行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所 11

核能級關鍵零組件檢證現況與產業認證規劃

核能級關鍵零組件檢證現況核能級關鍵零組件檢證現況與產業認證規劃與產業認證規劃

陳明輝

中華民國九十八年三月三十日

陳明輝

中華民國九十八年三月三十日中華民國九十八年三月三十日

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所22

簡報綱要簡報綱要簡報綱要

一、核能法規背景說明一、核能法規背景說明

二、檢證作業推動執行現況二、檢證作業推動執行現況

三、歷年檢證計畫重要績效三、歷年檢證計畫重要績效

四、產業認證平台規劃四、產業認證平台規劃

五、自主型數位儀控技術發展規劃五、自主型數位儀控技術發展規劃

六、結語六、結語

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所3

我國原子能管制法規架構圖

法

行政命令

管制內規

工業標準

資訊性文件

強制性•核子反應器設施管制法•核子損害賠償法•游離輻射防護法•放射性物料管理法•核子事故緊急應變法

立法院

•核子反應器設施管制法/游離輻射防護法等之施行細則•異常事件立即通報

行政院；

原子能委員會

建議性

．違規事項處理作業要點

志願性

．中華民國國家標準．美國機械工程師標準

資訊性

工業界

其他

內容更詳盡

義務性降低

．美國核管會導則．美國核管會資訊通告

一、核能法規背景說明一、核能法規背景說明一、核能法規背景說明

…

…

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所44

美國聯邦法規 10CFR21.3 Definitions. ---核能級組件As used in this part:Basic component. (1)(i) When applied to nuclear power plants licensed under 10

CFR part 50 or part 52 of this chapter, basic component means a structure, system, or component, or part thereof that affects its safety functionnecessary to assure:

(A) The integrity of the reactor coolant pressure boundary;(B) The capability to shut down the reactor and maintain it in a safe shutdown

condition; or(C) The capability to prevent or mitigate the consequences of accidents which

could result in potential offsite exposures comparable to those referred to in § 50.34(a)(1), § 50.67(b)(2), or § 100.11 of this chapter, as applicable.

(ii) Basic components are items designed and manufactured under a quality assurance program complying with appendix B to part 50 of this chapter, or commercial grade items which have successfully completed the dedication process.

………….

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所5

中華民國法規 ---核能同級品檢證相關中華民國法規 ---核能同級品檢證相關核子反應器設施管制法(中華民國92年1月15日公布)第十六條核子反應器設施安全相關結構、系統及組件所使用之核能級產品，經報請主管機關核准後，得採用經主管機關認可之機構檢證合格之產品。前項檢證條件、技術及機構認可之管理辦法，由主管機關定之。

核子反應器設施管制法施行細則(中華民國92年8月27日發布)

第十一條本法第十六條第一項所稱核子反應器設施安全相關結構、系統及組件，指核子反應器設施於正常運轉、可預見運轉事件、設計基準事故、外在事件及天然災害等狀況下，具有下列功能之一者：(一)確保動力用核子反應器冷卻水壓力邊界或研究用核子反應器冷卻水邊界之完整性。(二)使核子反應器設施停機，並維持在安全停機狀態。(三)防止或減緩事故後廠外輻射劑量超出第三條各款所定限值。第十二條本法第十六條第一項所稱核能級產品，指其設計、製造、檢驗、測試及更換等之品質保證作業，符合核子反應器設施品質保證準則或主管機關認可品質保證方案規定之產品。

核能同級品零組件檢證作業及檢證機構認可管理辦法(中華民國92年12月3日發布；97年12月23日修正發布)

核能同級品使用導則(中華民國93年12月3日發布)

核子反應器設施品質保證準則(中華民國92年8月27日發布) ~~~ 10CFR50 Appendix B

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所6

管理辦法第3條---檢證作業之管制

商業級零組件

技術評估+允收程序

關鍵特性與核能級產品零組件相當

檢證合格零組件符合10 CFR 50App.B核能級安全相關零組件

經營者應負責核能同級品零組件檢證作業之管制，並接受主管機關之檢查!

