Réacteurs à Neutrons Rapides au Sodium Les acquis industriels et nécessités d évolution Les perspectives AREVA NP



Documents pareils
Quel avenir pour l énergie énergie nucléaire?

Avis et communications

Option STAR MINES NANTES. PROJETS de fin d étude. Systèmes et Technologies Associés aux Réacteurs Nucléaires

MAINTENANCE & INGÉNIERIE NUCLÉAIRE

Conséquences radiologiques et dosimétriques en cas d accident nucléaire : prise en compte dans la démarche de sûreté et enjeux de protection

Système d énergie solaire et de gain énergétique

BILAN 2014 ET PERSPECTIVES

A. Énergie nucléaire 1. Fission nucléaire 2. Fusion nucléaire 3. La centrale nucléaire

Plan de modernisation des installations industrielles

DROUHIN Bernard. Le chauffe-eau solaire

Montrouge, le 9 février Centre national d équipement nucléaire (CNEN) EDF 97 avenue Pierre Brossolette MONTROUGE

Les déchets pris en compte dans les études de conception de Cigéo

Renouvellement à 50000MW étalé sur 20 ans ( ) rythme de construction nucléaire: 2500MW/an

1 ROLE ET DESCRIPTION DES DIESELS D ULTIME SECOURS

Groupe Areva Usine de La Hague Métier CNP

Les réacteurs nucléaires de 3è génération

Production mondiale d énergie

Capteurs. centrales nucléaires. de température pour. performances. fiabilité. Sûreté. La mesure de vos exigences

NOTICE TECHNIQUE SSC : Système Solaire Combiné eau chaude sanitaire / appui chauffage maison / appui eau chaude piscine

Le confort de l eau chaude sanitaire. Gamme complète certifiée ACS pour le traitement de l eau chaude sanitaire

Formation Bâtiment Durable :

Renforcement de la surveillance des installations hydrauliques EDF HYDRAULIQUE Astrid HOTELLIER (EDF-DTG)

CONFINEMENT D UNE GROSSE INSTALLATION

Chaudières et chaufferies fioul basse température. Olio 1500, 2500, 3500, 4500, 7000

LE GRAND CARÉNAGE DU PARC NUCLÉAIRE EDF ET LES ACTIONS POST FUKUSHIMA 1 AMBITIONNER DE PORTER À 50 OU 60 ANS L EXPLOITATION DES RÉACTEURS

PROJET DE COMPTE RENDU DE LA RÉUNION DE LA COMMISSION «Technique» DE LA CLI DE GRAVELINES du 06 novembre 2008

Master Ingénierie Nucléaire Master of Science Nuclear Energy

La surveillance de la fabrication des équipements des centrales nucléaires pour EDF Création de l EMIB

Le comportement des combustibles nucléaires dans les

ASHRAE Montréal STM Construction du centre de transport Stinson. 16 mars 2015

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

ballons ECS vendus en France, en 2010

Énergie décentralisée : La micro-cogénération

La Filtration et le Traitement de l Air dans l Industrie Nucléaire.

Philippe BERNET. Philippe LAUNÉ. Directeur-adjoint du CIDEN. Chef de la division déconstruction

LES RÉPLIQUES MÉTALLOGRAPHIQUES

Présentations GTF. Point de vue d un utilisateur final. Durée de vie des ouvrages : Approche Prédictive, PerformantielLE et probabiliste

Point d actualités du site AREVA Tricastin

LILLE COMPIÈGNE REIMS NANTES LYON GRENOBLE MARSEILLE LA1. LA5 Laboratoire fusion nucléaire contrôlée Fusion nucléaire, LHCD, rayons X durs

Radiographie Industrielle Etat de l Art et Alternatives Des exemples. ASN Orléans 01/04/2011

C3. Produire de l électricité

Guide du bon contrôle de fuite

Auré. AuréaSystème. Les solutions solaires. Chauffe-Eau Solaire. Combiné Solaire Pulsatoire 90% Système solaire AUTO-VIDANGEABLE et ANTI-SURCHAUFFE

INTRODUCTION ET DESCRIPTION GENERALE DE LA TRANCHE

Présentation de nos Solutions de stockage pour vos produits chimiques et Vos produits dangereux

Tests de résistance belges. Rapport national pour les centrales nucléaires. Evénements liés à l activité humaine. («man-made events»)

DTUs & Documents d'aide à la maintenance et à la conception des installations intérieur de distribution d eau

