Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

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X" ' AUDRERIE Yannick Option : Sûreté et fonctionnement FR9900303 Génie Atomique Année 1997-1998 Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de Saint-Laurent des Eaux Tuteur : PERCET Rodolphe Ingénieur Sûreté Rapporteur de stage : TARRIDE Bruno

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AUDRERIE YannickOption : Sûreté et fonctionnement

FR9900303

Génie AtomiqueAnnée 1997-1998

Etude détaillée de la SourceFroide de la centrale deSaint-Laurent des Eaux

Tuteur : PERCET RodolpheIngénieur Sûreté

Rapporteur de stage : TARRIDE Bruno

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REMERCIEMENTS

Je tiens à remercier tout particulièrement M. TREGUER Rémi, chef duservice Sûreté et Qualité du centre de production nucléaire de Saint-Laurent desEaux, qui m'a permis d'effectuer mon stage de fin d'études au sein de son service.

Je remercie également M PERCET Rodolphe, ingénieur sûreté, qui grâce àsa compétence, sa disponibilité et son professionnalisme a su rendre ce stageintéressant.

Enfin, mes remerciements vont également à l'ensemble du personnel desservices sûreté et conduite pour la disponibilité et les conseils dont ils m'ont gratifié.

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RESUME

En fonctionnement normal, la source froide assure l'évacuation d'une partie de la puissance thermiqueprovenant d'auxiliaires nucléaires. En conditions accidentelles de type Accident de Perte de RéfrigérantPrimaire, l'énergie est libérée sous forme de vapeur dans le Bâtiment Réacteur (la troisième barrière deconfinement).Pour éviter une surpression fatale à la troisième barrière, le circuit d'aspersion enceinte évacuecette énergie par une chaîne de systèmes via la source froide. La défaillance de la source fonde, mailon de cettechaîne, compromettrait la tenue du Bâtiment Réacteur.

Or, plusieurs événements pouvant avoir un impact sur la disponibilité de la source froide ont eu lieu sur le parc.En effet des tranches ont été passés à l'état de repli. Afin déjuger de la dégradation de la fiabilité, une analyseparc a été donc ouverte par les Moyens Centraux du Parc (service d'EDF). Le pilote de l'analyse parc a afin dedisposer d'une vision d'ensemble du retour d'expérience sur la source froide, demandé à chaque site d'effectuerune étude de leur source froide.

C'est dans ce cadre que j 'ai effectué mon stage du 16 Mars au 31 Juillet 98 au service Sûreté Qualité de Saint-Laurent des Eaux. Pilote de cette affaire au niveau du site, j 'ai dû définir en premier lieu le cahier des chargesde cette étude. Ainsi pour répondre aux attentes du client, j 'a i adopté la démarche suivante.

Dans un premier temps, j 'a i établi le référentiel à partir des documents servant de référence à la sûreté (rapportde centrale, rapport standard,...). En effet, il contient l'ensemble des exigences auxquelles la source froide doitsatisfaire. Deux sous-ensembles composent la source froide : le génie civil et le circuit d'eau brute (SEC/SFI).Pour chacun, le rôle, la liste des protections retenues à la conception sont énoncées. Les modalités de contrôlesont succinctement décrits.

L'analyse détaillée de la source froide doit être la plus exhaustive possible. Elle est construite autour de troisaxes. Le premier axe fut, pour chaque hypothèse du référentiel, de statuer sur le respect de celle-ci par le site.Dans cette partie vous trouverez également le traitement des écarts observés lors de la constitution duréférentiel. Le second axe concerne l'analyse de l'exploitation qui identifie l'ensemble des paramètres ayant uneinfluence sur celle-ci. Puis, en fonction de ceux-ci, mon travail fut d'identifier les différentes pratiquessusceptibles d'introduire des écarts par rapport au référentiel et de juger leur acceptabilité. Pour garantir quetoutes les hypothèses ou tous les cas rencontrés par la source froide sont bien contrôlés, Fexhaustivité desmoyens de contrôle (alarme, essais périodiques) fut analysée. Cette dernière étape est capitale car c'est le seulmoyen de garantir un niveau de sûreté suffisant en exploitation. Enfin, le dernier axe concerne la fiabilité desdifférents composants pour identifier quels éléments sont sur le site de Saint-Laurent les plus pénalisants auniveau de la disponibilité de la source froide. Il s'agit des composants du système SEC/SFI.

Dans la troisième partie, il vous est présenté le traitement des écarts identifiés dans la partie précédente lors del'analyse de l'exhaustivité. Ces écarts concernent principalement des modifications de contrôle en exploitation :essais périodiques, par exemple, celui qui garantit le contrôle de la capacité d'échange.

Cette analyse permet de statuer sur la fiabilité de la source froide de Saint-Laurent des Eaux. A part quelquesécarts entre les documents, aucun élément (incidents,...) risquant d'affaiblir de manière significative la fiabilitéde la source froide n'a été constaté. La situation du site est satisfaisante.

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SOMMAIRE1. INTRODUCTION 22. REFERENTIEL 3

2.1. Rôle de la source froide 32.2. Références 3

2.2.1. Listes des documents utilisés pour fixer le référentiel 32.2.2. Génie civil 3

2.2.2.1. Nomenclature 32.2.2.2. Principes de conception 42.2.2.3. Protections spécifiques 42.2.2.4. Conformité au référentiel 4

2.2.3. Système SEC/SFI 42.2.3.1. Rôle fonctionnel 42.2.3.2. Description 52.2.3.3. Fonctionnement 52.2.3.4. Critères d'environnement retenus pour la conception 52.2.3.5. Procédure "Perte totale de la source froide" 62.2.3.6. Cas dimensionnant 62.2.3.7. Matériels requis 62.2.3.8. Conformité au référentiel 7

3. ETUDE DETAILLEE DE LA SOURCE FROIDE 73.1. Respect des principes de conception 7

3.1.1. Protections génériques 73.1.2. Protections spécifiques liées à l'emploi d'eau brute 8

3.1.2.1. Protections contre le manque d'eau 83.1.2.2. Protection contre les inondations 133.1.2.3. Analyse d'exhaustivité de l'alarme SEC 008 AA 153.1.2.4. Cas dimensionnants 153.1.2.5. Critère : débit SEC ou capacité d'échange? 16

3.2. Analyse de l'exploitation 173.2.1. Paramètres influant sur l'exploitation 183.2.2. Fonctionnement à deux files 18

3.2.2.1. Passage à l'état d'arrêt 183.2.2.2. Température de rejet ou en Loire élevée 183.2.2.3. Hautes activités des rejets 193.2.2.4. Fonctionnement en périodes "grands froids" 193.2.2.5. Conclusion sur le fonctionnement à deux voies 19

3.2.3. Cas des particuliers des états d'arrêt à froid 203.2.4. Analyse des essais périodiques 20

3.3. Analyse de fiabilité des matériels composant la source froide 203.3.1. Présentation de FIDEMIS 203.3.2. Pompes SEC 213.3.3. Echangeurs eau brute-eau déminéralisée RRI/SEC 223.3.4. Capteurs SFI/SEC 223.3.5. Tuyauteries en acier noir 233.3.6. Tuyauteries BONNA 23

3.3.6.1. Les écarts par rapport au PBMP 233.3.6.2. Conclusion 24

4. TRAITEMENTS DES ECARTS 244.1. Modification de l'EP RRI 020 : Contrôle de la capacité d'échange 24

4.1.1. Contexte 244.1.2. Objectifs 244.1.3. Logigramme d'étude des objectifs à court terme (impliquant le Service Sûreté Qualité) 25

5. CONCLUSION 26Annexe 1 27Annexe 2 28Figures 1 et 2 29 et 30

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1. INTRODUCTION

Le sujet du stage proposé par le Service Sûreté Qualité du site de Saint-Laurent des Eaux consiste en l'étude détaillée de lasource froide et d'en évaluer le caractère acceptable.

La demande de cette étude émane des moyens centraux du parc. Plusieurs événements pouvant avoir un impact sur ladisponibilité de la source froide, ont eu lieu sur le parc. Une analyse parc a été donc ouverte, l'objet essentiel est d'estimerqualitativement l'évolution de la fiabilité de la source froide. Cette analyse doit permettre à son pilote de disposer d'une visiond'ensemble du retour d'expérience sur la source froide.

Pour répondre à cette attente, trois parties distinctes ont été réalisées.

Dans un premier temps, le réferentiel vous sera présenté. Ainsi les exigences auxquelles la source froide doit répondre serontidentifiées.

L'analyse détaillée de la source froide doit être la plus exhaustive possible, ainsi cette analyse est construite autour de trois axes.Le premier axe fut pour chaque hypothèse du réferentiel de statuer sur le respect de celle-ci par le site. Le second axe concernel'analyse de l'exploitation qui identifie l'ensemble des paramètres ayant une influence sur l'exploitation (configurations,procédure d'essais, incidents,...). Enfin, le dernier axe concerne la fiabilité des différents composants pour identifier quelséléments sont sur le site de Saint-Laurent les plus pénalisants au niveau de l'indisponibilité totale de la source froide.

Dans la troisième partie, il vous est présenté le traitement des écarts identifiés dans la partie précédente. Seuls les écartsconcernant des modifications d'exploitation sont développés dans le cadre de ce stage.

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2. REFERENTIEL

2.1. Rôle de la source froideLe circuit SEC doit évacuer la puissance dans les situations suivantes, tout en respectant une température froide RRI maximaleen sortie des échangeurs RRI/SEC :

• dans les périodes post-accidentelles,• dans la période normal de fonctionnement,• dans la période d'arrêt à chaud,• pendant la mise et le maintien en arrêt à froid,• pendant les périodes de rechargement.

