 料 小 球 採 TRISO (Tristructural-isotropic) 式 設 計, 如 圖 五 所 示, 小 球 直 徑 約 6 公 分, 以 石 墨 為 主 體, 直 徑 約 為 0.92 公 厘 的 核 燃 料 其 及 包 覆 外 層 散 佈 於 石 墨 球 體 中, 類 似 百 香 果, 核 燃 料 球 本 身 直 徑 僅 0.5 公 厘, 燃 料 小 球 成 份 從 最 外 層 到 最 內 層 依 次 為 : 外 緻 密 熱 解 碳 層 碳 化 矽 層 內 緻 密 熱 解 碳 層 疏 鬆 熱 解 碳 層 二 氧 化 鈾 燃 料 核 心 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 之 核 能 蒸 汽 產 生 單 元 以 及 示 範 廠 廠 房 示 意 圖 詳 圖 六 及 圖 七, 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 不 停 機 連 續 更 換 燃 料 之 過 程 詳 圖 八 燃 料 小 球 於 爐 心 內 發 熱 同 時 亦 進 行 滾 動, 當 燃 料 小 球 因 滾 動 磨 損 使 得 半 徑 縮 減 為 一 定 大 小 時, 該 燃 料 小 球 從 燃 料 供 應 系 統 中 被 分 離 器 (Sorter) 移 除, 置 於 破 損 球 儲 存 容 器, 接 著 再 以 同 位 素 能 譜 技 術 依 燃 耗 狀 況 篩 選 燃 料, 將 已 經 達 到 燃 耗 目 標 的 燃 料 小 球 移 除 至 用 過 核 燃 料 儲 存 槽 中, 由 於 燃 料 小 球 單 球 的 反 應 度 非 常 小, 因 此 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 可 以 實 現 不 停 機 持 續 裝 卸 燃 料, 燃 料 小 球 的 更 換 係 藉 助 重 力 及 氣 動 式 系 統 完 成 目 前 的 生 產 線 一 年 能 生 產 10 萬 顆 燃 料 小 球, 曾 隨 機 挑 選 5 顆 燃 料 小 球 送 至 荷 蘭 Petten 反 應 器 進 行 高 溫 輻 射 照 射 試 驗, 表 現 出 色, 現 正 計 畫 增 設 生 產 線, 預 定 一 年 生 產 30 萬 顆 燃 料 小 球 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 之 冷 卻 劑 為 氦 氣, 推 動 冷 卻 劑 的 主 氦 風 機 其 功 能 相 當 於 傳 統 壓 水 式 反 應 器 的 主 泵, 是 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 冷 卻 設 施 的 核 心 設 備, 軸 封 方 14

21 式 也 做 改 變, 採 自 主 創 新 研 發 的 電 磁 軸 承, 因 此 從 根 本 上 解 決 了 傳 統 水 密 封 軸 承 於 意 外 事 故 時 可 能 產 生 的 洩 漏 問 題, 於 意 外 發 生 斷 電 時 亦 有 防 止 其 因 失 去 電 力 而 跌 落 損 壞 的 特 殊 設 計 在 爐 心 中 氦 氣 流 動 方 向 由 上 而 下, 和 燃 料 小 球 在 爐 心 內 移 動 的 方 向 一 致, 因 此 爐 心 底 部 的 平 均 燃 耗 高 於 整 個 爐 心 的 平 均 燃 耗, 如 此 一 來 可 提 高 氦 氣 的 出 口 溫 度 亦 有 利 於 核 電 廠 發 電 效 率 的 提 升 另 外, 氦 氣 流 動 方 向 設 定 為 由 上 而 下 或 由 下 而 上, 各 有 優 缺 點 將 氦 氣 流 動 方 向 設 定 為 由 上 而 下, 主 要 是 因 為 柱 狀 燃 料 中 石 墨 結 構 穩 定 性 考 量, 而 採 用 球 床 燃 料 後, 則 係 沿 襲 既 有 做 法 爐 心 和 螺 旋 直 流 式 蒸 汽 產 生 器 採 肩 併 肩 式 設 計 HTR-PM 的 蒸 汽 產 生 器 採 用 螺 旋 直 流 式 設 計, 並 由 不 同 材 質 焊 接 組 成, 主 要 是 考 量 飽 和 蒸 汽 會 在 管 路 內 被 加 熱 成 過 熱 蒸 汽 的 問 題 如 圖 九 所 示, 蒸 汽 產 生 器 內 含 19 個 管 路 組 件, 每 個 組 件 有 5 層, 各 含 37 個 螺 旋 管 蒸 汽 產 生 器 之 管 側 流 體 為 水, 殼 側 為 氦 氣 為 了 維 持 雙 相 流 的 穩 定 性, 於 螺 旋 管 入 口 設 有 節 流 閥 片, 且 當 有 必 要 時 亦 可 做 塞 管 處 理 董 玉 杰 副 院 長 授 表 示, 蒸 汽 產 生 器 的 製 造 主 要 挑 戰 在 於 材 料 焊 接 和 組 裝, 然 現 階 段 已 克 服 這 些 障 礙, 開 工 製 造 中 另 外, 壓 力 反 應 槽 容 器 的 製 造 亦 為 高 溫 氣 冷 反 應 器 的 關 卡, 然 而 上 海 電 汽 已 攻 克 了 特 大 鍛 件 製 造 關 卡, 預 計 2015 年 可 出 廠 但 其 後 續 維 修 和 檢 查 將 是 一 項 須 考 量 的 議 題 就 能 量 轉 換 系 統 而 言,HTR-PM 共 設 置 兩 個 核 能 蒸 汽 產 生 單 元, 每 單 元 各 配 置 一 蒸 汽 產 生 器, 輸 出 熱 功 率 各 為 250 MWt 此 二 核 能 蒸 汽 產 生 單 元 將 蒸 氣 引 接 至 同 一 汽 機 產 生 210 MWe 的 輸 出 電 功 率 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 採 用 高 壓 過 熱 蒸 汽 渦 輪 機, 其 發 電 效 率 約 為 45% 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 出 口 高 溫 氦 氣 亦 可 應 用 於 高 溫 產 氫 領 域 和 大 部 分 其 他 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 類 似 的 是,HTR-PM 走 保 守 路 線, 採 用 技 術 要 求 相 對 較 低 的 蒸 汽 循 環 ( 詳 表 二 ), 而 非 南 非 所 採 用 的 逕 行 以 氦 氣 當 工 作 流 體 的 Brayton 循 環 據 董 玉 杰 副 院 長 表 示, 南 非 發 展 的 高 溫 氣 冷 反 應 器 進 度 停 滯 的 原 因 除 了 財 力 不 充 裕 之 外, 選 用 技 術 要 求 相 對 較 高 的 Brayton 循 環 亦 為 原 因 之 一 清 華 大 學 核 研 院 HTR-10 的 系 統 驗 證 試 驗 包 含 : 用 於 蒸 氣 產 生 器 單 元 熱 態 15

22 試 驗 的 氦 氣 實 驗 迴 路 球 狀 燃 料 裝 卸 系 統 控 制 棒 系 統 吸 收 球 停 機 系 統 主 氦 氣 風 機 用 過 球 燃 料 貯 存 系 統 其 中 吸 收 球 停 機 系 統 為 控 制 棒 系 統 的 停 機 後 備 系 統 而 HTR-10 的 代 表 性 實 驗 包 含 : 氦 氣 風 機 停 止 運 轉 汽 機 跳 脫 喪 失 廠 外 電 源 氦 氣 風 機 停 止 運 轉 且 發 生 預 期 暫 態 未 急 停 反 應 度 引 入 且 發 生 預 期 暫 態 未 急 停 氦 氣 風 機 停 止 運 轉 且 檔 板 未 關 閉 另 外, 原 先 外 界 對 於 HTR-10 或 HTR-PM 的 主 要 質 疑 為 石 墨 高 溫 燃 燒 董 玉 杰 副 院 長 對 此 表 示, 石 墨 其 實 本 身 要 發 生 燃 燒 現 象 並 沒 有 想 像 中 的 容 易, 亦 進 行 過 相 關 的 實 驗, 同 時 另 有 特 殊 的 設 計 可 避 免 氧 氣 進 入, 再 進 一 步 降 低 石 墨 燃 燒 的 可 能 性 另, 外 界 預 測, 球 床 式 燃 料 於 製 造 上 可 能 會 有 不 良 率 或 者 運 轉 中 破 損 較 傳 統 燃 料 為 高 的 情 形, 然 而 根 據 清 華 核 研 院 的 紀 錄, 目 前 尚 未 出 現 上 述 情 形 討 論 完 畢 後, 我 方 在 董 玉 杰 副 院 長 的 帶 領 下 進 入 HTR-10 的 控 制 室 參 觀, 該 處 建 造 與 石 島 灣 核 電 站 示 範 廠 相 同 之 燃 料 篩 選 及 填 換 設 備, 模 擬 運 轉 狀 態 下 燃 料 抽 取 工 作 依 燃 耗 狀 況 篩 選 燃 料 是 否 應 予 移 除, 另 將 新 燃 料 填 換 置 入 反 應 器 壓 力 槽 中 用 過 燃 料 於 儲 存 室 中 以 乾 式 儲 存 方 式 裝 桶 置 放 因 燃 料 篩 選 及 填 換 設 備 與 未 來 石 島 灣 核 電 站 示 範 廠 完 全 一 致, 目 前 所 進 行 之 試 驗 方 式 除 可 預 先 發 現 設 計 技 術 問 題, 研 擬 試 驗 解 決 方 案 外, 其 研 究 結 果 在 國 際 間 亦 備 受 肯 定 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 所 研 發 之 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 原 型 機 2017 年 將 在 山 東 開 始 商 業 發 電, 該 反 應 器 屬 於 被 動 安 全 性 相 當 高 的 機 型, 建 議 未 來 持 續 交 流, 關 注 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 後 續 商 業 運 轉 狀 況, 取 得 相 關 管 制 經 驗 回 饋 我 國 16

