Analyse de fiabilité des matériels composant la source froide

L'objectif de cette analyse n'est pas de calculer les taux de défaillances des matériels mais d'identifier les points sensibles de chaque matériel. Le calcul du taux de défaillances est effectué par le Centre Ingénierie Générale avec les données du site (logiciel FIDEMIS) dans le cadre de la réévaluation des EPS 900 MWe.

3.3.1. Présentation de FIDEMIS

L'analyse des défaillances est réalisée en utilisant le logiciel FIDEMIS. Ce logiciel a été développé par le site. Le fichier constitué par FIDEMIS peut être utilisé d'une part pour établir des paramètres de fiabilité (taux de défaillance à la sollicitation, taux de défaillance en fonctionnement, taux d'indisponibilité), d'autre part pour effectuer des études d'optimisation de la maintenance par la fiabilité.

FIDEMIS permet d'extraire, de sélectionner et d'analyser des données de fiabilité à partir des applications de gestion de la maintenance des composants des installations industrielles.

Ce logiciel contient toutes les fiches d'événements depuis le démarrage de la centrale concernant chaque composant qui a été recensés comme important pour la sûreté.

Chaque fiche est renseignée de la manière suivante :

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• descriptif de la demande,

• compte-rendu d'intervention.

De plus, trois champs particulièrement importants pour le calcul du taux de défaillance du matériels :

• Etat du matériel

II renseigne sur la configuration dans laquelle l'ensemble mécanique se trouvait lors de la découverte de l'anomalie (défaillance ou dégradation).

• Degré de défaillance

C'est un critère utilisé pour les EPS qui permet de statuer sur la prise en compte de la durée d'indisponibilité du matériel suite à une défaillance.

• Degré critique EPS

C'est le critère qui permet déjuger si la défaillance, partielle ou totale, survenue sur le matériel a affecté ou aurait pu affecté l'une au moins des trois fonctions de sûreté à respecter par les installations. C'est un champ binaire ayant pour valeurs

"critique EPS" ou "non critique EPS".

Remarque : Tous les composants ne sont pas référencés. Pour notre système, seules les pompes, les composants et les capteurs de pression font partie des composants suivis par le logiciel.

3.3.2. Pompes SEC

Maintenance :

Les visites 1A (période : 2500 heures de fonctionnement ou quatre mois), IB (période : 2500 heures de fonctionnement), 1C (période : 5000 heures de fonctionnement ou 12 mois) ne nécessitent pas l'arrêt de la pompe et permettent des contrôles vibratoires, thermiques, hydromécaniques, le graissage des paliers...

La visite de type 3B se fait par période de 28000 heures de fonctionnement ou de 7 ans. Elle nécessite l'arrêt de la pompe et le remplacement si l'usure le justifie des :

- bagues d'étanchéité - chemise sous presse étoupe

- roulement de guidage palier et butée

Les visites de type 3B peuvent être effectuées tranche en puissance compte tenu de la redondance des pompes.

L'échantillon est composé des défaillances survenues sur les 8 pompes SEC de la centrale de St Laurent, depuis sa mise en service jusqu'au 31/12/97.

Déclenchement fortuit de la pompe et impossibilité de redémarrage. La cause est la rupture de câbles du module de contrôle.

Refus de démarrage suite à un essai de reprise en secours. La cause est le mauvais fonctionnement d'un relais.

Désamorçage d'une pompe. Intensité faible pour le moteur et présence d'eau dans le corps des autres pompes.

Défaillances non critiques intéressantes :

- Erosion de la volute : 1 SEC 001 PO, 2 SEC 002 PO - Changement roulement : 2

- Intervention sur butée moteur : 1 - Changement chemise d'arbre : 3

- remplacement de l'huile du palier butée : 1 - défaut de graissage sur les roulements : 1 - réfection PE pour cause de fuite importante : 5

- 1 0 fortuit pour retrait d'une tresse sur le PE suite à une montée en température: 1

- Faible arrosage du PE car les filtres Buron sont encrassés, mais le PE fuit normalement : 1 Conclusion :

Trois défaillances "critique EPS" sont recensées parmi les 304 événements répertoriés. Aucune ne conduit à la perte partielle de la source froide. Deux sont survenues lors de la première année d'exploitation de la centrale alors que la dernière s'est produite

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l'an dernier. Les causes de ces trois événements sont liées au contrôle-commande de ces pompes, ce problème a été clairement et fait l'objet d'un suivi. Les pompes SEC ne suscitent pas d'inquiétude particulière. La situation du site est acceptable.