Parmi les éléments composant la source froide, on distingue deux catégories :• le génie civil,• les systèmes (SEC, SFI).

2.2. Références

2.2.1. Listes des documents utilisés pour fixer le référentiel• Rapport de centrale,• Rapport standard de palier,• Dossier Système Elémentaire SEC,• Dossier Système Elémentaire SFI,• Procédures de conduite.

2.2.2. Génie civil

2.2.2.1.NomenclatureLe génie civil tient une part importante dans la fiabilité de la source froide; en effet, il participe activement à sonfonctionnement en :

• approvisionnant en eau le SEC,• abritant le système SEC/SFI.

Le plan d'ensemble des ouvrages de génie civil est fourni à la figure 1. L'approvisionnement en eau brute des systèmes de lastation de pompage est réalisé au moyen d'ouvrages :

• communs à SAINT-LAURENT A (deux UNGG à l'arrêt) et SAINT-LAURENT B (deux tranches REP 900 MWeCP2):

• le barrage en Loire,• la prise d'eau en Loire,

Remarque : SAINT-LAURENT A n'a plus besoin d'eau, les ouvrage de prise d'eau en Loire ne servent plus qu'à SAINT-LAURENT B.

• spécifiques à SAINT-LAURENT B :• le pertuis de prise d'eau,• les biefs amont et aval,• le canal d'amenée,• le passage sous la route d'accès,• la prise d'eau en canal,• les tuyauteries BONNA,• l'ouvrage d'appoint et rejet général,• l'ouvrage de rejet en Loire.

Le système SEC est abrité par :• la station de pompage,• les galeries SEC.

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2.2.2.2.Principes de conception

Nom du bâtiment

Barrage en LoirePrise d'eau en Loire

Pertuis de prise d'eau

Biefs amont et avalBuses ARMCO

Canal d'amenéePrise d'eau en canal

TuyauteriePrise d'eau-stationStation de pompage

Galeries SEC

TuyauterieBAN-ouvrage d'appoint

Ouvrage d'appoint et derejet général

Ouvrage de rejet généralen Loire

Classementde sûreté

OUIOUIOUI

OUIOUI

OUINONOUI

OUI

OUI

OUI

OUI

OUI

Séisme

OUIOUIOUI

OUIOUI**

OUIOUIOUI

OUI

OUI

OUI***

OUI

OUI

Accident

(APRP)SOSOSO

SOSO

sososo

OUI

so

so

so

so

Chuted'avion

NONNONNON

NONNON

NONNONNON

NON

NON

NON

NON

NON

Explosion

NONNONOUI*

OUISO

SONONOUI*

OUI

NON

OUI*

OUI

NON

Projectilesinternes

SOSOSO

SOSO

SOSOSO

soNON

SO

SO

SO

Observations

* protégé car sousterre

** les deux busescalées à 72,2 NGF

galeriesdimensionnées auxmissiles du GTA*** Seule la tenue

mécanique estexigée

SO : Sans Objet

Remarque : Les prégrilles, grilles, dégrilleurs et la tuyauterie de recirculation qui sont implantés sur l'ouvrage de prise d'eauen canal ne sont pas classés de sûreté. Leur dysfonctionnement peut être envisagé. Il en est de même pour la drôme flottante.

2.2.2.3.Protections spécifiquesDes protections spécifiques sont prises à la conception. Elles sont liées au fait que l'on utilise de l'eau brute soumise entreautres aux aléas climatiques. Ces aléas peuvent se décomposer en deux catégories :

• les inondations,• le manque d'eau.

Le manque d'eau a plusieurs causes possibles :• le gel,• l'envasement et l'ensablement,• les débris flottants,• l'assèchement.

2.2.2.4.Conformité au référentielLe point "0" a été réalisé en 95. Sur les ouvrages contrôlés, aucun écart par rapport au Programme de Base de MaintenancePréventive (PBMP) n'a été constaté. Les BONNA entre la prise d'eau en canal et la station de pompage n'ont pas été contrôlés(cf paragraphe 3.3.6). L'ouvrage de rejet en Loire n'a pas été contrôlé car il était neuf, le PBMP de ce composant n'est pasdéfinitivement fixé.

2.2.3. Système SEC/SFI

2.2.3.1.Rôle fonctionnelLe circuit SEC (figure 2) doit :

• contribuer à l'appoint au bassin des aéroréfrigérants,• alimenter en eau brute les échangeurs RRI/SEC,• servir d'ultime secours aux pompes ASG,

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• prédiluer les rejets.

Ce système sert à refroidir le circuit RRI (circuit d'eau déminéralisée). Le RRI assure le refroidissement entre autres :• des réfrigérants nécessaires pour mettre à l'arrêt le réacteur (RRA) (échangeurs et pompes),• des réfrigérants nécessaires au refroidissement de la piscine du combustible (PTR),• des systèmes de sauvegarde tels que l'EAS,• de la ventilation de secours des pompes de charge DVH,• des locaux électriques par l'intermédiaire du DEL,• des locaux des pompes ISHP,• des GMPP (barrière thermique, refroidissement),• de la ventilation des mécanismes de grappes,• ect

La permanence de refroidissement du RRI par le SEC est nécessaire, de telles conditions de fonctionnement imposent donc enpratique l'entretien des matériels et ouvrages pendant le fonctionnement du circuit.

2.2.3.2.DescriptionPour chaque tranche, ce système se compose de deux voies A et B. Chaque voie du circuit SEC s'alimente en eau sur un desquatre rus d'eau de la station de pompage.Une voie SEC se compose de :

• deux motopompes fonctionnant en parallèle et en normal secours localisées dans la station de pompage,• deux demi-échangeurs situés en aval dans les locaux RRI situés dans le BAN,• un compartiment dans l'ouvrage d'appoint et de rejet général.

2.2.3.3.FonctionnementL'eau est aspirée par les motopompes du circuit installées dans la station de pompage. Entre la station de pompage et le BAN,des tuyauteries en acier noir qui cheminent dans des galeries distinctes (accessibles pour inspections) pour la voie A et la voieB véhiculent l'eau vers les échangeurs à plaques du RRI. Des tuyauteries de même type sont disposées en aval des demi-échangeurs sous le BAN dans les mêmes galeries. Au-delà du BAN, les tuyauteries de type BONNA sont enterrées et parl'intermédiaire d'une crosse en acier noir aboutissent aux compartiments SEC de l'ouvrage d'appoint aux réfrigérants et derejet général par des crosses d'acier en acier noir. Un compartiment est commun aux voies Al et A2, ou Bl et B2.Deux voies sont possibles pour évacuer cette eau :

• voie normale : vers les aéroréfrigérants comme appoint d'eau,• ou rejet direct en Loire par un seuil via deux tuyauteries BONNA.

L'ouvrage de rejet en Loire se compose de deux pertuis indépendants recevant chacune des deux tuyauteries BONNA. Puis, untuyau en Loire percé assure une dilution des rejets dans les eaux de Loire.Un certain nombre de paramètres influe sur le fonctionnement du système (nombre de pompes, nombre de files) :

• Activités des rejets,• Température des rejets,• Température en Loire.

Tous ces points sont développés au paragraphe 3.2.1.

2.2.3.4.Critères d'environnement retenus pour la conceptionPour garantir le bon fonctionnement de cette fonction, les système SEC et SFI doivent souscrire aux exigences suivantes :

&

éléi

SEC

SFI

ystème

Tientaire

Eau brutesecourue

Filtrationd'eau brute

Partie mécanique

Classementde sûreté

3

IPS-NC***

Redondance

OUI

OUI

Partie électrique

Classementde sûreté

IE*

BPS-NC

Alimentationsélectriquessecourues

OUI

NON

Classementsismique

Partieméca

OUI**

OUI

Partieélect

OUI

OUI

Observations

* motopompes

** sauf lespresse étoupes

*** ImportantPour la Sûreté

Non Classé

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Le système SEC étant support aux systèmes de sauvegarde, est conçu pour répondre aux critères :• indépendance et séparation physique des voies A et B (parties électrique et mécanique)• défaillance unique,• redondance des voies,• alimentations électriques secourues.

Liste des protections prises en compte à la conception :• Protection contre les inondations

• Protection contre les inondations externesLes systèmes sont hors d'atteinte des eaux.

• Protection contre les inondations internesPompes d'exhaure en salle de pompage et fonctionnement des pompes SEC 50 h sous eau.

• Tenue au séismeL'ensemble des parties électriques et mécaniques du SEC/SFI est dimensionne pour fonctionner pendant et après le SMS.• Protection contre les projectiles

• Protection contre les projectiles externes• Chute d'avions• Projectiles provenant du GTA

• Protection contre les projectiles internes• Protection contre les effets de rupture de tuyauterie• Protection contre les agressions en provenance de l'environnement• Protection contre les actes de malveillance• Protections spécifiques

• Protections contre les inondations• Protections contre le manque d'eau

2.2.3.5.Procédure "Perte totale de la source froide"Lorsque que cet événement survient, les conséquences et les actions à engager sont différentes selon l'état initial de la tranche :

• RRA non connecté (H 1.1),• RRA connecté (H 1.2).

L'entrée dans cette procédure est activée lorsque l'alarme SEC 008 AA : "Perte totale source froide". Elle retranscrit sousforme lumineuse sur le tableau de commande les trois cas de la perte de la source froide :

• bouchage de la paire d'échangeurs RRI/SEC (delta P > 2,4 bars),• bouchage de la station de pompage (delta P échangeurs < 0,3 bars),• perte totale des pompes (basse pression au refoulement P<1,2 bars).

2.2.3.6.Cas dimensionnantOn dénombre dans les documents utilisés plusieurs cas dimensionnants. La présentation des différents cas est effectuée dans leparagraphe concernant les écarts (3.1.2.4).