23 圖 五 球 床 式 高 溫 汽 冷 式 反 應 器 燃 料 小 球 設 計 (TRISO) 示 意 圖 ( 摘 錄 自 美 國 橡 樹 嶺 國 家 實 驗 室 報 告 Safeguards Challenges for Pebble-Bed Reactors Designed by People s Republic of China ) 17

24 圖 六 HTR-10 核 能 蒸 汽 產 生 單 元 示 意 圖 ( 含 TRISO 小 球 氦 氣 流 動 情 形 ) ( 摘 錄 自 張 作 義 教 授 著 作 Current status and technical description of Chinese 2 250MWth HTR-PM demonstration plant ) 18

25 圖 七 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 示 範 廠 廠 房 示 意 圖 ( 摘 錄 自 張 作 義 教 授 著 作 Current status and technical description of Chinese MWth HTR-PM demonstration plant ) 19

26 圖 八 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 不 停 機 連 續 更 換 燃 料 示 意 圖 ( 摘 錄 自 美 國 Massachusetts Institute of Technology 的 Andrew C. Kadak 教 授 簡 報 High Temperature Gas Reactors ) 20

27 圖 九 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 之 蒸 汽 產 生 器 截 面 示 意 圖 ( 摘 錄 自 張 作 義 教 授 著 作 Current status and technical description of Chinese MWth HTR-PM demonstration plant ) 21

28 表 二 全 球 球 床 式 高 溫 氣 冷 反 應 器 現 況 比 較 ( 摘 錄 自 美 國 橡 樹 嶺 國 家 實 驗 室 報 告 Safeguards Challenges for Pebble-Bed Reactors Designed by People s Republic of China ) 圖 十 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 門 口 22

29 圖 十 一 我 方 廖 俐 毅 主 任 ( 右 ) 向 北 京 清 華 大 學 董 玉 杰 副 院 長 ( 左 ) 表 示 感 謝 圖 十 二 雙 方 於 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 內 合 影 ( 第 一 排 左 起 第 四 五 位 分 別 為 我 方 廖 俐 毅 主 任 與 陸 方 董 玉 杰 副 院 長 ) 23

30 三 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心 ( 一 ) 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心 背 景 介 紹 大 陸 國 家 電 力 投 資 集 團 公 司 ( 簡 稱 國 家 電 投 ) 於 2015 年 7 月 15 日 由 中 國 電 力 投 資 集 團 公 司 和 國 家 核 電 技 術 公 司 合 併 重 新 組 建 為 大 型 國 有 企 業, 註 冊 資 本 為 人 民 幣 450 億 元, 資 産 總 額 人 民 幣 7223 億 元, 是 大 陸 唯 一 同 時 擁 有 水 力 發 電 火 力 發 電 核 能 發 電 新 能 源 資 産 的 綜 合 能 源 企 業 集 團 作 為 大 陸 三 大 核 電 開 發 建 設 營 運 商 之 一, 國 家 電 投 具 有 核 電 研 發 設 計 製 造 建 設 和 營 運 管 理 等 較 為 完 整 的 産 業 鏈 優 勢, 是 經 大 陸 國 務 院 授 權 引 進 核 電 技 術 推 進 三 代 核 電 自 主 化 的 實 施 主 體 和 研 發 平 臺 其 中 原 隸 屬 國 家 核 電 技 術 公 司 之 北 京 軟 體 技 術 中 心 ( 簡 稱 國 核 軟 體 ) 位 於 未 來 科 技 城 的 南 側 國 家 未 來 科 技 城 匯 集 各 企 業 的 研 發 單 位, 包 含 兵 器 建 材 電 子 核 電 等 領 域, 國 核 軟 體 成 立 於 2010 年 5 月, 目 的 在 於 實 現 核 電 軟 體 的 自 主 化 工 程 化 和 產 業 化, 是 大 陸 成 立 最 早 且 目 前 規 模 最 大 的 核 電 軟 體 專 業 研 發 機 構, 也 是 大 陸 目 前 唯 一 的 國 家 級 核 電 軟 體 發 展 平 臺 國 家 能 源 核 電 軟 體 重 點 實 驗 室 的 主 體 委 託 單 位 2011 年 6 月 歸 入 國 家 核 電 技 術 公 司 ( 北 京 ) 科 學 技 術 研 究 院,2015 年 7 月 15 日 歸 屬 於 國 家 電 力 投 資 集 團 公 司 國 核 軟 體 主 要 從 事 核 電 關 鍵 軟 體 發 展 與 評 估 核 電 軟 體 工 程 應 用 分 析 先 進 數 值 類 比 技 術 與 應 用 軟 體 管 理 與 技 術 支 援 及 核 電 軟 體 標 準 體 系 建 設 等 業 務 國 核 軟 體 首 要 承 擔 大 型 先 進 壓 水 式 核 電 站 國 家 科 技 重 大 專 項 核 電 關 鍵 設 計 軟 體 自 主 化 技 術 研 究 任 務, 開 發 以 COSINE(COre and System INtegrated Engine for design and analysis) 為 代 表, 具 有 完 全 自 主 智 慧 財 產 權 的 核 電 關 鍵 設 計 分 析 軟 體, 內 容 涵 蓋 核 反 應 爐 燃 料 設 計 燃 料 熱 工 水 力 設 計 系 統 安 全 分 析 安 全 度 評 估 蒙 特 卡 羅 粒 子 類 比 燃 料 設 計 及 性 能 分 析 嚴 重 事 故 類 比 分 析 和 群 常 數 製 作 等 軟 24

31 體 產 品, 主 要 著 重 於 大 陸 境 內 AP1000, 但 也 可 用 於 傳 統 壓 水 式 反 應 器 軟 體 發 展 過 程 嚴 格, 按 照 國 內 外 核 安 全 法 規 標 準, 並 參 考 先 進 的 軟 體 工 程 開 發 流 程 目 前,COSINE 已 完 成 核 心 功 能 代 碼 編 制, 正 在 全 面 開 展 測 試 與 評 估 工 作 同 時, 國 核 軟 體 承 接 大 陸 重 大 專 項 研 究 嚴 重 事 故 分 析 及 應 急 決 策 支 持 技 術 研 究 國 家 核 安 全 局 核 安 全 導 則 編 制 等 任 務 為 彙 聚 各 方 優 勢 力 量 協 同 創 新, 國 核 軟 體 積 極 推 動 國 內 外 產 學 研 用 合 作, 與 上 海 交 通 大 學 西 安 交 通 大 學 和 華 北 電 力 大 學 等 大 學 均 有 合 作, 聯 合 成 立 核 電 軟 體 工 作 站, 並 且 先 後 加 入 了 由 OECD/NEA 主 導 的 ROSA-II PKL-3 HYMERES 等 國 際 著 名 實 驗 研 究 計 畫, 聯 合 了 大 陸 多 家 研 發 機 構 共 同 開 展 多 項 實 驗 研 究, 建 立 大 陸 核 電 軟 體 模 型 評 估 體 系 另 與 上 海 核 工 程 研 究 設 計 院 合 作 成 立 了 上 海 核 電 軟 體 工 程 應 用 測 試 中 心, 共 同 推 動 COSINE 軟 體 的 自 主 化 進 程 與 工 程 應 用 ( 二 )COSINE 軟 件 架 構 介 紹 COSINE 為 一 將 核 反 應 器 物 理 熱 流 嚴 重 事 故 安 全 度 評 估 一 體 化 之 套 裝 軟 體, 其 流 程 示 意 圖 如 圖 十 三 所 示 以 下 就 各 層 面 簡 要 介 紹 圖 十 三 COSINE 運 行 流 程 示 意 圖 25

