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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Conclusion6. Transitoires de fonctionnement normal
Les chaudières REP sont soumises à de nombreux transitoires de fonctionnement. Ce paragraphe décrit les situations les plus fréquentes. Les transitoires présentés sont relatifs à une tranche de 900 MW, à titre d'exemple.
6.1 Variations de puissance par échelons et par rampes
Les variations de charges auxquelles, par conception, la tranche peut être soumise en exploitation par l'intermédiaire du groupe turboalternateur sont constituées d'échelons de puissance d'amplitude jusqu'à ± 10 % de la puissance nominale et, plus fréquemment, de variations programmées de puissance à ± 5 % de la puissance nominale par minute au maximum. Au cours de ces transitoires, il ne doit y avoir ni arrêt automatique, ni mise en œuvre de la décharge secondaire au contournement ou à l'atmosphère. Deux exemples sont donnés aux paragraphes 6.1.1 et .
HAUT DE PAGE6.1.1 Réduction instantanée de charge de 100 à 90 %
L'évolution des principaux paramètres est donnée sur la figure 16. La fermeture partielle des vannes d'admission turbine provoque une réduction subite du débit vapeur qui entraîne à son tour, initialement, une augmentation de la pression secondaire et des températures au primaire.
L'insertion rapide des grappes permet de contrôler l'augmentation de la température moyenne. La dilatation de l'eau contenue dans le circuit primaire conduit à une hausse du niveau et de la pression pressuriseur. L'aspersion intervient pour limiter l'augmentation de pression. Le niveau pressuriseur diminue quand la température moyenne primaire décroît. Cela, additionné à l'action précédente de l'aspersion, entraîne une diminution de la pression pressuriseur en dessous de la consigne. Le rétablissement de la pression est obtenu par l'action des chaufferettes. Les niveaux dans les générateurs de vapeur rejoignent leur valeur de consigne au bout de quelques minutes grâce à l'action combinée des vannes de réglage et de la régulation de vitesse des turbopompes alimentaires.
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Transitoires de fonctionnement normal
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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