3.3.3. Echangeurs eau brute -eau déminéralisée RRI/SEC

Mission :

Les echangeurs RRI/SEC permettent le transfert des calories du circuit de réfrigération RRI vers le circuit SEC, dans lequel circule l'eau brute venant de la Loire et appelée source froide. Leur mission est importante vis à vis de la sûreté car ils sont indispensables pour le refroidissement de tous les auxiliaires nucléaires. La mesure de la capacité d'échange se fait en utilisant TEPRRI20.

L'échantillon est composé des défaillances survenues sur les 8 echangeurs RRI / SEC de la centrale de St Laurent, depuis sa mise en service jusqu'au 31/12/97.

Défaillances critiques EPS :

II n'y a pas de défaillance critique EPS.

Défaillances non critiques EPS intéressantes :

- Echangeur encrassé (indisponibilité fortuite du demi-échangeur) : 7

- Echangeur presque encrassé (mise à l'arrêt, nettoyage à faire le plus rapidement possible) : 1 - Fuite importante sur la bride de la vanne 2 SEC 083 VE : 1

- Fuite interplaque sur un echangeur : 7 - Tuyauterie SEC percée : 1

- puisard bouché : 1 Conclusion :

Aucune défaillance critique n'a été rencontrée parmi les 510 événements répertoriés. La majorité de la durée des indisponibilités est due aux nettoyages des echangeurs. Ils sont inhérents à l'emploi d'eau brute. Une autre cause importante d'indisponibilité est les fuites interplaques. Elles ont deux causes le vieillissement des joints et les démontages fréquents des echangeurs pour leur nettoyage. Le vieillissement des joints peut être anticipé. Toutefois, les opérations fréquentes de démontage et de remontage vont évoluer de manière conséquente le risque de fuite et de dégradation des joints. L'apport du remplacement systématique serait faible. En effet, les echangeurs à plaques sont délicats à remonter. Il faut que les plaques soient bien positionnées entre elles avant de venir serrer l'ensemble. L'obtention du bon couple de serrage nécessite l'emploi de cales de réglage. Ces manoeuvres délicates nécessaires à l'exploitation de la source froide défiabilisent ce composant. Le remplacement de ces echangeurs par des echangeurs à tubes (moins sensibles à l'encrassement, aux opérations de maintenance) n'est pas envisageable car ce type d'échangeur est trop volumineux pour les puissances à évacuer. La situation du site est satisfaisante en effet les durées d'indisponibilité sont inférieures au critère STE (504 heures/an) puisqu'en 97 elles atteignent 338 heure en tranche 1 et 312 heures en tranche 2.

3.3.4. Capteurs SFI/SEC

De nombreux bouchage de prise d'impulsion ont été constatées sur le site. Elles participent à l'élaboration de l'alarme "perte totale SEC". Certaines configurations accidentelles comme la per te de débit SEC en voie B (la voie A étant initialement hors service) ne peut plus être détectée par l'alarme DEC (Document d'Entrée en Consigne) ce qui est générateur de retard dans le traitement de problème et constitue un facteur aggravant pour la maîtrise de l'accident.

Le site a modifié ses prises d'impulsion pour permettre leur débouchage. Leur débouchage est formalisé sous la forme d'un essai périodique effectué mensuellement.

Amont echangeur Aval echangeur SEC

Extérieur Extérieur

La figure illustre le mouvement du fluide lors des purges. On se rend ainsi compte que le débouchage entre les deux vannes n'est pas réalisé.

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Toutefois, depuis l'implantation de cette modification aucun nouveau bouchage n'a été constaté.

Pour réaliser le débouchage complet de la ligne de prise d'impulsion, il faut remplacer les vannes actuellement en place par des vannes trois voies. Le risque d'une telle modification est de rendre possible l'erreur de lignage et ainsi de créer une fuite sur le SEC. Cette fuite serait de toute façon faible. Mais cette modification permettrait de tester de manière satisfaisante l'alarme SEC 008 AA (cf. paragraphe 3.2.4).

3.3.5. Tuyauteries en acier noir

Le terme d'étude de fiabilité pour une tuyauterie est mal approprié. Il s'agit en fait d'estimer le risque de perdre le débit d'eau brute.

Ces tuyauteries acheminent l'eau brute de la station de pompage vers les locaux RRI où sont implantés les échangeurs RRI/SEC, puis des locaux RRI vers l'ouvrage d'appoint et de rejet général jusqu'à la fin des galeries techniques.

La rupture d'une tuyauterie entraînerait la perte d'une file et une inondation des galeries techniques (risque d'inondation de la station de pompage est traité au paragraphe 3.1.2.2.2).