32 1.COSINE 熱 流 (1) 系 统 分 析 程 式 圖 十 四 COSINE 系 統 分 析 程 式 示 意 圖 系 統 分 析 程 式 示 意 圖 如 圖 十 四 所 示, 該 程 式 以 核 電 廠 一 二 迴 路 系 統 或 其 它 管 路 系 統 為 計 算 物 件, 採 用 了 多 相 多 流 場 模 型 和 均 相 流 模 型 該 程 式 包 括 了 核 電 廠 迴 路 系 統 中 的 設 備 模 型 水 力 學 現 象 模 型 控 制 系 統 模 型 該 程 式 主 要 用 於 一 二 迴 路 系 統 的 設 計 事 故 分 析 運 行 暫 態 計 算 設 計 暫 態 計 算 核 電 廠 模 擬 實 驗 台 架 設 計 等 方 面 26

33 (2) 子 通 道 分 析 程 式 圖 十 五 COSINE 子 通 道 分 析 程 式 示 意 圖 子 通 道 分 析 程 式 示 意 圖 如 十 五 所 示, 該 程 式 以 爐 心 或 其 它 棒 束 通 道 為 計 算 物 件, 採 用 了 多 相 多 流 場 模 型 和 均 相 流 模 型, 考 慮 了 通 道 間 的 橫 向 對 流 與 湍 流 交 混 該 程 式 包 括 了 軸 向 及 橫 向 的 摩 擦 與 阻 力 模 型 湍 流 交 混 模 型 熱 傳 及 臨 界 熱 功 率 模 型 (CHF) 燃 料 棒 模 型 等 該 程 式 主 要 用 於 核 反 應 爐 爐 心 的 熱 流 設 計 和 事 故 分 析 等 方 面 27

34 (3) 圍 阻 體 分 析 程 序 圖 十 六 COSINE 圍 阻 體 分 析 程 式 示 意 圖 圍 阻 體 分 析 程 式 示 意 圖 如 圖 十 六 所 示, 該 程 式 以 圍 阻 體 及 其 相 關 廠 房 為 計 算 物 件, 採 用 了 一 維 / 三 維 多 相 多 流 場 模 型 該 程 式 包 括 了 核 電 廠 圍 阻 體 系 統 中 設 備 模 型 水 力 學 現 象 模 型 及 控 制 系 統 模 型 該 程 式 主 要 用 於 圍 阻 體 質 能 釋 放 分 析 最 小 圍 阻 體 壓 力 分 析 等 方 面 28

35 2. COSINE 物 理 (1) 燃 料 組 件 參 數 計 算 程 式 圖 十 七 COSINE 燃 料 組 件 參 數 計 算 程 式 示 意 圖 燃 料 組 件 參 數 計 算 程 式 示 意 圖 如 圖 十 七 所 示, 該 程 式 以 核 燃 料 元 件 或 圍 板 反 射 層 為 計 算 物 件, 採 用 精 確 的 多 群 中 子 截 面 資 料 庫 先 進 的 共 振 遷 移 和 燃 耗 計 算 方 法, 求 解 二 維 中 子 遷 移 方 程 該 程 式 主 要 用 於 向 反 應 器 爐 心 物 理 分 析 程 式 提 供 核 燃 料 元 件 或 圍 板 反 射 層 的 少 群 宏 觀 截 面 不 連 續 因 數 等 物 理 特 性 參 數 29

36 (2) 爐 心 物 理 分 析 程 式 圖 十 八 COSINE 爐 心 物 理 分 析 程 式 示 意 圖 爐 心 物 理 分 析 程 式 示 意 圖 如 圖 十 八 所 示, 該 程 式 以 反 應 器 爐 心 為 計 算 物 件, 採 用 少 群 一 維 有 限 差 分 方 法 和 二 維 三 維 穩 態 節 塊 法, 求 解 爐 心 的 中 子 擴 散 方 程 該 程 式 主 要 用 於 爐 心 參 數 搜 索 ( 臨 界 搜 索 Axial Offset 搜 索 ) 反 應 度 係 數 控 制 棒 價 值 停 機 裕 量 Final Acceptance Criteria 分 析 焓 升 核 熱 管 因 數 (Enthalpy Rise Hot Channel Factor) 等 計 算 30

37 (3) 中 子 動 力 學 程 式 圖 十 九 COSINE 中 子 動 力 學 程 式 示 意 圖 中 子 動 力 學 程 式 示 意 圖 如 圖 十 九 所 示, 該 程 式 以 偏 離 臨 界 狀 態 下 的 暫 態 爐 心 為 計 算 物 件, 將 穩 態 爐 心 中 子 學 模 型 拓 展 為 暫 態 模 型, 並 包 含 可 靠 的 熱 流 回 饋 模 型 該 程 式 可 實 現 高 模 擬 度 的 零 維 一 維 及 三 維 中 子 學 全 廠 暫 態 過 程 模 擬, 支 持 控 制 棒 射 棒 (rod ejection) 控 制 棒 誤 抽 (uncontrolled rod withdraw) 落 棒 (dropped rod) 硼 稀 釋 (boron dilution) 主 蒸 汽 管 道 破 損 (main steam line break ) 等 事 故 分 析 31

38 3. COSINE 嚴 重 事 故 (1) 嚴 重 事 故 現 象 爐 心 分 析 程 式 圖 二 十 COSINE 嚴 重 事 故 現 象 爐 心 分 析 程 式 計 算 示 意 圖 嚴 重 事 故 現 象 爐 心 分 析 程 式 示 意 圖 如 圖 二 十 所 示, 該 程 式 採 用 最 佳 估 算 方 法 計 算 事 故 序 列, 可 用 來 模 擬 嚴 重 事 故 下 爐 心 熔 化 和 壓 力 容 器 底 蓋 的 加 熱 損 壞 過 程 該 程 式 的 冷 卻 劑 熱 流 計 算 和 控 制 邏 輯 採 用 系 統 分 析 程 式 的 處 理 方 法 32

39 (2) 嚴 重 事 故 輻 射 源 項 分 析 程 式 圖 二 十 一 COSINE 嚴 重 事 故 輻 射 源 項 分 析 程 式 計 算 示 意 圖 嚴 重 事 故 源 項 分 析 程 式 示 意 圖 如 圖 二 十 一 所 示, 該 程 式 將 系 統 熱 流 反 應 與 核 分 裂 產 物 釋 放 遷 移 耦 合 的 方 法 以 計 算 嚴 重 事 故 序 列 和 事 故 緩 解 措 施 介 入 後 的 相 關 系 統 反 應 該 程 式 可 用 以 處 理 一 迴 路 和 圍 阻 體 內 各 種 嚴 重 事 故 的 物 理 過 程, 包 括 : 爐 心 損 壞 放 射 性 元 素 的 釋 放 和 遷 移 氫 氣 的 產 生 和 燃 燒 熔 融 物 與 混 凝 土 反 應 等 33

40 4. COSINE 安 全 度 評 估 (1) 安 全 度 評 估 程 式 圖 二 十 二 COSINE 安 全 度 評 估 程 式 計 算 示 意 圖 安 全 度 評 估 程 式 示 意 圖 如 圖 二 十 二 所 示, 該 程 式 是 一 種 系 統 性 的 分 析 程 式, 以 機 率 為 基 礎, 以 核 電 廠 設 計 運 行 歷 史 資 料 人 員 行 為 設 備 可 靠 性 爐 心 損 壞 的 物 理 過 程 等 盡 可 能 真 實 的 資 訊 為 輸 入, 通 過 演 繹 與 歸 納 相 結 合 的 邏 輯 推 理, 獲 得 各 種 事 故 序 列 的 機 率 和 後 果, 為 預 防 和 緩 解 爐 心 損 壞 風 險 提 供 依 據 34

