0.1. FONCTIONS DE SURETE
0.1.1. Contrôle de la réactivité
En mode d’Injection de Sécurité, le système d’injection de sécurité doit injecter de l'eau borée dans le circuit primaire à partir de l’IRWST, afin de contrôler la réactivité du cœur en cas d'accidents de catégorie PCC-3 à PCC-4, ainsi qu’en conditions RRC-A et RRC-B (seul l’IRWST est concerné par les conditions RRC-B).
La concentration en bore de l’IRWST doit être suffisante et homogène pour assurer la sous-criticité du cœur.
0.1.2. Evacuation de la puissance résiduelle
Le système RIS/RRA doit évacuer la puissance résiduelle dans les cas suivants :
• Dans les états d'arrêt normaux cœur chargé lorsque les générateurs de vapeur ne peuvent plus assurer cette fonction.
• Dans la majorité des PCC-2 à 4 sans brèche primaire, la connexion au RRA constitue le passage à l'état d'arrêt sûr. Le RIS/RRA doit pouvoir maintenir cet état sûr en assurant l'évacuation de la puissance résiduelle du combustible et la puissance dégagée par les pompes primaires.
• Dans tous les cas de brèche primaire (APRP et RTGV en PCC-3 et 4, APRP en RRC-A, jusqu'à l'APRP 2A), le circuit RIS/RRA contrôle l'inventaire en eau du circuit primaire et la température de l'eau de refroidissement afin d'assurer le refroidissement du cœur du réacteur.
• Dans les cas de perte d'inventaire primaire avec bipasse de l'enceinte non isolable (voir études spécifiques RTV+RTGV des sous-chapitres 19.3.2 c2 et c3), le RIS/RRA doit permettre le refroidissement du circuit jusqu'à une température permettant l'interruption de la fuite.
• Dans les conditions RRC-A, le RIS/RRA est utilisé pour évacuer la puissance résiduelle lorsque les moyens assurant le refroidissement normal par le circuit secondaire ou par le circuit de Refroidissement du Réacteur sont indisponibles.
De plus, lors d'un accident grave (RRC-B), l’IRWST doit assurer le noyage de la zone d'étalement du corium à l'aide de dispositifs passifs (transfert de la puissance résiduelle du corium à l'atmosphère de l'enceinte).
0.1.3. Confinement des substances radioactives
La partie du système RIS/RRA située à l'extérieur de l'enceinte doit assurer la fonction de confinement du fluide primaire dans les cas suivants:
• pour tous les cas d'APRP (PCC-3, PCC-4, RRC-A jusqu'à l'APRP-2A) car cette tuyauterie constitue une extension de la troisième barrière,
• dans la fonction RRA car cette tuyauterie constitue une extension du circuit primaire.
Dans tous les cas d'APRP, le RIS/RRA doit permettre de limiter suffisamment la production de vapeur afin de respecter la pression de dimensionnement de l'enceinte.
En cas de RRC-B, le RIS/RRA par le biais de l'IRWST doit retarder l'endommagement du radier par le noyage de la zone d'étalement du corium.
0.2. CRITERES FONCTIONNELS
0.2.1. Contrôle de la réactivité
Lorsque la fonction RIS est enclenchée (PCC-3 et 4, RRC-A ou B), l'eau borée ne doit pas causer de dilution. Une injection d'eau avec
une concentration en bore inférieure à celle du circuit primaire est interdite.
Le RIS/RRA doit compenser l'apport de réactivité par refroidissement en cas d'APRP (PCC-4).
L'antiréactivité apportée par le RIS/RRA, associée à l'antiréactivité fournie par les systèmes de contrôle de la réactivité, doivent permettre de respecter les critères associés au combustible lors des conditions accidentelles d'augmentation excessive de la réactivité provoquées par une extraction de chaleur rapide par le circuit secondaire (PCC-3 et 4).
Evacuation de la puissance résiduelle
Le RIS/RRA doit assurer l’évacuation de la puissance résiduelle lorsque :
• la cuve du réacteur est ouverte pour le déchargement et le rechargement du combustible,
• des opérations de maintenance sont effectuées à un niveau de
3/4de boucle dans les tuyauteries primaires.
En outre pour tout PCC et RRC-A nécessitant la capacité de refroidissement du RIS/RRA, celle ci doit être suffisante afin que les limites autorisées, spécifiées pour le combustible et pour les situations de référence de l'enveloppe sous pression du fluide primaire, soient respectées. Le RIS/RRA doit être conçu pour qu'en cas d’accident de catégorie PCC-3 à RRC-A, seule une petite fraction des assemblages combustibles puisse être endommagée: (< 10 % pour PCC-4 et RRC-A).
Dans tous les cas d'APRP (du PCC-3 à l'APRP-2A et aux brèches primaires considérées en RRC-A), le débit d'eau borée injecté par le RIS/RRA doit être suffisant pour transférer l'énergie produite par le cœur et respecter les critères spécifiques définis au chapitre 15.0.2.1.
En particulier, après arrêt de la réaction en chaîne, l'eau apportée par le RIS/RRA doit éviter une déformation des assemblages de combustible et des équipements internes susceptible d'empêcher le refroidissement du cœur.
Dans toutes les situations d'injection de l'eau de l'IRWST, les systèmes de filtration des systèmes RIS et EVU, dont font partie les filtres IRWST, doivent assurer des conditions d'aspiration des pompes RIS et EVU garantissant la pérennité de leur fonctionnement à long terme.
En cas de perte totale du circuit secondaire en puissance, la puissance résiduelle ne peut être évacuée que si le circuit primaire est mis suffisamment tôt dans la configuration dite de "gavé-ouvert".
Le circuit d'injection de sécurité injecte de l'eau dans le circuit primaire et la puissance résiduelle est évacuée dans l'enceinte par ouverture des soupapes de décharge du pressuriseur.
Lorsque le système est en fonctionnement en mode RRA, les pompes ISBP doivent être protégées vis-à-vis des phénomènes de dégradation des conditions d'aspiration en branche chaude, de manière à ne pas risquer de les endommager suite à un fonctionnement en cavitation ou en vortex. Cette protection doit permettre de disposer d'un nombre de trains RIS/RRA suffisant pour l'évacuation de la puissance à long terme.
0.2.2. Confinement des substances radioactives
Dans toutes les conditions de fonctionnement (PCC-1 à 4, RRC-A et B) faisant intervenir le RIS/RRA, les parties du circuit extérieures à l’enceinte doivent rester intègres. Néanmoins, en cas de rupture ou d’inétanchéité d’un tronçon RIS/RRA à l’extérieur de l’enceinte, le tronçon doit pouvoir être isolé rapidement du circuit primaire.
La pression d'injection des pompes ISMP doit être conçue de façon à éviter une fuite primaire vers l’extérieur en cas d’une rupture de tube de générateur de vapeur.
SYSTEME D'INJECTION DE SECURITE (RIS)
sous chapitre 6.3
0. EXIGENCES DE SURETE
0.3. EXIGENCES RELATIVES A LA CONCEPTION
0.3.1. Exigences issues des classements de sûreté
0.3.1.1. Classement de sûreté
Le système RIS/RRA doit être classé de sûreté conformément au classement indiqué au chapitre 3.2.
0.3.1.2. Critère de défaillance unique (active et passive) Pour les composants assurant des fonctions F1, le critère de défaillance unique doit être appliqué afin de garantir un niveau de redondance suffisant (voir chapitre 3.2).
La défaillance unique d'un clapet anti-retour d'un accumulateur RIS/RRA à l’ouverture en cas d'APRP n'a pas à être considéré.
0.3.1.3. Alimentations électriques secourues
L’alimentation des composants ayant une fonction F1 doit être secourue afin que leurs fonctions soient assurées en cas de perte d’alimentations électriques extérieures.
0.3.1.4. Qualification aux conditions de fonctionnement Les parties du RIS/RRA assurant des fonctions F1 ou F2 doivent être qualifiées pour rester opérationnelles dans les conditions de fonctionnement normales et post-accidentelles. Le système RIS/RRA doit être conçu et qualifié de telle sorte qu'aucun accident étudié dans les chapitres 15et 19ne l'empêche de remplir ses fonctions de sûreté de manière satisfaisante. Les forces dues aux ondes de pression, et les forces de réaction, résultant d'une rupture de la connexion d'une ligne d'injection du RIS/RRA avec le RCP doivent être prises en compte.
0.3.1.5. Classement mécanique, électrique, contrôle-commande Les classements mécaniques, électriques et du contrôle commande doivent suivre les règles formulées dans le chapitre 3.2.
0.3.1.6. Classement sismique
Afin de répondre aux exigences de sûreté en terme de résistance au séisme, le RIS/RRA doit être classé sismique, selon le classement présenté au chapitre 3.2.