2.2.3.7.Matériels requisLa liste des matériels requis en fonction de l'état du réacteur pour que l'exploitation puisse se faire en garantissant un niveaude sûreté satisfaisant, est définie dans les Spécifications Techniques d'Exploitation (STE).

RRISEC

Arrêtintermédiairemonophasique

Arrêt auxconditions RRA

Au moins une pompe et un échangeurAu moins une pompe et un échangeur

Arrêtintermédiaire

normal

Arrêt à chaud Tranche enpuissance

Une pompe et deux échangeurs par fileUne pompe et deux échangeurs par file

Remarque : Pour les états Arrêt à froid normal, arrêt à froid pour intervention, arrêt à froid pour intervention se reporter auparagraphe 3.2.3.

Un matériel ou système est disponible si et seulement si on peut démontrer sans délai qu'il est capable d'assurer les fonctionsqui lui sont assignées avec les performances requises (délai de mise en service notamment). En particulier, les équipements

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auxiliaires nécessaires à son fonctionnement et à son contrôle-commande sont eux-mêmes (disponibles. Un équipementdisponible peut être à l'arrêt.

2.2.3.8.Conformité au référentielOn s'assure de la conformité au référentiel au moyen des essais périodiques.Les systèmes les plus importants vis-à-vis de la sûreté font l'objet d'une note d'analyse d'exhaustivité. Celle-ci vise à déterminerl'ensemble des contrôles nécessaires pour s'assurer de la disponibilité des matériels et de leur aptitude à remplir leur fonction.Tous les systèmes Importants Pour La Sûreté (IPS) font l'objet d'une règle d'essais périodiques qui fournit les élémentsnécessaires à la rédaction des gammes d'essais, conditions de réalisation de l'essai, critères d'acceptabilité de l'essai (valeursadmissibles des paramètres et intervalles de tolérance associés), périodicités de réalisation. La liste des essais périodiques(fournie en annexe 1) résume les prescriptions des règles d'essais. Cette liste constitue le programme d'essais périodiques desRègles Générales d'Exploitation (RGE) pour les systèmes SEC/SFI.La réalisation satisfaisante des programmes d'essais périodiques des RGE est une des conditions qui permettent de déclarer queles matériels et systèmes sont disponibles.Une réalisation satisfaisante signifie que la périodicité prévue pour un essai est respectée et que les résultats de l'essai sontsatisfaisants (les valeurs relevées au cours de l'essai sont conformes aux critères, les conditions de réalisation de l'essai sontconformes aux conditions prescrites dans la règle d'essais ... ). Dans le cas contraire, le matériel concerné doit être déclaréindisponible.

3. ETUDE DETAILLEE DE LA SOURCE FROIDECette étude s'articule autour de trois axes :

• Contrôle du respect des principes de conception énoncés dans le paragraphe précédent,• Examen des pratiques d'exploitation,• Fiabilité des matériels.

3.1. Respect des principes de conceptionOn distingue deux catégories de protections retenues à la conception pour assurer le bon fonctionnement de la source froide :

• Les protections génériques sont appliquées aux systèmes IPS (le développement de l'argumentaire sera succinct caril s'agit de protections classiques),

• Les protections spécifiques engendrées par l'emploi de l'eau brute qui sont l'objet d'une présentation détaillée.

3.1.1. Protections génériquesCette partie poursuit deux buts. Il s'agit soit de justifier la non-application d'une protection à la source froide, soit si laprotection est jugée nécessaire d'en évaluer le degré d'acceptabilité.

• Tenue au séismeLe système doit conserver sa fonction (évacuation de la puissance résiduelle) pendant et après le SMS (Séisme Majoré deSécurité) qui dans le cas de Saint-Laurent est de degré 7 sur l'échelle MSK.Les tuyauteries en galerie du SEC (acier noir) et l'ensemble des ouvrages de génie civil sont classés, elles doivent donc remplirleur fonction pendant et après le SMS. Pour s'assurer de leur tenue, on effectue des contrôlesL'appareillage électrique doit fonctionner pendant et après le SMS; il est donc testé. Pour cela on soumet l'appareillage à unspectre conservatif par rapport au SMS. Aucun n'écart n'a été constaté.

• Protection contre les projectiles• Protection contre les projectiles externes

Les projectiles externes sont de deux types :- les avions de l'aviation générale (type CESSNA LEAR JET),- les projectiles provenant du groupe turboalternateur.

• Chute d'avionsCompte tenu de la faible surface offerte à une chute d'avion, la probabilité associée est faible. Le système SEC n'est pasdimensionné pour résister à cette agression.

• Projectiles provenant du GTALe système SEC n'est pas concerné par ce type de projectiles. Il est soit à l'intérieur de bâtiments dimensionnés pour résister àce type de missiles (locaux RRI, galeries) ou hors d'atteinte par ces derniers (station de pompage, tuyauteries enterrées).

• Protection contre les projectiles internes

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Il s'agit des projectiles équipements ou morceaux d'équipements qui à la suite d'une défaillance seraient lancés dans l'espacesous l'effet :

1. de la pression,2. ou d'une conversion d'énergie potentielle en énergie cinétique.

Sont exclus de cette définition les tuyauteries ou morceaux de tuyauteries qui ferait suite à une rupture de celle-ci.1. Les pressions (2.5 bars) étant faibles dans le circuit SEC, une telle protection n'a pas été jugée nécessaire.2. La faible masse des pièces en rotation dans les différentes pompes qui composent la station de pompage (SEC, SEN,

JPP, SFI, SEO), il est considéré que ces éléments ne sont pas source de projectiles.Aucune disposition particulière n'a été prise si ce n'est la séparation physique des deux voies.

• Protection contre les effets de rupture de tuyauterieLes pressions (2,5 bars) et les températures (<29°C) du SEC étant faibles, aucune disposition particulière n'a été prise si cen'est la séparation physique des deux voies.

• Protection contre les agressions en provenance de l'environnementPour tous les sites, on vérifie la tenue des bâtiments aux explosions. Par explosion, on entend les détonations qui sont desphénomènes sensibles à distance. On vérifie pour ces ondes de choc :

• la tenue de la station de pompage,• la pénétration de l'onde par les ouvertures, et l'onde résiduelle au niveau des composants.

La tenue du GC jusqu'à 200 mbar est assurée. Par contre, au niveau des portes, des précautions sont à prendre au dessus de 50mbar.Remarque : La protection contre l'incendie externe ne fait pas l'objet de dispositions particulières.Aucun élément n'est disponible sur le site pour permettre de statuer sur le respect de cette protection.

• Protection contre les actes de malveillanceLa station de pompage fait partie de la "zone à protection renforcée".Cela se traduit au niveau de la station de pompage par :

• les trappes métalliques cadenassées,• Portes extérieures fermées (admission au moyen d'un sas de contrôle d'identité),• Grilles de protection au niveau de part et d'autres de la prise d'eau.

Ces dispositions semblent suffisantes pour garantir cette protection.

3.1.2. Protections spécifiques liées à l'emploi d'eau bruteLa source froide utilise de l'eau brute de Loire qui présente des caractéristiques que ne peut maîtriser l'exploitant, telles que :

• les aléas climatiques,• les caractéristiques physico-chimiques de l'eau.

Ainsi, deux catégories d'événements sont à prendre en compte dans l'étude de fiabilité :• les inondations,• le manque d'eau.

3.1.2.1.Protections contre le manque d'eauLe manque d'eau a plusieurs causes possibles :

• le gel,• le colmatage dû à l'envasement, l'ensablement ou les débris flottants,• l'étiage.

3.1.2.1.1.Protection contre le gel

3.1.2.1.1.1 .Phénomènes physiques en Loire

II importe avant tout de décrire le comportement de la Loire pendant les périodes de froid.L'abaissement de la température ambiante s'accompagne d'une baisse très rapide de la température de l'eau du fait de la faibleprofondeur de la Loire. Ainsi, dans un fleuve turbulent tel que la Loire, les glaçons n'apparaissent pas seulement à la surfacesous forme de plaque, mais également sous forme de petits glaçons véhiculés sur toute la hauteur du fleuve.Si le gel persiste, on constate une baisse du niveau des eaux par tarissement de tout le bassin versant. Les bras morts (faiblesvitesses d'écoulement) prennent en glace, les glaçons charriés sont de plus en plus nombreux; ils viennent s'accumuler autourdes obstacles (piles de pont, barrages). Ils forment une couche continue de glace qui remonte vers l'amont : c'est l'embâcle.

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Ainsi toute la largeur du fleuve peut être prise en glace et sur une longueur de plusieurs kilomètres. Il y a toujours unécoulement d'eau sous cette couche de glace.

3.1.2.1.1,2.Risque et points sensibles

Le gel peut indifféremment affecter les deux tranches. Le risque encouru pour les tranches est la perte de source froide quiexige un passage à l'état de repli.Cette perte peut être initiée par :

• le bouchage par accumulation de petits glaçons,• ou, la formation de bouchons de glace.

Le risque de bouchage par l'accumulation de glaçons concerne les éléments de l'installation suivants :• Le pertuis de prise d'eau,• La prise d'eau en canal,• Les filtres SFI,• L'ouvrage de rejet en Loire.

En effet ces installations sont munies de grilles en amont desquelles les glaçons s'accumulent et s'agglomèrent sous l'effet de lapression engendrée par le débit.

Les points sensibles de l'installation à la prise en glace sont les endroits où les vitesses d'écoulement de l'eau sont faibles. Eneffet, plus cette dernière est faible, plus la prise en glace est aisée. Ainsi, les éléments de l'installation sensibles à ce phénomènesont:

• La prise d'eau en Loire,• Les biefs amont et aval et le passage busé,• Les files à l'arrêt (principalement les filtres SFI et les crosses de rejet, car en contact direct avec l'air extérieur),• L'ouvrage d'appoint et de rejet.