Whitepaper. La solution parfaite pour la mise en température d un réacteur. Système de régulation. Réacteur. de température

NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES ENERGIES

CENTRE HOSPITALIER DE PERIGUEUX CHAUFFERIE BIOMASSE -

Les matières premières nucléaires

2.0. Ballon de stockage : Marque : Modèle : Capacité : L. Lien vers la documentation technique :

1,2,3 SOLEIL EN AVANT PREMIERE

neotower Principe de fonctionnement

Le Casino de Montréal & les installations à multiples compresseurs

Appel à propositions n PTD/10/001. Annexe 4 Cahier des charges

Variantes du cycle à compression de vapeur

J O U R N E E S G EOT H E R M I E EN R E G I O N C E N T R E

Avis de l IRSN sur la tenue en service des cuves des réacteurs de 900 MWe, aspect neutronique et thermohydraulique

GLEIZE ENERGIE SERVICE

I. Etapes du service et procédés utilisés

Les matériels des centrales électronucléaires sont

C Nias Dual. Chaudières murales à tirage forcé, foyer étanche et ballon eau chaude sanitaire. chaleur à vivre. Nord Africa

BP/BL 150 à 500, B 650 à 1000

Gestion moteur véhicules légers

Chapitre n 6 MASSE ET ÉNERGIE DES NOYAUX

CENTRE HOSPITALIER D ALBERTVILLE ET MOUTIERS

Document propriété du CEA Reproduction et diffusion externes au CEA soumises à l autorisation de l émetteur CEA - Cadarache PAGE 1

Manuel du conducteur Système d extinction du moteur

Les effets de température

FLUXUS Energie. Gérer efficacement l'énergie en utilisant la technologie de mesure non-intrusive. Mesure de débit énergétique et d'air comprimé

Etude de faisabilité

Thermorégulateurs Easitemp 95 et 150 eau. La solution compacte & économique

Présentation de la société

GUIDE DE BONNES PRATIQUES POUR LA COLLECTE DE PILES ET ACCUMULATEURS AU LUXEMBOURG

Origine du courant électrique Constitution d un atome

Green (?) datacenter. Green Datacenter - TIC et environnement - Institut Mines Telecom - 13 mai 2014, boutherin@lpsc.in2p3.fr

: Loi n du 13 juin 2006 relative à la tran sparence et à la sécurité en matière nucléaire, notamment son article 40.

Formulaire standardisé pour un chauffe-eau solaire

Réduction de la pollution d un moteur diesel

L observation et le contrôle des sites de stockage de CO 2

Autorité de sûreté nucléaire et Bilan du contrôle de la centrale nucléaire de Saint-Alban / Saint-Maurice en 2013

Réduire sa consommation d énergie dans les entreprises industrielles

LES GRANDS CHANTIERS DU NUCLÉAIRE CIVIL LE GRAND CARÉNAGE DU PARC NUCLÉAIRE DE PRODUCTION D EDF. Aix-Les-Milles 14 janvier 2014

Une introduction aux chauffe-eau solaires domestiques

L approche allemande : abandon du retraitement et entreposage stockage a sec dans des conteneurs

Prestations de services d application Solutions pour vos besoins en réparation des surfaces

Les résistances de point neutre

Le marché du démantèlement des installations nucléaires d EDF.

de l Université Laval Orientations et exigences générales et techniques de construction

Questions à se poser lors de la signature d un contrat d exploitation de chauffage

Annexe 3 Captation d énergie

Energie nucléaire. Quelques éléments de physique

Présentation Datacenter Lausanne

SERVICES INDUSTRIELS. Bienvenue

LA RENOVATION ENERGETIQUE. atelier o

Page : 1 de 6 MAJ: _Chaudieresbuches_serie VX_FR_ odt. Gamme de chaudières VX avec régulation GEFIcontrol :

CENTRE NUCLÉAIRE D ÉLÉCTRICITÉ. EDF Nogent-sur-Seine

Performances énergétiques de capteurs solaires hybrides PV-T pour la production d eau chaude sanitaire.

