Les exigences de sûreté liées à chaque agression interne sont définies dans les sections connexes (sections 3.4.i.0). Les considérations communes sont fournies dans cette section.
0.1. DEFINITION
Les agressions internes sont des évènements qui ont leur origine sur le site de la tranche et qui sont susceptibles d'être source de conditions défavorables ou même de dommages dans ou sur les bâtiments classés sûreté. Ces effets peuvent entraîner une cause de défaillance commune sur les systèmes utilisés pour atteindre ou maintenir un état sûr de la tranche.
0.2. REGLES D'INSTALLATION
0.2.1. Règle générale
L'objectif est de protéger suffisamment les équipements nécessaires aux trois grandes fonctions de sûreté contre les effets néfastes des agressions internes.
Les règles de conception et d'installation doivent être telles que les agressions internes :
a) N'empêchent pas la réalisation des fonctions F1, même si elles ne sont généralement pas nécessaires après un tel évènement, b) Ne déclenchent pas d'évènement PCC-3/4 (à éviter dans la mesure du possible),
c) Ne compromettent pas la séparation en divisions,
En fonction de ces exigences, une agression interne ne détériorera pas :
• Plus d'une redondance des systèmes F1,
• La stabilité/intégrité :
- De l’enveloppe du circuit primaire (sauf en cas d'APRP), - Des internes cuve, y compris les éléments combustibles, - De l’enveloppe des lignes vapeur principales et des lignes
d’alimentation en eau des GV,
- De la piscine de combustible et de ses éléments internes, éléments combustibles inclus,
- Des bâtiments classés sûreté et des barrières incendie, - Des composants dont la défaillance est exclue par la
conception, par exemple, les tuyaux pour lesquels l’hypothèse d'exclusion de rupture s’applique.
Dans tous les cas, un nombre suffisant de systèmes / redondances permettant, respectivement, d'atteindre un état sûr et de faire face à un évènement doivent maintenir leur opérabilité.
Des exigences moins sévères doivent être respectées en cas d’agressions internes résultant d'évènements RRC-B (voir 3.4.0.2.4.4).
L'habitabilité de la Salle de Commande Principale (SdC), ne sera pas détériorée par une agression interne. En cas d'inaccessibilité de la SdC, l'habitabilité de la station de repli doit être garantie. En outre, l'accessibilité pour réaliser des actions locales doit être garantie, si nécessaire.
Pour l'application de la règle générale, il convient d'envisager différents types de bâtiments.
0.2.2. Types de bâtiments
Dans les bâtiments classés sûreté, , deux grands cas sont à prendre en compte en fonction du lieu d'occurrence de l’agression interne.
Ces deux lieux sont :
• D'une part, les bâtiments séparés en divisions (le premier type), par
exemple, les bâtiments de sauvegarde, les bâtiments diesels,
• D'autre part, les bâtiments ou les parties de ces bâtiments qui ne sont pas séparées en divisions (le second type), par exemple, l'Enceinte.
La protection contre les agressions internes doit être prise en compte lors de la phase de conception de la tranche, par le biais des règles d'aménagement et / ou du dimensionnement contre les chargements. Ces règles sont adaptées aux deux différents types de bâtiments présentés ci-dessus.
Si l’agression interne survient dans le premier type de bâtiments, les conséquences de l’agression interne doivent être limitées à la division concernée. Ceci signifie que les structures des bâtiments nécessaires pour empêcher la propagation du risque devront être conçues pour faire face aux conséquences de l’agression interne concernée. En outre, ceci exige la réduction des interconnexions entre les divisions. La propagation des conséquences de l’agression interne via des interconnexions entre divisions sera évitée par des moyens d'isolement ou de découplage.
Si l’agression interne survient dans le second type de bâtiments, les règles d'installation ou de conception devront garantir qu'une seule redondance, au maximum, pour chaque système F1 est affectée.
Il conviendra de faire la distinction entre les effets locaux et les effets globaux suite à des agressions internes :
• Les effets locaux sont des effets limités à la zone immédiate d'occurrence du risque, par exemple, des forces d'impact de jet, le fouettement de tuyau, l'incendie,
• Les effets globaux, par exemple, l'augmentation des conditions ambiantes, l'inondation, peuvent avoir un impact sur de plus grandes zones du bâtiment. Dans tous les cas, un effet global devrait être restreint au bâtiment concerné.
0.2.3. Eviter les évènements PCC-3 et 4
Dans la mesure du raisonnable, la conception des systèmes mécaniques, électriques et CC, classés et non-classés, ainsi que leur installation, devront être tels qu'une agression interne ne pourra pas déclencher d'évènement PCC-3/4.
Cependant, il est acceptable qu'une agression interne dans l’îlot conventionnel, dans le CC de Niveau 1ou dans l'enceinte puisse déclencher un évènement PCC-2.
Si, dans des cas exceptionnels, un évènement PCC-3/4 est la conséquence d'une agression interne, un nombre suffisant de systèmes/ redondances classés sûreté visant à réduire les conséquences de l'évènement PCC-3/4 induit, devront rester exploitables en tenant compte de la défaillance unique. Les agressions survenant dans le BAN, la salle des machines ou sur le site sont une exception. Ils seront analysés par rapport aux bâtiments classés sûreté afin d'éviter toutes conséquences inadmissibles par des “mesures de découplage”.
0.2.4. Types d’agressions internes
De par leurs dommages indirects possibles, les agressions internes ont différents niveaux d'impact sur la tranche. De ce fait, on distingue les types suivants d’agressions internes.
0.2.4.1. Agressions internes indépendantes d'un évènement PCC-2 à 4 ou RRC
Ce type d’agression n'a aucun impact sur le comportement neutronique et thermo-hydraulique du cœur et du circuit primaire et il n'induit pas de conséquences radiologiques non plus. Cependant, la règle générale du paragraphe 3.4.0.2.1 est applicable.
PROTECTION CONTRE LES AGRESSIONS INTERNES
sous chapitre 3.4
0. EXIGENCES ET CONSIDERATIONS COMMUNES A
TOUTES LES AGRESSIONS INTERNES
0.2.4.2. Agressions internes pouvant déclencher un évènement PCC-2 Les agressions internes indépendantes des PCC ne doivent pas déclencher d'évènement PPC-3/4.
Cependant, il est impossible d'exclure que, dans certains cas, un évènement PCC-2 puisse survenir. Pour ces cas, il conviendra de démontrer par une analyse fonctionnelle qu'un nombre suffisant de systèmes/redondances pour le contrôle d'évènements restent disponibles. La preuve que les critères de sûreté sont respectés ne doit pas être fournie dans le cadre de l’analyse de l’agression interne, parce qu'elle est implicitement couverte par l'analyse du transitoire lié à l'évènement PCC-2.
0.2.4.3. Agressions internes résultant d'un évènement PCC-3/4 ou RRC-A
Les conséquences thermo-hydrauliques, neutroniques et radiologiques sont traitées dans le cadre de l'analyse de sûreté des évènements PCC-3/4 ou RRC-A. De ce fait, les règles et les critères applicables au PCC-3/4 correspondant, respectivement RRC-A, sont appliquées.
Les systèmes, les composants ou les structures classés sûreté non redondants, doivent être conçus pour supporter les charges inhérentes aux conséquences des agressions internes. En cas de systèmes, composants ou structures classés sûreté redondants, ces redondances, qui ne sont pas requises pour la démonstration de la sûreté, peuvent subir des défaillances suite à une agression interne.
0.2.4.4. Agressions internes résultant d'évènements RRC-B Pour les agressions internes résultant d'évènements RRC-B, les systèmes à utiliser pour la démonstration de sûreté sont des systèmes spécialement conçus pour ces évènements. Les bases de conception sont, dans la mesure du possible, des hypothèses réalistes. La défaillance unique ne doit pas être appliquée. Il convient de démontrer que :
• L'enceinte reste étanche,
• Les structures internes de l'enceinte conservent, dans la mesure où cela est nécessaire, leur capacité de support de charge,
• La fonctionnalité des systèmes supports de l'enceinte (par exemple, système de contrôle des gaz combustible (ETY), système d'évacuation de la puissance résiduelle hors de l'enceinte (EVU)) et l'instrumentation nécessaire sont garanties,
• La création de missiles pouvant mettre en péril la fonction de confinement ou de ces systèmes supports est évitée,
• L'habitabilité de la SdC est garantie.