41 ( 三 ) 交 流 與 經 驗 回 饋 當 日 與 軟 體 中 心 的 交 流 互 動 行 程 及 雙 方 與 會 人 員 詳 圖 二 十 三, 包 含 背 景 介 紹 COSINE 展 示 技 術 交 流 討 論 如 先 前 所 述, 目 前 COSINE 已 完 成 核 心 功 能 代 碼 編 制, 正 全 面 展 開 測 試 與 評 估 工 作 預 計 於 今 年 12 月 21 日 公 開 邀 請 使 用 者 進 行 測 試 並 進 行 回 饋, 國 核 軟 體 楊 燕 華 主 任 表 示,COSINE 打 算 仿 效 當 年 熱 流 軟 體 RELAP5 的 路 線, 先 公 開 給 全 球 使 用 者 進 行 測 試 並 收 集 回 饋 再 對 程 式 加 以 改 進, 期 待 使 之 成 為 一 國 際 通 用 軟 體 楊 燕 華 主 任 表 示, 屆 時 非 常 歡 迎 我 方 一 同 加 入 使 用 者 的 測 試 行 列 就 功 能 層 面 而 言,COSINE 的 特 性 為 多 個 層 面 ( 反 應 器 物 理 熱 流 分 析 安 全 度 評 估 嚴 重 事 故 ) 的 總 集 結 以 多 維 度 多 場 多 相 為 起 始 依 情 境 進 行 簡 化 統 一 輸 入 平 台 統 一 輸 入 風 格 等 就 程 式 撰 寫 過 程 而 言,COSINE 的 特 性 為 子 程 式 功 能 模 塊 化 子 程 式 輸 入 輸 出 過 程 流 程 化 所 使 用 之 關 係 式 函 數 化 程 式 代 碼 使 用 一 致 化 數 據 表 單 清 晰 化 COSINE 以 FORTRAN 編 寫, 其 編 寫 過 程 中 同 時 允 許 多 人 上 線 進 行 更 新, 且 程 式 編 寫 人 員 以 及 程 式 測 試 人 員 明 確 分 組 執 行 任 務 程 式 編 寫 人 員 負 責 編 寫 程 式 並 確 認 程 式 可 執 行, 程 式 測 試 人 員 則 以 相 關 合 理 參 數 值 輸 入 程 式 進 行 結 果 的 探 討, 以 及 未 來 接 收 來 自 各 方 驗 證 結 果 的 回 饋 並 回 應 就 使 用 者 層 面 而 言,COSINE 提 供 可 自 由 調 整 的 動 態 參 數 圖 像 介 面, 並 提 供 網 路 版 本 和 網 路 服 務 建 構 核 電 廠 輸 入 模 型 時,COSINE 採 直 覺 式 操 作 介 面, 不 提 供 如 RELAP5 的 使 用 者 操 作 手 冊, 其 操 作 介 面 類 似 Windows 8 建 構 核 電 廠 模 型 時 雖 然 COSINE 仍 採 控 制 體 積 和 流 體 接 點 的 方 式 進 行 計 算, 但 使 用 者 可 依 照 逕 行 選 取 核 電 廠 真 實 組 件 並 進 行 尺 寸 和 角 度 的 調 整, 如 建 構 某 元 件 時, 可 點 選 COSINE 所 提 供 之 該 元 件 選 項, 並 可 設 定 流 體 流 動 方 向 長 度 上 升 角 度 截 面 積 變 化 情 形, 而 不 需 如 以 前 以 控 制 體 積 和 流 體 接 點 自 行 拼 湊 另 35

42 於 熱 流 分 析 中 重 要 性 頗 高 的 CCFL (Counter Current Flow Limit) 現 象 於 COSINE 中 亦 可 進 行 模 擬 據 軟 體 中 心 表 示,CCFL 現 象 的 模 擬 在 每 個 流 體 接 點 都 能 進 行, 當 然 使 用 者 也 可 視 情 況 而 自 行 調 整 將 此 選 項 關 閉 最 後,COSINE 亦 支 援 報 告 撰 寫 圖 表 更 新 功 能, 使 用 者 於 撰 寫 大 型 報 告 如 FSAR 抓 取 COSINE 產 生 的 圖 表 需 更 新 時 可 選 用 此 功 能 進 行 更 新 於 水 力 學 之 質 量 動 量 能 量 守 恆 方 程 式 方 面,COSINE 寫 入 多 場 多 相 外 加 不 凝 結 氣 體 的 方 程 式, 再 依 情 境 引 用 所 需 的 場 數 相 數 不 凝 結 氣 體 進 行 模 擬 最 複 雜 的 模 擬 情 境 所 引 用 的 方 程 式 數 最 高 達 10+N 個, 其 中 N 為 不 凝 結 氣 體 COSINE 所 定 義 的 相 有 氣 相 液 相 混 合 相 ; 所 模 擬 的 場 包 含 蒸 汽 場 連 續 液 場 液 滴 場 霧 場 混 合 場 不 凝 結 氣 體 場 撰 寫 這 些 多 場 多 相 模 型 時 COSINE 所 參 考 的 程 式 包 含 COBRA-IV COBRA-TF RETRAN-02 RELAP5 ATHLET GOTHIC, 多 為 國 際 間 認 證 過 的 程 式 COSINE 的 測 試 分 成 多 個 步 驟, 第 一 個 步 驟 是 程 式 模 塊 測 試, 分 別 確 認 程 式 模 塊 的 預 處 理 求 解 流 程 物 理 模 型 數 學 函 數 第 二 個 步 驟 是 數 值 方 法 與 模 型 測 試, 包 含 單 相 / 雙 相 穩 態 / 暫 態 導 熱 邊 界 第 三 個 步 驟 是 現 象 測 試 如 沸 騰 臨 界 流 震 盪 CCFL 等 第 四 個 步 驟 是 水 力 學 的 系 統 測 試 包 含 水 力 學 系 統 以 及 簡 易 版 的 核 電 廠 模 型 測 試 第 五 個 步 驟 是 工 程 級 的 驗 證, 包 含 爐 心 / 核 電 廠 的 穩 態 運 行 和 暫 態 與 事 故 圍 阻 體 的 暫 態 與 事 故 COSINE 多 採 用 歐 美 的 實 驗 數 據 進 行 驗 證, 且 每 個 現 象 至 少 選 取 一 個 以 上 的 實 驗 來 進 行 程 式 驗 證 發 展 冷 卻 水 流 失 事 故 分 析 模 式 時, 一 般 而 言, 有 兩 個 選 擇 : 最 佳 估 算 加 上 不 準 度 評 估 或 是 以 符 合 美 國 聯 邦 法 規 10 CFR 50 附 錄 K 的 要 求 和 保 守 條 件 進 行 分 析 以 保 守 條 件 進 行 分 析 較 為 簡 易, 然 則 其 犧 牲 了 核 電 廠 的 經 濟 效 益 另 外, 根 據 IAEA 2009 年 的 報 告 Deterministic Safety Analysis for Nuclear Power Plants, 保 守 的 假 設 和 數 值 未 必 能 帶 來 保 守 的 計 算 結 果, 以 往 的 經 驗 表 明, 高 度 保 守 的 模 型 參 數 初 始 條 件 和 設 備 可 用 性 假 設 有 時 會 導 致 錯 誤 的 事 件 序 列 36

43 不 切 實 際 的 時 序 甚 至 可 能 遺 漏 某 些 物 理 現 象 COSINE 將 兩 種 模 型 都 放 入, 然 而 其 評 估 時 用 的 是 保 守 模 型 在 IAEA 該 份 報 告 中 將 評 價 模 型 分 成 了 四 種 : 保 守 評 價 模 型 組 合 評 價 模 型 最 佳 估 算 模 型 風 險 指 引 評 價 模 型 其 中 風 險 指 引 模 型 會 是 今 後 的 發 展 趨 勢, 值 得 關 注 四 種 評 價 模 型 內 容 詳 表 三 於 模 擬 嚴 重 事 故 層 面, 軟 體 中 心 表 示,COSINE 選 擇 以 MAAP 為 基 底 計 算 輻 射 源 項 的 遷 移, 放 射 性 核 種 的 分 群 也 與 MAAP 接 近, 嚴 重 事 故 前 半 段 的 模 擬 則 以 SCADP/RELAP5 為 基 礎 我 方 表 示, 根 據 我 方 使 用 嚴 重 事 故 程 式 MELCOR 的 經 驗,MELCOR 並 未 內 建 有 CsI 此 放 射 性 核 種 族 群, 且 MELCOR 無 法 模 擬 氫 氣 爆 炸 僅 能 模 擬 氫 氣 燃 燒, 請 教 軟 體 中 心 COSINE 於 此 方 面 的 特 性 軟 體 中 心 表 示,COSINE 內 建 有 CsI 此 族 群, 然 而 氫 氣 爆 炸 方 面 因 為 涉 及 較 複 雜 的 氣 體 壓 縮 性 層 面,COSINE 亦 未 能 模 擬 氫 氣 爆 炸 現 象 嚴 重 事 故 的 現 象 甚 為 複 雜 且 充 滿 不 確 性,COSINE 於 此 方 面 也 未 能 全 數 自 行 發 展, 而 是 將 其 他 程 式 納 入 其 中 熔 融 物 與 水 作 用 的 三 維 模 擬 採 用 METRIC, 而 氫 氣 安 全 三 維 分 析 則 採 用 CYCAS, 詳 圖 二 十 四 關 於 嚴 重 事 故 的 模 擬 策 略, 根 據 其 國 家 核 安 全 局 核 安 全 導 則 HAD 102/17 所 述, 對 於 嚴 重 事 故 分 析, 一 般 應 該 採 用 最 佳 的 估 算 假 設 數 據 方 法 和 決 策 準 則 如 果 這 不 可 能, 應 該 做 出 合 理 的 保 守 假 設, 以 考 慮 被 模 擬 的 物 理 過 程 理 解 的 不 確 定 性 關 於 核 分 裂 產 物 的 遷 移,COSINE 所 分 析 的 核 分 裂 產 物 包 含 Xe Kr CsI TeO2 SrO MoO2 CsOH BaO LaO3 CeO2 Sb TeO2 UO2 五 種 結 構 材 料 則 為 Cd In Ag Sn Mn COSINE 中 設 定 可 供 使 用 者 選 擇 的 核 種 釋 放 模 型 包 括 NRC 模 型 IDCOR 模 型 CORSOR-M 模 型 CORSOR-O 模 型 ORNL BOOTH 模 型 又 目 前 限 於 經 費 考 量, 並 未 做 到 廠 外 劑 量 計 算 評 估, 也 就 是 止 於 二 階 安 全 度 評 估 的 層 級 另 我 方 提 出, 日 本 因 軟 體 計 算 不 準 度 之 故, 欲 棄 用 SPEEDI 劑 量 評 估 系 統 而 改 採 用 輻 射 環 境 偵 測 系 統 一 事, 軟 體 中 心 主 任 楊 燕 華 表 示 驚 訝 但 不 認 同 她 認 為 福 島 事 故 有 很 多 模 擬 廠 外 劑 量 的 關 鍵 參 數 至 今 仍 處 37

