核電廠系統 MAAP 分析

1. 核電廠系統MAAP分析 報告人：王士珍 核能研究所 中華民國一百年六月二十日

2. 簡報內容 • 福島事故解析 • 類似福島事故模擬分析 • 解決方案初步研究結果

3. 福島事故解析 • 概況 • 長期喪失所有電源及餘熱移除能力，導致爐心熔損的嚴重事故 • 一號機為BWR/3，二、三號機為BWR/4(與核一同型) • 事故過程 • RCIC持續一段時間 • 建立低壓注水系統 • 執行圍阻體排氣功能 • 執行RPV洩壓、RPV注水、圍阻體排氣 • 在EOP階段，執行RPV注水失敗，導致爐心熔損、氫爆

4. 福島事故解析 Severe Accident Management Guideline (SAMG) 有SAMG Harden Vent 2 DP 替代注水 DW 噴灑

5. 福島事故解析 BWR/4 二、三號機 與核一同型 RCIC補水

6. 福島事故解析 二號機狀況解析 注水前先緊急洩壓(SRV open) 注水流量不足、水位未回升 排氣 S/C、DW壓力下降 3/14 23:00 RPV、 S/C、DW壓力同步突增 S/C失效，之後在反應器廠房S/C附近氫爆

7. 福島事故解析 三號機狀況解析 數據不足 注水前先洩壓 注水流量不足、水位未回升 洩壓後S/C、DW 、RPV壓力同步上升 排氣後S/C、DW 、RPV壓力同步下降 反覆循環 排氣後在反應器廠房發生氫爆

8. 福島事故解析 二、三號機有充裕的時間進行低壓注水及圍阻體排氣 福島事故似可避免

9. 福島事故解析 • 問題癥結 • 在RPV注水後，爐心無法完全被水淹蓋 • 執行RPV注水時，背壓太高，注水流量不足(8.8 gpm) • 未及時善用圍阻體排氣，無法有效注水，導致爐心熔損 • EOP已不適用 • 圍阻體排氣無法避免 • 圍阻體排氣策略應以協助注水為優先考量 • 替代幫浦注水能力與LPCI相距甚遠

10. 福島事故解析 • 解決方案 • 提前緩慢執行RPV洩壓策略，善用圍阻體排氣功能，使低壓幫浦能以最大的流量，注入RPV，並使爐心完全被水淹蓋，避免爐心裸露 • 即使無法避免爐心裸露，也要盡量降低背壓，使爐心完全被水淹蓋

11. 類似福島事故模擬分析 • 以核一廠為參考廠，山上生水池當作RPV低壓注水，模擬福島核一廠二號機 • T=0 發生全黑事故，喪失餘熱移除能力 • 70小時RCIC跳脫 • 當水位降至MSCRWL，執行緊急洩壓 • 圍阻體壓力維持在0.368~0.528 MPa 之間 • 執行緊急洩壓前，將圍阻體壓力降至0.4 MPa左右，再將圍阻體排氣系統全部關閉 • 當圍阻體壓力到達0.76 MPa 時，假設抑壓池破了一個小孔，30分鐘後破口變大 • 注水後維持RPV水位在TAF左右

12. 類似福島事故模擬分析 • 事故序列

13. 類似福島事故模擬分析

14. 類似福島事故模擬分析

15. 類似福島事故模擬分析

16. 解決方案初步研究結果 • 福島事故是否可以避免爐心裸露? • 二、三號機在事故初期都尚在EOP的階段，並且有充裕的時間可以準備低壓注水與圍阻體排氣 • 在RCIC可用時，執行RPV洩壓，避免爐心裸露 • 考量降低背壓之策略，以最大的注水流量注入RPV，盡量避免爐心裸露，或盡量減少爐心損毀 • 使用核一廠作為參考廠，假設RCIC可用38小時(如福島三號機)，僅剩山上生水池可執行RPV低壓注水，可使用乾井及溼井執行圍阻體排氣

17. 解決方案初步研究結果 • 案例一 • 假設RCIC可用38小時(如福島三號機) • 維持圍阻體壓力在2倍設計壓力(如福島) • RCIC失效後執行緊急洩壓(如福島二號機) • 結果：導致爐心熔損

18. 解決方案初步研究結果

19. 解決方案初步研究結果

20. 解決方案初步研究結果

21. 解決方案初步研究結果 • 案例二 • 假設RCIC可用38小時 • 在RCIC不可用前，預先開啟SRV緩慢洩壓 • 開啟圍阻體排氣閥，降低背壓，協助RPV注水 • 結果：避免爐心裸露

22. 解決方案初步研究結果

23. 解決方案初步研究結果

24. 解決方案初步研究結果

25. 敬請指教