Ceci signifie que les systèmes nécessaires pour contrôler l'évènement RRC-B ne sont pas affectés de manière inadmissible.
0.3. REGLES D'ANALYSE
0.3.1. Considérations générales
En règle générale, du point de vue de l’analyse de sûreté, les agressions internes seront abordées d'une manière déterministe. Si une analyse probabiliste est réalisée pour certaines agressions, cela sera mentionné dans les sections relatives à ces agressions.
Les conditions initiales sont celles du fonctionnement normal.
Aucun cumul d'une agression externe ou d'un initiateur postulé avec une agression interne indépendante ne doit être postulée. Les combinaisons peu probables d’agressions internes et de conditions initiales (par exemple, états de courte durée en régime normal) sont exclues.
Dans le cadre de l'analyse de sûreté, une agression interne ne sera pas considérée comme une défaillance unique. La raison est que la défaillance unique ne doit pas être utilisée pour combiner deux évènements indépendants pour aggraver la situation accidentelle.
0.3.2. Méthode d'analyse
Pour l'analyse, il convient de classer l’agression interne prise en compte (dans le local donné) dans l'une des quatre catégories suivantes.
0.3.2.1. Agressions internes indépendantes d'un évènement PCC-2 à 4 ou RRC
Une analyse fonctionnelle sera réalisée pour montrer qu'il est possible d'amener la tranche dans un état sûr malgré l’application d’une défaillance unique (c'est à dire, la plupart du temps, une simple vérification qu'un nombre de trains suffisants soient disponibles).
Comme il n'y a pas d’initiateur d'un évènement PCC-2 à 4 ou RRC, les systèmes classés sûreté ainsi que les systèmes non classés sûreté, peuvent être utilisés pour cette analyse dans la mesure où ils ne sont pas dégradés par l’agression interne elle-même. Les systèmes ou les équipements permettant d'éviter les défaillances / la perte de redondances devront être classés sûreté (au moins F2).
0.3.2.2. Agressions internes susceptibles de déclencher un évènement PCC-2
L'analyse doit indiquer que la tranche peut être amenée à un état sûr malgré une défaillance unique. Pour une telle agression interne, aucune analyse spécifique de transitoire n'est nécessaire parce que l'analyse de transitoire est couverte par l'analyse de l'évènement PCC correspondant.
L'analyse de l’agression interne elle-même doit être réduite à une analyse fonctionnelle afin de montrer qu'un nombre suffisant de fonctions reste disponible pour contrôler l'évènement PCC-2.
0.3.2.3. Agressions internes résultant d'un évènement PCC-3/4 ou RRC-A
L'objectif de l'analyse de ce type d’agressions internes est de montrer que les conditions aux limites pour l'analyse de l’évènement PCC ou RRC-A en question sont garanties malgré une défaillance unique. Ceci signifie que les systèmes nécessaires pour maîtriser l’évènement ne sont pas affectés de manière inadmissible.
Par exemple, l'analyse de sûreté de l'APRP est réalisée dans le cadre de l'analyse de sûreté de PCC-3/4. L'analyse fonctionnelle de l’agression interne associée doit montrer que l'APRP dans une boucle n'a aucune incidence sur les autres boucles et que par exemple, l’instrumentation dans l'enceinte est convenablement qualifiée et protégée.
0.3.2.4. Agressions internes résultant d'évènements RRC-B L'objectif de l'analyse de ce type d’agressions internes vise à montrer que les conditions aux limites pour l'analyse d'un évènement RRC-B sont garanties.
0.3.3. Application du critère de défaillance unique
Le critère de défaillance unique sera appliqué de manière déterministe dans l'analyse des agressions internes n'entraînant pas d'accidents, entraînant des évènements PCC-2 ou faisant suite à des évènements PCC-3/4.
La défaillance unique sera prise en compte :
• Pour les systèmes permettant d'atteindre un état sûr ou,
• Pour les équipements permettant de minimiser les effets de l’agression dans les bâtiments concernés scindés en divisions (par exemple, vannes, registres) ou,
• Pour les dispositifs permettant de restreindre les effets de l’agression à la zone concernée des bâtiments qui ne sont pas scindés en divisions (par exemple, vannes, registres) si applicable.
Exception : En cas d'incendie dans la salle de commande principale, la défaillance unique de l'IHM ne doit pas être appliquée. Ceci est justifié par des mesures de protection contre l'incendie adéquates et par la présence du personnel d'exploitation qui peut éteindre l'incendie très rapidement.
0.3.4. Règles relatives aux actions de l'opérateur
Dans les analyses de sûreté des agressions internes, une action manuelle depuis la salle de commande peut être réalisée, au plus tôt, 30 minutes après la première information significative fournie à l’opérateur. Pour une action manuelle en local, c'est à dire hors salle de commande, ce délai est porté à une heure après la première information significative.
0.3.5. Maintenance préventive
L'analyse de sûreté des agressions internes doit tenir compte de la maintenance préventive des systèmes en fonction du programme de maintenance préventive, c'est à dire un train indisponible pendant le fonctionnement en puissance, un ou plusieurs trains indisponibles pendant les états d'arrêt, dans les situations suivantes :
• Agressions internes indépendantes d'un évènement PCC,
• Agressions internes susceptibles de déclencher un évènement PCC-2,
• Agressions internes résultant d'un évènement PCC-3/4.
Pour les agressions internes résultant d'évènements RRC-A ou RRC-B, la maintenance ou le critère de défaillance unique ne sont pas pris en compte.
0.3.6. Agressions internes pendant les états d'arrêt
En référence aux états d'arrêt de la tranche, l'influence des travaux de maintenance sur les systèmes nécessaires pour le contrôle des agressions internes doit être analysée si :
• Le travail de maintenance est une source potentielle d’agressions internes,
• Le travail de maintenance entraîne une disponibilité réduite de ces systèmes.
1. AGRESSIONS INTERNES PRISES EN COMPTE POUR LE DIMENSIONNEMENT DES SYSTEMES
La liste des agressions internes à prendre en compte est la suivante :
• Fuites et ruptures de tuyaux,
• Défaillance des cuves, réservoirs, pompes et vannes,
• Missiles internes,
• Chute de charge,
• Explosion interne,
• Incendie,
• Inondation.
Le tableau 3.4.1 TAB 1 présente la synthèse des exigences de protection contre les agressions internes pour les principaux systèmes élémentaires, sur la base des principes développés dans le chapitre 3.4.0 et les sections 3.4.i.0 spécifiques à chaque agression, avec l'objectif de garantir que les fonctions nécessaires à l'atteinte des objectifs de sûreté ne sont pas affectées de manière inadmissible.
La prise en compte détaillée de ces exigences dans la conception des systèmes élémentaires est présentée dans les chapitres respectivement consacrés à ces différents systèmes.
Cliquez pour voir :
Tab 1 : Synthèse des exigences de protection contre les agressions internes
2.1 DEFINITIONS
Fuite :Une fuite résulte d’une perte locale totale d’épaisseur d’une paroi sous pression, due soit à une fissure traversante stable (sous- critique) dans la paroi, soit à une sous-épaisseur (érosion-corrosion).
Elle se traduit par la perte de confinement d’un matériel sans qu’il y ait rupture de l’équipement sous pression.
Remarque : les fuites via les pénétrations (joints d'arbre ou de tige de commande) ou via les brides, sont couvertes par les fuites postulées sur l'enveloppe sous pression.
Rupture :Une rupture signifie la rupture guillotine complètement débattue d'une tuyauterie.
