Le Réacteur EPR

Index
1. Généralités
2. Description du réacteur EPR

     2.1. Le coeur
     2.2. La cuve
     2.3. Les circuits primaires
     2.4. Les turbo-alternateurs
     2.5. Contrôle commande et sûreté
3. Conclusion

4. Compléments

 

1. Généralités

Dans la période de récession du nucléaire qui a marqué la fin des années 1980, les producteurs d’électricité français et allemands, à la demande des constructeurs associés Framatome et Siemens-KWU, ont convenu de lancer un projet commun de réacteur adapté à leurs besoins futurs et recevable par les autorités de sûreté des deux nations.
Ce projet fut lancé en 1992, dans un souci d’utiliser toute l’expérience acquise sur les modèles de REP précédents et surtout le modèle français N4 et allemand Konvoi. C’est donc un projet « évolutionnaire », dans un esprit différent de ce qui fera l’objet du programme international  « Génération IV »sur les réacteurs de l’avenir. Fin 1998, les études d’optimisation du projet étaient achevées, et le Conseil Economique et Social plaidait pour une décision rapide de lancement de la réalisation, que le Président d’EDF, François ROUSSELY, voyait intervenir au mieux 12 à 18 mois plus tard.
Les innovations portent principalement sur l’organisation de la centrale avec des dispositions favorables à une sûreté encore améliorée. Le bâtiment central (enceinte étanche) est entouré de quatre bâtiments indépendants abritant chacun une partie des équipements de sûreté. Les moyens électriques de secours sont séparés en deux voies indépendantes.
En cas de fusion du cœur, un dispositif de collecte du « corium » est prévu dans l’enceinte étanche, sur un coté du puits du réacteur.

 

2. Description du réacteur EPR

2.1. Le cœur

La forme globale du cœur favorise une meilleure économie des neutrons. Les assemblages sont semblables à ceux du projet N4, mais leur nombre est porté à 241, ce qui offre une grande souplesse : soit pour le choix de la puissance totale qui peut être de 4300 MWth (réacteur finlandais) ou 4500 MWth (réacteur français), soit pour les modes de gestion du cœur et de rechargement du combustible. Plusieurs modes de gestion sont possibles, la durée du cycle entre deux chargements peut aller de 12 à 24 mois. L’emploi de combustible au plutonium est possible, sauf pour les premiers cycles de chargements.
L’assemblage contient 265 crayons combustibles et 24 tubes guides pour les crayons absorbants. Il n’y a pas de tube central pour l’instrumentation du cœur. Cette dernière est assurée par des équipements portés par le couvercle du réacteur, à l’inverse de l’instrumentation mise en œuvre dans les paliers  précédents passant par le fond de la cuve. Cette nouvelle disposition a été expérimentée avec succès sur le réacteur allemand Konvoi.
Le cœur est entouré par un réflecteur de neutrons réalisé par des blocs d’acier inoxydable de 20 cm d’épaisseur moyenne. Ce réflecteur lourd est inséré entre les assemblages périphériques et l’enveloppe de cœur. Il apporte une forte réduction du flux de neutrons vers la cuve, ce qui en augmente la longévité, et une meilleure répartition de la puissance dans le cœur.

2.2. La cuve

En partie courante, le diamètre intérieur atteint près de 4,9 mètres. Le fond inférieur est simplifié par rapport au projet N4 par la suppression des traversées d’instrumentation. Par contre, la virole de supportage des traversées d’eau assure aussi le supportage du couvercle de cuve : ceci en fait une pièce  forgée de dimension exceptionnelle.
Le couvercle reçoit les 89 mécanismes de commande des barres absorbantes, mais aussi les dispositifs d’instrumentation du cœur, selon le concept Konvoi.
 

2.3. Les circuits primaires

Leur dimensionnement est adapté à la puissance à transférer par extrapolation des composants du palier N4.
Pour les pompes, l’extrapolation est simple, mais un dispositif de sécurité a été rajouté pour améliorer l’étanchéité à l’arrêt en cas d’accident grave.
Pour les générateurs de vapeur, diverses dispositions ont été apportées pour améliorer la qualité de la vapeur, le rendement, ou la sûreté en cas d’accident, par exemple en augmentant la réserve d’eau contenue dans le ballon de vapeur. Cette disposition augmente le délai disponible pour le refroidissement du cœur en cas de perte des circuits d’eau.
Pour le pressuriseur, son volume est augmenté de 25% pour réduire les transitoires thermiques lors des variations de charge, et ainsi augmenter la longévité de la tranche. D’autres modifications modestes visent à simplifier les travaux d’entretien.

 

2.4. Turbo-alternateur

Ce composant est modestement extrapolé de celui qui équipe le palier N4, au moins pour la tête de série. Il en est de même du poste d’eau qui en assure le service. Là, comme ailleurs, le projet N4 est d’un apport précieux.

 

 

2.5. Contrôle commande et sûreté

Les mécanismes de commande des grappes absorbantes sont au nombre de 89, fixés sur le couvercle de cuve. Le modèle retenu est celui du Konvoi, plus compact que celui du palier N4. Le couvercle de cuve doit également supporter les dispositifs d’instrumentation du cœur, (concept du Konvoi) ce qui l’encombre déjà beaucoup. Comme dans le projet N4, le contrôle-commande est totalement informatisé, afin de permettre à l’exploitant une connaissance  rapide de l’état du réacteur à tout moment, avec une assistance dans l’analyse des éventuelles défaillances.
De nombreuses dispositions sur les équipements secourus visent à réduire d’un facteur 10 par rapport au palier précédent le risque d’un accident grave.

 

3. Conclusion

Le projet EPR arrive au moment où le remplacement d’un grand nombre de réacteurs des première et seconde générations doit intervenir dans le monde nucléaire occidental. Le choix d’un concept évolutionnaire basé sur les expériences accumulées de plus de 11.000 année réacteurs augmente considérablement ses chances d’une insertion rapide dans les réseaux des électriciens.

 

4. Compléments

Retour d’expérience d’Olkiluoto a Taishan 1&2 - Point au 1er février 2014 (texte dû à ARA-SGN)