自行執行或委由檢證機構執行

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所7

ASL廠商提供SR廠商(Appendix B)--NUPIC Joint Audit

ASL以外廠商提供(NUPIC或3rd Party Audit)

合格檢證機構執行檢證合格

安

全

有

關

器

材

備

品

ASL廠商提供

SR廠商(Appendix B) --NUPIC Joint Audit

(商業級零組件已經由SR廠商或3rd Party檢證合格)

TPC自行執行檢證合格

商業級零組件

核能級產品

ASME Stamp、Class 1E…

核能同級品零組件

廠商提供

廠商提供

(核能檢證品)

ASL廠商提供廠商及商業級零組件--NUPIC Joint Survey

所提供之商業級零組件，若依本公司技術評估結果，須實際執行EQ/SQ驗證，或額外執行關鍵特性測試者

合格檢證機構執行測試/驗證合格

合格檢證機構： (1) 向原能會申請獲認可之檢證機構，或是(2) ASL可提供檢證服務之廠商

核能安全級組件採購程序核能安全級組件採購程序核能安全級組件採購程序

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所88

二、檢證作業推動執行現況二、檢證作業推動執行現況二、檢證作業推動執行現況

• 核研所檢證中心之定位–建立成為具公正與國際聲望之檢證與驗證實驗室，支援研發與協助產業發展。

• 任務−因應核電廠運轉維護需求，建立安全系統組件檢證與驗證技術。

−扶植國內廠家，以使本土維護技術生根。

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所99

• 1992年8月核能研究所成立專責任務編組，著手規劃並建立檢證制度(含品質保證系統制定）。• 1993年6月核能研究所成立檢證實驗室。• 1993年7月行政院原子能委員會頒佈〝核能同級品零組件檢證技術規範〞。• 1994年4月核能研究所經原子能委員會評鑑通過，成為國內首家合格檢證機構。• 1995年4月核能研究所成立耐震驗證實驗室。• 1995年9月檢證實驗室經中華民國實驗室認證體系（CNLA）評鑑通過，並登錄於CNLA合格實驗室名錄迄今。

• 1996年10月核能研究所正式成立核能同級品零組件檢證中心（簡稱檢證中心），以執行例行檢證服務。

• 1997年7月核能研究所成立五年中長程計畫，著手規劃建立驗證制度，並制定核能級零組件國家標準。

• 1998年12月檢證中心通過國際品質標準（ISO 9002）認證。

• 1999年1月核能研究所成立核能軟體驗證與確認實驗室。

• 1999年5月核能研究所成立核能零組件環境驗證實驗室。• 2003年12月行政院原子能委員會頒佈“核能同級品檢證作業及檢證機構認可管理辦法”。

核研所檢證與驗證推動歷程核研所檢證與驗證推動歷程核研所檢證與驗證推動歷程

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所10

中心負責人

品質保證 作業管理 檢測驗證 技術評估

檢證實驗室

耐震驗證實驗室

環境驗證實驗室

軟體驗證與確認實驗室

所內專業檢測實驗室

10

核研所檢證中心組織架構核研所檢證中心組織架構核研所檢證中心組織架構

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所11

設備驗證實驗室 LOCA模擬測試實驗室檢證/耐震驗證實驗室

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所12

核能同級品零組件檢證機構認可證書(原子能委員會)

TAF 實驗室認證證書 ISO-9001認證證書

認證證書

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所1313

「核能同級品零組件檢證機構認可證書」登錄服務範圍:ÿ 核能安全相關儀電、機械零組件及材料檢證。

ÿ 核能安全相關結構及組件耐震驗證。

ÿ 中、小型設備組件環境驗證。

ÿ 核能軟體驗證、確認作業及O型環、油品及材質分析檢證。

13

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所14

核能同級品零組件檢證程序核能同級品零組件核能同級品零組件檢證程序檢證程序

商業級零組件

(Commercial Grade Item)

技術評估+允收程序

(Technical Evaluation)+(Acceptance Process)

核能同級品零組件(Dedicated Commercial

Grade Item)

核能級零組件

(Basic Component)

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所15

技術評估技術評估技術評估

是否執行安全功能?