0.3.1.7. Dispositions de conception et de fabrication
Compte tenu des fonctions de sûreté du système, tous les modes d'endommagement doivent être envisagés à la conception, en particulier, vis-à-vis des phénomènes de type érosion, cavitation, vibration, fatigue avec phénomènes thermohydrauliques locaux. A ce titre, le retour d’expérience doit être pris en compte, notamment en ce qui concerne les phénomènes de fatigue thermique.
Par ailleurs, la conception du système RIS/RRA doit permettre son inspection complète en service.
0.3.2. Autres exigences réglementaires
0.3.2.1. Textes officiels
Les documents s’appliquant au RIS/RRA sont les suivants :
• Arrêté ESPN,
• Options de Sûreté du projet de réacteur EPR” (lettre DSIN 079/2000).
0.3.2.2. Règles fondamentales de sûreté L'application des RFS est présentée au chapitre 1.7.
0.3.2.3. Directives techniques
Les exigences spécifiques au RIS/RRA sont présentées dans les sections B 2.3.1, B 2.3.2 et B 2.3.3 des Directives Techniques (voir chapitre 3.1.2).
Par ailleurs, le RIS/RRA étant connecté au circuit primaire et sortant de l'enceinte, conformément à la section B1.4.2 des Directives Techniques, il doit être conçu et exploité de façon à ce que le risque que sa défaillance soit à l'origine d'une séquence accidentelle avec bipasse du confinement soit "pratiquement éliminé".
0.3.3. Agressions internes et externes
0.3.3.1. Agressions internes
Le RIS/RRA, y compris l’IRWST et le système de filtration, doit être protégé contre les agressions internes, conformément aux éléments présentés dans le chapitre 3.4.
0.3.3.2. Agressions externes
Le RIS/RRA, y compris l’IRWST et le système de filtration, doit être protégé contre les agressions externes, conformément aux éléments présentés dans le chapitre 3.3.
0.4. ESSAIS
0.4.1. Essais pré-opérationnels
Les essais pré-opérationnels doivent permettre de s'assurer de la conception adéquate et des performances du système.
0.4.2. Essais périodiques et inspection en service
Ce système doit être conçu pour permettre une inspection périodique visuelle des principaux composants.
Le RIS/RRA doit être conçu pour permettre la réalisation des essais périodiques conformément aux règles définies au chapitre IX des Règles Générales d'Exploitation.
1. CIRCUIT D'INJECTION DE SECURITE / REFROIDISSEMENT DU REACTEUR A L’ARRET (A L'EXCEPTION DE L’IRWST)
1.1. ROLES DU CIRCUIT
Dans des conditions d'exploitation normale de la centrale, ainsi que dans les conditions PCC-2 à PCC-4, le RIS/RRA assure les fonctions opérationnelles suivantes :
1.1.1. Pendant l'exploitation normale de la centrale
• Refroidissement normal.
Lorsque l'extraction de la puissance résiduelle par le circuit secondaire par le biais des générateurs de vapeur n'est plus possible à cause d'une température du circuit primaire trop faible pour le fonctionnement efficace des GV, les trains RIS/RRA en mode RRA continuent à refroidir le RCP. Pour le refroidissement de 120 à 100°C, seuls deux trains RRA sont utilisés, les autres trains étant utilisés uniquement en dessous de 100°C.
• Contrôle de la température primaire lors d'un arrêt.
Pendant l'arrêt, les trains RIS/RRA en mode RRA doivent maintenir la température du RCP dans les limites autorisées pour le rechargement et la maintenance, dans le cas d'un RCP totalement rempli, ainsi que pour un niveau d'eau réduit à l'intérieur des boucles primaires.
• Homogénéisation du réfrigérant du RCP pour un arrêt ou un démarrage de la centrale.
Après l'arrêt des groupes motopompes primaires (GMPP), les trains RIS/RRA en mode RRA ont pour fonction d'assurer l'homogénéisation du réfrigérant du RCP.
• Décharge du réfrigérant dans le RCV.
Le réfrigérant est déchargé au moyen des pompes RIS/RRA pour des pressions inférieures à la pression de fonctionnement des vannes de décharge haute pression du RCV.
• Remplissage des piscines de rechargement.
Transfert d'eau du réservoir de remplissage des piscines (IRWST) aux piscines du réacteur en préparation des opérations de rechargement.
• Evacuation de puissance lors d'un fonctionnement à 3/4boucle.
Extraction de chaleur lors d'un fonctionnement à 3/4boucle avec trois des quatre trains RIS/RRA en mode RRA afin de maintenir une température maximale du RCP de 55°C.
• Refroidissement de l’IRWST.
Refroidissement et homogénéisation de l’IRWST (si nécessaire) pendant l'exploitation normale de la centrale.
• Remplissage des accumulateurs.
Le remplissage normal ou consécutif à un essai périodique des quatre accumulateurs avec de l'eau borée est réalisé par la pompe ISMP correspondante qui aspire l'eau de l’IRWST par le biais d'une ligne de remplissage dédiée par train.
1.1.2. Dans des conditions PCC-2 à PCC-4 et en situation RRC
• Injecter de l'acide borique dans le cœur pour réguler la réactivité en cas d'accidents des catégories PCC-2 à PCC-4 et en situation RRC. Cette fonction est effectuée par :
- les systèmes ISMP et ISBP qui aspirent l'eau borée dans l’IRWST, l'IRWST faisant partie intégrante du RIS/RRA ;
- les accumulateurs RIS/RRA.
• Injecter de l'eau dans le cœur pour interrompre le dénoyage de celui-ci et limiter la température maximale de la gaine lors d'un APRP (PCC-3, PCC-4 et RRC-A). L'objectif est d'assurer l'intégrité de la première barrière, maintenir la géométrie du cœur sans déformation et conserver celui-ci dans un état où il peut être refroidi. Cette fonction est également effectuée par les pompes et accumulateurs du RIS/RRA.
• Assurer un niveau dans la boucle compatible avec le fonctionnement ISBP en mode d'évacuation de la puissance résiduelle dans le cas d'une petite brèche dans le circuit primaire (PCC-3) ou lors d'un fonctionnement à 3/4boucle. Cette fonction est réalisée en injectant de l'eau de l’IRWST à l'aide des pompes ISMP, dont la hauteur de refoulement a été réduite par ouverture de leur ligne à débit minimal gros débit.
• Assurer l'appoint ISBP en cas de perte totale du RRI (situation RRC- A) en mode d'arrêt à froid avec le réacteur ouvert.
• Extraire la puissance résiduelle en gavé ouvert par l'ISMP et la ligne de décharge du pressuriseur en situation RRC-A.
• Confiner les substances radioactives : le RIS/RRA en mode IS assure la recirculation du réfrigérant primaire après un APRP : le RIS/RRA constitue alors une extension de la troisième barrière. Il permet de limiter la production à long terme de vapeur au niveau de la brèche, réduisant ainsi l'augmentation de pression dans l'enceinte.
Seule une action opérateur sera nécessaire pour isoler les traversées du RIS/RRA (en cas de défaillance passive). En cas de brèche à l'extérieur de l'enceinte, sur la ligne d'aspiration de la pompe ISBP en branche chaude (ISBP en mode d'évacuation de la puissance résiduelle) dans le bâtiment des auxiliaires de sauvegarde (BAS), les première et deuxième vannes d'isolement du primaire sur la ligne d'aspiration en branche chaude seront automatiquement fermées sur détection dans le BAS de présence d'eau ou d'une pression élevée.
• Noyer la zone d'étalement du corium lors d'un accident grave RRC-B (par l'ouverture passive des dispositifs de noyage).
• Filtrer tous les débris dans l’IRWST afin d'assurer le bon fonctionnement des composants des systèmes RIS/RRA et EVU et éviter l'obstruction des canaux de refroidissement des assemblages combustible.
1.2. BASES DE CONCEPTION
1.2.1. Critères applicables
Les critères à respecter sont les suivants :
• la conception du circuit respecte le critère de défaillance unique selon le chapitre 3.2;
• le circuit est conçu par rapport aux agressions internes et externes selon les chapitres 3.3et 3.4;
• le circuit est classé sûreté et sismique selon le chapitre 3.2.
1.2.2. Hypothèses générales pour la conception du circuit
Injection de sécurité après un APRP petite brèche, brèche intermédiaire ou grosse brèche côté primaire
Lors d'un accident de perte de réfrigérant primaire (PCC-3 et 4), la fonction du RIS/RRA est de limiter les conséquences de l'accident par le noyage et le refroidissement d'urgence du cœur et, conjointement avec le RRI et le SEC, de permettre l'extraction de la puissance résiduelle du cœur, et donc, de l'enceinte, par le biais des échangeurs de chaleur du RIS/RRA (en intégrant le critère de défaillance unique).
Données principales
• Température
- température de l'eau du RIS/RRA en mode IS dans l’IRWST
< 120°C,
- la température du RRI pour le refroidissement des pompes ISBP et les échangeurs de chaleur des trains en mode RRA dépend de la conception du RRI.
