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Fonctionnement des générateurs de vapeur

Description des générateurs de vapeur

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Dans une centrale nucléaire de type réacteur à eau sous pression (REP), la chaleur produite dans le cœur du réacteur est transmise via la circulation d'eau dans un circuit fermé - dit circuit primaire - à un circuit secondaire dont l'eau, transformée en vapeur, alimente des turbines pour la production d'électricité.  

L'échange thermique entre le circuit primaire et le circuit secondaire se fait au travers d'un grand nombre de tubes en U inversé regroupés dans des appareils dénommés Générateurs de Vapeur (GV). Dans les centrales françaises, il y a trois ou quatre générateurs de vapeur selon la puissance du réacteur.

 

 

Le circuit primaire et les générateurs de vapeur sont implantés à l'intérieur d'une enceinte de confinement qui est traversée par les tuyauteries d'alimentation en eau et d'évacuation de la vapeur des générateurs de vapeur. Une telle disposition permet d'éviter un transfert d'eau du circuit primaire à l'extérieur de l'enceinte de confinement tant que l'étanchéité des tubes des générateurs de vapeur est assurée. 

 

La surface d'échange entre le circuit primaire et le circuit secondaire est de l'ordre de 5 000 m² par générateur de vapeur. Le débit d'alimentation en eau du circuit secondaire est d'environ 1800 tonnes/heure par GV à pleine puissance. 

Il existe plusieurs milliers de tubes par générateur de vapeur, constituant ce qu'on appelle un "faisceau tubulaire", à l'intérieur desquels circule l'eau du circuit primaire. Ces tubes sont maintenus en place par des plaques - dénommées plaques entretoises - immobilisées par des tirants fixés en partie basse du générateur de vapeur. L'eau du circuit secondaire circule le long des tubes et au travers des orifices ménagés dans les plaques entretoises, en se transformant progressivement en vapeur.

 

Des plaques entretoises de deux conceptions différentes équipent les générateurs de vapeur du parc : dans l'une, les orifices sont des trous percés entre les tubes, dans l'autre, ils sont constitués par des passages dits "multifoliés" bordant chaque tube. Des barres antivibratoires sont placées entre les tubes au niveau de leur partie cintrée au sommet du faisceau tubulaire ; ces barres antivibratoires empêchent les vibrations de la partie supérieure des tubes (les " cintres ") sous l'effet de l'écoulement de l'eau et de la vapeur ; toutefois, les petits cintres (plus rigides) situés en partie centrale du faisceau tubulaire n'en sont pas pourvus.

Les centrales françaises sont munies d'un dispositif de surveillance qui permet de détecter et de mesurer en continu les fuites du circuit primaire vers le circuit secondaire et d'évaluer ainsi, en permanence, le niveau d'étanchéité du faisceau tubulaire de chaque GV. En effet, de telles fuites, dites "fuites primaire-secondaire", ne peuvent être tolérées que dans des limites prédéfinies qui visent, d'une part à éviter la contamination du circuit secondaire, d'autre part à prévenir l'apparition de fuites beaucoup plus importantes qui résulteraient de la rupture complète d'un ou plusieurs tubes (accident de rupture de tube(s) de générateur de vapeur).

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