Exclusion de rupture : L'exclusion de rupture désigne une démarche déterministe assurant, par la mise en œuvre de dispositions techniques en conception, fabrication et exploitation (dont suivi en service) qu’une rupture de tuyauterie haute énergie est suffisamment improbable pour qu’elle puisse être exclue des études de sûreté. L’objectif de la démonstration de l’exclusion de rupture est d’apporter la garantie du maintien de l’intégrité des tuyauteries pendant la durée de vie de l’installation.
Fuite avant rupture : La Fuite Avant Rupture (FAR) décrit la situation dans laquelle une fuite se produit avant une rupture complète doublement débattue du composant étudié. Bien que ne faisant pas partie des niveaux de défense associés à la démonstration de l’Exclusion de Rupture qui est associée à la garantie de l’intégrité, la Fuite Avant Rupture peut figurer au niveau de défense associé à la limitation des conséquences d’une perte d’intégrité et à ce titre, apporter des éléments relatifs à la résistance de la tuyauterie aux grands défauts traversants.
Critère 2 % :Les ruptures ne sont pas retenues pour les tuyauteries classées (selon le classement mécanique du chapitre 3.2) au DN >50, exploitées en tant que systèmes haute-énergie, sur des périodes de service inférieures ou égales à 2 % de la vie de la tranche.
Circuits haute énergie :Les circuits haute énergie sont les circuits dans lesquels circule de l’eau ou de la vapeur à une pression supérieure ou égale à 20 bars ou à une température supérieure ou égale à 100 °C, dans des conditions normales d’exploitation. Les circuits dans lesquels circule du gaz à une pression supérieure à la pression atmosphérique sont toujours considérés comme des circuits haute énergie. Tous les autres circuits sont considérés comme des circuits moyenne énergie.
2.2 HYPOTHESES DE DEFAILLANCES DES TUYAUTERIES HAUTE ENERGIE
2.2.1 Tuyauterie Haute Energie (THE)
2.2.1.1 Tuyauteries de petit diamètre (≤≤DN 50)
Pour les tuyauteries de petit diamètre ≤ DN 50, il n’y a aucune restriction en ce qui concerne les hypothèses de rupture, autrement dit les ruptures peuvent se produire à différents endroits de la tuyauterie.
Du fait du potentiel énergétique relativement faible, les effets secondaires des ruptures sont analysés uniquement du point de vue :
• des pertes de fluide vis-à-vis de la fonction du circuit classé de sûreté (perte de fonction de la tuyauterie),
• des défaillances engendrées sur les câbles ou les tuyauteries de petit diamètre (par ex. ligne de mesure de pression) dues aux forces d’impact du jet et au fouettement de tuyauterie,
• des défaillances engendrées sur le matériel électrique et de contrôle-commande dues à la montée en pression, à l’humidité, à la température et à l’irradiation,
• des inondations.
2.2.1.2 Fuites et ruptures de tuyauteries > DN 50
Ce paragraphe ne s’applique pas aux tuyauteries pour lesquelles l’hypothèse d’exclusion de rupture est considérée.
En principe, tous les effets indiqués à la section 3.4.2.5 doivent être envisagés pour les fuites et les ruptures. Les forces des ondes de compression ne sont induites que par des transitoires de baisse de pression dus à des brèches. Pour les fuites, une baisse de pression permanente est réaliste.
Fuites et Ruptures de Tuyauteries Haute Energie (RTHE) classées Les fuites et ruptures sur les tuyauteries classées (mécanique ou ESPN, selon le chapitre 3.2) sont présumées se produire aux endroits suivants :
• aux extrémités des tuyauteries,
• en classe 1 :
- aux points intermédiaires où l'on a, à la fois, le facteur d'usage supérieur à 0,1 et l'amplitude de variation de la somme des contraintes primaires et secondaires entre deux états du système (calculée par l'équation (10) du paragraphe B3653 du RCC-M), supérieure à 2,4 Sm ,
- aux points intermédiaires où l'on a, à la fois, le facteur d'usage inférieur à 0,1, l'amplitude de variation de la somme des contraintes primaires et secondaires définie précédemment supérieure à 3 Sm, et les amplitudes de variations pour les contraintes d'expansion thermique, d'une part, pour la somme des contraintes primaires plus secondaires de membrane et de flexion (hors flexion thermique et expansion thermique) d'autre part, (respectivement équations (12) et (13) du paragraphe B3653 du RCC-M), supérieures à 2,4 Sm.
• en classes 2 et 3 :
- aux points intermédiaires où le taux de contraintes, calculé, en classe 2, par la somme des équations (10) et (7) des paragraphes C3650 du RCC-M dépasse 0,8 (1,2 Sh + SA) (ou équations (9) et (10) de NC ou ND 3652 de l'ASME). En classe 3, des critères de contraintes similaires sont appliqués par l’utilisation des équations (2) et (3) de la norme EN13480.
- Si aucun endroit intermédiaire ne peut être déterminé sur les bases susmentionnées ou si un seul point de rupture est défini, deux endroits de contrainte maximale avec une différence de 10 % d’intensité de contrainte (ou, si cette différence est inférieure à 10 %, avec au moins un coude entre les deux) doivent être sélectionnés. Il peut n’en être choisi qu’un seul, au point où les contraintes sont les plus élevées, si la tuyauterie est droite, sans singularité et si toutes les contraintes sont en- dessous du niveau admissible.
Il convient de vérifier si ces emplacements de fuite et de rupture représentent des conditions enveloppes par rapport aux fonctions de sûreté remplies par les matériels situés dans le local considéré. Si des zones sensibles sont détectées, des mesures supplémentaires doivent être prises (par ex. : installation, analyse, dispositifs de protection).
La taille de la brèche est généralement supposée égale à 2A (A = section transversale de la tuyauterie) en cas de rupture guillotine. Si le déplacement des extrémités de la tuyauterie est limité (par ex. par un dispositif anti-fouettement ou du fait de la rigidité de la tuyauterie), une taille de brèche réaliste plus petite peut être choisie.
Fuites et Ruptures de Tuyauteries Haute Energie (RTHE) non classées Pour les tuyauteries non classées (ni mécanique, ni ESPN, selon le chapitre 3.2), on postule que les ruptures peuvent se produire en divers endroits.
Généralement, tous les effets mentionnés à la section 3.4.2.5 sont envisagés.
Le postulat d’existence de fuites est compris dans l’hypothèse de rupture. Par principe, on limite autant que possible l'installation de tuyauteries haute énergie non classées dans les bâtiments classés de sûreté (à l'exception du Bâtiment des Auxiliaires Nucléaires).
2.2.1.3 Prévention des Ruptures de Tuyauteries Haute Energie (RTHE)
Les défaillances catastrophiques de tuyauteries sous pression peuvent être exclues dans l’approche déterministe lors de la
2. FUITES ET RUPTURES DE TUYAUTERIES
conception des équipements et des structures environnantes si certaines exigences spécifiques sont respectées. Ce concept repose sur les exigences suivantes :
a) Exclusion de rupture
Les conditions à remplir pour considérer que la rupture d’une tuyauterie est hautement improbable sont détaillées au paragraphe 3.4.2.3.1.
L’Hypothèse de l’Exclusion de Rupture est appliquée exclusivement aux tuyauteries primaires (voir 5.2) et aux lignes vapeur principales (voir 10.5) des générateurs de vapeur jusqu’aux points fixes en aval des vannes d’isolement vapeur principales.
b) Critère 2 %
Le critère 2 % peut être appliqué aux tuyauteries classées (mécaniques ou ESPN ; voir 3.2) de DN > 50.
La justification du critère 2 % est basée sur :
• l’application uniquement aux tuyauteries classées (voir 3.2), c’est- à-dire dans les conditions suivantes :
- matériaux de très grande qualité, en particulier de grande résilience,
- limitation conservative des contraintes,
- prévention des pics de contrainte par une conception optimale, - assurance de l’application de technologies de fabrication et
d’essai optimisées,
- prise en compte du fluide moteur.