3.1.2.1.1.3.Examen des dispositions constructives

La source froide de Saint-Laurent dispose d'un certain nombre de parades constructives pour permettre de palier auxphénomènes décrits ci-dessus.La prise d'eau en Loire a été réorientée afin d'offrir une position plus tangentielle par rapport au courant de la Loire. Cettedisposition présente l'avantage de limiter l'arrivée de débris donc de glace dérivante. De plus, la drôme flottante dont lespanneaux déflecteurs sont bloqués en position médiane, évite l'obstruction de la prise d'eau par une arrivée de glace dérivante.Comme la drôme flottante n'est pas classée IPS, son fonctionnement n'est pas garanti; et d'autres précautions sont prises enaval.Mais, la nouvelle disposition retenue pour la prise d'eau favorise la stagnation de l'eau, et donc la prise en glace est plus facile.Afin de diminuer le risque de bouchage par formation de glace du pertuis de prise d'eau, on a placé celui-ci au niveau du seuilinférieur de la prise d'eau. Ainsi pour obturer le pertuis, il faut que la couche de glace qui se forme à partir du niveau en Loire(moyenne en hiver 80 NGF) atteigne le niveau du pertuis soit 74 NGF (Niveau Géographique Français). La couche de glacedescendant, la surface laissée libre pour le passage de l'eau diminue; donc, à débit constant, la vitesse de l'eau augmenterendant plus difficile la prise en glace. Le bouchage par accumulation de glaçons sur les grilles du pertuis de prise d'eau estquasi nul, en effet l'espacement entre les barreaux est de 20 cm, donc les petits glaçons ne peuvent s'accumuler.Lors de l'hiver 86, la prise en Loire a dû être dynamitée pour assurer le refroidissement de SAINT-LAURENT A, lapermanence du débit était toujours assurée pour SAINT-LAURENT B grâce à la disposition du pertuis de prise d'eau décrite ci-dessus.

Remarque : Une conduite de recirculation d'eau tiède de débit 800 m3/h peut renvoyer une partie des eaux dédiées à l'usageagricole en amont et en aval de la drôme flottante ainsi qu'à d'autres points où cela serait nécessaire (pertuis de prise d'eau deSaint-Laurent B). Cette conduite n'est plus disponible car elle était gérée par SAINT-LAURENT A. Un programme de remiseen état de cette conduite a été retenu par la direction du site. Cette conduite permet d'annuler tout risque de prise en glace surles ouvrages suivants :

• La drôme flottante,• La prise d'eau en Loire,• Le pertuis de prise d'eau.

L'utilisation de cette conduite devra être rajoutée dans la consigne de conduite S.DIV.2, lorsque sa remise en état sera achevée.

Dans les biefs amont et aval, les vitesses d'écoulement sont faibles, donc la prise en glace est favorisée. Le risque encouru est laprise en glace des biefs et donc l'interruption du débit. Mais de part la capacité volumique des biefs et surtout leur profondeur,le risque de prise en glace des biefs jusqu'au canal d'amenée calée à 72,20 NGF est nul. Le passage busé sous la route d'accès

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au site est le point le plus sensible des biefs à la prise en glace; car la hauteur d'eau est faible. Mais deux des sept buses sontcalées à 72,20 NGF (au niveau du canal d'amenée : point le plus bas des biefs) permettent de s'affranchir de tout risque debouchage au niveau du passage busé.

Le bouchage par prise en glace au niveau de la prise d'eau en canal est favorisée par :• une faible profondeur,• l'air ambiant,• les grilles et les pré-grilles (surface d'accroché aux premiers cristaux, car effusivité basse).

Aucun dispositif n'est prévu à ce niveau pour éviter la prise en glace. La conception de la prise en canal assure uneaugmentation croissante de la vitesse du fluide gênant la prise en glace. Il semble que ce phénomène est prépondérant caraucun bouchage n'a été constaté à ce niveau de l'installation. Les pré-grilles étant espacées de 20 cm, le risque d'accumulationde glaçons est exclu. Par contre l'espacement de 4 cm au niveau des grilles entraîne l'accumulation de glaçons. Pour évitercela, des dégrilleurs permettent de briser la glace; mais comme les dégrilleurs ne sont pas classée IPS, leur fonctionnementn'est pas garanti. Pour palier à une telle éventualité, une recirculation d'hiver d'eau tiède prélevée dans l'ouvrage d'appoint etde rejet et arrivant en amont des dégrilleurs permet de maintenir la température d'admission à une valeur supérieure à 0°C etainsi d'éviter tout risque bouchage.

En aval, les filtres SFI sont également sensibles au gel, car il y a peu de profondeur d'eau et les toiles filtrantes bloquent lesglaçons d'où un fort risque de prise en glace et de colmatage.Les filtres SFI sont chauffés également par :

• une résistance chauffante propre au filtre (secourue),• par le système DVP.

Ce système est effectif en hiver, il permet de chauffer les salles SEC (classé de sûreté) et de réchauffer les tambours filtrants(non classé de sûreté). Il utilise la chaleur dégagée par les moteurs des pompes SEC. Cette chaleur est canalisée par des gaineset directement rejetée au niveau des filtres. Cette mesure est suffisante pour avoir une température supérieure à 0°C. Toutefois,si la température extérieure venait à atteindre -22° C ("grands froids"), deux aérothermes (non secourus) de 25 kW par salleSEC assurent le complément calorifique pour conserver une température positive au niveau des filtres et dans la station depompage. Leur seuil de déclenchement est calé à +5°C en station de pompage. Vu que les aérothermes ne sont pas secourus, ledémarrage des pompes JPP sur leur ligne à débit nul peut être envisagé (apport : 9 kW).Une alarme est retransmise en salle de commande lorsque la température descend au-dessous de +2°C.

Le rejet en Loire se fait par l'intermédiaire d'un tuyau percé situé perpendiculairement au courant. Cette disposition favorisel'accumulation des glaçons sur la partie amont du tuyau. Seule la partie amont du tuyau peut être obturée.Le risque de prise en glace à l'intérieur du tuyau est exclu pour les raisons suivantes :

• l'eau rejetée est chaude, ce qui garantit que la température soit supérieure à 0 °C.• le tuyau repose au fond de la Loire, donc sous la couche de glace.

Enfin, si la cas (fortement improbable au regard des arguments énoncés ci-dessus) le tuyau venait à se boucher, les déversoirsen amont de ce tuyau ont été conservés, donc l'évacuation de l'eau vers la Loire en cas de bouchage du tuyau est toujoursréalisée. Ainsi, tout risque de bouchage dû au gel est écarté sur cet ouvrage.

3.1.2.1.1 AProcédure S.DIV.2 "Protection contre le gel"

Outre les dispositions constructives décrites ci-dessus, l'exploitant peut par des actions diminuer le risque associé au gel : pertede débit. Ces actions concernent essentiellement la protection des systèmes. L'ensemble de ces actions est regroupé dans uneconsigne de conduite S.DIV.2. Cette consigne est admissible dans la mesure où elle permet d'éviter un mode commun gel sanspour autant augmenter la probabilité d'aboutir à la situation Hl (perte de la source froide).

Dans la procédure S.DIV.2, on distingue trois phases dans ce document• Mise en application du 01/11 au 30/04,• Surveillance des points sensibles,• Mise en configuration été (du 30/04 au 01/11) (pour mémoire).

Mise en configuration hiver de l'installation (station de pompage) :Elle est assurée par le système DVP qui récupère les calories dégagées par les pompes pour chauffer la salle SEC où se situentles pompes en service (partie classée de sûreté) et les filtres SFI (non classée de sûreté).Si les pompes de la salle SEC sont hors service, l'échange thermique avec l'extérieur est très faible car :

• l'arrêt des pompes coupe le renouvellement d'air extérieur,• la profondeur à laquelle est enterrée la station de pompage isole les salles des variations diurnes-nocturnes de

température.La procédure prévoit également le contrôle de la fermeture des accès (portes et trappes).

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Surveillance des points sensibles :Pour la source froide, elle prévoit dès l'annonce de la prévision grand froid (température minimale inférieure à 2°C pendant lesprochains jours):

• de mettre en service une pompe SEC de la file à l'arrêt pendant le quart de nuit de 02h à 05h (le démarrage de lafile à l'arrêt permet de briser (et de faire fondre) la glace formée dans les tuyauteries ou dans l'ouvrage d'appoint),

• de passer tous les filtres SFI en petite vitesse, en effet leur rotation permet de briser la glace qui aurait tendance àse former au niveau des filtres,

• d'ouvrir la recirculation d'hiver de 10%.Le démarrage de la file à l'arrêt pendant trois heures permet:

• de prévenir la prise en glace des tuyauteries de rejet (apport calorifique dû aux pompes),• d'augmenter la vitesse de l'eau à la prise d'eau (donc de diminuer la formation de glace),• d'apporter un supplément calorifique au système DVP.

La procédure prévoit de contrôler toutes les semaines sous la forme d'un essai périodique et tous les jours pendant les périodesgrands froids :

• le niveau en amont des grilles de la prise en canal et de mettre les dégrilleurs en cycle rapproché,• la mise en petite vitesse des tambours filtrants.

3.1.2.1.1.5.Conclusion

L'utilisation de la conduite d'eau agricole devra être rajoutée dans la consigne de conduite S.DIV.2, lorsque sa remise en étatsera achevée, elle permettra d'éviter tout rsique de prise en glace sur les ouvrages communs à Saint-Laurent A et B.Toutefois, les dispositions constructives et des procédures actuelles offrent des garanties suffisantes pour faire face au gel.

3.1.2.1.2.Protection contre le colmatageLe colmatage est dû à trois phénomènes :

• l'envasement,• l'ensablement,• les débris flottants.

