2013年4月17日 星期三

連核安專家都擔心的「斷然處置」


        核工系的小朋友又寫信來謾罵,堅稱我對「斷然處置」的評論錯誤連篇。本來不想跟這些無知而又狂妄的小輩計較,又怕這些「半桶水響叮噹」的小輩到處招搖撞騙,混淆視聽,所以還是只好再寫這一篇PO文。
        為了讓這些小輩沒理由再來騷擾我,或者武斷地用一知半解的知識誣告我「造謠、認知錯誤」,下文將乾脆直接引述行政院原子能委員會核能研究所核管技支中心研究員/主任廖俐毅在2013123的簡報「影響斷然處置措施成效之若干關鍵因素」來回應。如果這些小輩連專家的話都不信,那就不用再理他們了。
        不過,為了避免行政院再度接管原子能委員會,讓他們跟台電一起變成沒有嘴巴的 Hello Kitty,請大家趕快去下載這一份 PPT請按這個連結,以便未來必要時做證。
        主任最重要的結論是:心態上宜謙虛,不要認為斷然處置萬無一失。」他當然是言而有據地一一剖析各種疑慮之後才下這結論的。底下根據這份簡報的頁次摘要陳述重點,並予以口語化,以利一般讀者閱讀(也就是科普版的意思啦)

第3頁重點:斷然處置」的核心概念就是:爐心提前降壓,以便進行緊急替代灌水,確保爐心溫度不超過燃料護套之鋯與水開始反應的溫度(1500℉)。但是,這麼簡單的概念難道福島事件的日本人都不懂?所以主任問出了最關鍵的問題:「福島核能電廠為何沒有執行反應爐緊急替代灌水?」並且將它細分為三個子問題:「有無緊急替代灌水途徑及灌水動力?」「為何沒有及早執行爐心降壓?」「為何沒有及早執行反應爐灌水?」  

第4頁重點:一點都不令一般人意外地福島核能電廠有緊急替代灌水途徑(淡水與海水) ,有備份灌水動力有灌水程序書,但是「灌水途徑與動力可能在事故中受損」。(這個事實可能會讓那些為「斷然處置」而沾沾自喜的核工系師生大失所望)

第5頁重點:這一頁盤點灌水途徑與動力在事故中受損的具體原因。一號機與二號機灌水設備受損,根本就不能用。三號機呢?因為空壓管線漏氣,沒有足夠的空氣壓力來啟動安全洩壓閥(簡稱SRV,全稱Safety relief valve),因而洩壓速度極慢(我猜是用手動洩壓,但是現場亂七八糟,動作困難,而手動洩壓本來就非常吃力而緩慢)。很不幸地,反應爐的壓力非常地高(福島、核一、核二和核四這種沸水反應爐的水蒸氣巡迴管路內的壓力通常保持在75個大氣壓力),沒有充分洩壓之前根本無法用消防車灌水進爐心。這一頁的結論是:「非不為也,實不能也!全黑時如何維持SRV之空氣壓力,為關鍵重點,建議以實證方式加以。」(彭明輝註解:台電進行「斷然處置」的電腦驗證時假定安全洩壓閥可以正常作動,以便把蒸氣巡迴管路內的壓力降低到1.45MPa。關於台電的理論分析依據參見英文版論文 The ultimate emergency measures to secure a NPP under an accidental condition with no designed power or water supply或者中文摘要翻譯本台電公司核能電廠因應福島事故斷然處置之熱流分析
      
第10頁重點:這一頁看了教人心驚肉跳。開啟安全洩壓閥SRV充分降壓乃是備用水灌注的成敗關鍵(也就是「斷然處置」的成敗關鍵,但是這一頁第一行就說:「開啟SRV降壓,相當於以人為方式製造小破口LOCA (loss-of-coolant accident ),此動作具有風險,處理不當可能導致爐心熔毀。」因為SRV一開啟,原本用來降低爐心溫度的循環水╱蒸氣巡迴管路就有破洞,管路內的高壓水╱蒸氣會變成低壓的水蒸氣從SRV洩漏出去,如果這些水蒸汽的逃逸速度超過備用水補注的速度,爐溫反而可能更快速上升,而提前發生爐心熔毀的悲劇。所以必須設法在開啟安全洩壓閥SRV進行緊急降壓之前先進行控制降壓,以便讓反應爐壓力槽RPVReactor Pressure Vessel)內的壓力夠低。

第11頁重點:避免降壓過程弄巧成拙的另一個策略是在進行緊急降壓與灌水之前先把爐心水位盡量調高,以便在SRV開啟後即便有一段時間冷卻水洩漏量超過灌注量時還可以撐一段時間,直到反應爐壓力槽的壓力夠低。要達到這個目標,作法是在爐心隔離冷卻系統(Reactor Core Isolation Cooling System,RCIC)還能操作時盡量利用它把水注入爐心以提高水位。彭明輝註解:很不幸地,如果啟動「斷然處置」之前爐心隔離冷卻系統RCIC已經故障,怎麼辦?沒怎麼辦,只好放棄這個額外的防範措施。

第13頁重點:現在來了一個最大的難題,在緊急降壓之前的「控制降壓」階段,SRV要開幾個才能最恰當(洩壓太慢會延誤灌水的時機,洩壓太快會導致爐心熔毀)?這一頁的「Answer」裡回答:「依照核二廠現有之EOP中contingence 2 RPV緊急洩壓敘述,開啟所有ADS閥,不管降溫率,必要時開啟其他SRVs,直到7個SRVs開啟,且需確認是否至少有4個SRVs開啟,故降壓速率、開啟安全釋壓閥 (SRV) 的數量在現有的EOP中均有經過評估且依此執行。 」我相信這個回答是有問題的!假如爐心循環水╱蒸氣巡迴管路在強震之後有裂縫而導致蒸氣外洩,SRV的正確開啟數量應該要適度減少,而不可能事先規定好。最好的答案應該是:在爐心循環水╱蒸氣巡迴管路裝置多個壓力感測器與水量感測器,並在現場建立電腦模擬程式,直接根據現場量測到的數據計算出安全洩壓閥最佳開啟數量與開度。(阿波羅13號就是靠即時模擬才有辦法安全返航)可惜的是,這又要假設現場實況的良測與監控系統通通沒有毀損。
(彭明輝註解:問題是要怎樣操作降壓速度才不會太快?)。

第18頁重點:接著又來一個大難題:福島事件顯示「即使降壓成功,已經到灌水的階段,反應器壓力仍可能再度上升」。怎麼辦?主任沒說,被清大核工系學生吹捧上天的論文也沒說The ultimate emergency measures to secure a NPP under an accidental condition with no designed power or water supply

第19~20頁重點:終於來到精采的小總結「反應器壓力因故上升不是杞人憂天之情節,是實實在在發生在福島之情節,如何處理此情節應有適當之檢討」以及「斷然處置並未特別考量反應器壓力可能上升之情節」。漏掉一個情節的意思是還有機會漏掉主任沒想到的,而不是說把這一個問題解決掉就保證沒事了!

第21頁以後的重點:我實在沒力量一一導讀,剩下的自己讀吧。還有很精采的喔!包括「氣動閥與電動閥與爆破閥一路串接之方式值得檢討」、「發生嚴重事故時,圍阻體排氣該不該排到煙囪(會不會有何汙染)、「斷然處置之決策邏輯應明確釐清,避免有爭議空間」。