Transcription:

AREVA NP Réacteurs à Neutrons Rapides au Sodium Les acquis industriels et nécessitn cessités s d éd évolution Les perspectives Jean-Pol Serpantié AREVA NP Séminaire GEDEPEON Aix en Provence 29-30/05/07

AREVA NP Réacteurs à Neutrons Rapides au Sodium 1- Les acquis au travers des projets industriels (Phénix, Superphénix, Projets RNR1500/EFR)

L expérience RNR Na en France year 65 70 75 80 85 90 95 0 5 10 01.67 2703 EFPD RAPSODIE 40 MWth 08.73 12.73 4281 EFPD (end 2006) PHENIX 250 MWe 155 MWe 09.85 01.86 320 EFPD SUPERPHENIX 7,9 TWh 1200 MWe EFR 1500 MWe 1 st criticality 1 st connection to grid studies & design construction operation 3 3

Les principaux acquis industriels de PHENIX Réacteur «piscine», 250 Mwe, combustible oxyde Démarrage 1973, durée de vie allongée jusqu en 2009 après mise à niveau sûreté (standards Superphénix) Démonstration générale de bon fonctionnement des systèmes (réacteur,, contrôle cœur, évacuation d énergie, manutention ) Démonstration de la capacité à produire industriellement de l électricité, avec un rendement élevé (42%) Bonnes performances industrielles (22.3 TWh produits, disponibilité 85% en 2006) Démonstration de burn-ups élevés sur combustible Oxyde (150 GWj/T) Démonstration de fermeture du cycle (rechargement avec du Pu produit par PHENIX) Démonstrations d incinération d Actinides Mineurs Démonstration de la maitrise des incidents sodium (fuites Na, réactions Na/eau) Démonstrations de la capacité d inspections en service (supportage cœur, BCC, structures internes supérieures) Démonstration de possibilités de revamping/mise à niveau (remplacement boucles secondaires et composants primaires, réparation GV ) 4 4

CIRCUIT PRIMAIRE 5 5

ASSEMBLAGE COMBUSTIBLE 6 6

Principaux enseignements liés à l exploitation de PHENIX Circuit primaire et manutention: Choix principaux validés, Opérations d inspection en service réalisables mais complexes Inspection supportage cœur par US Boucles et composants: Maintenabilité démontrée, importance du maintien en gaz neutre (risques corrosion caustique) GV: occurrence de réactions sodium-eau, maîtrise démontrée Cœur: Sensibilité mécanique du réseau (AU RN) GV et boucles: Acier AISI 321 soumis à des dommages de fissuration en relaxation (FER) Zones de mélange: Sensibilité aux dommages de fatigue-fluage (échangeurs intermédaires) et de thermal-stripping (réservoirs pompes) 7 7

Superphénix: - une première industrielle (1200 MWe) - la mise en évidence d un d manque de robustesse vis-à-vis des aléas as techniques et sociétaux Période de fonctionnement : 10 ans (1987/ 1997) 53 mois de fonctionnement normal 25 mois pour reparation après incidents Fuite du barillet d entreposage (pb 15 D3) pollution de l argon du ciel de pile toit salle des machines Fuite d une tuyauterie d alimentation argon cloche d échangeur 54 mois d arrêt administratif (attente d autorisations de redémarrage) Atteinte de la puissance nominale Bon Fonctionnement en 1996 (disponibilité 67%) Décision politique d arrêt définitif en 1997 8 8

Normal operation Repair after incidents Administrative shutdown 9 9

Les acquis et enseignements de SUPERPHENIX Faisabilité industrielle d un réacteur RNRNa de 1200 MWe, et de ses composants (diamètre cuves >20 mètres ) Premier exemple d une procédure complète d autorisation d un RNR Na commercial Avancées sûreté (Confinement, mécanismes SAC, récupérateur corium, EPR sodium, dimensionnement séisme, confinement ) GV monocorps de grande taille (750 MWth) 10 10

Caractéristiques: Le coeur de SUPERPHENIX Oxyde U / Pu, enrichissement : 15% 364 assemblages fissiles (2 zones) 133 assembages fertiles (3 rangées) 21 mécanismes de barres + 3 SAC Enseignements principaux: Validation du comportement neutronique et thermohydraulique Qualification des codes Efficacité contrôle cœur (difficultés pour fertiles) 11 11

Caractéristiques: Diamètre cuve : 21 m Hauteur: 19,5 m 3300 tonnes de sodium Débit : 16 t/s 4 PP 8 Echangeurs Températures : 395 C / 545 C Enseignements principaux: Mise au point règles de conception et dimensionnement (RCC-MR) et des matériaux (316 LN, 304L) Limites EPR puits de cuve (>EPR Na) Démonstration globale de faisabilité et de bon fonctionnement, mais dimensionnement en limite vis-à-vis de plusieurs aspects: séisme, température et thermomécanique, température, vibrations Capacité de résistance à un accident énergétique (800MJ) et à une fusion du cœur (récupérateur), mais démonstrations complexes Le Circuit primaire SPX Sensibilité/dépots Na sur parois froides Faisabilité ISI Cuve principale (MIR) mais faibles possibilités dans le circuit primaire Difficultés interventions sous dôme 12 12