3.1.2.1.2.1 .Phénomènes physiques en Loire

Le taux de sable dans l'eau de Loire est élevé. Ce sable se dépose lorsque la vitesse de l'eau est faible. Pour preuve, denombreux bancs de sable se forment dans les bras morts du fleuve.Les débris flottants sont des morceaux d'arbres arrachés aux berges et des débris organiques (paquets d'herbes et coquillages).On observe une recrudescence des débris flottants durant les périodes où la Loire est en crue.

3.1.2.1.2.2.Risque et points sensibles

Le phénomène de colmatage tout comme le gel peut indifféremment affecter les deux tranches, car il touche les ouvrages degénie civil situés en amont du site de SAINT-LAURENT B. Le risque encouru pour les tranches est la perte de source froidepar manque d'eau qui exige un passage à l'état de repli.

Le risque de colmatage dû à l'envasement et d'ensablement concerne les éléments de l'installation :• La prise d'eau en Loire,• Le pertuis de prise d'eau,• Les biefs amont et aval,• Le passage busé,• La prise d'eau en canal.

Le risque de colmatage par des débris flottants concerne les éléments de l'installation suivants :• La prise d'eau en Loire,• Le pertuis de prise d'eau,• Le passage busé,• La prise d'eau en canal,• Les filtres SFI.

3.1.2.1.2.3.Examen des dispositions constructives

3.1.2.1.2.3.1.Protection contre l'envasement et l'ensablement

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Page 15: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

On cherche à limiter l'ensablement et l'envasement sur les ouvrages de génie civil pour protéger les composants sensibles descircuits hydrauliques tels que les pompes.Dans les biefs et la prise d'eau, la vitesse du fluide est faible car le volume de ces derniers est important. La faible vitesse del'eau favorise la décantation de celle-ci. L'ensablement et l'envasement sont donc principalement localisés dans ces ouvrages.Une fosse de décantation a été aménagée entre le seuil et pertuis de prise d'eau.La conception de la prise en canal assure une augmentation croissante de la vitesse du fluide évitant les dépôts.Au niveau de la station de pompage, des filtres sont installés pour la protection des circuits. Chaque ru d'eau de la stationdispose d'un tambour filtrant SFI.Ces tambours sont constitués de panneaux rectangulaires équipés de toile métallique filtrante (seuil de filtration I mm) qui sontreliés de manière étanche et articulés les uns aux autres. Le cylindre filtrant ainsi formé a une de ses bases fermée par un murde la station de pompage et l'autre base ouverte sur le ru d'eau. L'eau brute arrive perpendiculairement à la surface filtrante(niveau -16,68 m) et ressort par la base ouverte sur le ru. Des joints latéraux assurent l'étanchéité entre les bases du cylindrefiltrant et le génie civil. Afin de conserver leurs performances, les tambours filtrants sont équipés d'un système de nettoyage.La toile métallique tourne afin d'être nettoyée en partie haute du filtre (niveau 0 m, hors d'eau) par une rampe qui injecte del'eau à contre-courant ce qui décolle les boues. Ces boues sont recueillies et évacuées par un caniveau via le circuit d'égoutoSEO. Le site de Saint-Laurent présente une particularité au niveau des filtres SFI. En fonctionnement normal, les batardeauxentre les rus d'eau d'une même voie sont enlevés et tous les deux filtres sont en marche, si un filtre d'une tranche ne peutremplir sa fonction le ru d'eau de l'autre tranche s'y soustrait. Si les deux filtres d'une même voie sont indisponibles, le retraitdu batardeau central (entre la voie A et B) à l'aide de la grue du site permet de secourir une voie par l'autre (procédure S. SFI).Le dimensionnement des filtres SFI prévoit qu'un seul filtre est capable d'assurer le débit pour les deux tranches et ce quel quesoit l'état des tranches.Remarque : Si le colmatage se produit en amont des dégrilleurs sur un des ouvrages de génie civil par exemple. Dans un tel casil est possible de réalimenter la station de pompage en utilisant la recirculation d'hiver. Afin de ne pas dépasser la capacité derecirculation, il est demandé de ne conserver qu'une pompe par tranche.Malgré les filtres SFI, il demeure toujours dans l'eau qui transite par les pompes dont l'envasement va ensuite se fixer dans leséchangeurs RRI/SEC à plaques. Ce type d'échangeurs est particulièrement sensible à ce phénomène, lorsqu'il est utilisé dansl'industrie classique, il est couplé à un nettoyage chimique en continu. Cette technique n'est pas envisageable pour une centralenucléaire utilisant de l'eau d'un fleuve. Le dépôt dans les échangeurs se traduit par une baisse du coefficient d'échange entrel'eau brute et le RRI. Aucune disposition n'est prévue pour remédier à ce phénomène au niveau de ces organes. Aux pompessont associées des filtres à sable qui fixent les impuretés contenues dans l'eau, cette eau est ensuite utilisée pour réaliserl'étanchéité dans les chicanes (pièces fragiles) des pompes.

3.1.2.1.2.3.2.Protection contre les débris flottants

La prise d'eau en Loire a été réorientée afin d'offrir une position plus tangentielle par rapport au courant de la Loire. Cettedisposition présente l'avantage de limiter l'arrivée de débris. En plus de la nouvelle orientation de la prise d'eau en Loire,d'autres dispositifs sont prévus :

• la drôme flottante,• la grille au niveau du pertuis de prise d'eau,• l'ensemble des grilles et des dégrilleurs implanté sur la prise d'eau en canal.

La drôme flottante dont les panneaux déflecteurs sont bloqués à mi-hauteur dévie les débris. Le pertuis de prise d'eau calé surle seuil de prise d'eau est équipé de barreaux espacés de 200 mm, permet d'éviter le bouchage du pertuis par des débris nonarrêtés par la drôme.D'autres dispositifs doivent être prévus pour éviter le bouchage par :

• des débris flottants provenant des berges des biefs,• des débris flottants ayant by-passer l'ouvrage de prise d'eau en Loire (lors d'inondation).

Une digue déversoir a été aménagée pour by-passer le seuil de prise en Loire et le pertuis de prise d'eau. Elle est calée à 80,70NGF et dispose d'une barrière contre les corps flottants. Cette barrière perd de son efficacité quand le niveau de l'eau dépasse81,50 NGF.Le risque de bouchage au niveau du passage busé est impossible à cause des grandes dimensions des buses elliptique (5,2 m).La prise en canal est équipée de plusieurs série de grilles. Les barreaux sont espacés de 200 mm et 40 mm, ces dernières grillessont équipées de dégrilleurs (asservis à une perte de charge).

3.1.2.1.2.4.Actions de l'exploitant

Le contrôle de l'ensablement et de l'envasement est effectué périodiquement sur les ouvrages d'amenée. La fosse de décantationest contrôlée annuellement par sondage est dégravée si nécessaire, tout comme le canal d'amené au fond des biefs et le passagebusé. L'envasement constaté est faible, il est donc envisagé d'effectuer ces contrôles non plus annuellement mais tous les troisans.Les actions de l'exploitant sont réduites, elles concernent uniquement les circuits SEC/SFI. L'exploitant peut manoeuvrermanuellement les filtres SFI et les dégrilleurs normalement asservis.

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Page 16: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

3.1.2.1.2.5.Conclusion

La barrière de protection contre les débris flottants implanté sur la digue déversoir n'est plus en place. Elle ne présentaitqu'une utilité limitée de part sa faible hauteur. De plus, on dispose d'une barrière supplémentaire au niveau de l'ouvrage deprise d'eau en canal.Les différents dispositifs sont suffisants pour assurer une protection satisfaisante contre le colmatage.

3.1.2.1.3.Protection contre l'étiage

3.1.2.1.3.1 .Phénomènes physiques en Loire

La période des basses eaux : en été, le débit de la Loire est faible. De minces filets d'eau circulent au milieu des grèves de sabledécouvertes. On enregistre un creux marqué en Août-Septembre ou même en Octobre.L'histoire du Val est également marquée par la carence de l'écoulement sur une courte période de l'été (1943, 1949, 1976); ledébit journalier minimum en 1949 a avoisiné 19 mVs au droit du site. Cependant, les barrages d'amont de VILLEREST et deNAUSSAC permettront de maintenir un débit d'étiage minimum d'environ 60 m3/s au droit du site, sauf pour les annéesexceptionnellement sèches pour lesquelles l'amélioration sera aléatoire et faible (de l'ordre de + 10 m3/s pour l'étiage 1949 quiest d'un débit inférieur à celui de l'étiage centennal).Le débit de Loire est réguler par des barrages. Durant les périodes d'étiage, l'objectif est d'empêcher que le débit estival de laLoire ne tombe au-dessous d'un certain seuil à ORLEANS (100 m3/s) et à NANTES (340 m3/s) grâce à des barragesd'accumulation dans les parties hautes du bassin.

3.1.2.1.3.2.Risques et points sensibles

Le risque encouru est de ne plus assurer le débit suffisant. L'ensemble des ouvrages est concerné. Les pompes SEC sontconcernées car elles risquent de fonctionner en sous-débits (risque de cavitation, de détérioration de la partie mécanique).

3.1.2.1.3.3 .Dispositions constructives

L'ensemble du génie civil de prise d'eau a été calé pour approvisionner la station de pompage en eau jusqu'au PBES, soit 75,20NGF en Loire. Ainsi, le barrage en Loire permet de conserver un niveau à peu près constant au niveau de la prise d'eau enLoire jusqu'au PBES. Le pertuis de prise d'eau est calé au dessous du seuil des PBES. Un canal d'amenée en béton a étéconstruit au fond des biefs pour acheminer l'eau dans de telles conditions jusqu'à l'ouvrage de prise en canal (calé à 73 NGF).De plus, les barrages de Villerest et de Naussac permettent de soutenir un débit d'étiage minimum d'environ 60 m3/s au droitdu site (sauf pour les années exceptionnellement sèches).L'assèchement de la Loire en dessous des PBES correspond à un cas classé "hors dimensionnement". Toutefois, dans un tel cason peut utiliser la recirculation d'hiver. L'eau circule en circuit fermée, s'échauffe rapidement. L'utilisation de cette méthodeest donc limitée dans le temps.