• Débit
- en cas d'APRP, le débit à travers les lignes d'injection ISBP et ISMP dans le RCP et à travers les lignes de recirculation à débit minimal ISBP et ISMP vers l’IRWST dépend de la contre-pression du RCP,
- le RRI refroidit les pompes et échangeurs RRA.
• Pression
- la pression de refoulement ISBP correspond à la pression à débit minimal en cas d'APRP petite brèche, et la pression côté refoulement ISMP dépend de la pression primaire.
La fonction d'injection de sécurité est assurée par les circuits d'injection moyenne et basse pression et les accumulateurs.
L'injection de sécurité par l'ISMP et l'ISBP démarre simultanément.
Les pompes ISMP et ISBP aspirent l'eau de l’IRWST. Les pompes ISMP et ISBP et les accumulateurs injectent l'eau dans les branches froides du RCP.
Après un APRP brèche intermédiaire ou grosse brèche, et lorsque celle-ci se situe en branche froide, il est nécessaire d'éviter la cristallisation du bore dans le cœur, et d'interrompre un écoulement à la brèche sous forme vapeur en moins de 1,5 heure. Par conséquent, une injection complémentaire en branches chaudes est réalisée (action opérateur). Pour cette injection, un lignage entre les lignes de refoulement des ISBP et leurs lignes d'aspiration de la branche chaude du RCP sera utilisé.
Les principales exigences pour les différentes tailles de brèche sont les suivantes :
• APRP petite brèche, taille Ø ≤25 mm / 5 cm2(PCC-3).
Le RIS/RRA en mode IS, conjointement avec le refroidissement partiel automatique côté secondaire, est capable d'assurer une injection d'eau borée dans le RCP afin de limiter la vidange des boucles primaires (en considérant une défaillance unique, n+1).
• APRP petite brèche, taille Ø ≤50 mm / 20 cm2(PCC-3).
Le RIS/RRA en mode IS, conjointement avec le refroidissement partiel automatique côté secondaire, est capable d'assurer une injection d'eau borée dans le RCP afin d'éviter le dénoyage du cœur (en considérant la défaillance unique la plus pénalisante et
une maintenance préventive sur l'équipement le plus pénalisant, n+2). Une taille de brèche de 20 cm2(Ø = 50 mm) constitue la limite entre PCC-3 et 4.
• APRP brèche intermédiaire et grosse brèche, taille Ø > 50 mm / 20 cm2 et jusqu'à la ligne de connexion du RCP la plus grosse (PCC-4).
Le RIS/RRA en mode IS, conjointement avec le refroidissement partiel automatique côté secondaire, est capable d'assurer une injection d'eau borée dans le RCP afin de limiter le temps de dénoyage du cœur avec des températures maximales de gaine (crayon chaud) ≤900°C (en considérant la défaillance unique la plus pénalisante et une maintenance préventive sur l'équipement le plus pénalisant, n+2).
• APRP avec brèche 2A (l'APRP 2A n'est ni un accident PCC, ni un événement RRC-A).
En cas d'APRP 2A, le RIS/RRA en mode IS – ISMP, ISBP et accumulateurs – assure le renoyage du cœur dans le cadre d'une évaluation réaliste. Il doit injecter de l'eau refroidie afin d'interrompre en moins de 1,5 heure l'écoulement de vapeur par la brèche.
Exigences spécifiques pour les ruptures du RIS/RRA en mode RRA (voir section 15.2.4q) :
• L’ouverture de la brèche provoque une perte de réfrigérant primaire qui, si elle n’est pas compensée par les moyens normaux d’appoint, conduit au démarrage de l’injection de sécurité (signal de bas ΔPsat ou bas niveau boucle) par les ISMP ce qui permet d’éviter le découvrement du cœur.
Selon les cas, la dégradation de l’inventaire en eau du circuit primaire peut conduire à l’arrêt automatique des pompes RRA (ISBP) :
- pour les brèches inférieures (ou égales) à DN 50, les pompes ISMP peuvent compenser la perte d'eau primaire. Les pompes ISBP fonctionnant initialement en mode RRA restent en service, - pour les brèches comprises entre DN 50 et DN 250, pour ne pas
risquer de les endommager, les pompes ISBP fonctionnant en mode RRA peuvent être automatiquement arrêtées par un signal de niveau de boucle très bas afin d'éviter les phénomènes de vortex, ou par un signal de ΔPsat très bas afin d'éviter un fonctionnement en cavitation,
- pour les brèches hors enceinte, il est impératif de limiter la décharge du fluide primaire radioactif dans le bâtiment des auxiliaires de sauvegarde (BAS) dans lequel se produit la fuite.
Le train RRA dans la division où la rupture est détectée (présence d'eau ou pression dans certains locaux du BAS, voir chapitre 6.3.1.6.1.11) est donc automatiquement isolé en moins de 2 minutes pour une brèche de diamètre DN 50. Pour les petites brèches ou lorsque la température du RCP est inférieure à 100°C, le signal de haute pression n'est pas sollicité, seul le signal de haut niveau d'eau dans certains locaux du BAS assure alors l'isolement,
- pour les brèches dans l'enceinte, il n'est pas possible d'identifier automatiquement le train affecté, l'eau de la brèche étant collectée dans l'IRWST qui est commun aux 4 trains RIS/RRA.
L'opérateur doit donc identifier le train affecté et l'isoler ou isoler les 4 trains si les pompes RRA ont été automatiquement arrêtées. L'inventaire en eau du circuit primaire est ensuite reconstitué grâce à l'appoint des pompes ISMP (ligne à gros débit minimal ouverte).
• Ensuite, selon les cas, l'évacuation de la puissance résiduelle est réalisée :
- par les trains RRA restés en fonctionnement,
- par les trains RRA disponibles à l'arrêt et démarrés par l'opérateur
- éventuellement par les trains RRA arrêtés automatiquement et remis en service par l'opérateur
Redondances
En tenant compte du résultat des calculs sur le système d'injection de sécurité, une maintenance préventive du circuit ISBP et du circuit ISMP (à l'exception des accumulateurs, de certaines vannes, de certaines tuyauteries, de l’IRWST, etc.) peut être effectuée lors du fonctionnement en puissance tout en respectant les exigences de
limitation des conséquences d'un APRP petite brèche, brèche intermédiaire et grosse brèche.
Injection de sécurité en cas de rupture des tuyauteries vapeur principales
En cas de brèche des tuyauteries vapeur principales (PCC-3 et 4), les trains ISMP ont la fonction (en intégrant le critère de défaillance unique) d'assurer la borication du circuit primaire et d'éviter le dénoyage du cœur suite à la contraction du volume primaire.
Injection de sécurité en cas de rupture de tube GV
En cas de RTGV, le rôle de l'ISMP est le même que pour les cas APRP petite brèche, à savoir injecter de l'eau borée depuis l’IRWST dans le circuit primaire afin de garantir un inventaire en eau suffisant.
La hauteur à débit nul de la pompe ISMP est principalement limitée pour éviter des rejets à l'atmosphère en cas de RTGV. En cas de RTGV (PCC-3), les pompes ISMP ne devront pas permettre d'ouvrir les première et seconde soupapes de sûreté de vapeur principale afin de minimiser le risque de bipasse de l'enceinte (le VDA est isolé et son point de consigne augmenté). En conséquence, la hauteur de refoulement maximale des pompes ISMP en fonctionnement à débit minimal doit être inférieure au point de tarage des soupapes de protection vapeur en tenant compte des incertitudes.
Appoint au RCP afin d'assurer le fonctionnement en mode RRA après un APRP petite brèche
Pour permettre le fonctionnement du RIS/RRA en mode RRA après un APRP petite brèche et brèche intermédiaire, il est nécessaire d'avoir un niveau suffisant dans le RCP. La compensation du débit brèche et le contrôle du niveau du RCP sont assurés par les trains ISMP.
Passage vers un "arrêt sûr" avec évacuation de la puissance résiduelle par le biais du RIS/RRA pour une taille de brèche inférieure à 20 cm2(Ø ≤50 mm)
Le RIS/RRA est capable d'assurer et de maintenir les conditions du RCP compatibles avec le fonctionnement dans un état "d'arrêt sûr".
Cet état correspond au moment où les bâches ASG et les GV sont vides (en considérant la défaillance unique la plus pénalisante et une maintenance préventive sur l'équipement le plus pénalisant, n+2).
Lors de la connexion du RIS/RRA, toutes les pompes ISMP sont supposées arrêtées, le RIS/RRA assume seul l'injection dans le RCP et le fonctionnement en mode RRA. La compensation du débit brèche peut aussi être assurée par les pompes ISMP avec une hauteur de refoulement réduite par ouverture des lignes à débit minimal gros débit.
