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RÉSUMÉ
Les réacteurs à eau pressurée ou REP sont les réacteurs nucléaires les plus répandus à travers le monde. Dans le circuit primaire de ce type d’équipements, l’eau légère, utilisée comme fluide caloporteur et modérateur, récupère la chaleur produite par le cœur. Les constructeurs de ces réacteurs doivent apporter la preuve que leurs appareils sont conformes aux spécifications attendues. Ces exigences sont préalablement établies pour chaque composant mécanique, conformément à la réglementation, en vue de satisfaire non seulement aux situations normales de fonctionnement, mais aussi aux situations exceptionnelles et accidentelles. Les équipements du circuit primaire principal sont soumis à des déformations excessives de fatigue et de corrosion, qui sont les conséquences de l’évolution de leurs caractéristiques à fortes températures et sous l’effet du rayonnement neutronique.
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Daniel DESTRE : Adjoint du chef de département, Générateurs de Vapeurs, Échangeurs et Réservoirs, AREVA NP
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Jean-Pierre IZARD : Département des composants primaires, AREVA E
INTRODUCTION
Les équipements primaires du réacteur à eau ordinaire sous pression REP comprennent :
-
la cuve ;
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les équipements internes constitués de deux sous-ensembles : les internes inférieurs et les internes supérieurs ;
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les grappes de contrôle et leurs mécanismes de commande ;
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les générateurs de vapeur ;
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les tuyauteries primaires ;
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les groupes motopompes primaires ;
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le pressuriseur et les dispositifs de réglage de la pression et de protection contre les surpressions.
Les constructeurs d'équipements primaires sont parvenus à des conceptions voisines ; aussi nous limiterons-nous à une description des réalisations et pratiques de l'industrie française ; les différences les plus notables que l'on peut relever à l'étranger sont toutefois signalées.
Compte tenu de l'importance de ces équipements pour la sûreté, leur conception, leurs matériaux de construction, leur fabrication et les contrôles associés doivent être conformes aux règles du recueil des règles de conception et de construction des matériels mécaniques des REP, (RCC-M) applicables aux matériels de classe I.
La spécification d'équipement, établie pour chacun d'eux, préalablement à leur construction, définit notamment les conditions de service, en situations normales, exceptionnelles et accidentelles (cf. RCC-M vol. I, tome A), conformément à la réglementation applicable.
À la date de rédaction du présent document, le texte réglementaire d'application en France aux enceintes sous pression des équipements primaires est l'arrêté ESPN (équipements sous pression nucléaires) du 12 décembre 2005. Il est notamment applicable aux équipements primaires de l'EPR™, en cours de construction en France sur le site de Flamanville dans le département de la Manche.
Dans cet article :
-
les teneurs indiquées sont des teneurs massiques ;
-
les puissances indiquées sont des puissances nominales électriques.
Les dénominations des matériaux utilisées dans cet article sont celles du RCC-M. Le RCC-M utilise un symbolisme différent des normes AFNOR pour désigner des matériaux pourtant voisins. Cela est justifié par le fait que les exigences du RCC-M sont parfois sensiblement différentes de celles des normes AFNOR.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de avr. 2002 par Jean-Pierre THOMAS, Claude CAUQUELIN
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1. Analyse du comportement
Les situations de fonctionnement et les situations hypothétiques prises en compte pour les études de comportement mécanique sont classées selon leur fréquence en service ou leur probabilité d'occurrence postulée en :
-
situations normales ;
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situations exceptionnelles ;
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situations accidentelles.
Les situations normales correspondent au fonctionnement en marche continue, aux régimes transitoires (démarrage, arrêt, variations de charge, etc.) et aux incidents courants de fonctionnement.
Les situations exceptionnelles sont celles dans lesquelles peut se trouver l'appareil dans des circonstances accidentelles très peu fréquentes, mais dont l'éventualité doit être envisagée.
Les situations accidentelles correspondraient à des circonstances accidentelles hautement improbables dont on convient cependant d'étudier les conséquences dans le cadre des études de sûreté.
À ces situations s'ajoute la vérification des contraintes mécaniques lors des épreuves hydrauliques.
Le constructeur d'un équipement primaire doit apporter la preuve que son appareil, tel que conçu et réalisé, satisfait pour toutes les conditions de service fixées par la spécification d'équipement, aux exigences définies dans le RCC-M, pour la durée de service spécifiée (40 ans minimum pour les réacteurs antérieurs à l'EPR™, 60 ans pour l'EPR™). Cette preuve est apportée par l'analyse du comportement de l'appareil, laquelle prend en compte l'ensemble des cas de charges prévus et les particularités résultant de sa construction.
L'analyse de comportement prend en considération les différents modes d'endommagement susceptibles d'affecter les composants mécaniques constituant le circuit primaire principal (CPP) : déformation excessive, déformation plastique, déformation progressive, fissuration par fatigue, rupture brutale, fatigue-corrosion, etc., ainsi que l'évolution des caractéristiques des matériaux avec le temps telles que le vieillissement en température et l'effet du rayonnement neutronique.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RCC-M - Recueil des règles de conception et de construction des matériels mécaniques des REP. - AFCEN, diffusion AFNOR, 5 volumes.
-
(2) - AKAMATSU (M.), BRILLAUD (C.), RIEG (C.), VAN DUYSEN (J.C.), LLORET (R.) - L'irradiation de la cuve : un phénomène sous surveillance. - Revue Générale Nucléaire, no 6, nov.-déc. 1993.
-
(3) - SLAMA (G.) - Steam generator maintenance and replacement. - 11e congrès international des centrales électriques, Liège, 20-24 nov. 1993.
-
(4) - BUSINE (D.), GUERRAND (B.), MARTINOVITCH (M.), SLAMA (G.) - French experience in tube-to-tube sheet joint technology for steam generators. - International conference on expanded and rolled joint technology, Toronto, 13-14 sept. 1993.
-
(5) - NORDMANN (F.), FIQUET (J.-M.) - Selection criteria for the best secondary water chemistry. - Revue Générale Nucléaire, no 2, mars-avr. 1994.
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Arrêté ESPN (Équipements sous Pression Nucléaires) du 12 décembre 2005 sur l'application en France aux enceintes sous pression des équipements primaires.
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