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Colmatage des générateurs de vapeur

Effets sur la sûreté des installations

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Outre le risque de rupture de tubes de générateurs de vapeur par fatigue vibratoire excessive, qui a fait l'objet des mesures préventives indiquées ci-avant (bouchage de certains tubes, renforcement de la surveillance des fuites primaire-secondaire), le colmatage modifie, d'une part les sollicitations mécaniques des plaques entretoises et de leurs tirants de fixation dans les GV, d'autre part le comportement thermohydraulique du circuit secondaire dans les diverses situations incidentelles ou accidentelles auxquelles les centrales pourraient être soumises.

 

Comportement des plaques entretoises et des tirants

Le colmatage conduit à une résistance à l'écoulement plus importante que celle prévue à la conception.  Les efforts auxquels sont soumis les plaques entretoises et les tirants sont donc majorés.

Il convient donc de vérifier la bonne tenue de ces composants dans une configuration colmatée aussi bien en fonctionnement normal du réacteur qu'en cas d'incident ou d'accident. La situation pour laquelle les sollicitations sont les plus sévères (i.e. le débit traversant les plaques est maximal), est celle d'une rupture franche de très faible probabilité de la tuyauterie d'évacuation de la vapeur du générateur de vapeur, qui conduit à une vidange complète de ce dernier dans un laps de temps très court. Des études ont été menées par EDF à ce sujet.

L'IRSN a estimé indispensable qu'EDF étudie également des cas de probabilité plus élevée, par exemple la fermeture intempestive d'une vanne d'isolement du circuit secondaire : lors d'une telle fermeture intempestive, l'évacuation de la vapeur d'un des générateurs de vapeur est interrompue brutalement; l'évacuation de la puissance du réacteur se fait alors, pendant le laps de temps très court qui précède l'arrêt automatique du réacteur, par les autres générateurs de vapeur. Dans ces générateurs de vapeur, le débit de vapeur est donc augmenté, d'où des efforts plus importants sur les plaques entretoises et sur les tirants. EDF a montré que les efforts subis par ces éléments restaient acceptables dans une configuration avec fort colmatage. Après l'analyse détaillée de ces études, l'IRSN a considéré qu'elles ne permettaient pas d'exclure complètement la survenue de dégradations progressives du supportage des faisceaux tubulaires (plaques entretoises et tirants).

 

Comportement thermohydraulique du circuit secondaire

Le colmatage conduit à une diminution de la masse d'eau présente dans la partie secondaire des générateurs de vapeur, ce qui affecte le comportement des réacteurs dans certaines situations accidentelles.

L'IRSN a par ailleurs mis en évidence une incertitude sur la stabilité du niveau d'eau dans la partie secondaire des générateurs de vapeur lors de certains transitoires. En conséquence, EDF a réduit la puissance maximale de fonctionnement des réacteurs des tranches 1 et 4 de la centrale de Cruas.

Au vu de l'ensemble des éléments qui précède, l'IRSN a, à la fin de l'année 2006, recommandé à l'ASN de demander à EDF de procéder sous trois mois, au nettoyage des plaques entretoises des générateurs de vapeur de la tranche de Cruas 4.

Nettoyage des plaques entretoises

Différents procédés permettent de réaliser un tel nettoyage ; ils reposent essentiellement sur un nettoyage chimique par réduction et complexation des oxydes métalliques à l'aide d'une solution adaptée. EDF a décidé de nettoyer en 2007 les GV des tranches les plus colmatées, à savoir les tranches 1 et 4 de la centrale de Cruas et la tranche 2 de la centrale de Chinon B sur le palier 900 MWe, et la tranche de Saint-Alban 1 sur le palier 1300 MWe. Le choix d'EDF s'est porté sur un procédé industriel de nettoyage chimique à haute température. Ce procédé a été mis en œuvre de nombreuses fois sur des GV de par le monde ainsi que sur la tranche 1 de Chinon B en 2003 pour éliminer des dépôts sur les tubes. Cependant, c'est la première fois qu'il est mis en œuvre pour éliminer des dépôts de colmatage au niveau des plaques entretoises.

De ce fait, l'IRSN a analysé en détail le dossier d'intervention présenté par EDF pour ce qui concerne, d'une part la qualification du procédé chimique qui doit permettre l'élimination des dépôts sans provoquer d'endommagement de l'appareil, d'autre part les opérations et les contrôles prévus avant la remise en service de l'appareil après l'intervention. S'agissant d'une intervention notable réalisée avec le cœur du réacteur en place, l'IRSN a aussi évalué les risques associés. L'analyse menée par l'IRSN lui a permis de conclure qu'il n'existait pas d'élément majeur rédhibitoire à la mise en œuvre de l'opération de nettoyage. Cette analyse a été présentée au cours de la réunion du 6 mars 2007 de la Section Permanente Nucléaire (SPN) de la Commission Centrale des Appareils à Pression.

Au vu des analyses décrites ci-avant menées par l'IRSN, de l'avis favorable de la SPN et de l'évaluation présentée par l'exploitant quant à sa maîtrise des rejets chimiques pouvant résulter des opérations de nettoyage, l'ASN a délivré à EDF l'autorisation de procéder au nettoyage chimique des générateurs de vapeur de la tranche 4 de la centrale de Cruas. Cette opération a été réalisée en mai 2007. EDF considère, sur la base d'examens par courants de Foucault, que le nettoyage a été efficace. Cependant, l'IRSN estime que ce point doit être confirmé par des examens directs et qu'il convient de tirer tous les enseignements à la fois sur la mise en œuvre du procédé et sur son impact sur l'installation.

Actions à venir

L'IRSN a recommandé l'établissement d'un état précis du colmatage des différents GV du parc, à la fois pour les réacteurs de 900 MWe et pour ceux de 1300 MWe, et l'élaboration d'une stratégie adaptée pour leur traitement. Cette stratégie doit tenir compte du fait qu'un nettoyage chimique produit environ 1 000 m3 d'effluents liquides par tranche, ce qui pourrait saturer la filière de traitement utilisée actuellement, si le nombre d'opérations à réaliser s'avérait important.

A la demande de l'ASN, l'IRSN poursuit son analyse en orientant sa réflexion plus particulièrement sur la compréhension de l'apparition du colmatage et du phénomène de fatigue vibratoire qui en résulte, les conséquences du colmatage sur le fonctionnement incidentel ou accidentel des tranches, ainsi que sur l'évaluation de la méthode utilisée par l'exploitant pour estimer le taux de colmatage des générateurs de vapeur du parc équipés de plaques entretoises "multifoliées".

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