Refroidissement et homogénéisation de l’IRWST par les trains RRA En cas d'APRP petite brèche et brèche intermédiaire, le fonctionnement à débit minimal de l'ISBP (lorsque la pression primaire est supérieure à la hauteur à débit nul ISBP) permet de maintenir la température dans l'IRWST à une valeur inférieure à 120°C. En outre, le débit minimal des pompes ISBP homogénéise le contenu de l’IRWST afin d'éviter les points chauds. Ce mode de fonctionnement ISBP est également requis en cas de fonctionnement en gavé ouvert du circuit primaire.
Compensation d'une brèche RCP à l'arrêt ou en fonctionnement à
3/4boucle
En cas de vidange intempestive du RCP ou d'APRP petite brèche pendant un fonctionnement en mode RRA, l'appoint au RCP sera assuré par les pompes ISMP.
Pour cette raison, la hauteur de refoulement des pompes ISMP est réduite par l'ouverture de la ligne à débit minimal gros débit avant la reprise du mode RRA par le RIS/RRA (les lignes à débit minimal petit débit étant ouvertes en permanence).
L'ISMP effectue l'appoint au RCP et son point de fonctionnement est fonction du nombre de pompes primaires qui sont en service et de la taille de la brèche.
Pour un APRP petite brèche, comme les verrouillages isolant la ligne de décharge RCV et le démarrage de l'ISMP sont initiés suffisamment tôt, les pompes RRA peuvent continuer à fonctionner, si bien que le risque de perte du RIS/RRA est pratiquement exclu. La pression primaire reste inférieure à 40 bar environ.
≤
1.2.3. Autres hypothèses de calcul
1.2.3.1. Prise en compte d'une défaillance de mode commun Perte d’alimentation des GV
En cas de perte totale d'alimentation des GV, le RIS/RRA en mode IS, conjointement avec l'ouverture manuelle de la décharge du pressuriseur, assure l'injection d'eau borée provenant de l’IRWST afin de réaliser l'évacuation de la puissance résiduelle du RCP (fonctionnement en gavé-ouvert).
Perte de la fonction ISMP en cas d'APRP petite brèche
Dans le cas d'un APRP petite brèche avec perte totale de la fonction ISMP (défaillances multiples), les 4 accumulateurs et 4 trains ISBP, conjointement avec une mise en service manuelle du refroidissement rapide côté secondaire, sont capables d'assurer l'injection d'eau borée afin de limiter le dénoyage du cœur.
1.2.3.2. Prise en compte d'une perte totale de la chaîne de refroidissement
Utilisation des pompes ISBP pour l'appoint au RCP dans l'état D Pour l'appoint dans l'état D, en cas par exemple de perte totale de la chaîne de refroidissement, les pompes ISBP des trains 1 et 4 sont utilisées. Par conséquent, les moteurs de ces deux pompes ISBP sont équipés de deux sources de refroidissement diversifiées.
1.2.3.3. Fonctions opérationnelles Exigences RRA
• Exigences de mise en service du RRA.
Pour accomplir la fonction de refroidissement, les conditions suivantes doivent être respectées :
Mode de refroidissement normal
• température RCP ≤120°C,
• pression RCP ≤32 bar.
Mode de refroidissement après accident
• température RCP ≤180°C,
• pression RCP ≤32 bar.
• durée du mode de refroidissement.
Lors d'un refroidissement normal, le RCP doit être refroidi de 303 à 55°C en 16 heures. Le refroidissement de 303 à 120 °C est assuré par le côté secondaire (GV) durant les 10 premières heures.
Ainsi, le RIS/RRA en mode RRA doit permettre de refroidir le RCP de 120 à 55°C en 6 heures.
En conditions incidentelles ou accidentelles, il n'y a pas de limitation de temps.
• Gradient de refroidissement.
Lors d'un refroidissement normal avec le RRA, une vitesse maximale de refroidissement de 50°C/h est autorisée.
• Fonctionnement des GMPP (pompes primaires) lors d'un refroidissement normal.
A la connexion du RIS/RRA en mode RRA, deux des quatre GMPP fonctionnent pour homogénéiser le réfrigérant primaire. La température du RCP, quand les GMPP peuvent être arrêtés pendant le refroidissement, dépend de l'exigence d'avoir une température du métal du couvercle au plus de 70°C, 16 heures après l'arrêt avec une température du RCP inférieure à 55°C.
• Température du RCP de 70°C : arrêt de l'avant-dernier GMPP
• Température du RCP de 55°C : arrêt du dernier GMPP
• Température du RCP à maintenir lors d'un arrêt.
La température du RCP lors d'un arrêt doit être maintenue par les trains RIS/RRA en mode RRA à une valeur inférieure à 55°C.
• Niveau d'eau réduit à l'intérieur des boucles primaires.
Pour effectuer le dégazage des gaz nobles de l'eau primaire (fuites de combustible), le niveau d'eau ainsi que la pression à l'intérieur du RCP sont réduits.
Avant que le RCP ne soit ouvert pour rechargement, un balayage de la phase gazeuse est nécessaire si les exigences de limite d'activité ne sont pas respectées. Cette opération est réalisée uniquement avec un niveau d'eau réduit.
• Le niveau d'eau à l'intérieur des boucles primaires est réduit à environ 3/4du diamètre des boucles.
• Dans ce mode de fonctionnement, la température du RCP est maintenue en-dessous de 55°C et le RCP n'est pas pressurisé (P = 1 bar abs environ) ou sous vide (P = 0,2 bar abs).
• Trois des quatre trains RIS/RRA sont utilisés pour l'évacuation de la puissance résiduelle.
Remplissage des accumulateurs
Le remplissage normal ou consécutif à un essai périodique des quatre accumulateurs avec de l'eau borée est réalisé par la pompe ISMP correspondante qui aspire l'eau de l’IRWST par le biais d'une ligne de remplissage propre à chaque train.
Remplissage des piscines de rechargement
Le remplissage des piscines en vue des opérations de rechargement est réalisé par les pompes ISBP qui aspirent l'eau de l’IRWST et l'injectent via les lignes d'injection branches froides. Il est possible d'effectuer aussi le remplissage via les lignes d'injection branches chaudes dans le RCP. Il s'agit dans le même temps d'un essai plein débit des pompes.
Dans ce mode de fonctionnement, on peut également démarrer les pompes ISMP et réaliser ainsi un essai plein débit, tester la manœuvrabilité des clapets anti-retour d'isolement primaire.
1.2.4. Contrôle des caractéristiques chimiques
En mode d'arrêt normal de la tranche, le RIS/RRA en mode RRA assure la circulation de l'eau primaire. La fonction contrôle de la chimie du RCP est assurée par le circuit de purification/dégazage du RCV.
1.2.5. Exigences de conception du circuit RIS/RRA
Un examen des dispositions prises pour prévenir les principaux endommagements potentiels a été effectué, de même que l’évaluation du dommage de fatigue dans la zone de mélange potentielle, au niveau du té en aval de l’échangeur RIS/RRA.
Ces dispositions sont de nature à répondre au souci d’apporter une attention particulière à la conception de ce circuit (voir chapitre 6.3.1.6.1.11).
1.3. DESCRIPTION
Le RIS/RRA est composé de quatre trains indépendants strictement distincts (un train par boucle) et situés dans les quatre divisions de sûreté. Les trains RIS/RRA sont désignés train 1, 2, 3, 4.
La configuration des trains RIS/RRA est présentée en 6.3 FIG 1.
Implantation d'un train RIS/RRA
Un train RIS/RRA est composé du circuit ISMP, du circuit d'injection de l'accumulateur, du circuit ISBP, de la ligne d'aspiration commune ISMP/ISBP partant de l’IRWST et de la ligne d'aspiration partant de la branche chaude du RCP.
Injection de sécurité moyenne pression (ISMP)
Le circuit ISMP comporte les principaux équipements suivants : la pompe d'injection de sécurité moyenne pression, la ligne d'aspiration dans l’IRWST et la ligne de refoulement avec une vanne d'isolement enceinte motorisée située dans le bâtiment de sauvegarde. A l'intérieur de l'enceinte, la ligne de refoulement est raccordée à la ligne d'injection branche froide de l'ISBP entre les 1er et 2èmeclapets d'isolement du train ISBP.
Les lignes à débit minimal petit et gros débit, de la pompe ISMP sont piquées en amont du 2èmeclapet d'isolement du RCP et retournent à l’IRWST.
Une ligne de remplissage de l'accumulateur est connectée en amont de la vanne d'isolement de la ligne à débit minimal petit débit.
Injection de sécurité de l'accumulateur
Le circuit d'injection de l'accumulateur situé à l'intérieur de l'enceinte consiste en un accumulateur raccordé à la ligne d'injection branche froide de l'ISBP. L'accumulateur est séparé de la boucle primaire par le 1er clapet d'isolement de l'injection IS en branche froide et par une vanne d'isolement et un clapet qui lui sont spécifiques.