• la courte durée d’utilisation de ces circuits en mode haute énergie,
• des cycles de charge limités du fait de la courte durée d’utilisation en mode haute énergie, ce qui se traduit par une propagation négligeable des fissures. Le nombre de cycles est toujours faible par rapport aux circuits qui fonctionnent en permanence,
• la bonne prédiction des modes de fonctionnement et des niveaux de contraintes attendus. Le degré de fatigue est nettement inférieur à 1,
• prescriptions adéquates de surveillance (par ex. contrôles non destructifs, épreuve de pression, contrôle visuel intégral).
Les mesures suivantes sont possibles dans le cadre de l’inspection en service et de la surveillance en fonctionnement :
1. Contrôle visuel intégral
Le contrôle visuel intégral peut généralement être effectué lors des inspections et permet de juger de l’état des tuyauteries (dans ce cas, l’isolation thermique est démontée).
Les points suivants doivent pouvoir être vérifiés :
• dégâts mécaniques en général (frictions, cintrages, ruptures, déplacement de tuyauteries),
• fonctionnement des dispositifs de supportage (par ex. libre mouvement des roulements, position de montage des dispositifs de supportage standard, fonctionnement des ressorts),
• indications de fuites,
• défauts des raccords vissés, des dispositifs de mesure et des tubes de mesure,
• vibrations, bruit (cavitation).
2. Contrôles non destructifs
Les surfaces externe et interne des zones de soudure et du matériel de base fortement sollicité, comme les tuyauteries cintrées et les coudes, peuvent en général être examinées.
L’examen des surfaces externes peut être effectué par des méthodes de détection des craquelures (ressuage pour l’austénite, contrôle par magnétoscopie pour le ferrite), et l'examen volumique par ultrasons et radiographie.
En ce qui concerne les surfaces internes, certains contrôles valables pour les surfaces externes peuvent ne pas être possibles.
3. Epreuve de pression
Dans la mesure où les règles traditionnelles l’exigent, l’épreuve de
pression est nécessaire pour les tuyauteries.
Indépendamment de cette exigence, l’épreuve de pression peut remplacer les contrôles non destructifs dans des circonstances particulières, par exemple un niveau élevé d’irradiation ou d'autres restrictions à l’accessibilité.
Les circuits pour lesquels le critère 2 % est utilisé sont :
Tous les circuits susmentionnés sont utilisés comme systèmes de secours en cas d’accident.
Les hypothèses de défaillances sont présentées au tableau 3.4.2 TAB 1.
2.2.2 Hypothèses de défaillance des tuyauteries haute énergie
Un résumé des hypothèses de défaillance des tuyauteries haute énergie est présenté au tableau 3.4.2 TAB 2. Dans certains cas, l'adéquation entre les portions de tuyauterie et les supports sera examinée dans la phase de conception détaillée.
On trouvera ci-après des prescriptions spécifiques.
Tuyauteries primaires
Pour les tuyauteries primaires, l'exclusion de rupture est appliquée conformément à la section 3.4.2.3. Cependant la rupture guillotine est considérée, avec des hypothèses réalistes, pour la vérification du dimensionnement de l'injection de sécurité, de la conception de l'enceinte, et pour la qualification des équipements aux conditions d'ambiance. En outre, la stabilité des composants est vérifiée par un chargement conventionnel statique 2pA.
Ces différentes hypothèses sont indiquées au tableau 3.4.2 TAB 3.
Lignes de vapeur principales
L'exclusion de rupture est appliquée aux lignes de vapeur principales, des générateurs de vapeur aux points fixes en aval des vannes d’isolement des lignes vapeur. Malgré l'exclusion de rupture pour ces lignes, les hypothèses de rupture guillotine sont appliquées comme base de conception pour l’enceinte, ainsi que pour la qualification des équipements aux conditions d'ambiance. En outre, la stabilité des composants est vérifiée par un chargement conventionnel statique 2pA. Elles sont indiquées au tableau 3.4.2 TAB 4.
2.2.3 Exigences spécifiques pour les états d’arrêt
En ce qui concerne les états d’arrêt, une attention particulière est accordée respectivement aux circuits qui sont utilisés en mode haute énergie uniquement pendant ces états et présentent alors un risque accru de défaillance, ainsi qu’aux circuits qui restent en conditions haute énergie pendant les états d’arrêt.
Des ruptures de tuyauteries de DN ≤50 sont postulées pendant les états B et C (fonctionnement haute énergie) pour le circuit primaire et les lignes qui y sont connectées jusqu’à la deuxième vanne d’isolement (c’est-à-dire RCC-M classe 1). Au-delà de la deuxième vanne d’isolement du circuit primaire, les trains du circuit RIS/RRA qui remplissent la fonction RRA en circuit fermé sont en mode haute énergie uniquement à partir de la température de 120°C jusqu’à ce que la pression du circuit primaire descende en dessous de 20 bars et la température en dessous de 100°C. La température de connexion pour les divisions 2/3 est inférieure à 100 °C. Bien que les tuyauteries RIS/RRA soient exploitées en tant que systèmes haute- énergie, sur des périodes de service inférieures ou égales à 2 % de la vie de la tranche, le critère des 2% n’est pas valorisé : les ruptures des lignes principales de ces portions de tuyauterie (DN 250) sont postulées à l’intérieur de l’enceinte de confinement et dans les bâtiments de sauvegarde 1 à 4 dans les états C et D du réacteur.
les lignes de refoulement de la vapeur principale en aval des soupapes de sûreté/vannes d’isolement
les lignes de décharge du pressuriseur
le circuit d’eau alimentaire de secours en amont de la première vanne d’isolement des générateurs de vapeur (clapet)
2.3 EXCLUSION DE RUPTURE
La démarche d’exclusion de rupture présentée ci-après s’applique aux tuyauteries primaires1et secondaires principales2. La mise œuvre de cette démarche est détaillée dans les paragraphes §5.2. et §10.5.
du RPS pour respectivement le CPP et le CSP.
Les conditions à remplir pour considérer que la rupture d’une tuyauterie est hautement improbable sont détaillées ci-après, de même que les exigences relatives à la prise en compte des fuites/ruptures au titre de la défense en profondeur.
2.3.1 Exigences associées à la démonstration de l’exclusion de rupture
Conformément au courrier en réf. [6], les conditions à remplir pour considérer que la rupture d’une tuyauterie est hautement improbable sont associées à l’objectif de la garantie du maintien de l’intégrité des tuyauteries pendant toute la vie de l’installation. Ces conditions, issues pour certaines d’entres elles des §B1.2, B1.3 ou F1.2.1 des Directives Techniques (Cf. chapitre 3.1.2 du RPS) ou du courrier [6] relèvent des deux premiers niveaux d’une approche de sûreté de type " Défense en Profondeur ".
Ainsi la démonstration de l’exclusion de rupture est constituée par les deux premiers niveaux de Défense en Profondeur que sont la prévention des endommagements par une bonne qualité de conception et de fabrication et la surveillance en exploitation afin de prévenir la perte d’intégrité. Ces deux niveaux sont détaillés ci-après : 2.3.1.1 Exigences de conception et fabrication
Pour la conception et la fabrication, la garantie de la qualité est fondée à la fois sur la qualité des règles appliquées, la vérification de leur application et le contrôle final du résultat obtenu.
2.3.1.1.1 Exigences de conception
a) Un haut niveau de qualité est requis à travers les règles de dimensionnement, les études de comportement, ainsi que le choix des matériaux. L’application du RCC-M niveau 1 permet de satisfaire ces exigences. En particulier :
1) Mécanismes d’endommagement pris en compte
L’évaluation des mécanismes d’endommagement doit être envisagée de manière exhaustive sur la durée de vie de la tranche. Cette étude doit montrer qu’une dégradation significative sous l’action de ces mécanismes est exclue. Les mécanismes de dégradation dont la cinétique ne peut être modélisée de manière suffisamment fiable ou pouvant conduire à des défauts très longs (ou axisymétriques) doivent pouvoir être exclus ou sont pris en considération.