3.1.2.1.3.4.Actions de l'exploitant

L'exploitant n'a que la possibilité d'ouvrir la recirculation d'hiver.Dés que l'on atteint le niveau d'étiage historique (75,6 NGF), la tranche est passée dans un état de repli où le refroidissementpar le SEC est le moins pénalisant : AN/RRA (RRA non connecté, refroidissement par les GV).

3.1.2.1.3.5.Conclusions

Les dispositions constructives semblent suffisantes pour garantir la permanence du débit lors des étiages. On s'assure que lestranches sont passées en état de repli (dès l'étiage historique) où le refroidissement par le SEC est le moins pénalisant, pourdiminuer les conséquences en cas de perte de la source froide.

3.1.2.2.Protection contre les inondationsL'ensemble du génie civil ne nécessite aucune protection vis-à-vis des inondations n'est nécessaire. Néanmoins, le risque debouchage de la prise en Loire augmente du fait des nombreux débris charriés par le fleuve en crue.Seules les parties électriques des systèmes SEC et SFI nécessitent d'être protégées de l'eau. Les inondations à retenir contresont de deux types :

• externes,• internes.

Les parties électriques de ces systèmes sont placées dans la station de pompage ou sur les . La protection contre les inondations(pour ces systèmes) consistent à les protéger de l'eau.

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3.1.2.1.2.5.Conclusion

La barrière de protection contre les débris flottants implanté sur la digue déversoir n'est plus en place. Elle ne présentaitqu'une utilité limitée de part sa faible hauteur. De plus, on dispose d'une barrière supplémentaire au niveau de l'ouvrage deprise d'eau en canal.Les différents dispositifs sont suffisants pour assurer une protection satisfaisante contre le colmatage.

3.1.2.1.3.Protection contre l'étiage

3.1.2.1.3.1 .Phénomènes physiques en Loire

La période des basses eaux : en été, le débit de la Loire est faible. De minces filets d'eau circulent au milieu des grèves de sabledécouvertes. On enregistre un creux marqué en Août-Septembre ou même en Octobre.L'histoire du Val est également marquée par la carence de l'écoulement sur une courte période de l'été (1943, 1949, 1976); ledébit journalier minimum en 1949 a avoisiné 19 mVs au droit du site. Cependant, les barrages d'amont de VILLEREST et deNAUSSAC permettront de maintenir un débit d'étiage minimum d'environ 60 m3/s au droit du site, sauf pour les annéesexceptionnellement sèches pour lesquelles l'amélioration sera aléatoire et faible (de l'ordre de + 10 m3/s pour l'étiage 1949 quiest d'un débit inférieur à celui de l'étiage centennal).Le débit de Loire est réguler par des barrages. Durant les périodes d'étiage, l'objectif est d'empêcher que le débit estival de laLoire ne tombe au-dessous d'un certain seuil à ORLEANS (100 m3/s) et à NANTES (340 m3/s) grâce à des barragesd'accumulation dans les parties hautes du bassin.

3.1.2.1.3.2.Risques et points sensibles

Le risque encouru est de ne plus assurer le débit suffisant. L'ensemble des ouvrages est concerné. Les pompes SEC sontconcernées car elles risquent de fonctionner en sous-débits (risque de cavitation, de détérioration de la partie mécanique).

3.1.2.1.3.3 .Dispositions constructives

L'ensemble du génie civil de prise d'eau a été calé pour approvisionner la station de pompage en eau jusqu'au PBES, soit 75,20NGF en Loire. Ainsi, le barrage en Loire permet de conserver un niveau à peu près constant au niveau de la prise d'eau enLoire jusqu'au PBES. Le pertuis de prise d'eau est calé au dessous du seuil des PBES. Un canal d'amenée en béton a étéconstruit au fond des biefs pour acheminer l'eau dans de telles conditions jusqu'à l'ouvrage de prise en canal (calé à 73 NGF).De plus, les barrages de Villerest et de Naussac permettent de soutenir un débit d'étiage minimum d'environ 60 m3/s au droitdu site (sauf pour les années exceptionnellement sèches).L'assèchement de la Loire en dessous des PBES correspond à un cas classé "hors dimensionnement". Toutefois, dans un tel cason peut utiliser la recirculation d'hiver. L'eau circule en circuit fermée, s'échauffe rapidement. L'utilisation de cette méthodeest donc limitée dans le temps.

3.1.2.1.3.4.Actions de l'exploitant

L'exploitant n'a que la possibilité d'ouvrir la recirculation d'hiver.Dés que l'on atteint le niveau d'étiage historique (75,6 NGF), la tranche est passée dans un état de repli où le refroidissementpar le SEC est le moins pénalisant : AN/RRA (RRA non connecté, refroidissement par les GV).

3.1.2.1.3.5.Conclusions

Les dispositions constructives semblent suffisantes pour garantir la permanence du débit lors des étiages. On s'assure que lestranches sont passées en état de repli (dès l'étiage historique) où le refroidissement par le SEC est le moins pénalisant, pourdiminuer les conséquences en cas de perte de la source froide.

3.1.2.2.Protection contre les inondationsL'ensemble du génie civil ne nécessite aucune protection vis-à-vis des inondations n'est nécessaire. Néanmoins, le risque debouchage de la prise en Loire augmente du fait des nombreux débris charriés par le fleuve en crue.Seules les parties électriques des systèmes SEC et SFI nécessitent d'être protégées de l'eau. Les inondations à retenir contresont de deux types :

• externes,• internes.

Les parties électriques de ces systèmes sont placées dans la station de pompage ou sur les . La protection contre les inondations(pour ces systèmes) consistent à les protéger de l'eau.

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3.1.2.2.1.Protection contre les inondations externesII est pris comme inondation de référence la CMS (Crue Majorée de Sécurité) qui dans le cas du site de Saint-Laurentcorrespond au débit de la crue millénalle majorée de 15%. Dans ce cas, le niveau des eaux atteint 84,25 NGF. En amont du sitedes barrages écréteurs servent à diminuer le niveau atteint par les eaux en cas de crue. En contrepartie, la durée d'écoulementsera plus longue. La coordination entre les barrages et le site est orchestrée par la Direction Centrale Technique.Au cours de la période 1939-1972 à GIEN, le chiffre de 2000 mVs a été enregistré au cours de 21 périodes, celui des 3000 m3/strois fois (en 1966 notamment). Pourtant, aucune de ces valeurs n'est comparable à celles des années 1846, 1856 et 1866; ledébit maximal de la Loire au droit du site est estimé à 6400 m3/s.Le fleuve noie alors déversoirs et zones non protégées : au-delà de 5000 m3/s, une rupture des levées est à craindre, ce qui setraduirait par l'inondation de son lit majeur et du Val de CISSE (en aval de BLOIS). Ces grandes crues résultent de la chutesimultanée de fortes pluies sur l'ensemble du bassin versant; les barrages d'amont ne pourront alors que limiter leurs effets.

Suivant le niveau atteint par l'eau, deux types de protection au niveau du site ont été prévues.

3.1.2.2.1.1 .Protection contre la crue millénale

II s'agit d'une protection passive : Les accès de la station de pompage sont hors d'atteinte des eaux en cas de crue millénale.Le niveau atteint par la crue millénale atteint la cote de 83,80 NGF (cote connue avec un intervalle de confiance de 70%). Laplate-forme du site sur laquelle les accès à la station de pompage sont implantés est à 83,70 NGF. Cette cote tient compte del'implantation de SAINT-LAURENT B. Par contre, le seuil des portes des ouvrages situés sur la plate-forme du site est calé àce niveau.Pour toutes inondations dont le niveau n'atteint pas celui de la crue millénale, les parties électriques sont donc protégées carhors d'atteintes par les eaux.

3.1.2.2.1.2.Protection contre la CMS

Des mesures supplémentaires sont prévues pour faire face à la surcôte de 45 cm par rapport à la crue millénale. La protectioncontre la CMS est obtenue par des actions de l'exploitant :

1. en obturant les galeries communiquant avec l'îlot nucléaire,2. en prévoyant des masques métalliques pour assurer l'étanchéité au niveau des accès aux ouvrages situés sur la

plate-forme.Les portes étanches des galeries SEC et coupe lame (au milieu de la galerie SEC) assurent l'étanchéité au niveau des galeriesSEC.Ces masques métalliques d'une hauteur de 80 cm sont situés à côté des sas et mises en place devant les sas dès la pré-alerte detrès grandes crues suivant la procédure H5 "dépassement de la crue millénale". Ils sont contrôlés lorsque que l'alerte est émise(niveau cinquantenal : 81,70 NGF). Le tassement maximal de la plate-forme a été estimé à la conception à 22 cm. Parconséquent, la marge obtenue par les masques métalliques est de 45-22=13 cm. Les prises d'air, les trémies d'accès desmatériels sont surélevés de 80 cm par rapport au niveau de la station de pompage, donc hors d'atteintes des eaux.Les tassements au niveau de la station de pompage ne sont pas mesurés. Ces tassements sont faibles car la station de pompageest enterrée et creuse, elle subit donc une forte poussée d'Archimède qui limite son enfoncement. On peut donc afin dedémontrer le respect de la protection contre la CMS utiliser les tassements de bâtiments plus lourds tels que les bâtimentscombustible dont l'enfoncement est mesuré en 83 atteint 15 cm et l'enfoncement estimé au bout d'un temps infini atteint 16cm. Donc, l'hypothèse de 22 cm est bien respectée. La station de pompage est donc étanchéifiée.Notons enfin que la motorisation, le lavage et la goulotte d'évacuation des filtres SFI se situent au-dessus de 85 NGF ce quiassure sa disponibilité en cas de besoin. Néanmoins afin de ne pas dégrader les filtres, on suspend son fonctionnement dès quel'on atteint le niveau de la crue millénale.

