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Auteur(s)
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Werner BRETTSCHUH : AREVA NP GmbH
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Le renouveau du nucléaire a poussé les constructeurs à relancer leurs travaux d'étude, de qualification et de mise au point de nouveaux modèles conçus pour satisfaire aux critères de sûreté, d'exploitation et d'économie, assignés à la 3e génération de réacteurs de puissance.
Le réacteur à eau ordinaire bouillante (REB), filière de centrales électronucléaires la plus répandue au monde après celle du réacteur à eau sous pression (REP), fait l'objet d'un article de base [BN 3 130v2] présentant la conception, le fonctionnement et la sûreté des REB actuellement en service.
La conception de KERENA™ marque une évolution importante : tout en s'appuyant sur la technologie éprouvée et le retour d'expérience d'exploitation, elle satisfait à des caractéristiques de sûreté supérieures et aux exigences les plus rigoureuses des exploitants de centrales électronucléaires, notamment européens.
Les nouvelles centrales de 3e génération, arrivant sur le marché, sont des unités de forte puissance (1 500 à 1 700 MWe), comme l'EPR d'AREVA (cf. [BN 3 102]), ou de puissance moyenne (1 100 à 1 250 MWe), comme l'AP 1000 de Toshiba-Westinghouse, l'une et l'autre étant des réacteurs à eau ordinaire sous pression (REP).
KERENA™, centrale de puissance moyenne (1 250 MWe) développée par AREVA, illustre parfaitement la capacité du REB à satisfaire au niveau d'exigences attendu de cette 3e génération.
KERENA™ est le produit d'innovations précoces et de l'expérience de l'industrie allemande dans la filière à eau bouillante, complétées par les travaux approfondis de conception et de validation expérimentale conduits par AREVA et aboutissant notamment :
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à la simplification des systèmes et équipements, pour atteindre à la compétitivité avec les plus grands réacteurs ;
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à l'intégration de systèmes de sûreté passifs, entièrement autonomes et ne nécessitant aucune source d'énergie ou d'information externe, capables de mettre et de maintenir le réacteur à l'état sûr dans le cas très peu probable d'un accident grave – ces systèmes intervenant parallèlement aux systèmes de sûreté actifs redondants et indépendamment. Rappelons que la sûreté passive fait l'objet d'importantes études, depuis de nombreuses années, tout particulièrement pour les petits réacteurs qui seraient destinés à des zones isolées ou à des pays en développement.
KERENA™, concept « avancé » mais prudent, tire le meilleur parti de l'expérience actuelle et des récents progrès de la technologie.
La conception de base (Basic Design) est en cours d'achèvement en collaboration avec la société allemande de production d'électricité E.ON.
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Conception du réacteur
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1. Contexte
Le développement des réacteurs nucléaires à eau ordinaire bouillante (REB) en Allemagne a donné lieu, presque dès les premières réalisations, à la mise en œuvre d'importantes innovations. Ainsi, en 1968 et pour la première fois au monde, un mécanisme de commande des barres à réglage fin a équipé le réacteur de Lingen. Brunsbüttel était alors le premier réacteur au monde à avoir ses pompes de recirculation de l'eau de réfrigération du cœur implantées dans la cuve du réacteur et les deux tranches, B et C, de la centrale allemande de Gundremmingen, dont le début d'exploitation commerciale remonte à 1984-1985, présentaient déjà les caractéristiques d'un REB évolué : mécanismes de commande des barres à réglage fin, pompes de recirculation intégrées, extraction de la puissance résiduelle (RHR) en un à trois trains indépendants et enceinte de confinement cylindrique en béton précontraint avec peau d'étanchéité en acier. Les plus marquantes de ces innovations ont, par la suite, été adoptées par tous les constructeurs de centrales REB.
L'étape suivante du développement de la filière REB a été engagée en 1992 par AREVA-NP, en étroite collaboration avec des organismes nucléaires allemands et avec l'appui d'électriciens européens associés : TVO et VTT en Finlande, PSI en Suisse, EDF en France et NRG aux Pays-Bas. Ce développement était basé sur un REB de 1 250-1 280 MWe à sûreté passive, l'étude ayant pour but de porter le réacteur à un plus haut niveau de sûreté, que celui, déjà très élevé, des réacteurs en service les plus modernes. Il visait enfin à en réduire les coûts de construction et d'exploitation pour obtenir compétitivité avec les centrales de forte puissance, nucléaires et à combustible fossile.
Ces objectifs ne pouvaient être atteints que par la simplification, tant des systèmes de sûreté, que de ceux nécessaires au fonctionnement normal de la centrale. C'est pourquoi la démarche innovante de la sûreté passive a été choisie pour KERENA™ – nouveau nom donné au projet SWR 1000 déjà connu.
Une comparaison des principales caractéristiques de KERENA™ (SWR 1000) et de la centrale électronucléaire Gundremmingen B & C figure au tableau ...
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Contexte
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PASLER (D.) - The safety concept of the SWR 1000. - Proc. of ICAPP'04, Pittsburg, PA USA, 13-17 juin 2004.
-
(2) - KOLEV (N.) - External cooling – the SWR 1000 severe accident management strategy – Part 1 : motivation, strategy, analysis : melt phase, vessel integrity during melt-water-interaction. - Proc. of ICAPP'04, Pittsburg, PA USA, 13-17 juin 2004.
-
(3) - SCHMIDT (H.) - Large scale verification of external RPV cooling in case of severe accident. - Proc. of ICAPP'04, Pittsburg, PA USA, 13-17 juin 2004.
-
(4) - KOLEV (N.) - External cooling – the SWR 1000 severe accident management strategy – Part 2 : analysis : vessel, penetrations and containment integrity during melt-water-interaction. - Proc. of ICAPP'04, Pittsburg, PA USA, 13-17 juin 2004.
-
(5) - MESETH (J.) - Experimental verification of SWR 1000 Passive components and systems. - Proc. of ICAPP'04, Pittsburg, PA USA, 13-17 juin 2004.
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