L’ensemble des mécanismes de dégradation potentiels sur ces tuyauteries est normalement étudié lors de la conception de ces tuyauteries. La mise à jour périodique de ces études sur le parc en exploitation est réalisée sur la base d'une analyse de retour d'expérience national et international. L'exhaustivité des mécanismes considérés est confirmée sur la base de cette analyse.
Sont considérés a minima :
• la fatigue. L’évaluation concerne la fatigue des tuyauteries pour les conditions de fonctionnement du dossier des situations, la fatigue thermique dans les zones de mélange ou la fatigue vibratoire, Le facteur d’usage doit être inférieur à 1 sur la durée de vie de la centrale,
• le risque de rupture fragile, avec prise en compte des effets de vieillissement; les risques de rupture ductile sont exclus par une ténacité suffisante des matériaux,
• la corrosion-érosion, le choix des matériaux devra permettre de se protéger des risques de ce dommage qui ne concerne que les circuits en acier au carbone, principalement en eau,
• la corrosion. L’évaluation porte notamment sur la fissuration par corrosion intergranulaire sous contrainte. Elle peut s’appuyer sur le retour d’expérience et la maîtrise des caractéristiques chimiques des fluides des circuits concernés,
• l’érosion. L’évaluation peut s’appuyer sur le retour d’expérience d’installations comparables.
2) Choix des matériaux
Les caractéristiques des matériaux utilisés, les contraintes et leurs combinaisons, résultant du fonctionnement normal, des transitoires de dimensionnement, et du séisme doivent avoir été étudiées. Ce sont en règle générale ceux d'ores et déjà utilisés pour des tuyauteries similaires sur les tranches nucléaires en exploitation et caractérisés par un retour d'expérience satisfaisant. Toutefois, d'autres matériaux peuvent être utilisés sous réserve que des justifications appropriées soient disponibles.
Les propriétés mécaniques utilisées sont celles définies dans le RCC-M (voir réf. [5]). Les caractéristiques mécaniques des matériaux, non codifiées dans le RCC-M, prennent en compte des valeurs minimales, corrigées des effets éventuels de vieillissement, notamment d’origine thermique, et seront justifiées.
b) La propagation par fatigue d’un éventuel défaut de fabrication susceptible d’avoir échappé aux inspections de fabrication, postulé aux points les plus contraints reste limitée sur la durée de vie de l’installation et la stabilité du défaut en fin de vie est garantie sous les sollicitations les plus sévères.
c) La vérification de la robustesse du circuit vis-à-vis du risque de rupture brutale comporte une analyse des défauts non traversants.
La tuyauterie résiste à de grands défauts dans le cas où ces défauts relèvent d’une démarche de démonstration conventionnelle vis-à-vis de la rupture brutale.
L'objectif de cette analyse est de confirmer l'innocuité de défauts qui n'auraient pas été détectés en fin de fabrication.
Les défauts sont postulés circonférentiellement dans les soudures où :
• les risques d'avoir des défauts difficiles à détecter en fin de fabrication sont les plus importants,
• la combinaison des contraintes et des caractéristiques des matériaux est la plus défavorable.
La taille des défauts considérés tient compte de la technologie de fabrication utilisée, des performances des contrôles de fabrication, des procédés de réparation utilisés. En pratique on considère à titre de découplage comme défaut de référence, des défauts en peau interne de longueur 20 mm et de profondeur 5 mm.
L’évolution de ces défauts, sous l’effet des chargements sur la durée de vie de l’installation, ainsi que leur stabilité en fin de vie sont évalués selon les règles du RSE-M. Le défaut en fin de vie doit rester stable même sous les sollicitations les plus sévères (séisme, rupture de tuyauterie connectée,…). En pratique on vérifie que la profondeur du défaut n’excède pas le quart de l’épaisseur de la tuyauterie.
Il est de plus vérifié que la propagation en bord d’un défaut de longueur exceptionnelle reste limitée pour garantir l’absence d’instabilité du grand ligament. En pratique, on vérifie que la profondeur du défaut fin de vie n’excède pas le quart de l’épaisseur.
d) Le tracé est simple et court.
e) Le nombre de joints soudés est limité.
2.3.1.1.2 Exigences relatives à la vérification de la conception
• La validité des données et les hypothèses relatives aux chargements : Les études mécaniques prennent en compte les cas de charge et leurs combinaisons spécifiées au §3.6 du rapport de sûreté. Pour les
1 Les tuyauteries principales du CPP sont la branche chaude, la branche en U, la branche froide, y compris les soudures de raccordement aux récipients (cuve, GV, GMPP), y compris également les piquages forgés avec les branches, à l’exclusion des soudures de raccordement de ces piquages avec les lignes connectées.
2 Les tuyauteries principales des CSP sont les tuyauteries de vapeur principales, des sorties des générateurs de vapeur jusqu’aux points fixes en aval des vannes d’isolement de vapeur, y compris les soudures de raccordement au GV et les soudures de raccordement sur les points fixes, y comprisles piquages forgés avec ces lignes, y compris également les soudures de raccordement à ces piquages de la vanne d’isolement VDA et des deux soupapes MSSV de sûreté de vapeur, à l’exclusion des soudures de
cas de charges relatifs aux séismes, les études sont effectuées avec les spectres de dimensionnement relatifs au palier. Les éventuels effets dynamiques significatifs induits par le fluide dans les situations de dimensionnement (en particulier côté secondaire : fermeture rapide vanne vapeur, RTGV…) sont pris en compte. Une attention particulière sera portée sur l'absence de coups de bélier : on doit montrer soit que leur probabilité est très faible, soit que leur amplitude est acceptable sur le plan mécanique.
Les causes indirectes de rupture, telles que les agressions par des matériels non calculés au séisme, ou, pour des lignes non protégées par des bâtiments, les agressions externes spécifiées dans le rapport de sûreté seront analysées.
Les possibilités d’agression par le fouettement de tuyauteries auxquelles la démarche d’exclusion de rupture n’est pas appliquée sont également à considérer. En pratique, les tuyauteries concernées par l’exclusion de rupture sont les plus importantes en diamètre et en épaisseur, de sorte que leur rupture sous l’effet du fouettement de tuyauteries plus petites est exclu. Il doit néanmoins être vérifié que des masses localisées importantes sur ces tuyauteries ne sont pas susceptibles de créer des dommages sur les tuyauteries objet de l’exclusion de rupture.
• La vérification de l’application des règles de conception définies ci- dessus.
2.3.1.1.3 Exigences de fabrication
• Utilisation de matériaux de haute qualité, présentant de bonnes caractéristiques de traction et une bonne ténacité, non significativement sensibles aux modes de dégradation de type corrosion et corrosion-érosion envisageables dans le milieu.
• Un haut niveau de qualité doit être obtenu à travers le choix des procédés de fabrication.
• Les piquages de grand diamètre ainsi que le piquage RCV seront extrudés ou intégrés de forge et non implantés par soudage dans les tuyauteries concernées.
• Des dispositions expérimentales sont mises en œuvre pour garantir que les caractéristiques mécaniques des matériaux et des joints soudés respectent les valeurs minimales prises en compte à la conception. Les dispositions du RCC-M niveau 1 permettent de satisfaire ces exigences. Elles sont complétées lorsque nécessaire par un programme expérimental pour déterminer les valeurs minimales des caractéristiques nécessaires à la démonstration, qui ne figureraient pas dans le RCC-M : qualification technique ou dossier d’aptitude au soudage des matériaux, notamment pour l’acier constituant les lignes vapeur.
• Des dispositions expérimentales sont mises en œuvre pour vérifier l'absence de vieillissement significatif des matériaux.
2.3.1.1.4 Exigences relatives au contrôle de la fabrication
• La contrôlabilité des soudures doit être établie.
• L’ensemble des soudures doit être inspecté à l’issue de la phase de fabrication, de manière à exclure les sous-épaisseurs et les défauts de taille importante. Cette taille doit être inférieure à celle prise en compte dans les démonstrations mécaniques de stabilité et d’intégrité.