3.1.2.2.2.Protection contre les inondations internesLe système SEC est également protégé contre les inondations internes de la station de pompage ou venant des galeries SEC.On garantit l'étanchéité du système suite à un séisme détruisant les tuyauteries d'eau de circulation entre la station de pompageet les locaux RRI. On obture les galeries à l'extrémité de la station de pompage au moyen de dispositifs d'étanchéité que l'onmonte sur les trémies des galeries, ils sont doublés par des portes étanches.Dans le cas d'une fuite interne dans la station de pompage ou si les dispositions précédentes n'étaient pas efficaces pouvantentraîner le noyage d'une salle, les dispositions suivantes ont été prises :

• évacuation des fuites par deux pompes (débit unitaire =110 m3/h, hauteur = 20 mCE) via un ru d'exhaure,• dimensionnement des pompes SEC pour fonctionner 50 heures sous eau.

Ce temps est suffisant pour passer les tranches dans un état d'arrêt sûr.Les risques d'inondations internes de la station de pompage sont essentiellement dus au circuit d'incendie qui est implantédans chaque salle SEC, car les marges retenues sur les dimensions des composant du SEC sont importantes.

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Page 19: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

3.1.2.2.3.Conclusions sur les inondationsPour se prémunir d'une inondation causée dans les galeries SEC (ou plus haut), deux dispositifs sont prévus, l'un fixe (porteétanche pour les petites fuites), l'autre mobile. Dans le cas d'inondations internes, deux pompes d'exhaure assurentl'évacuation de l'eau à hauteur de 110 m3/h par pompe. Si cette parade ne suffisait pas, les pompes SEC sont dimensionnéespour fonctionner 50 heures sous eaux. Ce temps est largement nécessaire pour passer la ou les tranches en état de repli définipar les procédures H 1.La plate-forme du site est hors atteintes par les eaux tant que le niveau reste inférieur à la crue millenale (83,80 NGF). Au delà,une procédure prévoit l'implantation de système d'étanchéité mobiles dès que la pré-alerte "grandes crues" est annoncée, soitavant que le niveau cinquantenal soit atteint (81,70 NGF). Ces dispositifs restant efficaces au-delà de la CMS.Ces dispositions semblent satisfaisantes.

3.1.2.3.Analyse d'exhaustivité de l'alarme SEC 008 AAL'entrée dans la procédure Hl "Perte totale source froide" est activée lorsque l'alarme SEC 008 AA. Cette alarme est donc unealarme DEC, elle retranscrit sous forme lumineuse sur le tableau de commande les trois cas recensés de la perte de la sourcefroide :

• bouchage de la paire d'échangeurs RRI/SEC (delta P > 2,4 bars),• bouchage de la station de pompage (delta P échangeurs < 0,3 bars),• perte totale des pompes (basse pression au refoulement P<1,2 bars).

A P élevé P basse refoulement A P faibleEchangeur SEC/RRI 01-03 PO EchangeurSEC/RRlvoie A-33 SP 21 SP VoieB-36SP

P>2,4b P<l,2b P<0,3b

A P faibleEchangeurs SEC/RRI

voie A-35 SPP<0,3b

A P élevéEchangeurSEC/RRl

voieB-34SPP>2,4b

P base refoulement02-04 PO

22 SPP< 1,2 b

008 AA

On constate que l'alarme n'est générée que par des capteurs implantés sur le système SEC. Toutefois, les incidents (horsinondations) pouvant se produire sur les ouvrages de génie civil n'ont qu'une conséquence : perte de débit. Cette perte de débitsera détectée soit par une pression faible au refoulement ou soit par delta P echangeur faible. Ainsi l'alarme SEC 008 AAcouvre tous les cas de dysfonctionnements que nous venons d'évoquer.

3.1.2.4.Cas dimensionnantsParmi la documentation, on distingue trois différents cas dimensionnants :

• Deux tranches en arrêt rapide (moins de 20 heures),• Une tranche en APRP,• Dimensionnement au fonctionnement normal.

Parmi ces trois cas, il apparaît que le cas le plus pénalisant est le passage en arrêt à froid en moins de 20 heures. Toutefois,d'un point de vue sûreté, le cas à retenir est F APRP.

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Page 20: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

3.1.2.5.Critère : débit SEC ou capacité d'échange?Dans le rapport de centrale, on trouve deux définitions antagonistes :

• Les pompes sont dimensionnées pour assurer le débit nécessaire en fonctionnement normal, soit 2200 m3/h.• Le contrôle de la capacité d'échange permet de garantir que la chaîne EAS/RRI/SEC est toujours à même

d'évacuer la puissance en cas d'APRP quel que soit la température d'eau brute et quelque soit le débit. Il n'est doncpas attaché de critère de sûreté au choix du débit SEC.

Il apparaît important d'effectuer une recherche la plus exhaustive possible de tous les documents susceptibles de contenir uneinformation afin de clarifier le rapport de centrale qui est en cours de réexamen. Le rapport de centrale constitue la référence enterme de sûreté.

3.1.2.5.1.Critère de débit SECII apparaît nécessaire de lister les documents en fonction du critère de débit qu'ils préconisent :

Critère de débit SEC

2200 m3/h

1760 m3/h

Documents contenant le critère• DSE SEC• DSESFI• Rapport standard ("débit de dimensionnement")• Rapport de centrale (§7..3)• E-RET/ME 76-56 (dimensionnement des pompes SEC et SEN)• Analyse d'essais de démarrage des pompes SEC de 1980• PPE essais de démarrage• PEE SEC DEC 151 indAetC (1995)• Fiche FAREE ind A (essais de 93) validée en 1995• procédure de conduite S.DIV.3

Le critère de 1760 m3/h trouve sa justification dans un calcul du SEPTEN effectué en 93 à la demande de l'Equipement.Au vu des éléments ci-dessus et après avoir contacté les services centraux, le critère de débit à respecter est de 1760 m3/h.

3.1.2.5.2.Critère de capacité d'échangeDans la note E REP R 81-62 C (Capacité des échangeurs RRI/SEC à faire face à un APRP), l'étude de l'influence du débit SECest étudiée. Un calcul montre que le débit SEC supérieur à 1700 m3/h n'a que peu d'influence sur la puissance évacuée. Lesabaques de suivi d'encrassement sont élaborés à la fin de cette note et restent valables quelque soit le débit SEC car "elles sontquasiment confondues".En fonctionnement normal (tranches en puissance), les procédures de suivi d'encrassement des échangeurs RRI/SEC (EP RRI20 essai hebdomadaire) permettent de garantir que la chaîne EAS/RRI/SEC soit toujours à même d'évacuer la puissancerésiduelle en cas d'APRP.

3.1.2.5.3.Aspect physique du problèmeAfin de statuer sur le critère à respecter, une étude physique est nécessaire. Seul le paramètre physique "capacité d'échange"permet de garantir qu'un échangeur est capable d'évacuer une puissance donnée. La tenue des pompes du système RRI estassuré si la température de sortie reste inférieure à 50°C

• Modélisation de l'échangeur

QRRI

lESEd

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Page 21: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

• Notation :

VariablesP

KST E MU

TSMU

IÎIRRI

CpRRI

T E SEC

TSSEC

ITISEC

CpsEC

DescriptionPuissance échangée entre les circuits RRI/SEC

Capacité d'échangeTempérature d'entrée RRITempérature de sortie RRI

Débit volumiqueCapacité calorifique de l'eauTempérature d'entrée SECTempérature de sortie SEC

Débit volumiqueCapacité calorifique de l'eau

DescriptionDonnée

InconnueInconnue

Donnée de conception à respecterDonnée de conception

CalculableDonnée

InconnueVariable

Calculable

Bilan thermique :

P =msECx(hs-hE) = (mCpJ X(TS S E C -TE S E C )V ySEC

P =

Par définition, P = KS x

RRI

X \ ^S RRI 1 E R R I ) ( 2 )

\*SRRI *ESEC/

T - TXE RRI *S SEC

T - T*• -"-S RRI -"-E SEC '

(3)

• Résolution du systèmeEn éliminant les variables de température sortie SEC et entrée RRI, on aboutit à la capacité d'échange.

KS =1

mCpj - ImCpRRI ^ J SEC

x In 1 +T - TXS RRI 1 E SEC

1

(jmCpRRI

mCp

La capacité d'échange suffit à elle seule à caractériser l'ensemble du problème lié à l'évacuation de la puissance en APRP enfonction des données (puissance, température sortie RRI, température entrée SEC). Le débit SEC n'est qu'une composante dela capacité d'échange. Une étude de sensibilité sur ce paramètre permet d'apprécier son influence sur la capacité d'échange :Plus le débit SEC augmente, plus la capacité d'échange augmente et donc plus la puissance évacuable est importante.

3.1.3.2.4.Conclusion

Au vu de ces résultats qui ont été présentés en Comité Technique, la situation du site de Saint-Laurent apparaît commesatisfaisante car le site suit la capacité d'échange qui garantit l'intégrité de la troisième barrière en cas d'APRP. Malgré lasituation satisfaisante de l'exploitation (l'essai périodique EP RRJ 20 a été approuvé par l'Autorité de Sûreté), le site cherche àaméliorer son process de contrôle de la capacité d'échange. Ainsi, la décision suivante à été prise :

Améliorer l'essai périodique EP RRI 20 pour tenir compte des températures élevées et des bas niveaux en Loire (cf.paragraphe 4).