是否符合商業級零組件定義?

一般產品採購

核能級產品採購

確認關鍵特性與允收準則(技術評估結果文件)

確認零組件功能需求(EPRI NP-6406)

管理辦法第五條之一 :核子燃料組合件、控制棒組合件、反應器冷卻水壓力邊界組件，不得採用核能同級品零組件。

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所16

允收程序允收程序允收程序

方法4

選擇允收方法(允收計畫)

檢證報告書/檢證合格證明書

(標準)接收檢查

方法1

允收測試 基準性能測試

耐震/環境驗證

安裝後測試

配合其他允收方法

廠商調查

(標準)接收檢查

配合其他允收方法

貨源驗證

(標準)接收檢查

配合其他允收方法

供貨紀錄審查

(標準)接收檢查

配合其他允收方法

方法2 方法3

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所1717

• 檢證– 完成材料、零組件（如電瓶、變流器）、複雜組件（如電子卡片、中壓斷路器）、次系統（如開關箱、強震急停裝置）等109項檢證案，共17,589件次，用於核能安全系統，並有良好實績。(1994~2008)

• 驗證– 執行核電廠執照更新之結構與電氣組件老化評估。– 完成核一廠MUR功率提升之EQ組件評估。

檢證與驗證推動執行現況檢證與驗證推動執行現況檢證與驗證推動執行現況

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所18

檢證零組件

53%47% 國外製

國內製

國外製

72%

28%

電機/電子

機械

檢證零組件共109件案子(國外製58件；國內製51件)

國外製58件(電機/電子42件；機械16件)

國內製

47%53% 電機/電子

機械

國內製51件(電機/電子24件；機械27件)

檢證案件執行統計檢證案件執行統計檢證案件執行統計

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所1919

三、歷年檢證計畫重要績效三、歷年檢證計畫重要績效三、歷年檢證計畫重要績效

u 核三廠一號機4.16 kV緊急匯流排開關箱檢證【90.3.18~90.4.30】

u 核電廠強震急停裝置檢證與驗證【 93.4.28~94.3.31 】

u 核電廠複雜組件檢證 -電子卡片、中壓斷路器、大尺寸金屬膨脹接頭。

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所2020

核三廠一號機核三廠一號機4.16 kV4.16 kV緊急匯流排開關箱檢證緊急匯流排開關箱檢證

90.3.18核三廠3A事故導致該廠一號機4.16kV A串緊急電源匯流排六具開關箱全面受損，核研所檢證中心為因應此一緊急突發事件，迅即組成工作團隊，在一個半月內以檢證方式完成開關箱更新。 【90.3.18~90.4.30】

效益:•建立緊急突發事件支援模式•確保開關箱更新品質•大幅縮減修護時程(約為外購案時程四分之ㄧ)