44 於 未 知 狀 態, 當 時 僅 能 用 假 設 推 估 的 方 式 進 行 模 擬, 致 使 SPEEDI 預 測 結 果 失 準 研 討 會 近 尾 聲 之 際, 我 方 廖 主 任 表 示, 若 COSINE 團 隊 能 攬 入 具 核 電 廠 工 作 經 驗 者 且 熟 知 EOP 的 話, 將 使 COSINE 更 有 實 際 效 益 楊 主 任 贊 同 此 說 法, 並 表 示 該 團 隊 極 欠 缺 相 關 人 員 另 外,COSINE 於 嚴 重 事 故 模 擬 參 考 較 簡 單 的 MAAP 而 非 較 精 細 的 MELCOR, 因 而 向 我 方 請 益 關 於 嚴 重 事 故 現 象 的 模 型 描 述 或 是 嚴 重 事 故 相 關 參 數 的 設 定 參 考 來 源 我 方 表 示, 可 參 考 MELCOR Reference Manual 或 是 一 公 開 文 件 NUREG/CR-7110 的 Volume 2 State-of-the-Art Reactor Consequence Analyses Project Volume 2: Surry Integrated Analysis 末 了, 楊 主 任 表 示 期 待 後 續 交 流, 軟 體 中 心 行 程 圓 滿 結 束 38

45 表 三 IAEA SSG-2 報 告 所 列 評 價 模 型 內 容 ( 整 理 自 軟 體 中 心 簡 報 及 IAEA 報 告 ) 類 型 電 腦 程 式 系 統 組 件 可 用 性 假 設 初 始 / 邊 界 條 件 備 註 保 守 評 價 模 型 保 守 程 式 保 守 假 設 保 守 數 據 (assumed to have pessimistic values) 過 去 幾 十 年 廣 泛 應 用 保 守 數 據 組 合 評 價 模 型 最 佳 估 算 程 式 保 守 假 設 (all uncertainties associated with the code models and plant parameters are 法 國 CATHARE GB 採 用 此 方 法 bounded) 真 實 數 據 + 不 確 定 性 ; 最 佳 估 算 評 價 模 型 最 佳 估 算 程 式 + 不 確 定 性 分 析 保 守 假 設 部 分 為 最 不 利 條 件 (Realistic plus uncertainty; partly most 西 屋 WCOBRA/TRAC unfavourable conditions) 風 險 指 引 評 價 模 型 最 佳 估 算 程 式 + 不 確 定 性 分 析 由 安 全 度 評 估 導 出 真 實 數 據 + 不 確 定 性 (Realistic input data with uncertainties) 風 險 指 引 模 型 是 今 後 的 發 展 趨 勢 39

46 圖 二 十 三 軟 體 中 心 交 流 行 程 40

47 圖 二 十 四 嚴 重 事 故 現 象 以 及 COSINE 團 隊 自 行 發 展 的 程 式 模 擬 範 圍 ( 黃 色 ) 圖 二 十 五 我 方 廖 俐 毅 主 任 ( 右 ) 向 軟 件 中 心 楊 燕 華 主 任 ( 左 ) 表 示 感 謝 41

48 圖 二 十 六 COSINE 展 示 視 頻 播 放 圖 二 十 七 雙 方 人 員 於 軟 體 中 心 進 行 技 術 交 流 42

49 圖 二 十 八 雙 方 人 員 於 軟 體 中 心 合 影 留 念 43

50 四 核 與 輻 射 安 全 中 心 之 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 ( 一 ) 背 景 介 紹 大 陸 核 安 全 監 管 機 構 包 括 ( 一 ) 環 境 保 護 部 國 家 核 安 全 局 (NNSA): 負 責 核 安 全 監 管 輻 射 安 全 與 輻 射 環 境 管 理 ;( 二 ) 國 家 能 源 局 (NEA): 負 責 核 電 工 業 管 理 ;( 三 ) 國 家 國 防 科 技 工 業 局 (CAEA): 負 責 除 核 電 以 外 的 其 它 核 工 業 管 理 環 境 保 護 部 國 家 核 安 全 局 (NNSA) 組 織, 包 括 三 個 業 務 司 國 際 合 作 處 六 個 地 區 監 督 站 與 核 與 輻 射 安 全 中 心 等 相 關 技 術 支 援 單 位 圖 二 十 九 環 境 保 護 部 國 家 核 安 全 局 (NNSA) 組 織 圖 44

51 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 ( 以 下 簡 稱 中 心 ) 隸 屬 於 環 境 保 護 部 國 家 核 安 全 局 (NNSA), 核 安 全 局 的 局 長 由 環 境 保 護 部 副 部 長 兼 任, 另 設 置 一 位 核 安 全 總 工 和 三 位 副 局 長 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 是 大 陸 唯 一 專 業 從 事 核 安 全 與 輻 射 環 境 監 督 管 理 技 術 保 障 的 公 益 性 事 業 單 位 人 員 編 制 為 600 人, 現 有 員 工 約 500 人 其 主 要 任 務 是 為 大 陸 民 用 核 設 施 及 輻 射 環 境 安 全 監 管 提 供 技 術 支 援 與 技 術 保 障, 主 要 職 責 包 括 : 為 核 安 全 與 輻 射 環 境 監 管 提 供 技 術 支 援 民 用 核 設 施 安 全 審 評 與 監 督 技 術 支 援 輻 射 環 境 安 全 審 評 與 監 督 技 術 支 援 核 事 故 與 輻 射 環 境 事 故 應 急 回 應 與 評 估 民 用 核 設 施 核 安 全 監 管 政 策 與 法 規 研 究 核 安 全 與 輻 射 防 護 科 學 研 究 相 關 技 術 諮 詢 與 信 息 服 務 核 與 輻 射 安 全 中 心 主 要 工 作 內 容 包 含 下 列 事 項 : 核 安 全 相 關 法 律 法 規 政 策 標 準 導 則 的 制 定 / 修 訂 ; 核 設 施 / 核 活 動 安 全 許 可 管 理 ; 核 設 施 安 全 監 督 安 全 審 查 檢 查 和 評 價 ; 核 承 壓 設 備 監 督 管 理 ; 核 設 施 應 急 準 備 與 回 應 ; 核 設 施 運 行 事 件 評 價 和 經 驗 回 饋 ; 核 設 施 獨 立 放 射 性 監 測 和 環 境 影 響 評 價 ; 核 材 料 和 放 射 源 安 全 監 督 管 理 ; 核 設 施 放 射 性 廢 物 安 全 監 督 管 理 ; 核 安 全 重 要 崗 位 人 員 的 培 訓 考 核 與 授 權 ; 核 設 施 品 質 保 證 監 督 與 輻 射 防 護 監 督 ; 核 領 域 科 學 研 究 與 國 際 合 作 ; 核 安 全 獨 立 驗 證 和 試 驗 能 力 開 發 等 45

