核 能 電 廠 與 核 能 安 全 核 能 發 電 運 作 簡 介 台 灣 電 力 公 司 101 年 8 月 1 2 核 能 電 廠 發 電 原 理 圍 阻 體 反 應 爐 發 電 機 控 制 棒 汽 機 鈾 燃 料 丸 冷 凝 器 3 4 分 裂 產 物 持 續 衰 變 發 熱, 停 機 後 24 小 時 後 發 熱 率 約 為 額 定 功 率 的 0.5% 正 常 發 電 時 控 制 棒 可 以 控 制 發 電 功 率, 機 組 異 常 時 控 制 棒 自 動 急 速 插 入 爐 心, 中 止 連 鎖 反 應 ( 急 停 ) 分 裂 產 物 分 裂 產 物 5 6
急 停 後 分 裂 產 物 持 續 產 生 之 餘 熱, 由 餘 熱 移 除 系 統 (RHR) 移 除 確 保 核 能 安 全 7 8 核 能 電 廠 安 全 設 計 與 管 制 預 防 天 然 災 害 發 生 的 安 全 設 計 深 度 防 禦 是 核 能 安 全 設 計 的 基 礎 維 修 檢 查 管 制 訓 練 以 及 品 質 制 度 是 持 續 安 全 運 轉 的 保 證 以 建 廠 前 地 震 海 嘯 洪 水 調 查, 作 為 設 計 基 準, 防 範 電 廠 受 到 天 然 災 害 的 侵 害 海 嘯 _ 廠 址 高 程 地 震 _ 座 落 岩 盤 洪 水 _ 排 水 設 計 9 10 自 動 安 全 停 機 的 設 計 4 防 止 事 故 擴 大 及 消 弭 事 故 的 設 計 自 動 偵 測 異 常, 自 動 急 停, 中 止 鈾 燃 料 連 鎖 反 應, 大 幅 降 低 反 應 爐 發 熱, 配 合 餘 熱 移 除 系 統, 確 保 燃 料 完 整 針 對 可 能 發 生 的 事 故, 分 析 必 要 的 救 援 能 力, 據 以 設 計 安 全 系 統 安 全 系 統 考 慮 : 隨 機 故 障 _ 多 重 設 計 共 因 故 障 _ 多 樣 設 計 _ 分 離 設 計 _ 獨 立 設 計 深 度 防 禦 11 12
防 止 放 射 性 物 質 外 釋 的 多 層 設 計 核 子 事 故 緊 急 應 變 計 畫 輻 射 來 自 燃 料 及 分 裂 產 物 : 設 置 多 重 圍 堵 _ 燃 料 丸 燃 料 護 套 反 應 爐 槽 生 物 屏 蔽 包 封 容 器 ( 圍 阻 體 ) 依 法 整 備 核 子 應 變 作 業 定 期 執 行 演 練 13 14 核 能 安 全 監 管 措 施 嚴 密 監 督 持 續 改 進 資 訊 透 明 福 島 事 件 簡 介 與 台 電 公 司 檢 討 15 16 福 島 事 件 簡 介 2011 年 3 月 11 日 14 時 46 分, 距 離 日 本 福 島 第 一 核 電 廠 約 130 公 里 的 三 陸 沖 海 底 發 生 深 度 24 公 里, 規 模 Mw 9.0 的 大 地 震, 位 於 福 島 第 一 核 電 廠 廠 址 內 運 轉 中 的 三 部 核 能 機 組 ( 一 二 三 號 機 組 發 電 中, 四 五 六 號 機 停 機 大 修 中, 四 號 機 燃 料 全 出, 置 於 用 過 燃 料 池 中 ), 均 由 地 震 自 動 急 停 設 備 引 發 自 動 急 停, 由 於 地 震 影 響, 造 成 日 本 福 島 第 一 核 電 廠 喪 失 外 電 各 機 組 之 所 有 緊 急 柴 油 發 電 機 亦 陸 續 自 動 起 動 供 電 17 18