•節省台電數十億元停電損失•解除全省限電危機

修復前

修復後

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所21

核電廠強震急停裝置檢證與驗證核電廠強震急停裝置檢證與驗證核電廠強震急停裝置檢證與驗證

•核電廠強震急停裝置係當地震發生期間，若該地震強度大於或等於跳脫設定點時，以動作核電廠之反應爐保護系統。

• 強震急停裝置係由國內獨立規劃設計、系統整合並經檢證驗證後使用於安全系統，不但降低核電廠運轉維護成本，且有助於本土核能維護技術之提升。

【 93.4.28~94.3.31 】

21

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所22

FBA-23Sensor

BANDPASS FILTER

B/UV/I

I / VSETPOINTCOMPARE

TIMER

OUTPUTRELAY RPS

Foxboro SPEC-200 Controller cabinet

Sensor BoxSignal Conditioner

NPP

核電廠強震急停裝置檢證與驗證核電廠強震急停裝置檢證與驗證核電廠強震急停裝置檢證與驗證

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所23

Major Dedication Proc. :• Seismic test• Seismic auto-trip

accuracy test• NEMA4 water proof

test• Anti-radiation test• EMI/EMC test

核電廠強震急停裝置檢證與驗證核電廠強震急停裝置檢證與驗證核電廠強震急停裝置檢證與驗證

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所2424

金屬膨脹接頭功能測試

電子卡片檢證

中壓真空斷路器檢證

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所2525

美國核能關鍵零組件認證美國核能關鍵零組件認證 ------• 依據核能規範並藉由測試與評估，以確認滿足核能特殊需求，如功能、環境及耐震等。

• 供應商/製造廠家應建立核能品保系統，確保零組件供應能持續符合需求，如發現缺失應主動告知客戶與核安主管單位，並採取矯正措施。

• 驗證機構依據核能規範與零組件規格，執行零組件功能、環境及耐震測試與評估，並提供完整驗證文件。

• 核電廠或NUPIC執行供應商核能品保系統評鑑，並納入合格供應商(ASL)。

• NRC：不定期參與供應商評鑑

25

四、產業認證平台規劃四、產業認證平台規劃四、產業認證平台規劃

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所2626

核能品保與ISO 9000重要差異:ÿ設計管制

ÿ設備驗證與可靠度

ÿ品質文件管制

ÿ人員責任

ÿ不符合缺失通報

26

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所2727

核能產業

核能法規10CFR50, 10CFR21

法規指引 Reg. Guide學會/協會/工業標準

ASME, IEEE, NEI, EPRI…

核能級品保系統10CFR50 App. B

ASME NQA-1核能級品保系統認可

NUPIC, Utility, ASME

驗證實驗室(wyle, NTS)EQ, Seismic, EMC/EMI, …

美國核管會NRC不定期稽核

美國核能產業平台美國核能產業平台

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所28

檢證與驗證技術與產業認證平台規劃路程圖檢證與驗證技術與產業認證平台規劃路程圖

複雜組件

合格供應商

系統模組供應商

零組件

供應商

認證體系

核心技術

2000 2005 2010 2015 2020 年

材料老化EQ資料庫

耐震與監測

尺寸、電性量測

1.核一、三、四廠開關箱與斷路器

2.核能強震急停裝置3.EQ組件壽命評估驗證4.完成108件檢證案

(17,589個零組件)

驗證資料庫

零組件規範

核能品保制度

1.核電廠運轉維護

2.建立自主型的核能零組件產業

3.因應新建機組需求

EMC驗證

1.核電廠儀控系統更新

2.核四廠運轉維護

3.新建機組

失效分析數位模組驗證平台

可靠度

驗證規範

28

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所29

ÿ 計畫緣起− 龍門電廠數位儀控系統應用及申照經驗− 數位儀控技術發展快速，掌握自主關鍵技術有助於申照及長期O&M− 韓國（KNICS Project）、日本、中國大陸、歐洲及世界發展趨勢− 電子、資訊工業之加值應用

ÿ 計畫目標– 建立國內產官學研自主掌控核能儀控關鍵組件及核心技術。– 支援國內核能儀控管制與核照，增進核能安全。– 輔導國內電腦產家擴展儀控系統產業。

ÿ 應用效益– 台電核電廠儀控系統數位化更新改善。– 國內新建核能機組所需之儀控系統。– 推廣至非核能應用及國際市場。

五、自主型數位儀控技術發展規劃五、自主型數位儀控技術發展規劃五、自主型數位儀控技術發展規劃

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所30

韓國KNICS計畫韓國KNICS計畫

• 韓國為達到核能儀控技術自主(technical self-reliance)目的，韓國自2001年至2008年，成立KNICS計畫，目標為：– 現有核電廠之儀控系統數位化更新。– 搭配韓國APR1400機組之全數位化儀控系統。– 核電技術輸出至南非及東南亞。