52 圖 三 十 核 與 輻 射 安 全 中 心 組 織 圖 圖 三 十 一 核 與 輻 射 安 全 中 心 大 樓 外 觀 46

53 圖 三 十 二 參 加 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 圖 三 十 三 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 會 後 雙 方 合 影 ( 第 一 排 左 起 第 五 六 位 分 別 為 陸 方 柴 國 旱 總 工 程 師 及 我 國 廖 俐 毅 主 任 ) 47

54 ( 二 ) 大 陸 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心 我 方 於 參 與 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 時 另 參 訪 亦 位 於 核 與 輻 射 安 全 中 心 大 樓 內 的 大 陸 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心 是 大 陸 環 境 保 護 部 在 發 生 核 與 輻 射 事 故 時, 作 為 應 急 組 織 指 揮 協 調 緊 急 應 變 行 動 的 場 所, 設 於 核 與 輻 射 安 全 中 心 二 樓, 主 要 任 務 包 含 : 應 急 響 應 技 術 系 統 的 日 常 運 作 與 維 護 ; 應 急 基 礎 數 據 的 收 集 處 理 更 新 ; 應 急 值 班 工 作, 對 應 急 響 應 的 相 關 事 故 信 息 之 接 收 整 理 報 告 傳 遞 等 工 作 ; 應 急 指 揮 調 度 技 術 服 務, 包 括 源 項 估 算 事 故 狀 態 診 斷 預 測 事 故 發 展 趨 勢, 為 應 急 決 策 提 供 技 術 支 援 ; 為 輻 射 環 境 應 急 監 測 提 供 技 術 支 援, 必 要 時, 覆 核, 分 析 地 方 監 測 數 據, 適 時 發 展 應 急 環 境 監 測 ; 追 蹤 和 收 集 國 內 外 輿 情, 建 立 輿 情 應 對 ; 核 與 輻 射 應 急 響 應 領 域 的 科 研 工 作 48

55 圖 三 十 四 參 觀 大 陸 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心 圖 三 十 五 核 與 輻 射 事 故 應 急 技 術 中 心 人 員 進 行 簡 報 49

56 ( 三 ) 經 驗 交 流 與 回 饋 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 在 陸 方 柴 國 旱 總 工 程 師 以 及 我 方 廖 俐 毅 主 任 的 帶 領 下, 於 2015 年 11 月 6 日 假 北 京 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 306 會 議 室 進 行, 雙 方 與 會 人 數 共 計 約 25 人 我 方 於 會 中 發 表 四 篇 簡 報, 包 括 : 核 能 安 全 管 制 研 究 中 心 籌 備 概 況 與 未 來 規 劃 介 紹 ( 報 告 人 : 廖 俐 毅 主 任 ) 安 全 度 評 估 概 述 及 應 用 經 驗 簡 介 ( 報 告 人 : 臧 逸 群 技 正 ) 臺 灣 核 電 廠 嚴 重 事 故 相 關 模 擬 結 果 彙 整 ( 報 告 人 : 江 庚 晏 副 研 究 員 ) 核 安 全 監 管 法 規 介 紹 ( 報 告 人 : 高 斌 科 長 ) 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 之 議 程 詳 表 四 以 下 依 主 題 介 紹 雙 方 簡 報 內 容 1. 雙 方 機 構 介 紹 及 未 來 規 劃 陸 方 簡 報 題 目 : 國 家 核 安 全 局 及 核 與 輻 射 安 全 中 心 介 紹, 簡 報 內 容 涵 蓋 以 下 四 項 : 一 大 陸 核 安 全 監 管 機 構, 本 項 中 包 含 核 安 全 相 關 的 政 府 機 構 ( 環 境 保 護 部 國 家 核 安 全 局 (NNSA) 國 家 能 源 局 (NEA) 國 家 國 防 科 技 工 業 局 (CAEA) 的 介 紹 二 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 歷 史 沿 革 主 要 職 責 三 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 機 構 編 制 和 人 力 資 源 建 設 四 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 業 務 能 力 五 環 境 保 護 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 近 期 主 要 工 作 我 方 廖 俐 毅 主 任 簡 報 題 目 : 核 能 安 全 管 制 研 究 中 心 籌 備 概 況 與 未 來 規 劃, 簡 報 內 容 涵 蓋 以 下 五 項 : 一 臺 灣 核 能 研 究 機 構 現 況 與 未 來 規 劃, 本 項 中 包 含 臺 灣 核 能 研 究 機 構 現 況, 核 能 研 究 所 資 源 配 置, 組 改 後 臺 灣 核 能 研 究 組 織 架 構 二 核 能 安 全 管 制 研 究 中 心 任 務, 本 項 概 述 核 能 安 全 管 制 研 究 中 心 任 務 三 核 能 安 全 管 制 研 究 中 心 ( 試 運 組 ) 概 況, 本 項 中 包 含 核 能 安 全 管 制 研 究 50

57 中 心 組 織 架 構 與 業 務 介 紹 四 管 制 研 究 中 心 能 力 建 設 總 體 情 況, 本 項 中 包 含 協 助 原 能 會 執 行 安 全 相 關 報 告 審 查 與 管 制 技 術 建 立 等 多 項 工 作 介 紹 五 未 來 規 劃, 本 項 中 包 含 核 安 管 制 技 術 重 點 研 發 需 求, 技 術 建 立 與 人 才 培 育 簡 報 後 與 陸 方 進 行 討 論, 交 換 安 全 度 評 估 心 得 與 經 驗, 節 錄 如 下 1. 核 與 輻 射 安 全 中 心 針 對 獨 立 驗 證 分 析 成 立 跨 單 位 的 5 大 組, 為 數 好 幾 十 人 光 是 PRA (PSA) 方 面 就 有 20 多 人 獨 立 驗 證 分 析 係 針 對 重 要 卡 關 項 目 與 重 大 不 符 合 項 目 為 之 舉 例 來 說, 曾 針 對 結 構 支 撐 力 不 足 的 重 大 不 符 合 項 目 進 行 獨 立 驗 證 分 析 獨 立 驗 證 分 析 往 往 需 要 多 年 之 培 養, 雙 方 同 意 在 獨 立 驗 證 分 析 方 面 應 該 有 更 實 質 的 交 流, 以 往 大 陸 與 國 外 如 NRC 有 交 流, 我 方 與 NRC 也 有 許 多 交 流, 由 於 雙 方 都 有 需 求 且 沒 有 語 言 障 礙, 應 該 有 更 深 層 的 交 流 2. 有 關 非 破 壞 檢 測 之 監 管, 在 人 員 資 格 方 面, 非 破 壞 檢 測 人 員 由 核 行 業 發 證, 再 由 核 與 輻 射 安 全 中 心 認 證 2. 安 全 度 評 估 及 應 用 陸 方 簡 報 題 目 : 概 率 安 全 評 價 (PSA), 簡 報 內 容 涵 蓋 以 下 四 項 : 一 大 陸 核 電 發 展 之 概 述, 本 項 中 包 含 大 陸 主 要 能 源 結 構 大 陸 主 要 消 費 能 源 類 型 目 前 面 臨 的 主 要 環 境 問 題 以 及 大 陸 核 電 發 展 概 況 介 紹 二 監 管 要 求 與 技 術 政 策, 本 項 中 包 含 大 陸 核 安 全 法 律 法 規 體 系 PSA 相 關 的 部 門 規 章 PSA 相 關 監 管 要 求 與 審 評 原 則 以 及 大 陸 PSA 技 術 應 用 政 策 聲 明 三 行 業 標 準 與 技 術 文 件, 本 項 中 包 含 大 陸 PSA 相 關 行 業 標 準 其 中 PSA 能 源 行 業 標 準 簡 介 大 陸 PSA 相 關 技 術 檔 案 及 報 告 四 技 術 研 發 與 應 用 概 況, 本 項 中 包 含 大 陸 一 級 與 二 級 PSA 研 發 概 況 大 陸 PSA 同 行 評 估 開 展 情 況 大 陸 設 備 可 靠 性 數 據 庫 平 臺 現 況 應 用 及 前 景, 大 陸 PSA 應 用 項 目 及 重 點 發 展 方 向 預 估 51