• Pour les aciers ferritiques, l’épaisseur résultant de la fabrication doit être vérifiée lors de la réception pour les discontinuités et les coudes.
2.3.1.2 Exigences concernant le suivi en service 2.3.1.2.1 Suivi en exploitation
D’une manière générale, la surveillance en exploitation doit être adaptée pour garantir la validité des hypothèses prises à la conception, notamment vis-à-vis :
• des sollicitations par une surveillance des déplacements au niveau des éventuels dispositifs auto bloquants et des jeux avec le supportage des composants, ainsi que le niveau vibratoire,
• des dommages de fatigue : en particulier, par une comptabilisation des situations sur le circuit primaire principal pour des transitoires non corrélés à une situation primaire, et un suivi sur le circuit secondaire principal pour les zones soumises à d’importantes
sollicitations cycliques,
• une instrumentation complémentaire peut être nécessaire sur la tranche tête de série pour préciser quelques situations locales complexes à forts écarts de température et les durées associées,
• de la corrosion : la chimie des fluides circulant dans les circuits concernés, doit être contrôlée avec une fiabilité élevée. Il en est de même, le cas échéant, pour les conditions d’environnement externe, notamment le risque de corrosion sous calorifuge.
2.3.1.2.2 Inspection en service
L'inspection en service est une des actions de surveillance des tuyauteries concernées. Elle se situe sur une ligne indépendante de la qualité de conception et de réalisation.
Elle doit permettre de s'assurer que les prédictions de risque d'endommagement des tuyauteries restent largement enveloppe des constatations sur site. Elle doit également s'assurer de l'absence d'apparition de dégradations non prévues lors des analyses de l'ensemble des mécanismes de dégradations potentiels.
L’accessibilité et l’inspectabilité de chaque point des tuyauteries concernées est requise. En particulier, des dispositions sont prises pour permettre une inspection volumique de l’ensemble des soudures et au voisinage des piquages susceptibles de développer des mécanismes de dégradation. Les soudures bimétalliques doivent pouvoir permettre une inspection par deux méthodes volumiques différentes. Dans le cas où il est démontré qu’une seule méthode permet de détecter l’ensemble des mécanismes de dégradation susceptibles d’amener une perte d’intégrité, il est acceptable de ne mettre en œuvre qu’une seule méthode.
L’inspection en service respecte les exigences définies dans l’arrêté du 10/11/99 (réf. [1]) et sa circulaire d’application (réf. [2]). Les articles visés sont notamment les articles 4.2.e et 14. Les procédés d’inspection mis en œuvre respectent les prescriptions de l’article 8 des mêmes documents.
Le programme détaillé prend en considération les expériences précédentes, les techniques d’essai non destructif disponibles et le résultat du premier contrôle avant démarrage (Visite Complète Initiale). Il s’appuie sur une évaluation d’endommagements potentiels dans les circuits concernés. Les zones susceptibles d’être endommagées doivent être explicitées dans la doctrine de maintenance et figurer dans le programme d’inspection en service.
L’inspection en service est mise en œuvre aux endroits où les risques de développement de défauts en service sont les plus élevés compte tenu du retour d’expérience, de l’analyse des contraintes (contraintes ou facteur d’usage élevé, discontinuités géométriques) et des particularités constructives (nature des matériaux et procédés de fabrication).
L’inspection en service doit également concerner des zones non sensibles au titre du principe de défense en profondeur.
2.3.2 Exigences associées aux niveaux de défense en profondeur supplémentaires
Ce niveau supplémentaire de défense en profondeur de l’approche (niveau indépendant des précédents) a pour objectif la prévention et la limitation des conséquences des accidents.
Deux lignes de défense différentes constituent ce niveau de défense en profondeur :
• la première concerne la prévention et la limitation des accidents postulés dans le dimensionnement de référence de la tranche (détection de fuite, mitigation des RTHE),
• la seconde consiste à traiter les accidents qui ne sont pas postulés dans le cadre du dimensionnement de référence (LOCA 2A, RTV 2A).
Les conditions suivantes, conformément aux exigences exprimées dans les § B1.2, B1.3 et F1.2.1 des Directives Techniques (Cf.
chapitre 3.1.2 du RPS), sont ainsi formulées :
• Première ligne de défense : 2.3.2.1 Brèches postulées
Pour les circuits répondant aux exigences d’exclusion de rupture
(conditions définies au §3.4.2.3.1), les brèches doublement débattues ne sont plus à considérer dans les analyses de dimensionnement.
La conception mécanique des équipements, notamment la vérification de l’intégrité des composants et celle des structures internes des composants, prend en compte la rupture de l’ensemble des lignes connectées qui ne satisfont pas les exigences de l’exclusion de rupture à leur soudure de connexion sur le circuit respectant les exigences. La conception des systèmes de sauvegarde et celle des protections prend en compte les mêmes brèches. Pour ces analyses, le débit de la brèche est celui correspondant au diamètre intérieur du piquage, indépendamment de l’existence dans le piquage, de dispositifs de limitation du débit.
Pour les analyses mécaniques du circuit primaire les chargements résultants de la rupture du plus gros piquage primaire sont combinées avec ceux résultant du séisme.
Pour les brèches susceptibles de résulter de l’effacement d’une tape boulonnée, il devra être montré que cet effacement est exclu. A défaut, ces brèches devront être prises en compte.
Les études relatives aux brèches postulées sont effectuées avec les règles définies au chapitre 15.0.
2.3.2.2 Défauts traversants postulés
L'objectif de cette analyse est de confirmer la tolérance aux grands défauts des tuyauteries considérées. Elle est effectuée dans l’enceinte par comparaison du défaut critique traversant avec le défaut conduisant à une fuite détectable en fonctionnement normal.
Hors enceinte, on considère un défaut arbitrairement grand.
Compte tenu des chargements envisagés, la cinétique de propagation de ces défauts traversants est nécessairement très faible et reste négligeable par rapport aux délais de détection de fuite.
Les défauts sont postulés circonférentiellement dans les soudures où la combinaison des contraintes et des caractéristiques des matériaux est la plus défavorable. Pour l’estimation du débit de fuite en fonctionnement nominal, les chargements (pression, poids, chargement thermique), sont pris en compte et combinés algébriquement.
L’évaluation de la surface de la brèche considère une forme elliptique dont l’ouverture est évaluée selon la méthode décrite en référence (réf. [3]) ou une méthode équivalente.
La stabilité du défaut critique est calculée en prenant en compte la combinaison de chargements la plus sévère parmi le fonctionnement normal combiné avec les efforts dus au SMS et les chargements accidentels non cumulés au séisme. Pour l’évaluation du fonctionnement normal cumulé avec le séisme, le chargement pris en compte est tel que chaque composante résulte de la somme des valeurs absolues des chargements individuels, et le spectre considéré est le SDD.
Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour mener les analyses mécaniques, parmi lesquelles :
• une formulation utilisant le critère J telle que celle de l’EPRI (réf. [4]) ou une formulation équivalente pour la détermination de la valeur de J et le critère dJ/da pour l’analyse de stabilité.
• une formulation de type Gfr, telle que codifiée dans le RCC-M, ANNEXE A16 "guide pour les études de fuite avant rupture et les analyses de nocivité de défaut associées".
Les exigences devant permettre d'établir la tolérance aux grands défauts traversants seront formulées ultérieurement.
2.3.2.3 Exigences de détection de fuite
• Un système de détection de fuite doit être mis en œuvre pour suivre les fuites sur les tuyauteries situées dans l’enceinte de confinement.
• Le système de détection de fuite doit avoir des performances en terme de capacité de détection permettant de détecter de façon fiable et suffisamment rapide un défaut traversant non critique.
• Pour les circuits dans l’enceinte de confinement, un défaut traversant hypothétique, postulé circonférentiellement dans les soudures, et stable même en cas de séisme, doit conduire à un débit de fuite détectable en fonctionnement normal.
Les exigences de détection de fuite seront précisées ultérieurement.