15 時 36 分 前 後, 高 度 15 公 尺 以 上 的 大 海 嘯 淹 灌 福 島 第 一 核 電 廠, 第 一 號 至 第 四 號 機 淹 水 1.5~5 公 尺, 第 五 號 及 第 六 號 機 淹 水 近 1.5 公 尺, 各 廠 房 多 數 進 水, 幾 乎 所 有 緊 急 柴 油 發 電 機 均 跳 脫, 一 至 五 號 機 機 組 喪 失 廠 內 外 交 流 電 力 供 應 冷 卻 海 水 之 水 泵 亦 遭 海 嘯 損 壞, 機 組 餘 熱 無 法 藉 由 冷 卻 海 水 排 至 大 海, 一 號 機 至 三 號 機 反 應 爐 溫 度 與 壓 力 持 續 升 高, 燃 料 安 全 受 威 脅 19 20 交 流 電 力 一 時 無 法 恢 復, 二 號 機 及 三 號 機 藉 由 蒸 汽 推 動 的 水 泵 補 水 至 反 應 爐, 維 持 約 3 天 及 約 20 小 時 五 號 機 接 用 六 號 機 電 源, 兩 部 機 以 臨 時 水 泵 引 海 水 移 除 餘 熱 後 達 到 冷 停 機 一 二 三 號 機 圍 阻 體 陸 續 排 氣 洩 壓, 且 利 用 消 防 車 及 臨 時 水 泵 先 後 補 淡 水 及 海 水 至 反 應 爐 淹 蓋 核 燃 料 21 22 事 故 後 立 即 影 響 一 二 三 號 機 發 生 氫 氣 爆 炸, 一 三 號 機 廠 房 上 部 外 牆 損 毀 ; 二 號 機 疑 似 圍 阻 體 局 部 受 損 ; 三 號 機 氫 氣 疑 似 洩 漏 至 四 號 機, 造 成 四 號 機 氫 氣 爆 炸, 廠 房 上 部 外 牆 損 毀 一 二 三 號 機 核 燃 料 熔 損 圍 阻 體 排 氣 過 程 及 部 份 含 輻 射 源 污 水 洩 漏, 造 成 一 定 程 度 的 輻 射 外 釋 陸 續 疏 散 福 島 第 一 核 電 廠 周 邊 30 公 里 內 的 民 眾 機 組 型 式 台 灣 公 司 檢 討 福 島 第 一 核 電 廠 一 號 機 : BWR_3 MARK-1 圍 阻 體 二 ~ 五 號 機 :BWR_4 MARK-1 圍 阻 體 六 號 機 ::BWR_5 MARK-2 圍 阻 體 台 電 運 轉 中 核 電 廠 核 一 廠 :2 部 BWR_4 MARK-1 圍 阻 體 核 二 廠 :2 部 BWR_6 MARK-3 圍 阻 體 核 三 廠 :2 部 3 迴 路 PWR 大 型 乾 式 圍 阻 體 BWR: 沸 水 式 反 應 器 PWR: 壓 水 式 反 應 器 23 24
台 灣 核 電 廠 與 福 島 第 一 核 電 廠 的 差 異 : 緊 急 電 源 : 核 一 二 三 廠 比 福 島 第 一 核 能 廠 多 一 台 兩 部 機 共 用 的 氣 冷 式 緊 急 柴 油 發 電 機, 及 位 於 高 點 的 兩 台 兩 部 機 共 用 的 氣 渦 輪 發 電 機 水 源 : 核 一 二 三 廠 比 福 島 第 一 核 能 廠 多 出 可 長 期 使 用 的 生 水 池 緊 急 泵 室 : 福 島 一 廠 緊 要 海 水 泵 為 露 天, 我 國 核 能 電 廠 緊 要 海 水 泵 有 建 築 物 ( 緊 要 海 水 泵 室 ) 保 護 緊 急 柴 油 發 電 機 : 福 島 一 廠 1~4 號 機 緊 急 柴 油 發 電 機 安 置 於 汽 機 廠 房 底 層, 我 國 核 電 廠 均 安 置 於 平 面 層 耐 震 一 級 的 廠 房 內 氣 冷 式 氣 渦 輪 機 : 福 島 一 廠 無 設 置, 我 國 核 能 電 廠 在 高 處 有 設 置 25 26 檢 討 成 果 1. 