Injection de sécurité basse pression (ISBP)
Le circuit ISBP comporte principalement, la pompe d'injection de sécurité basse pression, l'échangeur de chaleur basse pression, le contournement de cet échangeur avec sa vanne de contrôle, la ligne d'aspiration dans l’IRWST avec une vanne d'isolement motorisée 2 voies et un clapet anti-retour, la ligne de refoulement avec la vanne de contrôle et une vanne motorisée électrique Tout Ou Rien en aval de l'échangeur de chaleur basse pression à l'extérieur de l'enceinte, la ligne d'aspiration dans la branche "chaude" du RCP avec les première et seconde vannes d'isolement à l'intérieur de l'enceinte et la troisième située dans le bâtiment de sauvegarde.
La ligne de connexion entre la ligne de refoulement ISBP et la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP est utilisée comme ligne d'injection de la branche chaude en cas d'APRP brèche intermédiaire ou grosse brèche. Elle permet aussi la réalisation du conditionnement des pompes ISBP avant connexion en mode RRA.
A l'intérieur de l'enceinte, l'ISBP comprend la ligne d'injection branche froide avec les trois organes d'isolement (clapets). Les clapets intermédiaires sont diversifiés et les lignes instrumentées de manière à suivre en continu la fonction d'étanchéité des premiers clapets d'isolement du circuit primaire. Les lignes d'injection ISMP sont conçues de manière similaire.
La ligne de refoulement ISMP et l'accumulateur sont raccordés entre les premier et second clapets d'isolement de la ligne d'injection branche froide de l'ISBP. En amont du second clapet d'isolement, sont connectées les deux lignes à débit minimal vers l'IRWST des pompes ISBP. Elles arrivent tangentiellement et radialement par rapport aux parois de l'IRWST. En fonctionnement normal de la tranche, la ligne à débit minimal radiale est utilisée pour permettre une homogénéisation en température et en concentration en bore de l'IRWST. En revanche en cas d'accident, seules les lignes à débit minimal tangentielles sont utilisées afin d'éviter les turbulences à proximité des systèmes de filtration à l'aspiration des pompes.
En cas d'injection dans la branche chaude par l'ISBP, un débit minimal est nécessaire, compte tenu des incertitudes sur la pression primaire lors du basculement. On utilise alors la ligne à débit minimal tangentielle. Un contournement de la vanne d'isolement enceinte basse pression est implanté afin de conserver un débit d'eau vers la ligne à débit minimal à travers la pompe même si l'injection dans la branche chaude est interrompue.
Les trains RRA 3 et 4 sont reliés à la ligne de décharge basse pression du RCV afin de pouvoir purifier l'eau primaire lorsque la pression primaire est insuffisante pour la mise en service de la ligne de décharge. Les lignes de connexion vers le RCV, en amont des vannes de contrôle des échangeurs et de leur contournement sont raccordées à un barillet lui-même relié au RCV.
La conception des trains RIS/RRA 1(2) correspond à celle des trains 3(4) à l'exception de la connexion de la ligne de purification vers le RCV.
Implantation des soupapes à ressort sur la ligne d'aspiration Les soupapes à ressort entre les 2èmeet 3èmevannes d'isolement dédiées à la protection de la ligne d'aspiration de la branche chaude en cas d'effet chaudière, protègent également le RRA contre une surpression dès que le RRA est connecté au RCP pendant le refroidissement. En cas de surpression primaire dans ces états, ces soupapes à ressort sont sollicitées avant les soupapes du pressuriseur. Leur capacité de décharge est suffisante pour maintenir la pression en-dessous de 110% de la pression de dimensionnement du RRA.
Chaque train RIS/RRA est composé des principaux équipements suivants :
• une pompe d'injection de sécurité moyenne pression (ISMP),
• une pompe d'injection de sécurité basse pression (ISBP),
• un échangeur de chaleur de l'injection de sécurité basse pression,
• un accumulateur.
1.4. CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT
1.4.1. Etat normal du circuit
1.4.1.1. Définition de l'état normal
L’état normal du RIS/RRA correspond au fonctionnement en puissance de la centrale. Le RIS/RRA est en attente et rempli d'eau borée.
1.4.1.2. Description de l'état normal
L'état normal est déterminé par les conditions aux limites suivantes :
• aucun train RIS/RRA en fonctionnement. Les vannes du RRI situées sur les lignes de refroidissement du moteur des pompes ISBP et ISMP sont ouvertes, et celles sur les lignes de refroidissement des échangeurs de chaleur RIS/RRA et des garnitures des pompes ISBP sont fermées. Le RIS/RRA est isolé du RCP. Les vannes d'isolement de pied d'accumulateur sont ouvertes ;
• toutes les vannes sont dans une position permettant une injection de sécurité, notamment, les vannes d'isolement à l'extérieur de l'enceinte sur les lignes d'injection des pompes ISBP et ISMP sont ouvertes. Les lignes à débit minimal (tangentielle pour l'ISBP et petit débit pour l'ISMP) sont ouvertes. Les trois vannes d'isolement de la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP sont fermées. La vanne d'isolement de la connexion entre le côté refoulement de la pompe ISBP et la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP, qui fait aussi office de ligne d'injection dans la branche chaude, est fermée ;
• Les 1eret 2èmeclapets anti-retour de chaque ligne d'injection ISBP dans les branches froides du RCP, le clapet anti-retour de chaque connexion ISMP à la ligne d'injection ISBP et le clapet anti- retour de chaque connexion d'accumulateur à la ligne d'injection ISBP assurent leur fonction d'isolement.
1.4.2. Régimes établis du circuit
1.4.2.1. Définition des régimes établis Les régimes établis du RIS/RRA sont les suivants :
• maintien à 55°C pendant un rechargement (éléments combustibles à l'intérieur de la cuve du réacteur) ;
• appoint d'eau continu pour le mode d'injection de sécurité ;
• extraction de la chaleur à long terme et appoint d'eau en cas d'APRP.
1.4.2.2. Description des régimes établis Maintien à 55°C pendant un rechargement
Cet état apparaît pendant un arrêt de la centrale et avant son démarrage, et est déterminé par les conditions aux limites suivantes :
• le RCP est refroidi à la température requise, aucun GMPP ne fonctionne ;
• trois des quatre trains RIS/RRA fonctionnent en mode RRA et sont connectés au RCP ;
• toutes les vannes d'isolement sur l'aspiration dans la branche chaude du RCP sont ouvertes pour les trains RIS/RRA actifs, les vannes sur les lignes de refoulement (pour tous les trains) sont ouvertes et les vannes d'isolement de l’IRWST sont fermées pour les trains RIS/RRA en mode RRA. La vanne d'isolement sur la ligne entre le refoulement ISBP et l'aspiration du RRA est fermée ;
• les vannes situées sur la ligne de purification vers le RCV, piquées sur la ligne du contournement de l'échangeur du train 3 ou 4, sont ouvertes ;
• la vanne d'isolement de chaque connexion d'accumulateur à la ligne d'injection ISBP, ainsi que les clapets anti-retour des lignes à débit minimal de la pompe ISBP vers l’IRWST pour les trains en
mode RRA, sont fermés afin d'éviter la décharge des accumulateurs et celle de l'eau primaire dans l’IRWST ;
• les vannes réglantes sont ajustées afin d'assurer une température du RCP < 55°C ;
• les trains ISMP sont en attente pour compenser une éventuelle fuite du RCP ;
• les vannes d'isolement des lignes à débit minimal gros débit des pompes ISMP sont ouvertes afin de réduire la pression à l'aval des pompes ISMP à environ 40 bar.
Mode d'injection de sécurité et appoint à long terme
Cet état correspond à un appoint continu en cas d'APRP petite brèche, et respectivement un appoint continu à long terme quel que soit l'APRP considéré, et est déterminé par les conditions aux limites suivantes :
• en cas d'APRP petite brèche, les pompes ISMP injectent dans le RCP, et les pompes ISBP injectent via leur ligne à débit minimal spécifique tangentielle dans l’IRWST, aspirant l'eau de l’IRWST, le RRI refroidissant les pompes ISBP et ISMP et les échangeurs de chaleur RIS/RRA, les accumulateurs pouvant aussi décharger dans le RCP selon la pression de celui-ci ;
• en cas d'appoint à long terme quel que soit l'APRP considéré, les pompes ISBP et ISMP injectent dans le RCP, aspirant l'eau de l’IRWST, le RRI refroidissant les pompes ISBP et ISMP et les échangeurs de chaleur RIS/RRA ;
• toutes les vannes sont dans une position permettant une injection de sécurité, et les trois vannes d'isolement sur la ligne d'aspiration branche chaude du RCP des trains RIS/RRA sont fermées ;
• appoint à long terme en cas d'un APRP, afin d'éviter la cristallisation du bore et un débit vapeur à long terme par la brèche, les vannes d'isolement des lignes d'injection dans la branche chaude (connexion entre la ligne de refoulement ISBP et la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP à l'extérieur de l'enceinte) et les 1ère et 2ème vannes d'isolement de la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP à l'intérieur de l'enceinte, seront ouvertes pour permettre l'injection en branches chaudes par les pompes ISBP, tandis que l'injection en branches froides est assurée par les pompes ISMP. La vanne principale d'isolement en aval des vannes réglantes sur la ligne d'injection ISBP en branche froide est fermée, sa vanne de contournement étant ouverte pour assurer la protection de la pompe.