58 我 方 臧 逸 群 技 正 簡 報 題 目 : 安 全 度 評 估 概 述 及 應 用 經 驗 簡 介, 簡 報 內 容 涵 蓋 以 下 三 項 : 一 PRA 概 述, 本 項 中 包 含 PRA 源 起 及 架 構,PRA 的 主 要 分 析 步 驟 及 各 階 PRA 的 定 義 二 風 險 告 知 應 用 實 例 概 述, 本 項 中 包 含 美 國 維 護 法 規 沿 革, 維 護 法 規 說 明 及 核 電 廠 維 護 法 規 管 理 措 施 三 大 修 停 機 安 全 簡 介, 本 項 中 包 含 核 電 廠 大 修 停 機 安 全 評 估 作 業, 大 修 風 險 變 動 趨 勢 圖 及 停 機 安 全 五 大 功 能 介 紹 簡 報 結 論 為 安 全 度 評 估 技 術 已 廣 泛 應 用 於 國 際 間 核 電 廠 之 風 險 管 理 與 安 全 管 制 作 業, 且 目 前 臺 灣 在 核 電 廠 安 全 度 評 估 模 式 已 有 逾 三 十 年 之 經 驗, 經 同 行 審 查 確 認 模 式 的 嚴 謹 度, 廣 泛 地 應 用 於 核 電 廠 運 轉 維 護 與 大 修 停 機 安 全 之 風 險 管 理, 以 及 管 制 機 關 風 險 告 知 管 制 工 作 上, 並 持 續 精 進 簡 報 後 與 陸 方 進 行 討 論, 交 換 安 全 度 評 估 心 得 與 經 驗, 節 錄 如 下 年 完 成 核 三 廠 PRA 計 畫 後, 建 議 臺 電 公 司 核 電 廠 增 設 備 用 之 第 5 台 柴 油 發 電 機, 以 降 低 喪 失 外 電 風 險 於 2001 年 3 月 18 日 核 三 廠 發 生 喪 失 廠 外 電 源 事 件 (SBO), 新 增 之 第 5 台 柴 油 發 電 機 及 時 發 揮 功 效, 讓 事 件 免 於 惡 化, 將 機 組 安 全 停 機 2. 依 照 美 國 10CFR 執 行 維 護 法 規, 開 發 維 護 法 規 資 料 庫 與 風 險 評 估 工 具, 作 為 核 電 廠 建 立 實 施 維 護 法 規 及 線 上 維 修 所 需 的 基 礎, 目 前 已 有 數 年 之 應 用 經 驗 臺 電 公 司 核 電 廠 於 2007 年 開 始 試 行 維 護 法 規, 以 風 險 告 知 (Risk-informed) 觀 念, 建 立 系 統 / 組 件 維 修 測 試 排 程 風 險 評 估 管 理 機 制, 有 效 監 控 管 理 維 護 風 險 3. PRA(PSA) 同 行 審 查 : 在 美 國 管 制 單 位 審 查 PRA 案 件 時 以 同 行 審 查 結 果 為 重 要 審 查 參 考 之 依 據, 在 大 陸 為 提 高 PRA(PSA) 審 查 品 質, 除 以 業 者 同 行 審 查 為 管 制 單 位 審 查 參 考 外, 管 制 單 位 亦 再 進 行 PRA(PSA) 審 查 且 同 行 審 查 時 亦 會 符 合 利 益 迴 避 原 則 來 進 行 管 制 單 位 審 查 時 可 以 取 得 各 核 電 廠 PRA(PSA) 程 式 及 數 據, 並 驗 證 其 運 算 結 果 正 確 4. 中 國 大 陸 分 屬 於 各 公 司 之 核 電 廠, 其 PRA(PSA) 相 關 廠 內 數 據 並 沒 有 相 互 交 流, 造 成 樣 本 數 據 有 限, 管 制 單 位 期 望 能 增 加 大 陸 核 電 廠 之 樣 本 數 據 52

59 3. 嚴 重 事 故 研 究 陸 方 簡 報 題 目 : 嚴 重 事 故 法 規 政 策 與 研 究 現 狀 陸 方 簡 報 著 重 於 嚴 重 事 故 法 規 政 策 與 研 究 現 狀 關 於 福 島 事 故 後 大 陸 的 嚴 重 事 故 監 管 政 策, 國 家 核 安 全 局 國 家 發 展 改 革 委 國 家 能 源 局 和 中 國 地 震 局 共 同 實 行 運 轉 及 建 造 中 核 電 廠 的 檢 查 工 作, 確 認 其 安 全 性, 並 於 2012 年 5 月 發 佈 全 國 民 用 核 設 施 綜 合 安 全 檢 查 爾 後 根 據 綜 合 安 全 檢 查 結 果, 並 總 結 福 島 核 事 故 經 驗 教 訓 提 出 各 類 核 安 全 改 進 項, 制 定 發 佈 了 福 島 核 事 故 後 核 電 廠 改 進 行 動 通 用 技 術 要 求 ( 試 行 ), 目 前 正 在 編 寫 新 建 核 電 廠 安 全 要 求 於 全 國 民 用 核 設 施 綜 合 安 全 檢 查 發 現 的 主 要 問 題 之 一 為 嚴 重 事 故 的 預 防 與 緩 解 而 依 據 福 島 核 事 故 後 核 電 廠 改 進 行 動 通 用 技 術 要 求 而 進 行 的 福 島 核 事 故 後 核 安 全 改 進 行 動 即 針 對 於 此, 包 含 核 電 廠 防 洪 能 力 改 進 應 急 補 水 及 相 關 設 備 移 動 電 源 及 設 置 用 過 燃 料 池 監 測 氫 氣 監 測 與 控 制 系 統 改 進 應 急 控 制 中 心 可 居 留 性 及 其 功 能 輻 射 環 境 監 測 及 應 急 改 進 外 部 災 害 應 對 等 技 術 要 求 相 關 的 實 體 改 進 項 目 補 充 分 析 項 目 以 及 長 期 研 究 項 目 已 基 本 完 成, 詳 圖 三 十 六 嚴 重 事 故 模 擬 機 方 面, 核 安 全 中 心 田 灣 核 電 廠 等 已 開 發 完 畢 其 中 核 安 全 中 心 的 模 擬 機 為 全 範 圍 模 擬 機, 以 RELAP5 和 MELCOR 2.1 組 成, 而 該 二 程 式 的 介 面 則 由 核 安 全 中 心 自 行 撰 寫 程 式 予 以 整 合 嚴 重 事 故 軟 體 MELCOR 以 及 MAAP 在 各 相 關 機 構 幾 乎 都 有 配 置, 且 嚴 重 事 故 現 象 相 關 實 驗 如 In- Vessel Retention 蒸 汽 爆 炸 氫 氣 行 為 以 及 熔 融 物 特 性 實 驗 等 均 在 大 陸 各 機 構 執 行 大 陸 的 嚴 重 事 故 頂 層 設 計 手 法 值 得 我 國 學 習 嚴 重 事 故 頂 層 設 計 是 指, 在 國 內 外 嚴 重 事 故 的 發 展 現 狀 與 趨 勢, 確 定 國 內 嚴 重 事 故 領 域 重 點 難 點, 以 及 短 中 長 期 的 工 作 任 務, 並 基 於 各 單 位 的 軟 硬 體 資 源, 進 行 協 調 統 籌 規 劃, 訂 定 未 來 一 段 時 間 內 的 工 作 計 畫, 通 過 成 果 共 用 與 交 流 行 業 評 估 等 53

60 有 效 機 制, 最 終 提 升 國 內 整 體 核 行 業 對 嚴 重 事 故 的 認 識 預 防 和 緩 解 措 施 的 設 計 能 力 其 中 統 籌 各 單 位 以 及 成 果 共 用 與 交 流 甚 為 關 鍵, 可 應 用 在 國 家 未 來 欲 發 展 之 技 術 層 面, 值 得 效 仿 圖 三 十 六 大 陸 福 島 事 故 後 核 安 改 進 行 動 實 例 ( 取 自 陸 方 簡 報 ) 我 方 江 庚 晏 副 研 究 員 簡 報 題 目 : 臺 灣 核 電 廠 嚴 重 事 故 相 關 模 擬 結 果 彙 整 我 方 所 使 用 的 嚴 重 事 故 軟 體 為 MELCOR 1.8.5, 此 次 研 討 會 我 方 簡 報 內 容 包 含 核 二 核 三 廠 的 電 廠 全 黑 嚴 重 事 故 模 擬 結 果, 以 及 核 一 廠 的 圍 阻 體 排 氣 過 濾 系 統 FCVS (Filtered Containment Venting System) 分 析 與 美 國 奇 異 公 司 的 MAAP 比 較 結 果 核 二 三 廠 的 嚴 重 事 故 模 擬 均 有 觀 察 到 一 般 嚴 重 事 故 常 見 的 現 象, 包 含 爐 水 沸 騰 爐 心 未 被 水 覆 蓋 護 套 氧 化 鋯 水 反 應 導 致 氫 氣 生 成 護 套 熔 毀 燃 料 熔 毀 氫 氣 燃 燒 壓 力 槽 底 部 底 蓋 失 效 圍 阻 體 失 效 等 此 外 也 進 行 了 分 裂 產 物 外 釋 情 形 的 計 算, 結 果 可 做 為 該 電 廠 的 安 全 度 評 估 作 為 參 考 資 訊 大 部 分 揮 發 性 氣 體 如 Xe Cs Te Mo Sn Cd 從 燃 料 釋 出, 另 外 也 如 預 期 般 地, 惰 性 氣 體 (Xe) 外 釋 到 環 境 比 例 幾 達 百 分 之 百 MELCOR 之 計 算 結 果 可 和 程 式 54