Circuit secondaire, GV: Systèmes secondaires et auxiliaires SPX 4 boucles, 4 pompes secondaires dans réservoir d expansion, 4 GV hélicoidaux (760 MWth, 487 C, 177 bar) en Alliage 800 Enseignements: - Bon fonctionnement global - Difficultés de prédiction des déformations tuyauteries (DAB ) - Amélioration nécessaire de la prise en compte des grandes fuites de sodium dans les batiments boucles et GV - ISI complexe et longue des GV (sonde US multiéléments) - Vulnérabilité du concept GV monocorps en cas de réaction sodium/eau (réparabilité, requalification?) Manutention - Fuite du barillet: Inadéquation du matériau 15D3 Renforcement de la problématique fuite de cuve (> prise en compte fuite des 2 cuves) - Acceptabilité de l évacuation en gaz (solution PTC) mais cadences ralenties 13 13

Vue générale g SPX 14 14

Les Projets RNR 1500 et EFR Optimisation du dessin circuit primaire 1500 MWe dans CP 17 m Simplification et optimisation structures: réduction coûts, amélioration inspectabilité, facilitation dimensionnement Améliorations sûreté: Redondance supportage cœur Homogénéité résistance confinement (Dalle épaisse) Suppression cloches argon Puits de cuve tôlé Dispositifs antisismiques EPR passif et redondant «3 ème niveau» d AU Points restant ouverts: Thermohydraulique (surface libre: entrainement de gaz) Inspectabilité/réparabilité Robustesse dimensionnement, notamment viroles, BCC Faisabilité options nouvelles (dalle épaisse, joints échangeurs) Gestion fusion cœur 15 15

Les Projets RNR 1500 et EFR Optimisation du coeur Réduction hauteur assemblages, optimisation matériaux (TH ferritiques ) Optimisation protections neutroniques (B4C) Optimisation manutention Manutention en gaz (7,5kW) avec stockage interne de décroissance en réacteur Difficulté: Déchargement rapide difficile (fuite de cuve ) 16 16

Les Projets RNR 1500 et EFR Optimisation boucles secondaires et GV 6 Boucles «Regain» ( Suppression réservoir expansion) GV à tubes droits (9Cr) Optimisation installation générale Mais: Evaluation technico-économique: kwh EFR 30% plus cher que kwh REP 17 17

AREVA NP Réacteurs à Neutrons Rapides au Sodium 2- Les améliorations visées Les perspectives

Perspectives de développement RNR Na 2012 : Options definition Vision AREVA au plus tôt Start of the SFR demo Start of the SFR FOAK»2007»2012»2016»2021»2026»2031»2036»2041»R&D :»Identification of innovative options and assessment»validation of selected innovative options»demonstrator :»Preconceptual Design»Conceptual design»detailed Design»Construction»Operation»Standard plant:foak»standard commercial Plant :»Conceptual design»detailed design»construction»operation»sfr deployment»fuel manufacturing :»Test loops :»Construction»Operation»Workshop erection (if necessary)» Manufacturing fuel for demonstrator»fuel with MA for experiments and qualification 19 19

Objectif: Recherche d amd améliorations pour les RNR-Na Na de génération IV Une sûreté améliorée Des spécifications au moins égales à celles des REP de troisième génération. Une meilleure robustesse des démonstrations de sûreté vis à vis des spécificités des neutrons rapides et du sodium, accidents sévères et recriticité, risques sodium. Une réduction des coûts et des risques sur l investissement et l exploitation Investissement, rendement Inspection en service Facilité d exploitation, disponibilité Durée de vie (60 ans) Réparabilité et démantèlement. Une flexibilité pour la gestion des matières nucléaires Cycle fermé au plutonium. Capacité d incinération des déchets à vie longue. 20 20