Extraction de la chaleur à long terme et appoint d'eau en cas d'APRP petite brèche
Cet état correspond à une extraction de chaleur et un appoint d'eau continus dans la phase à long terme d'un APRP petite brèche, et est déterminé par les conditions aux limites suivantes:
• dans la phase à court terme de l'APRP petite brèche, les pompes ISMP injectent dans le RCP et les pompes ISBP injectent par le biais de leur ligne à débit minimal spécifique tangentielle dans l’IRWST en aspirant l'eau de l’IRWST, l'extraction de chaleur étant assurée par le côté secondaire ;
• quand l'appoint au RCP est effectué par les pompes ISMP, la pression doit être réduite en ouvrant les lignes à débit minimal gros débit des pompes ISMP; les lignes à débit minimal petit débit étant ouvertes en permanence ;
• après environ 5 heures, un ou deux trains RIS/RRA sont basculés en mode RRA (un train est suffisant pour l'évacuation de la puissance résiduelle; les autres trains ISBP disponibles demeurent en mode injection RIS afin d'assurer un niveau d'eau suffisant dans le RCP pour un fonctionnement en mode RRA) ;
• la position des vannes des trains RIS/RRA toujours en mode injection reste la même que pour le "mode d'injection de sécurité et appoint à long terme".
Pour le ou les trains en mode RRA
• toutes les vannes sur la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP et les vannes sur la ligne de refoulement sont ouvertes, la vanne d'isolement de l’IRWST ainsi que les clapets motorisés des lignes à débit minimal de la pompe ISBP vers l’IRWST étant fermés.
1.4.3. Etats transitoires du circuit
1.4.3.1. Définition des états transitoires
Les états transitoires suivants s'appliquent au RIS/RRA :
• refroidissement normal de la chaudière de 120°C à 55°C ;
• démarrage normal de la chaudière de moins de 55°C jusqu'à 120°C ;
• remplissage des accumulateurs ou compensation de la fuite d'un accumulateur à l'aide des pompes ISMP ;
• remplissage des piscines de rechargement à l'aide des pompes ISBP ;
• refroidissement et homogénéisation de l’IRWST à l'aide des pompes ISBP ;
• appoint continu en cas de vidange intempestive ou d'APRP petite brèche pendant un arrêt à l'aide des trains ISMP ;
• fonctionnement en gavé-ouvert avec refroidissement de l’IRWST à l'aide des pompes ISBP.
1.4.3.2. Description des états transitoires Refroidissement normal de la chaudière
Cet état comporte deux phases afin de minimiser les conséquences d'un rupture haute énergie à l'extérieur de l'enceinte. Pendant la première phase (température du RCP 100°C), seuls les trains RIS/RRA dans les divisions 1 et 4 fonctionnent en mode RRA, tandis que pendant la seconde phase (température du RCP ≤100°C), tous les trains sont utilisés en mode RRA, le RRI refroidissant les pompes et échangeurs de chaleur du RIS/RRA pour les trains en mode RRA.
• Au maximum, deux GMPP fonctionnent.
• L'état des vannes est identique à celui précisé au chapitre 6.3.1.4.2.2(maintien des 55°C lors du rechargement).
Démarrage normal de la chaudière
Cet état est déterminé par les conditions aux limites suivantes :
• au minimum, deux des quatre trains RIS/RRA fonctionnent et sont connectés au RCP afin d'assurer l'homogénéisation de la concentration en bore du fluide primaire et l'extraction de chaleur ;
• pour les trains RIS/RRA en fonctionnement, l'état des vannes est identique à celui précisé au chapitre 6.3.1.4.2.2 (maintien des 55°C lors du rechargement).
Remplissage des accumulateurs ou compensation de la fuite d'un accumulateur
Cet état correspond au démarrage de la tranche si les accumulateurs étaient en maintenance ou en inspection (remplissage des accumulateurs), ou pendant l'exploitation normale de la tranche (compensation d'une fuite), et est déterminé par les conditions aux limites suivantes :
• le RIS/RRA est isolé du RCP, le RRI refroidit les pompes RIS, seuls le/les trains ISMP dédiés fonctionnent ;
• toutes les vannes sont dans une position permettant une injection de sécurité, et les trois vannes d'isolement sur la ligne d'aspiration branche chaude du RCP des trains RIS/RRA sont fermées ;
• comme décrit pour l'état du chapitre 6.3.1.4.1.2(état normal), les clapets d'isolement primaire sur la ligne d'injection en branche froide sont fermés. En cas de RCP non pressurisé, un des clapets d'isolement primaire du train dont on remplit l'accumulateur et les vannes d'isolement des accumulateurs sont bloqués en position fermée.
Remplissage des piscines de rechargement
Cet état peut correspondre à deux phases lors d'un arrêt : avant le déchargement mais aussi avant le rechargement, avec les conditions aux limites suivantes :
• selon le mode de fonctionnement des trains RIS/RRA, jusqu’à 2 trains ISBP peuvent remplir les piscines en même temps en aspirant l’eau de l’IRWST et en injectant via les branches froides du circuit primaire avant déchargement ;
• les pompes ISBP sont également utilisées avant rechargement pour remplir les piscines, en fonction de la maintenance des trains
≤
électriques. Ces pompes effectuent ainsi dans le même temps un essai à plein débit, le RRI refroidissant les pompes et échangeurs de chaleur du RIS/RRA ;
• les pompes ISMP peuvent injecter aussi dans le RCP pour effectuer l'essai à plein débit, de manœuvrabilité des clapets de non retour d'isolement primaire pouvant également être effectué pendant cette phase ;
• toutes les vannes sont ouvertes, à l'exception des trois vannes d'isolement de la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP des trains RIS/RRA qui fonctionnent pour remplir les piscines du réacteur, les vannes d'isolement de l’IRWST étant ouvertes, et celles des trains RIS/RRA en mode RRA étant fermées.
Refroidissement et homogénéisation du contenu de l’IRWST Cet état correspond à l'exploitation normale de la tranche, principalement lors des essais périodiques des pompes RIS, en cas d'APRP, en mode gavé-ouvert, ou pour garantir l'homogénéisation de la concentration en bore et/ou de la température de l’IRWST, avec les conditions aux limites suivantes :
• lors d'essais périodiques, les pompes ISBP et ISMP injectent via leurs lignes à débit minimal spécifiques dans l’IRWST (lignes à débit minimales tangentielles et radiales pour les ISBP), aspirant l'eau de l’IRWST, le RRI refroidissant les pompes et échangeurs de chaleur du RIS/RRA ; le RIS/RRA est isolé du RCP au refoulement par les deux clapets d'isolement primaire, respectivement par les trois vannes d'isolement sur la ligne d'aspiration en branche chaude du RCP ;
• en cas d'APRP petite brèche, ou en mode gavé-ouvert, les pompes ISMP injectent dans le RCP, et les pompes ISBP fonctionnent sur leur ligne à débit minimal (tangentielle), le RRI refroidissant les pompes et échangeurs de chaleur du RIS/RRA ;
• toutes les vannes sont dans une position permettant une injection de sécurité, et les trois vannes d'isolement sur la ligne d'aspiration en branche chaude du RCP sont fermées.
Appoint continu en cas de vidange intempestive ou d'APRP petite brèche pendant un arrêt à l'aide des trains ISMP
Cet état correspond à un cas de baisse du niveau d'eau dans les boucles primaires, lorsque la tranche est à l'arrêt, et est déterminé par les conditions aux limites suivantes :
• l'état est identique à celui précisé aux chapitres 6.3.1.4.2.2 (maintien des 55°C lors du rechargement), respectivement 6.3.1.4.3.2 (refroidissement normal de la centrale). En cas de vidange intempestive du RCP ou d'APRP petite brèche en mode RRA, l'appoint du niveau du RCP sera assuré par les pompes ISMP.
Pour cette raison, la hauteur de refoulement des pompes ISMP est réduite par l'ouverture de la ligne à débit minimal gros débit lors du passage en mode RRA. Les pompes ISMP aspirent l'eau de l’IRWST et l'injectent dans le RCP sur une gamme de pression inférieure à la pression d’ouverture des soupapes du circuit primaire et des trains RIS/RRA. Tant que les conditions à l'aspiration des pompes ISBP sont satisfaisantes, ces pompes continuent à fonctionner en mode RRA. Autrement, elles sont arrêtées automatiquement pour éviter leur endommagement. Le RRI refroidit les pompes et échangeurs de chaleur du RIS/RRA ;
• l'état des vannes est identique à celui précisé au chapitre 6.3.1.4.2.2(maintien des 55°C lors du rechargement).