La rupture de cette tuyauterie est quasi-nul et ce pour deux raisons :

• la pression est faible de l'ordre de 3 bars,

• l'épaisseur est surdimensionnée.

Le risque de fuite est quant à lui présent. En effet, l'acier noir est sensible à la corrosion. Bien que le pH de la Loire soit supérieur à 7, l'eau brute corrode. La corrosion est favorisée par la présence de sable (dureté élevée) qui vient éroder la surface de la tuyauterie, mettant à nu l'acier ce qui accélère la corrosion

Les pièces les plus sensibles sont les coudes qui subissent le frottement du sable.

Le contrôle par US effectué en 95 sur les coudes situés au refoulement des pompes ne font état d'aucune diminution d'épaisseur significative par rapport à la visite de 93 (visite de référence). Aucune fuite n'a été relevé sur ces tuyauteries.

Au vu de ces éléments, on peut garantir que la situation de Saint-Laurent est satisfaisante.

3.3.6. Tuyauteries BONNA

Trois ensembles de localisations présentant des conditions favorables à l'apparition de fissures sur les tuyauteries BONNA de Saint-Laurent ont été recensées.

• F SAINT-LAURENT B 001 : Cet ensemble est composé de deux localisations susceptibles d'être soumises à des surcharges.

La surcharge constatée était due à la présence de travaux (1990). Une étude a démontrée que les fissures ne sont pas évolutives et ne nécessitent pas de réparations.

• F SAINT-LAURENT B 003 : Cet ensemble est composé de cinq localisations susceptibles d'être soumises à des tassements.

Une fissure de 1 mm a été découverte et réparée (95) entre deux coudes. Une étude réalisée montre que les tassements sont quasiment stabilisés. Aucune dégradation de conduite n'a été mise en évidence.

• F SAINT-LAURENT B 008 : Cet ensemble est composé de quatre localisations susceptibles d'être soumises à des tassements différentiels entre ouvrage.

L'étude réalisée suite à ce constat montre que les tassements sont quasiment stabilisés. Néanmoins les précautions suivantes ont été prises :

- Les réservations de la conduite B1 seront refaites par carottage en 98, - les joints en Sikaflex des conduites Al, A2, Bl et B2 seront remplacés en 98, - l'instrumentation des compensateurs a été mise en place en 96.

Afin d'améliorer les conditions de réalisation les inspections télévisuelles et visuelles (pour confirmation) de la portion de circuit SEC entre le BAN et l'ouvrage d'appoint et de rejet, des regards et un col de cygne (au niveau de l'ouvrage d'appoint) ont sont mises en place progressivement à chaque arrêt de tranche. L'implantation de ces regards répond aux critères suivants :

• une ventilation forcée,

• un contact visuel permanent entre l'intervenant et un surveillant situé au niveau du regard,

• une vue directe entre deux regards,

• des regards placés au niveau des singularités.

Bien que non requis, le site de Saint-Laurent impose au sous-traitant une épreuve hydraulique de la ligne ainsi aménagée, et ce afin de fiabiliser son matériel.

3.3.6.1.Les écarts par rapport au PBMP

Les visites prévues par le PBMP sur les tuyauteries BONNA entre la prise d'eau et la chambre de tranquilisation n'ont pas été faîtes. Il avait été prévu d'effectuer un contrôle par un plongeur, mais l'inspection du travail s'y est opposée. Néanmoins, les risques de surcharge sont faibles sur cette tuyauterie : il n'y a aucun ouvrage important au-dessus de ces tuyauteries.

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Les deux tuyauteries n'étant distantes que de 1 mètre, on peut craindre qu'en cas de fuite suivi d'un affouillement, l'autre tuyauterie soit également touchée (mode commun) par une perte d'assise. On peut craindre l'apparition de fissures qui si elles sont importantes entraîneraient l'entrée dans la procédure Hl (perte de la source froide) par manque d'eau.

Mais, la contrainte occasionnée par un affouillement est faible. En effet, la conduite n'aurait qu'à reprendre son propre poids sur la longueur de l'affouillement et le poids de la terre au-dessus d'elle.

3.3.6.2.Conclusion

Les fissures observées n'ont pas été jugées critiques. Les travaux effectués sur les BONNA visent à faciliter le contrôle de ces derniers. Une épreuve hydraulique est demandée par le site, ainsi cette portion de circuit est fiabilisée car son étanchéité est garantie.

Les BONNA qui ne sont pas contrôlées (entre la prise d'eau en canal et la station de pompage) ne présentent pas un risque significatif d'entrée en procédure Hl.