• KNICS計畫結合韓國KINS（管制單位）、核電研究單位KAERI（類似核研所）、AE公司、廠家、及學校等共同參與。KNICS計畫成員工作分工概略如下圖。主要有三大成員：KAERI、POSCON、及Doosan Heavy Industry (DHI)。

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所31

韓國KNICS計畫成員及工作分工韓國KNICS計畫成員及工作分工

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所32

自主型核能儀控技術

1E 數位平台 安全分析

系統驗證測試 系統應用開發

> 1E 控制器設計開發

* 1E 控制器規格需求+ Non-1E平台應用經驗

* 硬體驗證測試

> 3rd Party Review

> 應用範例> 3rd Party Review

* FSAR 15 分析* D3 分析

> QSPDS> CPS

> RPS> ESFAS

申照

合作與推廣

* 台電

* 業界（發展）* 業界（維護）

* 學校

> 1E Test Loop * 應用 SER

> 平台 SER

> 平台 TR

* FSAR Update

* 軟體驗證確認 > Control room

(註)科技成熟度之標註：＋：我國已有之產品或技術

＊：我國正發展中之產品或技術

＞：我國尚未發展中產品或技術

* DCIS PRA

TaiNICS技術發展規劃TaiNICS技術發展規劃

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所33

2010

ÿ完成軟硬體驗証測試

ÿ完成核能級數位控制器

Topical Report

ÿ典型之爐心參數計算系

統設計能力

ÿ搭配FSAR 15分析，建立

D3分析程序

ÿ整合品質驗證報告

ÿ建立核能儀控系統典

型之反應爐保護系統

設計能力

ÿ建立反應爐保護系統

之D3分析能力

ÿ運轉中核電廠儀控數位化

更新

ÿ新建機組系統應用規劃

ÿ非安全儀控系統應用

ÿ安全儀控系統應用

總目標：

國內核能機組之儀控系統實務應用

階段目標：

核能級控制器平台驗証測試完成

階段目標：

核能級控制器平台申請執照程序

階段目標：

核能級控制器平台開發完成

自主型核能數位儀控平台技術開發歷程規劃自主型核能數位儀控平台技術開發歷程規劃

ÿ非核能級控制器經驗

ÿ核能級控制器規格需求

ÿ核能級控制器驗證測試程

序規劃

ÿ儀控系統應用設計規劃

ÿ軟體共因失效模式探討

2011 2012 2013 2014 ……

ÿ核能級數位控制器設計

開發

ÿ驗證測試模擬設施

ÿ軟硬體驗証測試

ÿ典型之爐心參數顯示系

統設計能力建立

ÿ建立Diversity and Defense

-in-Depth (D3) 分析方法

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所34

產業化發展之目標 -

•短期：發展核能級產品驗證與認證平台-結合民間產業力量，可生產核能級產品，並具廠商投標資格，以供應國內核電廠運轉維護需求，並為建立核能關鍵零組件自主技術奠定基礎。

•中期：組成核能關鍵零組件供應商協會-支援國內新建機組需求。

•長期：有系統的培養主包商-藉由市場結盟與供應商合作，進軍國際化。

六、結語六、結語六、結語

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所35

產業化推動之策略 -

•鼓勵核電廠使用國產品，以達到市場經濟規模，進而拓展國際市場。

•建立零組件技術規範。

•建立完整法規，包括供應商核能品保制度申請認證、責任、缺失提報等程序。

•建立品質文件獨立簽證制度。

•建立國內驗證技術與能量。

•組成國內核能關鍵零組件供應商協會。

行政院原子能委員會核能研究所行政院原子能委員會核能研究所 36

謝謝聆聽敬請指教謝謝聆聽謝謝聆聽敬請指教敬請指教核能儀器組陳明輝E-mail: mhchen@iner.gov.twTEL: (03) 4711400 ext 6300

mailto:mhchen@iner.gov.tw