Gavé-ouvert avec refroidissement de l’IRWST par l'ISBP
Cet état correspond au fonctionnement en gavé-ouvert, avec alimentation du RCP par les pompes ISMP, et la décharge par les soupapes du pressuriseur, parallèlement au refroidissement de l’IRWST par les pompes ISBP. Il est déterminé par les conditions aux limites suivantes :
• les pompes ISMP injectent dans le RCP, et les pompes ISBP injectent via leur ligne à débit minimal tangentielle dans l’IRWST, aspirant l'eau de l’IRWST, le RRI refroidissant les pompes et échangeurs de chaleur du RIS/RRA ;
• toutes les vannes sont dans une position permettant une injection de sécurité, et les trois vannes d'isolement sur la ligne d'aspiration en branche chaude du RCP pour les trains RIS/RRA sont fermées.
1.4.4. Démarrage et arrêt du circuit
1.4.4.1. Démarrage d'un train RIS/RRA
Pour le remplissage des accumulateurs ou la compensation d'une fuite, ainsi que pour le remplissage des piscines du réacteur, pour les essais périodiques, ou pour la surveillance de la concentration en bore et de la température de l’IRWST, les trains RIS/RRA sont démarrés manuellement.
Pour l'évacuation de la puissance résiduelle, les trains RIS/RRA sont également démarrés manuellement.
En cas d'injection de sécurité, les pompes RIS/RRA sont démarrées automatiquement par le Signal d'Injection de sécurité. Les pompes ISMP sont également démarrées en cas de perte intempestive du niveau boucle du RCP (appoint en mode RRA).
1.4.4.2. Démarrage d'un train RIS/RRA pour un fonctionnement en mode RRA
Les trains RIS/RRA sont utilisés si les conditions requises dans le RCP (température ≤ 120°C, pression ≤ 32 bar pour les trains 1 et 4, respectivement température ≤ 100°C pour les trains 2 et 3) sont respectées.
Concentration en bore
La concentration en bore du RIS/RRA est suffisante pour tous les modes de fonctionnement puisque le RIS/RRA est rempli avec l'eau borée de l’IRWST.
Cependant, avant le démarrage du train RIS/RRA, lors d'un refroidissement secondaire quand la pression primaire est encore supérieure à 50 bar, l'homogénéisation de la concentration en bore est assurée par le mélange des fluides de l’IRWST et du RIS/RRA pendant que les pompes ISBP fonctionnent sur leur ligne à débit minimal. La concentration en bore est contrôlée par un échantillonnage REN.
Conditionnement, respectivement réchauffage du train RIS/RRA Le conditionnement en pression est réalisé en plusieurs étapes successives: connexion au RCV par ouverture des lignes d'équilibrage de pression sur les lignes d'injection, fonctionnement des pompes ISBP en circuit fermé, puis connexion au circuit primaire.
Température de l'eau du RIS/RRA avant réchauffage :
La plus grande partie du réfrigérant à l'intérieur des trains RIS/RRA se trouve à température ambiante. Le volume à l'intérieur de l'échangeur de chaleur peut atteindre la température froide du RRI.
Si un conditionnement thermique est nécessaire, les trains RIS/RRA seront conditionnés en deux étapes :
• dans une 1èreétape, la vanne d'isolement de l'enceinte en aval de l'échangeur de chaleur est fermée ainsi que la vanne de bypass, la vanne d'isolement sur la ligne de connexion entre le refoulement ISBP et l'aspiration du RRA, la ligne d'injection dans la branche chaude et la troisième vanne d'isolement sur la ligne d'aspiration en branche chaude du RCP sont ouvertes. La vanne d'isolement de l’IRWST est fermée. La pompe ISBP est mise en service et le contenu de la partie du circuit à l'extérieur de l'enceinte mélangé par cette pompe est réchauffé. Dans ce mode de fonctionnement, le côté RRI des échangeurs de chaleur RIS/RRA est actif ;
• dans une 2èmeétape, le fluide réchauffé du RIS/RRA est injecté à un débit limité dans le RCP afin d'éviter les chocs thermiques inacceptables au niveau du piquage. Dans cette 2ème étape, la vanne d'isolement de la ligne d'injection dans la branche chaude est fermée les 1èreet 2èmevannes d'isolement de la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP et la vanne d'isolement de l'enceinte en aval de l'échangeur de chaleur, sa vanne de contournement ainsi que la vanne réglante en aval de l'échangeur sont ouvertes en parallèle. Ainsi, les piquages d'injection voient au minimum la température ambiante, et au maximum la température de mélange entre l'eau primaire et la température de l'eau de la ligne d'injection dans la branche.
L'évolution de la température du débit injecté est contrôlée par la mesure de température en aval de l'échangeur de chaleur et au niveau de la ligne d'injection branche froide.
Ainsi, les contraintes thermiques importantes sur les piquages des principales lignes de refroidissement et sur les équipements RIS/RRA sont évitées.
1.4.4.3. Arrêt d'un train RIS/RRA
Lorsque le système fonctionne en mode RIS, il n'y a pas d'arrêt automatique des pompes ISBP et ISMP.
En mode RRA, l'arrêt automatique des pompes ISBP est assuré, au titre de la sûreté, pour garantir la disponibilité de la fonction de refroidissement à long terme en cas de dégradation des conditions d'aspiration en branche chaude (signal de bas ΔPsat ou de très bas niveau boucle).
En outre, les pompes ISBP et ISMP peuvent être arrêtées automatiquement sur des critères de protection matériel tels que la température du palier, la température de la garniture mécanique, la pression au niveau de la garniture mécanique, et la température de l'air du moteur.
Pour un arrêt manuel des trains RIS/RRA après un fonctionnement en mode RRA, les actions suivantes sont effectuées :
• arrêt des pompes ISBP,
• fermeture des trois vannes d'isolement de la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP,
• ouverture des vannes de l’IRWST,
• ouverture des vannes d'isolement de la ligne à débit minimal tangentielle ISBP vers l’IRWST,
• fermeture des vannes d'isolement des lignes de purification (trains 3 et 4 uniquement),
• selon l'état de la chaudière, et du mode de fonctionnement RIS/RRA, il y aura fermeture ou non de la vanne d'isolement de la ligne à débit minimal gros débit ISMP, la ligne à débit minimal petit débit étant toujours ouverte,
• isolement du RRI sur l'échangeur de chaleur RIS/RRA et sur les garnitures mécaniques des pompes ISBP.
1.4.5. Autres régimes de fonctionnement du circuit
1.4.5.1. Définition des autres régimes de fonctionnement Les autres régimes de fonctionnement du RIS/RRA sont les suivants :
• essais périodiques via les lignes à débit minimal des pompes ISMP (petit et gros débit) et ISBP vers l’IRWST ;
• arrêt après perte du réseau lors d'un fonctionnement en mode RRA ;
• appoint continu en cas de perte totale de la chaîne de refroidissement ou de perte totale des alimentations électriques internes et externes (PTAE) pendant un état d'arrêt D à l'aide de deux trains RRA.
1.4.5.2. Description des autres régimes de fonctionnement Essais fonctionnels périodiques
Cet état correspond à l'exploitation normale de la tranche, avec les conditions aux limites suivantes :
• les pompes ISBP et ISMP injectent via les lignes à débit minimal spécifiques dans l’IRWST (petit et gros débit pour les ISMP), aspirant l'eau de l’IRWST, le RRI refroidissant les pompes ISBP et ISMP, le RIS/RRA étant isolé du RCP ;
• toutes les vannes sont dans une position permettant une injection de sécurité, et les trois vannes d'isolement sur la ligne d'aspiration en branche chaude du RCP sont fermées ;
• comme décrit pour l'état du chapitre 6.3.1.4.1.2(état normal), les clapets de non retour assurent leur fonction d'isolement, à l'exception de ceux des lignes à débit minimal de l'ISBP et de l'ISMP.
Arrêt après perte du réseau lors d'un fonctionnement en mode RRA Chaque train RIS/RRA est alimenté par un jeu de barres de puissance assigné au diesel de secours correspondant. Après une perte du
réseau en mode RRA, les trains RIS/RRA qui fonctionnaient avant la coupure sont automatiquement délestés et relestés.
Une action automatique est nécessaire car le temps opérateur est trop long pour une intervention manuelle.
1.5. BREVE DESCRIPTION DES FONCTIONS DE SURETE (CONTROLE
COMMANDE)
1.5.1. Conception générale
Le RIS/RRA est composé de quatre trains qui sont assignés aux divisions 1 à 4.
Les consommateurs électriques de chaque train :
• pompe ISBP et ISMP,
• vannes motorisées,
fonctionnent sur une alimentation dédiée à ces divisions.
Après une PTAE, ces consommateurs sont secourus par les diesels principaux. Les pompes ISMP sont alimentées en 10 kV, et les pompes ISBP en 690 V.