耐 震 評 估 2. 防 海 嘯 評 估 3. 鞏 固 電 源 4. 確 保 水 源 5. 維 持 用 過 燃 料 池 冷 卻 6. 整 備 救 援 資 源 7. 建 置 機 組 斷 然 處 置 程 序 檢 討 成 果 _ 耐 震 評 估 完 成 各 廠 重 要 安 全 廠 房 結 構 耐 震 餘 裕 評 估 完 成 國 內 建 築 物 耐 震 法 規 與 核 能 電 廠 耐 震 法 規 設 計 地 震 力 比 較 山 腳 斷 層 及 恆 春 斷 層 對 核 一 二 三 廠 影 響 初 步 評 估 持 續 進 行 工 作 : - 山 腳 斷 層 與 恆 春 斷 層 等 新 事 證 之 地 質 調 查 - 地 震 危 害 度 評 估 - 安 全 設 備 組 件 耐 震 餘 裕 評 估 與 補 強 作 業 - 緊 要 電 源 與 生 水 池 耐 震 評 估 27 28 檢 討 成 果 _ 防 海 嘯 評 估 完 成 各 廠 附 近 海 陸 域 地 形 地 貌 調 查 重 新 檢 視 各 電 廠 海 嘯 設 計 基 準 及 電 廠 設 施 安 全 性 成 立 專 案 小 組, 探 討 強 化 核 電 廠 臨 海 之 緊 要 海 水 泵 室 防 海 嘯 能 力 持 續 進 行 的 工 作 : 依 據 國 科 會 潛 在 海 嘯 震 源 與 山 腳 斷 層 恆 春 斷 層 海 域 地 質 調 查 資 料, 進 行 各 廠 海 嘯 最 大 溯 上 水 位 及 衝 擊 分 析, 再 依 分 析 結 果 增 訂 強 化 方 案 防 海 嘯 能 力 1. 核 一 廠 建 物 基 地 實 際 測 量 高 程 為 11.1 公 尺, 較 竣 工 報 告 與 竣 工 圖 所 示 之 高 程 低 約 0.9 公 尺, 核 一 廠 海 嘯 可 能 溯 上 高 程 為 10.73 公 尺, 廠 區 不 致 淹 水 2. 核 二 廠 緊 要 海 水 泵 室 配 電 盤 高 程 6.72 公 尺, 低 於 FSAR 海 嘯 溯 上 高 度 10.28 公 尺, 若 上 湧 海 浪 破 壞 緊 要 海 水 泵 馬 達 絕 緣, 預 估 4 小 時 內 可 以 備 品 更 換 完 成 已 增 設 水 密 門, 並 以 鋼 製 防 水 牆 保 護 抽 水 泵, 且 增 設 自 動 啟 動 沉 水 泵 3. 核 三 廠 計 畫 於 緊 要 海 水 泵 室 前 端 之 進 水 池 頂 部 開 孔 上 方 增 設 格 柵, 以 防 止 雜 物 落 入 29 30