61 MACCS2 (MELCOR Accident Consequence Code System) 結 合 做 off-site consequence 分 析, 得 到 土 地 汙 染 面 積 廠 外 劑 量 健 康 效 應 等 資 訊 我 方 另 討 論 核 一 廠 的 圍 阻 體 排 氣 過 濾 系 統 分 析 與 美 國 奇 異 公 司 的 MAAP 比 較 結 果 圍 阻 體 排 氣 過 濾 系 統 為 EA 所 制 定 之 改 善 措 施 之 選 項 之 一 我 國 原 能 會 要 求 核 一 二 三 廠 皆 需 設 置, 並 於 廠 商 設 計 前 提 出 SAA (Severe Accident Analysis) 臺 電 公 司 委 託 奇 異 公 司 以 MAAP 程 式 進 行 分 析, 我 國 原 能 會 核 安 中 心 則 以 MELCOR 進 行 驗 證 MELCOR 與 MAAP 的 分 析 結 果 大 致 接 近, 但 因 MELCOR 和 MAAP 的 反 應 器 壓 力 槽 底 蓋 失 效 機 制 不 同, 因 此 導 致 有 些 現 象 出 現 的 時 間 點 有 落 差 4. 核 能 相 關 法 規 與 管 制 作 業 本 項 議 題 主 要 就 兩 岸 針 對 核 電 廠 安 全 營 運 相 關 法 規 進 行 技 術 交 流, 在 大 陸 方 面 簡 報 現 行 法 規 體 制 和 架 構, 以 及 相 關 條 文 等, 核 安 全 監 督 有 五 個 法 律 層 次, 由 上 而 下 分 別 為 : 國 家 法 律 行 政 法 規 部 門 規 章 核 安 全 導 則 與 技 術 標 準 其 他 規 範 性 文 件 等, 並 陳 述 其 擬 定 主 要 參 照 IAEA 相 關 法 規, 因 IAEA 法 規 偏 向 原 則 性 敘 述, 但 在 實 務 操 作 上, 大 陸 還 是 參 照 美 國 核 管 會 所 頒 布 法 規 (10CFR) 法 規 指 引 (Regulatory Guide) 及 其 相 關 技 術 報 告 (NUREG) 等 為 主 我 方 則 簡 報 核 電 安 全 監 督, 包 括 核 電 法 規 核 電 安 全 監 督 方 式 及 福 島 事 故 後 核 電 安 全 總 體 檢 等 議 題 內 容 係 針 對 管 制 單 位 就 核 電 安 全 營 運 之 管 制 作 為, 在 法 規 上, 核 能 管 制 法 規 架 構 包 括 法 法 之 授 權 行 政 規 則 / 行 政 命 令 工 業 標 準 及 資 訊 性 文 件, 另 我 國 核 電 廠 係 依 美 國 核 能 相 關 法 規 設 計 製 造 安 裝 及 營 運, 因 此 美 國 核 管 會 對 核 電 廠 管 制 作 為 和 動 態 為 重 要 管 制 參 考 之 一 在 安 全 監 督 方 面, 主 要 說 明 核 安 管 制 紅 綠 燈 制 度 運 用 在 運 轉 中 核 電 廠 之 視 察 作 業 核 電 廠 老 化 管 理 執 行 情 形 與 管 制 審 查 作 業 總 體 檢 工 作 內 容 等, 提 出 臺 灣 的 管 制 經 驗 與 大 陸 分 享 在 這 議 題 討 論 上, 大 陸 方 面 對 於 我 國 現 行 核 電 廠 運 轉 管 制 作 業 甚 感 興 趣, 尤 其 是 核 安 管 制 紅 綠 燈 制 度 實 施 情 形 和 老 化 管 理 之 相 關 管 制 經 驗 和 55

62 成 效, 應 可 激 勵 大 陸 管 制 方 向 能 與 先 進 國 家 一 致, 並 提 升 核 電 監 管 效 能 我 方 也 仍 應 持 續 追 蹤 國 外 先 進 國 家 管 制 動 態 和 作 法, 持 續 精 進 我 國 核 電 管 制, 以 增 進 核 電 營 運 安 全 會 後, 陸 方 柴 國 旱 總 工 程 師 表 示 歡 迎 雙 方 持 續 進 行 交 流, 研 討 會 順 利 圓 滿 結 束 56

63 表 四 海 峽 兩 岸 核 電 安 全 合 作 協 議 特 定 議 題 專 家 會 議 議 程 11 月 6 日, 星 期 五 開 幕 時 段 09:00-09:20 核 與 輻 射 安 全 中 心 致 歡 迎 辭 ( 柴 國 旱 總 工 程 師 ) 臺 方 代 表 致 辭 ( 廖 俐 毅 主 任 ) 特 定 議 題 研 討 主 持 : 柴 國 旱 09:20-10:20 - 核 安 全 局 及 核 與 輻 射 安 全 中 心 介 紹 ( 程 建 秀 ) - 核 能 安 全 管 制 研 究 中 心 籌 備 概 況 與 未 來 規 劃 介 紹 ( 廖 俐 毅 主 任 ) 10:20-11:30 - 概 率 安 全 評 價 (PSA)( 黃 志 超 ) - 安 全 度 評 估 概 述 及 應 用 經 驗 簡 介 ( 臧 逸 群 ) 午 餐 下 午 技 術 研 討 主 持 : 廖 俐 毅 13:30-14:30 - 臺 灣 核 電 廠 嚴 重 事 故 相 關 模 擬 結 果 彙 整 ( 江 庚 晏 ) - 嚴 重 事 故 法 規 政 策 與 研 究 現 狀 ( 楊 志 義 ) 14:30-15:30 - 核 安 全 監 管 法 規 介 紹 ( 高 斌 ) - 核 安 全 監 管 法 律 法 規 ( 張 巧 娥 ) 15:30-16:20 問 題 和 討 論 總 結 16:20-17:00 總 結 : 柴 國 旱 廖 俐 毅 57

64 四 心 得 與 建 議 1. 電 力 工 業 的 發 展 需 要 一 種 更 安 全 更 環 保 更 高 效 率 用 途 更 廣 的 核 電 技 術, 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 技 術 的 發 展 將 對 國 際 能 源 氣 候 和 安 全 目 標 的 實 現 有 著 重 要 意 義, 值 得 我 國 持 續 關 注 並 參 與 2. 近 年 來, 大 陸 沿 岸 增 設 多 部 核 電 機 組, 兩 岸 核 能 發 電 安 全 為 彼 此 重 要 課 題, 因 此 藉 由 持 續 性 管 制 技 術 交 流, 促 進 相 互 了 解, 以 提 升 兩 岸 核 能 電 廠 運 轉 安 全 3. 北 京 清 華 大 學 核 能 與 新 能 源 技 術 研 究 院 所 研 發 之 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 原 型 機 未 來 數 年 將 在 山 東 開 始 商 業 發 電, 該 反 應 器 屬 於 被 動 安 全 性 相 當 高 的 機 型, 建 議 未 來 持 續 交 流 關 注 高 溫 氣 冷 式 反 應 器 後 續 商 業 運 轉 狀 況, 取 得 相 關 管 制 經 驗 回 饋 我 國 4. 本 次 與 大 陸 環 境 部 核 與 輻 射 安 全 中 心 進 行 議 題 交 流, 大 陸 方 面 對 於 我 國 現 行 核 電 廠 運 轉 管 制 作 業 甚 感 興 趣, 雙 方 交 換 管 制 經 驗 有 助 於 創 造 雙 贏 局 面 5. 國 家 核 電 技 術 公 司 北 京 軟 體 技 術 中 心 自 主 研 發 的 核 電 廠 關 鍵 設 計 軟 體 COSINE 讓 我 們 留 下 了 深 刻 的 印 象, 其 團 隊 分 工 規 劃 驗 證 公 開 測 試 過 程 及 後 續 結 果 建 議 持 續 進 行 交 流, 取 得 相 關 資 訊 對 我 國 核 電 廠 軟 體 模 擬 研 究 以 及 管 制 經 驗 均 有 所 助 益 58