Le réacteur REP 900 Mégawatts

" Le cheval de labour "

 

Index
1. Généralités
2. Description du réacteur

     2.1. Le coeur

     2.2. Le circuit primaire

     2.3. La production d'énergie

     2.4. Contrôle et sûreté

 

 

1. Généralités

Centrale de Cruas (o7), 4 réacteurs de 900MW

Ce modèle de réacteur développé par Westinghouse aux U.S.A (à partir de la technologie des sous-marins) a marqué la maturité d'une filière industrielle appuyée sur plusieurs modèles de puissance croissante.

Le réacteur CHOOZ A de 310 MW construit pour EDF en 1962 dans les Ardennes avait permis aux équipes d’EDF de se former sur l’exploitation de ce matériel. Westinghouse ayant fourni une l icence au constructeur français Framatome, c’est sur cette base que le lancement d’une première série de 6 tranches fut engagé à partir de 1970, suivie d’un contrat programme de 16 tranches en 1974 (le CP1) puis un autre de 12 tranches (le CP2) en 1975.

 

La robustesse de ce matériel lui a valu le surnom de « cheval de labour ». Ces diverses unités ont été couplées au réseau de 1977 à 1983, économisant chacune la consommation de près de 2 millions de tonnes de pétrole.

 

2. Description du réacteur (voir schéma B)

2.1. Le cœur

Le cœur du réacteur est l’ensemble des composants qui formeront la réaction en chaîne. Il est constitué par la juxtaposition d’un grand nombre de tubes en alliage de zirconium contenant l’uranium. Le « combustible » est formé de cylindres d’oxyde d’uranium d’environ 8 mm de diamètre (appelés “pastilles”) empilés dans chaque tube, formant une colonne de 3.66 mètres (soit 12 pieds) Ces tubes (dénommés crayons) sont regroupés par faisceaux de 264 dans des assemblages, au nombre de 157, qui en assurent la mise en place et le maintien dans une cuve. Les assemblages comportent, en plus des crayons, 25 logements destinés à recevoir de l’instrumentation et des crayons spéciaux (rassemblés en grappes de contrôle) pouvant capter les neutrons pour arrêter ou moduler la puissance. L’ensemble des crayons est disposé pour laisser circuler de l’eau qui en assure le refroidissement mais aussi joue le rôle du modérateur.

2.2. Le circuit primaire

A la sortie du cœur, l’eau réchauffée par la réaction nucléaire atteint la température de 323°C. Par des orifices de sortie de la cuve, elle est dirigée vers les générateurs de vapeur. Elle passe à l’intérieur de tubes repliés en épingle et y cède sa chaleur en vaporisant l’eau du circuit de production d’énergie. Elle ressort à la température de 286°C, aspirée par les pompes qui la renvoie vers la cuve, à la partie basse du cœur. Trois boucles constituées chacune d’un générateur de vapeur et d’une pompe suffisent pour la transmission de l’énergie du cœur vers la turbine. Il faut mentionner dans ce circuit un composant très particulier : le pressuriseur. Le volume d’eau du circuit primaire varie un peu en fonction de la charge, alors que sa masse reste constante. La pression risquerait donc de varier, ce qu’il faut absolument éviter. Le pressuriseur est l’organe qui assure ce contrôle. C’est un réservoir clos relié au circuit, contenant une demi-capacité d’eau maintenue par un réchauffage électrique puissant à une température telle que sa pression de vapeur soit égale à la pression voulue dans la cuve. Ainsi, toute variation de volume du circuit primaire suivant une variation de température est aussitôt compensée par le débit, dans un sens ou dans l’autre, du pressuriseur.

2.3. La Production d’Energie

A partir des générateurs de vapeur, la vapeur est dirigée vers l’admission de la turbine. Le circuit de production d’énergie est semblable à celui de toute centrale thermique, avec un poste d’eau qui soutire l’eau du condenseur situé sous les étages de fin de détente de la turbine, la réchauffe, puis l’amène à des pompes alimentaires qui l’enverront vers les trois générateurs de vapeur. Le turbo-alternateur est une machine tournant à 1500 tours en raison du très grand diamètre des roues des étages de sortie de la vapeur. Tous les composants de ce poste d’eau sont redondants pour en garantir la meilleure disponibilité.
La vapeur produite par les générateurs de vapeur est sèche mais jamais surchauffée. Il en résulte que dès les premiers étages de la turbine elle devient humide et qu’il est nécessaire de la faire passer dans des sécheurs-réchauffeurs, dispositifs peu utilisés dans les chaufferies conventionnelles.

 

2.4. Contrôle et Sûreté

Pour régler la puissance fournie par le cœur, un système de contrôle utilise des grappes de commande. Ces grappes (citées dans le paragraphe cœur ci-dessus) sont associées à certains assemblages du cœur (48 en général). Elles sont manœuvrées par des mécanismes de commande traversant le couvercle démontable de la cuve. Au moment du chargement du cœur, toutes les grappes sont insérées (position dite barres posées) Après fermeture du couvercle de cuve, les mécanismes de commande vont saisir les barres de commande. Pour démarrer la réaction, on les extrait l’une après l’autre dans un ordre précis, jusqu’à l’obtention du flux de neutrons désiré. En cas d’anomalie, elles rentrent automatiquement dans le cœur, voire même par chute gravitaire en cas d’urgence. La sûreté du réacteur impose de nombreuses dispositions pour parer à de multiples accidents probables ou même improbables, d’origine interne ou externe à l’installation. Les préoccupations permanentes du concepteur, de l’exploitant, des autorités de sûreté sont le maintien du refroidissement du cœur en toutes circonstances et le confinement de tous produits radioactifs. Ces deux fonctions sont assurées, la première par les circuits de refroidissement à l’arrêt et en cas accidentel, la seconde par une enceinte étanche entourant le réacteur et ses circuits primaires.