檢 討 成 果 _ 鞏 固 電 源 4. 已 檢 視 各 廠 防 洪 設 計 基 準 與 排 洪 能 力, 確 認 各 廠 反 應 器 廠 房 排 洪 設 計 能 力 為 單 日 最 大 降 雨 量 的 3 倍 以 上 5. 將 依 據 最 大 海 嘯 溯 上 水 位 模 擬 及 衝 擊 力 分 析 結 果, 規 劃 防 海 嘯 牆 或 電 廠 重 要 安 全 設 備 室 之 水 密 門 建 構 ( 須 經 進 一 步 工 程 評 估 ) 6. 將 增 購 排 水 沉 水 泵, 強 化 機 動 排 水 能 力 1. 提 升 第 5 台 柴 油 發 電 機 供 電 能 力 修 改 第 5 台 柴 油 發 電 機 供 電 方 式, 可 同 時 提 供 兩 部 機 電 源 基 礎 及 廠 房 耐 震 評 估 及 排 除 廠 房 吊 車 墜 落 危 害 2. 提 升 氣 冷 式 氣 渦 輪 機 供 電 能 力 利 用 氣 渦 輪 發 電 機 全 黑 起 動 柴 油 機 提 供 廠 內 電 源 基 礎 廠 房 及 耐 震 評 估 及 排 除 廠 房 吊 車 墜 落 危 害 3. 增 購 移 動 式 救 援 電 源 移 動 式 柴 油 發 電 機 與 電 源 車 31 32 檢 討 成 果 _ 確 保 水 源 1. 規 劃 廠 區 既 有 系 統 注 水 各 項 水 源 生 水 池 耐 震 提 升 評 估 生 水 管 路 明 管 化, 特 定 管 路 改 為 撓 性 管 路 2. 規 劃 採 消 防 車 注 水 之 淡 水 水 源, 包 括 廠 區 與 鄰 近 溪 水 排 洪 道 深 井 與 水 潭 等 淡 水 設 置 短 堰 攔 水 增 購 大 型 消 防 水 泵 增 購 消 防 泡 沫 車 與 水 庫 車 清 查 廠 內 外 消 防 車 3. 規 劃 採 消 防 車 注 水 之 海 水 4. 長 期 冷 卻 復 原 提 升 長 期 冷 卻 復 原 設 備 室 防 水 性 檢 討 成 果 _ 維 持 用 過 燃 料 池 冷 卻 1. 規 劃 補 水 途 徑, 確 保 用 過 燃 料 池 補 水 功 能 優 先 使 用 移 動 式 發 電 機 及 空 壓 機, 提 供 補 水 泵 與 閥 開 關 的 動 力, 恢 復 正 常 補 水 功 能 經 由 廠 房 消 防 系 統, 利 用 廠 房 消 防 水 帶 注 入 生 水 消 防 車 運 水, 經 由 消 防 水 系 統 與 消 防 水 帶 注 水 2. 分 析 大 修 與 非 大 修 期 間 用 過 燃 料 最 佳 安 全 置 放 位 置 3. 排 除 廠 房 吊 車 墜 落 危 害 33 34 檢 討 成 果 _ 整 備 救 援 資 源 1. 除 了 一 般 性 救 援 設 備 整 備 外, 另 整 合 增 購 救 援 設 備 及 各 廠 既 有 的 資 源 2. 建 立 公 司 員 工 及 協 力 廠 商 就 近 支 援 人 力 名 冊 3. 強 化 技 術 支 援 中 心 運 作 機 制 與 設 備 強 化 技 術 支 援 中 心 與 後 備 技 術 支 援 中 心 裝 置 與 設 備 之 改 善, 使 可 同 時 對 雙 機 組 狀 況 連 線 與 多 螢 幕 分 開 顯 示 加 強 嚴 重 核 子 事 故 處 理 訓 練, 強 化 雙 機 組 事 故 運 作 能 力 適 當 規 劃 人 力 配 置, 以 建 置 緊 急 控 制 小 組 兩 組 人 力 運 作 時 的 輪 替 人 力 提 升 衛 星 電 話 通 訊 能 力 與 微 波 傳 輸 途 徑 檢 討 成 果 _ 建 置 機 組 斷 然 處 置 程 序 機 組 同 時 遭 遇 廠 區 全 黑 與 熱 沉 喪 失, 必 須 採 取 決 斷 行 動, 執 行 反 應 爐 緊 急 洩 壓 圍 阻 體 排 氣, 以 後 備 或 救 援 水 源 注 入 爐 心, 確 保 反 應 爐 與 用 過 燃 料 池 燃 料 受 水 淹 蓋, 以 避 免 放 射 性 物 質 外 釋, 保 障 民 眾 健 康 與 安 全 35 36