• Seconde ligne de défense :
2.3.2.4 Exigences relatives à la prise en compte de ruptures au titre de la défense en profondeur
Conformément aux §B1.2.3 des Directives Techniques, le débit résultant de la brèche conventionnelle de section égale à 2 fois celle de la tuyauterie, dite brèche 2A, reste pris en compte, avec des hypothèses réalistes et des critères appropriés, pour :
• la vérification de l’existence de marges de sûreté vis à vis du refroidissement du combustible, y compris lors de la phase de re- circulation,
• le dimensionnement de l’enceinte,
• la qualification des équipements.
Un effort statique dans le sens de l’axe de chaque orifice et d’intensité 2 PA (où P est la pression d’exploitation du circuit) est également pris en compte pour la vérification de la stabilité des gros composants et la détermination de leur supportage.
En cas de rupture doublement débattue d’une boucle primaire, aucun dommage mécanique n’est transmis aux boucles non rompues. La cuve du réacteur est un point fixe. Elle repose sur un support résistant qui filtre les efforts. Chaque boucle est entourée par des parois en béton armé suffisamment épaisses pour prévenir l’endommagement des boucles non rompues ou l’enceinte.
Côté secondaire, les possibilités de défaillance de cause commune entre les lignes vapeur principales devront être limitées par une séparation adéquate des lignes. Cette exigence peut être remplie par une séparation physique ou géographique, ou par une installation excluant l’intersection des plans de fouettement des lignes. Dans le cas où une défaillance commune de deux lignes ne peut être exclue, une vérification du comportement du réacteur sera effectuée en considérant des hypothèses réalistes.
De plus, la rupture du plus gros piquage (parmi l'ensemble des piquages, y compris ceux couverts par l'exclusion de rupture) sur les lignes vapeur extérieures enceinte est prise en compte pour vérifier l’intégrité :
• de la ligne vapeur elle-même,
• de la traversée de l’enceinte.
2.3.2.5 Règles concernant les études des brèches étudiées au titre de la défense en profondeur
Pour les études thermohydrauliques d’ensemble, et les calculs de pressions et températures dans l’enceinte, les calculs effectués avec une rupture 2A sont effectués avec les règles réalistes. Du fait de la mise en œuvre de l'exclusion de rupture, on considère que la brèche guillotine doublement débattue a une probabilité très faible. Son étude peut donc être effectuée avec les règles suivantes, correspondant au cas le plus probable :
• la puissance résiduelle est celle des courbes SERMA, sans incertitude,
• les paramètres principaux sont déterminés par la valeur nominale des contrôles opérationnels (par exemple la condition initiale est 100 % de la puissance nominale),
• on ne considère pas d’aggravant, ni d’indisponibilité liée à la maintenance,
• dans le cas de l’APRP, le débit d’injection de sécurité sur la ligne qui alimente la brèche est considéré comme perdu,
• les actions manuelles de l’opérateur ne sont pas prises en compte avant 30 mn,
• la perte des sources électriques externes n’est pas cumulée à l’accident,
• tous les signaux de contrôle commande sont considérés comme disponibles,
• on considère que la géométrie des internes de cuves et des éléments combustibles est préservée malgré les efforts de décompression initiaux, de sorte que le cœur est refroidissable,
• les critères d’acceptation pour le combustible sont les suivants :
- la température de gaine n’excède pas 1200 °C, - l’oxydation de la gaine ne dépasse pas 17 %,
- la réaction zirconium eau est limitée à 1% de la masse des gaines,
• il est vérifié que l’évolution des pression et température dans l’enceinte ne remet pas en cause les hypothèses prises en compte pour le dimensionnement mécanique de celle-ci, ni le profil de qualification des matériels.
2.3.2.6 Protections relatives à l’accident de RTV
Le principe selon lequel les PCC doivent rendre compte du dimensionnement des systèmes de protection et de sauvegarde impose, vis-à-vis des accidents de refroidissement du coeur :
• d’exprimer les exigences applicables aux systèmes de protection dans le cadre des PCC.
• de couvrir par les études d’accident PCC l’ensemble des transitoires accidentels de refroidissement du cœur relevant du classement PCC.
Bien que non requis par les Directives Techniques du fait de l'exclusion de rupture sur le CSP, l'accident RTV-2A a été étudié avec les règles dévolues aux conditionts de fonctionnement de référence (PCC). Cette étude est présentée dans le chapitre 15. Elle est cependant susceptible d'évoluer à échéance du Rapport Provisoire de Sûreté.
2.4 HYPOTHESES DE DEFAILLANCES DES TUYAUTERIES MOYENNE ENERGIE
Pour les tuyauteries moyenne énergie classées (voir 3.2), des fuites sont généralement postulées (pour les DN > 50). La localisation des fuites est déterminée conformément à la section 3.4.2.3.2.1. et le débit de fuite équivaut à une section AL, calculée à l’aide de la formule suivante :
AL= di x s 4
où di : diamètre intérieur de la tuyauterie s : épaisseur de la paroi de la tuyauterie
Pour les tuyauteries de petit diamètre (DN ≤50), des ruptures sont postulées.
Pour les tuyauteries moyenne énergie non classées selon le chapitre 3.2, il n’y a généralement pas de limite concernant la taille (jusqu’à la rupture) et la localisation des défaillances. Mais, sur la base d’une évaluation du matériel, du fluide, des inspections en service, etc., des restrictions des hypothèses de défaillance peuvent être appliquées au cas par cas, si nécessaire.
Pour les tuyauteries moyenne énergie, les effets des fuites ou des ruptures ne sont à prendre en compte que pour l’inondation, les risques d’irradiation et la perte de la fonction de la tuyauterie.
Les circuits moyenne énergie à considérer dans l’analyse sont par exemple le circuit de lutte contre l'incendie, le circuit de traitement des déchets liquides, le circuit d’extraction condenseur…
2.5 EFFETS DE DEFAILLANCE DE
TUYAUTERIE A PRENDRE EN COMPTE
Un résumé des effets de défaillance de tuyauterie est fourni section 3.4.2 TAB 5.
Lors de la conception des structures classées sûreté et des composants mécaniques, électriques et CC, les effets suivants sont pris en compte afin qu'ils résistent aux forces des fuites et des ruptures de tuyauteries postulés :
Pour les tuyauteries à haute énergie :
• Les forces d'effet de jet,
• Le fouettement de tuyau,
• Les forces de réaction,
• Les forces d'onde de compression,
• Les forces de débit,
• Les forces de pression différentielle,
• L'accumulation de pression,
• L'humidité,
• La température,
• La radiation,
• L'inondation.
Pour les tuyauteries à moyenne énergie :
• L'inondation,
• La radiation.
Remarque : Les hypothèses de défaillance de tuyauterie pour les analyses PCC-3,4 sont définies au chapitre 15.
Forces d'effet de jet, fouettement de tuyau
Les conséquences des forces d'effet de jet, c'est à dire la poussée du jet de vapeur ou d'eau qui s'échappe, et de fouettement de tuyau qui peuvent avoir un impact sur la tuyauterie, les composants mécaniques, électriques et CC classés sûreté sont prises en compte lors de la conception. Les charges sur les structures de bâtiments sont également prises en compte.
Forces de réaction
Les forces de réaction sont des forces d'amortissement des effets causés par le fluide s'échappant via la fuite et / ou causés par la pression du fluide à l'endroit de la rupture et agissant sur la rupture de la section efficace. Les forces de réaction sont prises en compte pour la conception des équipements classés sûreté, des supports d'équipements, des ancrages de support et les structures de bâtiments connexes.
Force d'onde de compression, forces de débit
Les composants classés sûreté et leurs équipements internes (par exemple, les équipements internes de RCP, les tubes de générateur de vapeur) situés dans les systèmes pris en compte sont conçus contre les forces de débit résultant des fuites et des ruptures postulées. En cas de conditions de purge transitoires, les forces d'onde de compression y compris les éventuels coups de bélier, sont également pris en compte.