Un programme de R&D en 4 thèmes, en partenariat avec CEA et EDF La mise au point d un cœur à sûreté améliorée économe en ressources naturelles avec un combustible plus performant et capable d incinérer les actinides mineurs Une plus grande résistance du réacteur aux accidents sévères et aux agressions externes La recherche d'un système de conversion d énergie optimisé réduisant le risque sodium Le réexamen des options de conception des systèmes (Réacteur, composants, installation) pour faciliter l inspection, la maintenance, la disponibilité et le démantèlement pour réduire l impact environnemental et augmenter la résistance à la prolifération pour améliorer les performances et l économie globale 21 21

1- Cœur Objectif: Cœur performant à sûreté améliorée Conception de cœur à effet de vide sodium réduit en conservant a minima la régénération du Pu (réduction volume Na, cœur «gros volume, géométries alternatives, potentiel combustible carbure ) Conception cœur permettant d augmenter la résistance aux accidents (remontée de barre, BTI ): faible chute de réactivité Flexibilité vis-à-vis de la gestion Pu: Emplacements pour fertiles Conception du cœur pour accroître la maîtrise des risques de compaction: Renforcement raideur et/ou plaquettes Instrumentation cœur efficacité et dynamique du contrôle et de la surveillance du cœur : Mesures température par US Augmentation des performances du cœur (Burn-up): gainages ODS Capacités du cœur à réduire les déchets ultimes- incinération des actinides mineurs: Incinération hétérogène sur support UO2 Outils de simulation en support (codes): ERANOS, GERMINAL 22 22

2- Accidents sévèress Résistance aux accidents sévères et aux agressions externes Approche de sûreté et définition des principes préliminaires de sûreté: Recherche de robustesse des démonstrations Exclusion pratique des dégagements énergétiques importants Cohérence dimensionnement confinement Prise en compte référentiels EPR et REX SPX/EFR Conception d un assemblage orientée vers une gestion du combustible fondu sans recriticité énergétique (effet «Cachera», évaluation concepts JAEA FAIDUS ) Conception d un récupérateur de corium robuste (interne ou externe, matériaux sacrificiels/absorbants ) Renforcement des dispositions de défense en profondeur: renforcement confinement, impact avion, séismes importants, diversification EPR, fusion cœur, amélioration protection risques sodium, non prolifération Modélisation des accidents (codes: SAS4A, SIMMER ) 23 23

3- Conversion d éd énergie Recherche d'un système de conversion d énergie optimisé réduisant le risque sodium Amélioration SCE à eau vapeur Amélioration de la maîtrise du risque sodium-eau et augmentation des performances: GV modulaires «robustes» et «pardonnants» Investigations option SCE à gaz (notamment CO2 SC) objectif: suppression de tout risque contact sodium/eau Investigations alternatives au sodium pour BCS (sels fondus ) Optimisation du rendement (resurchauffe, optimisation températures/impératifs durée de vie et capacités matériaux) Vapeur Eau et Espaces gaz Supérieur Na2 Na2 Pipe D300 Vessel D2000 Total collector H under Na (m) 1,5 3 Number 6 1 Na volume (m3) 0,6 9,4 10,1 Cycle CO2 SC Etudes AREVA GV modulaires «robustes» avec resurchauffe Na 24 24

4- Conception du Réacteur R et des systèmes (1/2) Réexamen de la conception du réacteur Réexamen du système Réacteur pool vs loop (JSFR) Intérêt modularité? Poursuite simplification structures, supportage cœur Problématiques thermohydraulique/entrainement de gaz, résistance au séisme Allongement durée de vie, robustesse structures Compacité composants Poursuite analyse options EFR (dalle épaisse ) Optimisation du Circuit intermédiaire Utilisation acier ferritique (9-12 Cr)? Boucles compactes Pompes électromagnétiques Protections feux Na, séparation Na/H2O Concepts EI/GV intégrés avec fluide couplage (pour réacteur à boucles) 25 25

4- Conception du Réacteur R et des systèmes (2/2) Accélération de la Manutention du combustible Rééxamen évacuation en gaz: hottes à pots sodium, lavage haute puissance Systèmes à cadences élevées: double sas Autres systèmes: pantographes Augmentation des capacités d'inspection en Service et Réparabilité US sous sodium Autres techniques (Radio numérique ) Réexamen options d installation Confinement, séisme, chute d avion: semi enterrement Compacité, mise en commun (2 ou 4 réacteurs) Maintenabilité/accessibilité (Dessus Dalle ) Outils de simulation et de conception (RCC-MR ) 128 elements Transmission Reception Elevation investigated segment Focal cercle in transmission azimuth Focal point of the system Focal cercle in reception 2007 issue 26 26