Les trains RIS/RRA sont contrôlés depuis la salle de commande principale. Le matériel électrique est affecté aux bâtiments de sauvegarde 1 à 4.
Les consommateurs électriques sont commandés à distance.
Protection du système
La protection des trains RIS/RRA par des mesures automatiques (sauf si le RIS/RRA est démarré par le SICS) ou des alarmes, devient importante dans les cas suivants :
• augmentation de température ou de pression entre les organes d'isolement du CPP due à des fuites du RCP (circuit en attente, RRA non connecté) ;
• augmentation de pression à l'intérieur du RCP lors d'un fonctionnement en mode RRA ;
• protection des équipements: les températures d'eau d'étanchéité, palier, huile moteur, enroulement moteur, air, sont surveillées tant qu'elles restent disponibles ;
• conditions inacceptables de fonctionnement des pompes (par exemple un ΔPsat à l'aspiration trop bas ou un niveau en branche chaude trop bas en fonctionnement à 3/4boucle).
Les signaux correspondants sont élaborés et utilisés pour la protection des équipements, des alarmes avertissent l'opérateur.
1.5.2. Logique du contrôle de l'actionneur
Les pompes RIS/RRA doivent être :
• mises en service automatiquement par le signal d'injection de sécurité en cas d'accident ;
• arrêtées automatiquement par le signal de l'alimentation électrique de secours ;
• mises en service manuellement pour un essai, et dans le cas des pompes ISBP, également pour le remplissage des piscines du réacteur ou le refroidissement de l’IRWST, en mode de fonctionnement RRA ;
• les pompes ISMP doivent être démarrées automatiquement en cas de perte intempestive de niveau dans le RCP en mode RRA ;
• les pompes RIS/RRA doivent être relestées après une PTAE si elles étaient déjà en mode RIS ou RRA avant la coupure ;
• 2 des pompes ISBP doivent être démarrées manuellement en cas de perte totale de la source froide en état D ;
• les pompes ISBP en mode RRA sont arrêtées sur un signal de niveau très bas dans les boucles ou un signal très bas ΔPsat ;
• elles doivent être arrêtées pour leur protection (protection des équipements), à moins qu'elles ne soient démarrées par le SICS ou le RPR.
La manœuvre des vannes suivantes est nécessaire :
• en cas d'APRP, les vannes motorisées sur les lignes d'injection reçoivent des commandes d'ouverture, à l'exception de la vanne d'isolement sur la ligne d'injection branche chaude qui est fermée ;
• en mode RRA, il existe un permissif interdisant l'ouverture des 1ère et 2èmevannes d'isolement de la ligne d'aspiration dans la branche chaude du RCP si la pression primaire ou la température du RCP dépasse les valeurs autorisées ;
• ajustement de la vanne réglante en aval des échangeurs de chaleur RIS/RRA en mode RRA (mise sous vide du RCP) ;
• "fermeture" automatique (F1A) des 1èreet 2èmevannes d'isolement sur la ligne d'aspiration en branche chaude du RCP en cas de rupture à l'extérieur de l'enceinte en mode RRA.
1.5.3. Contrôles
Lorsque la température d'eau primaire atteint 120°C, le RCP est refroidi par le RRA par le biais de la vanne réglante en aval de l'échangeur de chaleur RIS/RRA et de la vanne réglante dans le contournement de l'échangeur de chaleur. Le débit des trains RIS/RRA 1 à 4 est maintenu constant lors de l'opération de refroidissement grâce aux vannes réglantes du contournement.
Le gradient de refroidissement du RCP est régulé par les commandes de température dédiées pour les trains RRA. Il s'agit d'une commande en boucle fermée qui utilise la température à l'entrée de la boucle primaire comme valeur réelle et la température d'injection comme valeur souhaitée.
Les quatre commandes de température sont activées par un régulateur principal, dont l'entrée est le gradient de refroidissement autorisé comparé à la température minimale réelle du RCP.
1.5.4. Commandes accessibles à l’opérateur
Les écrans de la salle de commande affichent les actionneurs électriques qui peuvent être actionnés par l'opérateur. Les vannes réglantes du RIS/RRA sont munies d'une mesure de position, de telle sorte que le débit peut être facilement contrôlé.
1.5.5. Informations accessibles à l’opérateur
Pendant un fonctionnement en puissance, les vannes manuelles et électriques sont dans la position requise pour l'injection de sécurité.
Une mauvaise position des vannes électriques est retransmise en salle de commande : "lignage incorrect".
Les informations nécessaires sur l'état des équipements telles que le niveau dans l’IRWST, la pression et le niveau dans les accumulateurs et le RCP, sont disponibles.
1.5.6. Principes de fonctionnement du circuit
Les modes de fonctionnement du RIS/RRA sont mentionnés au chapitre 6.3.1.4, le circuit étant démarré automatiquement ou manuellement, i.e. depuis la salle de commande.
1.5.7. Analyse d'une perte d'alimentation ou d'une perte de la salle de commande principale
Dans le cas d'une PTAE, il n'y a aucune différence par rapport au fonctionnement normal du circuit, puisque les équipements électriques les plus importants sont secourus. En mode d'injection de sécurité pour le RIS, les pompes sont d'abord arrêtées par le signal d'alimentation de secours, puis redémarrées selon la séquence de relestage des diesels.
En cas de perte de la salle de commande principale, l'opérateur peut faire fonctionner et surveiller les pompes RIS/RRA ainsi que toutes les vannes correspondantes depuis le panneau de repli de la même manière que depuis la salle de commande.
1.6. EVALUATION DE SURETE
1.6.1. Respect des critères, classement, conséquences d'une défaillance
Le respect des critères applicables est décrit en détail ci-dessous.
1.6.1.1. Conditions d'ambiance
Pour les équipements F1 du RIS/RRA, les conditions d'ambiance telles que l'irradiation, l'humidité, la température et la pression résultant des conditions de dimensionnement sont prises en compte.
Suivant l'implantation des matériels, on considèrera les conditions d'ambiance du BR ou du BAS.
Irradiation
La dose totale attendue pour la durée de vie spécifiée du RIS/RRA, respectivement des équipements concernés (composants, actionneurs, câbles, etc.), résultant de l'exploitation normale de la centrale et des agressions internes, est prise en compte dans la conception.
Humidité
Les conditions d'humidité sont prises en compte pour la conception des équipements du RIS/RRA affectés et requis pour la démonstration de sûreté.
Température
Les conditions de température sont prises en compte pour la conception des équipements du RIS/RRA affectés et requis pour la démonstration de sûreté.
Pression
Les conditions de pression sont prises en compte pour la conception des équipements du RIS/RRA affectés et requis pour la démonstration de sûreté.
1.6.1.2. Critère de défaillance unique
Le RIS/RRA est conçu pour remplir sa fonction dans tous les états de la centrale en postulant la perte d'un des quatre trains à cause d'une défaillance unique active à court terme. Cette défaillance unique peut survenir dans le RIS/RRA lui-même ou dans l'un des systèmes support classé de sûreté (chaîne de refroidissement, alimentations électriques secourues). La défaillance unique passive est postulée dans le long terme (> 24 h).
Nombre de trains
Le RIS/RRA est composé de quatre trains mécaniques 100 %. Ces trains sont redondants; chaque train RIS/RRA est alimenté par une voie électrique distincte et refroidi par un train RRI spécifique.
Séparation des trains
Les quatre trains RIS/RRA sont séparés structurellement l'un de l'autre. Aucune connexion n'est pourvue entre les quatre trains RIS/RRA.
Arrêt automatique des pompes ISBP en mode RRA
L'application du CDU vis-à-vis de l'arrêt automatique des pompes RRA aboutit à l'arrêt d'au moins 3 pompes sur 4, la redondance étant assurée par l'ensemble des 4 trains (voir chapitre 15.2.4q).
1.6.1.3. Isolement de l'enceinte
Les deux fonctions principales du RIS/RRA étant :
• d'injecter de l'eau dans le RCP (fonction Injection de sécurité),
• d'évacuer la puissance résiduelle du cœur lorsque les GV ne sont plus disponibles (fonction RRA),
aucun isolement simultané et automatique des traversées d'enceinte n'est associé à ce système.
Néanmoins, en cas de brèche hors enceinte sur le circuit RIS/RRA, le respect de l’exigence, mentionnée au chapitre 6.3.0.3.2.3, est assuré par les dispositions d’isolement suivantes :
• la partie connectée en branche chaude du RCP est isolée de la brèche par la fermeture automatique de 2 vannes intérieures enceinte sur le train affecté, générée par un signal de présence d'eau dans le BAS ou éventuellement un signal de haute pression dans le BAS. Ce signal provoque également l’arrêt de la pompe RRA de la division affectée. Il est élaboré en logique de 2 sur 4 afin d'éviter des signaux intempestifs et de prendre en compte une défaillance unique. Il repose sur les mesures suivantes installées dans chaque division du BAS ;