1. 建 立 機 組 斷 然 處 置 程 序 指 引 設 計 外 接 式 加 壓 線 路 至 直 流 蓄 電 池 充 電 機 線 路 採 購 移 動 式 空 壓 機 擬 訂 反 應 爐 圍 阻 體 完 整 與 氫 氣 控 制 強 化 措 施 2. 強 化 反 應 爐 圍 阻 體 完 整 與 氫 氣 控 制 增 設 480V 移 動 式 發 電 機, 做 為 核 一 廠 圍 阻 體 充 氮 系 統 與 核 二 三 廠 圍 阻 體 及 乾 井 氫 氣 點 火 器 / 設 備 的 救 援 電 源 反 應 爐 緊 急 洩 壓 時, 同 時 執 行 一 次 圍 阻 體 排 氣 開 啟 廠 房 進 出 長 條 門 鐵 捲 門 與 通 氣 閥 門 3. 熱 沉 喪 失 替 代 餘 熱 移 除 之 換 水 操 作 指 引 建 立 循 環 換 水 機 制 規 劃 換 水 靜 置 降 溫 水 槽 4. 安 全 停 機 加 購 控 制 反 應 度 的 天 然 硼 酸 硼 砂 納 入 利 用 消 防 水 車 機 動 注 入 硼 液 的 程 序 37 38 敬 請 指 教 核 能 一 廠 核 能 二 廠 核 能 三 廠 龍 門 電 廠 生 水 池 容 量 3,000 噸 生 水 池 *2 座 52,000 噸 生 水 池 下 池 48,000 噸 生 水 池 上 池 A 池 生 水 池 16,572 噸 B 池 生 水 池 20,267 噸 5,000 噸 生 水 槽 2,000 噸 生 水 池 50,000 噸 生 水 池 *2 座 48,000 噸 生 水 池 39 40 核 一 廠 核 二 廠 核 三 廠 龍 門 廠 廠 址 設 計 高 程 ( 公 尺 ) 海 嘯 可 能 上 溯 高 程 ( 公 尺 ) FSAR 海 嘯 可 能 上 溯 高 程 ( 公 尺 ) 國 科 會 核 一 廠 核 二 廠 核 三 廠 龍 門 廠 12 12 15 12 10.73 10.28 11 8.07 2.8 2.5 10 3.4 假 定 1909 年 發 生 於 板 橋 規 模 7.3 的 地 震, 是 發 生 在 新 莊 斷 層, 且 距 核 一 廠 最 近 距 離 約 8 公 里 處 假 定 1867 年 發 生 在 基 隆 外 海 的 地 震, 保 守 估 計 核 二 廠 廠 址 震 度 達 VIII(MM scale), 推 算 為 0.4g 假 定 1920 年 發 生 於 花 蓮 外 海 規 模 8.3 的 地 震, 是 發 生 在 距 離 廠 址 35 公 里 之 歐 亞 板 塊 與 菲 律 賓 板 塊 交 界 處 準 值 為 0.3g 註 準 值 為 0.4g 準 值 為 0.4g 註 : 此 數 值 係 保 守 假 設 為 機 組 基 礎 下 岩 盤 之 水 平 加 速 度 假 定 1908 年 發 生 於 台 灣 東 部 規 模 7.3 的 地 震, 是 發 生 在 距 廠 址 最 近 之 地 體 構 造 區 分 界 處 ( 約 5 公 里 ) 準 值 為 0.4g 41 42