Les forces d'onde de compression (forces d'onde de dépressurisation) sont des forces agissant sur les sections du tuyau entre deux coudes et survenant de l'onde de compression de purge transmise via le fluide par la rupture.
Forces de pression différentielle, accumulation de pression
En cas de fuite ou de rupture postulée d'une ligne à haute énergie d'une température ≥100 C, la masse et l'énergie sont libérées dans le bâtiment. En partant du compartiment de rupture, le fluide est dispersé vers les autres sous-compartiments reliés. Les pressions différentielles surviennent à cause de restrictions du débit entraînant des charges additionnelles sur les structures dans les bâtiments classés sûreté. En outre, l'accumulation de pression est prise en compte pour les bâtiments classés sûreté (par exemple, l'enceinte) à l'exception du BAN (voir section 3.1.1. annexe 1/2 pour le BAN).
L'accumulation de pression dans le sous-compartiment est également prise en compte lors de la conception des composants électriques et CC classés sûreté.
Humidité, température, radiation
Les équipements et les composants électriques et CC classés sûreté sont conçus afin de résister à la température, à l'humidité et aux radiations dans le cas des fuites et ruptures postulées dans la tuyauterie. L'humidité et la température sont uniquement prises en compte pour les tuyauteries dont la température est ≥100° C. Ceci est pris en compte pendant la conception pour les zones soumises à de telles charges.
Inondation
Les composants mécaniques classés sûreté ainsi que les composants électriques et CC qui ne peuvent pas tomber en panne lors d'une fuite / rupture postulée sont situés au-dessus du niveau d'inondation maximum prévu.
Le niveau d'inondation est également pris en compte dans la conception de la structure du bâtiment.
2.5.1 Principe de conception du matériel pour atténuer les ruptures de tuyauteries
Deux types de bridages sont fournis pour atténuer les ruptures de tuyauteries quand cela est nécessaire :
a) Jeu important
Un bridage fait d'une barre en U en inox, d'une cale, d'un axe d'articulation et d'un support, est utilisé lorsque d'importantes déflexions de tuyau résultant d'une élongation (allongement) de la barre en U à cause d'une charge de poussée du tuyau sont autorisées sans entraîner de rupture dans le tuyau adjacent ni de dégâts du système critique.
b) Bridages à jeu restreint
Les bridages à jeu restreint sont installés lorsque d'importants mouvements de tuyauteries autorisés par des bridages à jeu important ne peuvent être tolérés. L'objet des bridages à jeu restreint est de limiter les déflexions de tuyauteries soumis à des charges d'impact de jet (bridages à jeu), et pour éviter les moments d'affaissement en cas de rupture de tuyau postulé (bridages à voies multiples).
Chaque type de bridage est conçu de la manière suivante : Bridages à jeu important
Les bridages de type souple c'est à dire une barre en U, sont conçus pour fonctionner dans la plage élastoplastique. Les fixations comme les cales, les axes d'articulation, les supports, les ensembles soudés ou les boulons d'ancrage sont conçus pour rester élastiques.
La déformation maximale de la barre en U est limitée à une valeur acceptable testée par une méthode analytique. Une méthode d'analyse par bilan énergétique est utilisée pour dimensionner ces bridages.
Les bridages de fouettement de tuyau sont conçus pour des usages uniques et pour une force de purge constante ou un historique réel.
L'écart minimum entre les bridages et la surface du tuyau comprend les mouvements thermiques et l'épaisseur de l'isolant.
Bridages de jeu et bridages à voies multiples
Pour ces bridages conçus pour la protection contre les fouettements, une analyse statique avec la méthode du facteur de charge est utilisée. La force sur le bridage est considérée comme étant égale à la charge de poussée du jet décrite ci-dessus, multipliée par un facteur de charge dynamique. Nous nous fondons sur une hypothèse conservative de facteur de charge dynamique de 2.
2.5.2 Techniques de calcul
L'analyse des ruptures de lignes à haute énergie pourrait être réalisée selon une méthode dynamique adaptée (analyse de fouettement de tuyau) ou par une procédure simplifiée, pour vérifier l'intégrité des principaux composants des bridages et des principaux ouvrages civils, et pour éviter des ruptures secondaires provenant d'un tuyau rompu après une rupture initiale de tuyau. Les différentes méthodes acceptables pour une telle approche analytique pour l'évaluation de la réponse du tuyau pourraient être tirées de ANSI/ANS-58.2-1988.
La procédure analytique de dimensionnement des bridages se fonde habituellement sur l'une des méthodes simplifiées suivantes : Analyse statique
La force de poussée du jet est représentée par une charge statique amplifiée de manière conservative et le bridage est analysé de manière statique. Le facteur d'amplification utilisé pour déterminer la magnitude de la fonction de forçage se fonde sur le choix d'une valeur conservative obtenue par comparaison avec les facteurs dérivés d'une analyse dynamique détaillée réalisée sur des systèmes comparables.
Analyse du bilan énergétique
L'énergie cinétique générée au cours du premier mouvement de quart de cercle du tuyau rompu communiqué au système
tuyau/bridage via l'impact est convertie en énergie de déformation équivalente. Les déformations du tuyau et du bridage sont compatibles avec le niveau d'énergie absorbé. Une force de poussée constante est utilisée dans des solutions de bilan énergétique. Elle est prise comme étant égale à l'impulsion initiale de la fonction de forçage. Cependant, une valeur inférieure à la valeur d'impulsion initiale peut être utilisée, si elle se révèle conservative par comparaison à une analyse dynamique historique.
La force de poussée pour chaque rupture de tuyau postulée est déterminée par une fonction à régime permanent. La magnitude de la force de poussée est :
T = K . P . A Où :
T = force de poussée,
P = pression du système avant la rupture de tuyau (pression nominale),
A = surface de la rupture de tuyau.
K = coefficient de poussée.
La valeur de K est l'une des suivantes :
K = 1,26 pour la vapeur, l'eau ou le mélange eau/vapeur saturé ou surchauffé,
K = 2,0 pour de l'eau sans autovaporisation, sous-refroidie.
2.6 ANALYSE DES CONSEQUENCES LOCALES
2.6.1 Généralités
L'analyse des effets indirects est réalisée en prenant en compte les hypothèses de fuites et de brèches sur systèmes à haute énergie, tel que définies au paragraphe 3.4.3.2.
Les effets locaux se répartissent, d'une part, en forces causées par les ondes de choc et en forces de débit accru dans le système affecté et, d'autre part, en effets agissant aux alentours du système :
• Les effets d’ondes de choc et les effets sur les circuits dus à l’accroissement du débit ;
• Forces d'impact du jet ;
• Forces de réaction ;
• Fouettement de tuyauterie.
En outre, les effets de l'aspersion due à des défaillances des systèmes à basse énergie sont étudiés pour les composants électriques et les composants contrôle-commande, dans la mesure où des conséquences inadmissibles sont possibles. Les mesures de protection de ces composants sont décrites sous formes de règles conventionnelles.
Les forces causées par les ondes de choc et les forces de débit accru ne sont significatives qu’en cas de rupture brutale ou de section de fuite importante et ne doivent de ce fait être considérées que pour les brèches. Sur la base de ces considérations, on doit calculer les forces sur les structures internes des composants connectés au système fluide (par exemple les forces sur les organes internes de la Cuve du Réacteur en cas de ruptures des lignes connectées au circuit primaire). En outre, les forces causées par les ondes de choc génèrent des efforts sur les supports des tuyauteries qui sont prises en compte dans le cadre de l'analyse des forces de réaction.
Les forces d'impact du jet doivent être considérées, en cas de brèches et de fuites, vis à vis des effets consécutifs sur les systèmes, les composants et les structures avoisinants. Les charges résultantes doivent être prises en compte en prouvant que les charges sont couvertes par la conception ou en fournissant des mesures de protection appropriées. Celles-ci sont, par exemple, le blindage ou des supports additionnels.
Les forces de réaction dues à des fuites ou à des brèches agissent sur les supports des tuyauteries concernées et elles doivent être prises en compte pour le calcul de ces supports.
