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Les centrales nucléaires

Les alimentations électriques sur une centrale nucléaire française

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Le fonctionnement d’une centrale nucléaire nécessite de disposer d’un système d’alimentation électrique permettant d’assurer l’exploitation et la sûreté de l’installation.

Le système de distribution électrique est conçu pour répondre aux besoins de l’exploitation normale du réacteur lorsqu’il produit de l’électricité ou en période d’arrêt (auxiliaires de marche et auxiliaires permanents) mais aussi pour assurer l’alimentation des équipements assurant les fonctions de sûreté requises lors d’une situation incidentelle ou accidentelle sur l’installation (auxiliaires secourus).

Sur les réacteurs français, ces fonctions de sûreté sont assurées par deux systèmes indépendants (auxiliaires de sûreté voie A et voie B). Un seul de ces deux systèmes est suffisant pour placer le réacteur dans un état sûr et le maintenir dans cet état. Leur alimentation électrique est assurée par deux tableaux secourus (voies A et B) qui peuvent être alimentés par plusieurs moyens (figure 1).

Principe de l'alimentation électrique d'une centrale française de type REP.©IRSN

Principe de l'alimentation électrique d'une centrale française de type REP

 En situation normale c’est la ligne électrique dite « principale » d’évacuation de l’énergie produite par la centrale vers le réseau électrique national, qui alimente les auxiliaires de la centrale. Si la centrale fournit de l’énergie au réseau, c’est une partie de sa production qui est ainsi prélevée. Si la centrale est à l’arrêt, c’est le réseau électrique national qui apporte la puissance nécessaire. Enfin, en cas de défaut momentané sur la ligne, la centrale est automatiquement découplée de la ligne et sa production adaptée à sa seule consommation ; on parle alors "d’îlotage".

En cas d’avarie prolongée sur la ligne "principale", la production est stoppée et l’énergie nécessaire pour placer le réacteur dans un état sûr et le maintenir dans cet état reste fournie par le réseau national en utilisant une seconde ligne dite "auxiliaire" qui relie la centrale au réseau.

 

Sur le parc des réacteurs à eau pressurisée (REP) français de génération II

Si un événement rend indisponible les deux sources d'alimentation externes (la ligne principale et la ligne auxiliaire), la centrale s’arrête automatiquement et deux générateurs de secours à moteur diesel (groupes électrogènes : GE) propres à la centrale doivent alimenter en quelques secondes chacun une voie de sûreté (2 sur le parc de génération II). Un seul générateur est suffisant pour accomplir les actions nécessaires  

Par ailleurs, sur chaque site, une source dite ultime (GUS) peut être connectée manuellement en quelques heures à la place d’un groupe de secours défaillant d’une quelconque des tranches du site (cette source ultime peut être un groupe électrogène ou une turbine à combustion suivant les paliers).

Enfin pour parer à l’éventualité d’une perte simultanée des deux sources externes et des deux groupes de secours, chaque réacteur a été doté d’un turboalternateur (LLS) alimenté en vapeur par les générateurs de vapeur et qui assure en quelques secondes le secours électrique ultime des fonctions nécessaires pour maîtriser la sûreté en attendant de retrouver une des sources électriques (mise en place de la source ultime, réparation d’un des deux groupes de secours défaillants…).

Il est également à noter que l’alimentation en eau de secours des générateurs de vapeur peut être réalisée par des turbopompes alimentées par la vapeur des générateurs de vapeur (1 turbopompe sur les réacteurs du palier 900 MWe et 2 sur les paliers 1300 MWe et N4).

Le séisme est pris en compte dans le dimensionnement de des deux générateurs de secours à moteur diesel et du LLS.  

Les matériels assurant l’isolement de l’enceinte peuvent être alimentés par les diesels de secours et la source d’ultime secours.

 

Sur les EPR génération III

Si un événement rend indisponible les deux sources externes, la centrale s’arrête automatiquement et quatre générateurs de secours à moteur diesel (groupes électrogènes : GE) propres à la centrale doivent alimenter en quelques secondes chacun une voie de sûreté. Un seul générateur est suffisant pour accomplir les actions nécessaires.

La perte de ces quatre générateurs est néanmoins prise en compte dans la conception du réacteur EPR. S’ils venaient à être indisponibles, deux autres groupes électrogènes d’ultime secours à moteur diesel sont prévus pour alimenter chacun une voie de sûreté. Ces groupes électrogènes sont de conception différente des précédents (diversification). Des batteries d’une autonomie de 2 heures sont prévues pour maintenir l’alimentation des systèmes de protection le temps de la connexion des diesels d’ultime secours. D’autres batteries d’une autonomie de 12 heures permettent principalement d’alimenter les systèmes de confinement en cas de perte totale des alimentations électriques.

Sur l'EPR, le séisme est pris en compte dans le dimensionnement des différents moyens de secours électrique décrits ci-dessus.

Les matériels dédiés à l’isolement de l’enceinte font l’objet d’un secours par ces moyens.

Il est à noter que la conception détaillée des sources électriques de secours fait actuellement (printemps 2011) l’objet d’une analyse à l’IRSN, intégrant notamment la diversification des groupes diesel et le bilan de la puissance qu’ils auront à fournir.

(Dernière mise à jour : Février 2013)