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RÉSUMÉ
Cet article constitue la troisième partie d’un ensemble de trois articles exposant la maintenance mise en œuvre sur les centrales nucléaires françaises et cela sous tous ses aspects, techniques, humains, organisationnels. Il passe en revue les principaux composants des systèmes non nucléaires, certains matériels génériques présents sur tous les systèmes (nucléaires ou non) et le contrôle-commande de l’ensemble de la tranche. Il présente, pour chacun d’eux, les grandes lignes de sa conception, le retour d’expérience et les problèmes rencontrés, la maintenance qui lui est appliquée, les perspectives à long terme.
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This article is the third of a three-part review presenting maintenance applied to French nuclear power plants in all its aspects – technical, human and organizational. It reviews the main BOP components, some generic equipment and I&C (both nuclear and non-nuclear), giving for each a brief description, operating feedback, applied maintenance programs and long-term perspectives.
Auteur(s)
-
Jean-Pierre HUTIN : ancien directeur technique du Parc nucléaire, EDF
INTRODUCTION
Dans le premier article consacré à la maintenance des centrales nucléaires [BN3295], nous avons rappelé les principes de conception et les modes d’exploitation d’une tranche et nous avons décrit les dispositions générales prises pour sa maintenance sous les aspects politiques, humains et organisationnels. Le deuxième article [BN3296] traitait des principaux composants de la chaudière. Ce troisième article passe en revue les principaux composants des systèmes non nucléaires, certains matériels génériques présents sur tous les systèmes (nucléaires ou non) ainsi que le contrôle-commande de l’ensemble de la tranche. Après un bref rappel des conditions de conception et de fabrication, il expose pour chacun d’eux le retour d’expérience, les problèmes rencontrés, les stratégies et programmes de maintenance mis en œuvre, les perspectives sur leur espérance de vie.
Dans la chaudière, l’eau primaire s’échauffe en passant dans le cœur (siège de la réaction nucléaire), va dans les générateurs de vapeur (GV) où elle cède sa chaleur à l’eau du circuit secondaire qui se vaporise, puis l’eau primaire retourne vers le cœur. La vapeur ainsi produite fait tourner la turbine qui entraîne l’alternateur, lequel produit l’électricité. Ramenée à l’état liquide par le circuit dit « de refroidissement », l’eau secondaire est réchauffée (poste d’eau) et renvoyée vers le GV (figure 2 de la [BN3295]). L’eau du circuit de refroidissement est prise dans le milieu naturel : soit elle y est ensuite rejetée (tranche en circuit ouvert), soit elle est refroidie dans un aéroréfrigérant et réutilisée (tranche en circuit fermé).
Nota : les tranches produisant 900 MWe et leurs composants sont, en abrégé, appelés « tranches 900 » et « composants 900 ». Il en est de même pour les 1 300 et les 1 450 (ou N4).
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KEYWORDS
control theory | maintenance | nuclear power plant | generic equipments
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L’alternateur1. La turbine
1.1 Conception, fabrication, exploitation
La turbine transforme l’énergie thermique de la vapeur venant des GV en énergie mécanique. Elle est scindée en plusieurs corps dans lesquels la vapeur se détend progressivement : un corps haute et moyenne pression (corps HP) et deux ou trois corps basse pression comportant des soutirages. La longueur totale d’une machine se situe entre 40 et 60 mètres, sa masse entre 2 000 et 3 500 tonnes (figure 1).
Mis à part la taille, la technologie est assez classique. Chaque corps est constitué de :
-
un rotor muni de roues sur lesquelles sont fixées des ailettes de plus en plus longues tout au long du parcours de la vapeur ;
-
un stator constitué d’un carter sur lequel sont fixés des diaphragmes ou des porte-aubages portant des aubes fixes entre lesquelles tournent les roues du rotor ; le stator est fabriqué en deux parties avec un plan de joint horizontal.
Les corps sont symétriques avec alimentation centrale (forme de diabolo). Les ailettes de dernières rangées des corps BP sont très hautes (jusqu’à 1,5 m) ce qui impose une vitesse de rotation plus faible que dans une installation classique (1 500 tours/minute).
Le débit de vapeur est de l’ordre de 5 000 t/h pour une tranche 900, 7 000 t/h pour une 1 300. Il existe un système de contournement de la turbine qui peut absorber une grande partie de ce débit. À l’entrée du corps HP, la vapeur est saturée ; à la sortie, elle est séchée et surchauffée dans les sécheurs-surchauffeurs avant d’être envoyée à l’admission des corps BP ; à l’échappement, la pression se situe entre 50 et 70 mbar.
Les matériaux utilisés sont le plus souvent des aciers alliés (Cr-Ni-Va).
L’ensemble du groupe turbo-alternateur est posé sur un massif en béton dont la dalle supérieure constitue la « table de groupe » (le poids d’une machine et l’effet de vide peuvent conduire à un chargement total de l’ordre de 6 000 tonnes !).
...
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La turbine
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