Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les principes généraux de fonctionnement des centrales à réacteur à eau sous pression (REP) font l’objet de cet article. Le mode de production de vapeur, le choix des paramètres du circuit primaire, l’influence du générateur de vapeur sur le fonctionnement, ou encore les modes de réglage sont autant d’aspects abordés. Le fonctionnement de la chaudière, en réponse aux besoins du réseau électrique, est ensuite détaillé à travers ses limitations (limites de fonctionnement, contraintes sur le réacteur, contraintes de sûreté). Les principaux systèmes de régulation et de protection (de la chaudière nucléaire, du groupe turboalternateur, du poste d’eau) ainsi que les transitoires typiques du fonctionnement normal viennent compléter cette présentation.
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This article focuses on the general functioning principles of pressurized water reactor power plants. The production mode of steam; the choice of the parameters of the primary circuit, the influence of the steam generator on the functioning or even the setting modes, are many of the aspects dealt with. The functioning of the boiler in order to meet the needs of the electricity network is then detailed by way of its limitations (functioning limits, constraints on the reactor, safety constraints). This presentation also includes the main regulating and protection system (of the nuclear steam supply system, turbo alternator group and water station) as well as the typical stages of a normal functioning.
Auteur(s)
-
Jean-François PÉTÉTROT : Ingénieur Supélec, Docteur-ingénieur - Chargé de mission au département fonctionnement réacteur et études d'accidents/division procédé à AREVA NP
INTRODUCTION
Les principes généraux de fonctionnement des centrales à réacteur à eau sous pression (REP) sont présentés ainsi que les limites principales à respecter pour le cœur et la chaudière nucléaire.
Les chaînes de régulation des paramètres principaux sont décrites : mesures utilisées, structures fonctionnelles, actionneurs commandés.
Le système de protection qui peut provoquer l'arrêt automatique du réacteur (chute de toutes les grappes) et l'initiation de fonctions de sauvegarde est décrit de façon détaillée. L'interface avec les protections de la partie conventionnelle est évoquée.
Le fonctionnement de la chaudière en réponse aux besoins du réseau électrique est présenté en relation avec la régulation du groupe turboalternateur : suivi de charge, réglage primaire (ou contribution au réglage de la fréquence), réglage secondaire (ou participation au « téléréglage »).
Enfin, on montre les évolutions commentées des paramètres les plus importants lors des transitoires typiques du fonctionnement normal. On décrit aussi les opérations principales pour passer de l'état d'arrêt « à froid » à l'état à puissance nominale.
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Transitoires de fonctionnement normal5. Conditions d'exploitation des centrales
5.1 Conduite de la centrale
Les centrales sont normalement exploitées en régulation automatique de puissance. En dehors d'un rôle permanent de surveillance notamment si une alarme est émise, les opérateurs interviennent essentiellement au cours des opérations de démarrage et d'arrêt et sur un certain nombre de variations de charge de grande amplitude (pour ajuster la concentration en bore du circuit primaire).
En cas d'incident, les systèmes de régulation et de protection ramènent automatiquement le réacteur vers un état sûr et les opérateurs disposent d'un délai, variable suivant les paliers, avant d'avoir à accomplir des actions manuelles nécessaires à terme pour assurer la sauvegarde de l'installation. Ce délai est passé de 10 à 30 min entre le premier palier (900 MW) et le palier actuel (EPR) grâce aux progrès réalisés dans la conception des chaînes de protection (par exemple, amélioration de la couverture des incidents dans les états d'arrêt) et des circuits de sauvegarde (par exemple, passage à 4 trains au lieu de 2). L'architecture des systèmes de sauvegarde du palier EPR permet une meilleure tolérance aux pannes, défaillances (brèches) et autorise les opérations de maintenance sans imposer d'être à l'arrêt.
HAUT DE PAGE5.2 Fonctionnement des centrales liées au réseau
Sur un réseau électrique, la production doit être en permanence ajustée sur la consommation, afin de respecter les conditions de tension et de fréquence convenables. Il est donc nécessaire de disposer de moyens de production suffisamment souples. La puissance des centrales est modulée par trois termes différents :
-
suivi de charge ;
-
réglage primaire ;
-
réglage secondaire (ou téléréglage).
Compte tenu de la prévision journalière de l'évolution de la consommation, le dispatching central exploitant le réseau prévoit pour chaque centrale un profil de variation de charge quotidien. Les opérateurs l'appliquent en ajustant la consigne de puissance...
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Conditions d'exploitation des centrales
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Sources bibliographiques
COPPOLANI (P.) et al - La chaudière des réacteurs à eau sous pression. - EDP Sciences INSTN Collection Génie Atomique, 293 p. (2004).
GROSSETETE (A.) - Le pilotage de l'EPR (« Mode T »). - Revue Générale Nucléaire (SFEN), mai-juin 2007.
CHALOIN (B.) - MOURLEVAT (J.-L.) - Évolution des systèmes de surveillance et de protection des REP. - Convention nationale SFEN, 9-10 mars 2004.
Le pilotage des réacteurs. - Journée d'étude SFEN (ST no 6), 15 mars 2007.
HAUT DE PAGE
AREVA http://www.areva.com
ASN : Autorité de sûreté nucléaire http://asn.gouv.fr
INSTN : Institut national des sciences et techniques nucléaires http://www-instn.cea.fr
IRSN : Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire http://www.irsn.fr
RTE : Gestionnaire du réseau de transport d'électricité http://www.rte-france.fr
SFEN : Société française...
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