Cette décision a été immédiatement suivie d'une proposition de modification du rapport de centrale qui est en cours d'examenpar les services centraux.

3.2. Analyse de l'exploitationL'exploitation de la source froide peut comme nous l'avons déjà vu dans les cas particuliers présentés au paragraphe 2 (le gelou les inondations) influer sur la fiabilité de la source froide. Il s'agit donc de recenser toutes les manoeuvres d'exploitation nonprévues à la conception et d'en établir les causes et les impacts.En fonctionnement "normal" des tranches, l'exploitant agit uniquement sur les systèmes SEC, SFI.

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Page 22: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

3.2.1. Paramètres influant sur l'exploitationUn certain nombre de paramètres influent sur la configuration de la source froide :

• Débit en Loire,• Activités des rejets,• Température des rejets et température en Loire.

Le débit conditionne le rejet des effluents. Pour un faible débit en Loire, la dilution des effluents n'est pas satisfaisante. Pourde forts débits, le risque est de localiser l'activité sur des surfaces inondées, mais accessible aux êtres vivants lorsque le débit enLoire diminue.

• Pour les faibles débits, l'arrêt des rejets d'effluents radioactifs est prononcé lorsque le débit devient inférieur à60 m3/h,

• Pour les forts débits, l'arrêt des rejets d'effluents radioactifs est prononcé lorsque le débit devient supérieur à1500 m3/h,-

La mesure de l'activité des rejets est contrôlée au niveau de l'ouvrage de rejet sans tenir compte du débit en Loire.Afin de ne pas bouleverser l'écosystème environnant, la température des rejets en Loire fait l'objet d'un accord avec laDirection De l'Equipement.La température des rejets ne doit pas dépasser 30°C, excepté entre le 01/06 et le 30/09 mais alors, sans excéder 33°C, ni 30°Cde valeur moyenne sur une journée et en effectuant qu'un seul dépassement quotidien d'une durée inférieure ou égale à 6heures. Toutefois des dérogations peuvent être accordées.Le contrôle de la température est réalisé au moyen de la sonde 0 KRS 001 MT implanté sur la voie A en aval de l'ouvraged'appoint et de rejet.

Pour ce deux cas, un fonctionnement à deux files est envisageable. Un fonctionnement à deux files permet d'avoir un débit plusimportant, qui dans le cas de hautes activités permet de diluer les rejets et dans le cas de températures élevées d'apporter undébit d'eau plus froide pour abaisser la température de rejet.

3.2.2. Fonctionnement à deux filesLe fonctionnement à deux voies du SEC n'a été prévu à la conception que pour permettre le passage à l'état d'arrêt; or,d'autres cas de fonctionnement à deux voies ont été constatés. Avant d'estimer l'impact d'un tel fonctionnement en terme dedisponibilité et de sûreté, il faut établir une liste exhaustive de tous les cas où les deux voies fonctionnent simultanément.

3.2.2.l.Passage à l'état d'arrêtCe type de fonctionnement est utilisé pour passer les tranches à l'état d'arrêt à froid (lorsque les pompes et les échangeurs RRAdoivent être refroidis).La configuration du SEC est la suivante :

• une file avec une pompe SEC,• l'autre file avec deux pompes SEC.

3.2.2.2.Température de rejet ou en Loire élevéeAfin que la température de rejet en Loire soit inférieure à 30°C, la consigne de conduite S.DIV.3 prévoit les actions suivantes(lorsque la température en Loire ou de rejet est trop importante) :

• mettre en service les files SEC/RRI de préférence en voie B,• démarrer des quatre pompes SEN,• démarrer des pompes SEC sur la file hors service,• diminuer l'appoint CVF,• diminuer les purges GV (le plus gros consommateur en terme d'énergie à évacuer),• baisser la puissance en dernier recours.

Le retour d'expérience met en avant que le critère le plus pénalisant est la température de rejet. Cette situation se produitfréquemment sur le site de Saint-Laurent et plus généralement sur tous les sites en Loire. La Loire étant un fleuve peu profondavec des conditions d'étiage sévère, elle se réchauffe très vite.La mise en service de la voie à l'arrêt est demandée lorsque la température en Loire dépasse 22°C ou lorsque la température desrejets dépasse 29°C. Le fonctionnement à deux voies permet dans ce cas d'éviter la baisse de charge et assure une meilleuredisponibilité des tranches.Une alarme calée à 29°C (et utilisant le capteur 0 KRS 001 MT) est retransmise en tranche 1. L'opérateur secondaire tranche 1est le pilote de la procédure S.DIV.3. Cette procédure est applicable du 01/06 au 30/09.

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Page 23: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

Le basculement de file sur la voie B permet de diminuer la température de rejet car le capteur 0 KRS 001 MT en raison de sonimplantation mesure principalement la température des rejets des voies A.

3.2.2.3.Hautes activités des rejetsEn cas de hautes activités des rejets, une pré-dilution peut être effectuée pour diminuer l'activité mesurée à l'ouvrage de rejeten Loire. Ainsi, le démarrage de la file SEC à l'arrêt peut être demandé par le laboratoire de site. La durée de fonctionnementest égale à la durée de rejet et est donc très courte (quelques heures).

3.2.2.4.Fonctionnement en périodes "grands froids"Le fonctionnement à deux files durant les périodes grands froids est effectif dès l'émission par le CRES de l'alerte "grandfroids". La procédure de conduite temporaire demande qu'une pompe SEC de la file à l'arrêt pendant le quart de nuit de 02h à05h.Le démarrage de la file à l'arrêt pendant trois heures permet:

• de prévenir la prise en glace des tuyauteries de rejet (apport calorifique dû aux pompes),• d'augmenter la vitesse de l'eau à la prise d'eau (donc de diminuer la formation de glace),• d'apporter un supplément calorifique au système DVP.

Ainsi, ce type de fonctionnement assure la disponibilité des deux voies SEC lorsque les conditions extérieures défiabilisent lesmatériels (cf. E-N-S/FC/94/100 Analyse probabiliste et comparative de deux configurations différentes du SEC) ce qui diminuele risque de rentrée dans la procédure Hl : le basculement de file est possible.

3.2.2.5.Conclusion sur le fonctionnement à deux voiesLe dépassement de la température maximale en Loire peut conduire l'exploitant à baisser la charge voire à arrêter la tranche.La procédure de conduite S.DIV.3 permet de diminuer le risque d'arrivée à de telles extrémités.Parmi toutes les actions énoncées dans cette procédure (cf. paragraphe 3.2.2.2), la baisse des purges APG et le démarrage despompes SEC de la file à l'arrêt restent les actions les plus efficaces pour respecter le critère de température.Le fonctionnement à deux files SEC a déjà fait l'objet de remarques de la part du groupe permanent. Elles ont conduit àréaliser une modification du circuit SEN : ajout d'une quatrième pompe. Cette modification n'a pas permis de supprimer lefonctionnement à deux files, mais en a réduit la fréquence.L'efficacité de la procédure S.DIV.3 peut se résumer par les chiffres suivants :

Nombre d'heures de dépassement de 30°C

Année 95 (pré S.DIV.3)

217

Année 96 (Application S.DIV.3)

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Bien que difficilement mesurable, cette configuration a permis d'améliorer la disponibilité de la tranche. Il faut relativiser cesrésultats qui peuvent être faussés par les manoeuvres inadaptées de l'exploitant qui en basculant les files sur les voies B faussela mesure de température. Une modification de la mesure de la température de rejet doit être réalisée. Cette mesure doit être lamoyenne des températures de rejets voie A et voie B. D'où la proposition d'implanter une autre sonde de température sur lavoie B afin de réaliser la moyenne voie A et voie B.

Dans les périodes de "grands froids", ce type de fonctionnement est justifié car il assure la disponibilité des tranches et diminuele risque de perte totale de source froide par bouchage d'une tuyauterie principale.

D'un point de vue sûreté, l'étude E-N-S/FC/94/100 (Analyse probabiliste et comparative de deux configurations différentes duSEC) démontre qu'il n'y a pas de contre-indication d'origine fiabiliste qui empêche ce type de configuration dans la mesure oùelle reste limitée à quelques jours par an. Comme cette condition est satisfaite par le site, le fonctionnement à deux files estacceptable.Par contre, le fait d'exposer plus souvent les échangeurs à un encrassement aurait pour effet d'accroître le tauxd'indisponibilité de ces derniers et de diminuer leur efficacité en cas d'APRP.De plus, la réalisation de l'EP RRI 20 qui est le seul moyen pour garantir la disponibilité des échangeurs (capacité à faire face àl'APRP) n'est pas prévue après chaque fonctionnement à deux files.Remarque : La procédure S.DIV.3 demande la réalisation de cet essai deux fois par semaine vers 17 heures (cas le pluspénalisant à Saint-Laurent pour les températures de la source froide). Rien de tel n'est prévu dans la consigne associée à laprocédure S.DIV.2.

Bien que la réalisation systématique de l'essai EP RRI 20 soit superflue du fait des courtes durée de fonctionnement à deuxfiles, il semble qu'à minima, un suivi par l'exploitant du delta P aux bornes de ces échangeurs est souhaitable. Ce suivi ayant

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Page 24: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

pour objectif de s'affranchir d'un bouchage soudain avant et après chaque fonctionnement à deux files d'une part et entre deuxfonctionnements à deux files d'autre part (ce suivi de delta P étant intégré aux procédures S.DIV.3 et S.DIV.2).

3.2.3. Cas des particuliers des états d'arrêt à froidPour l'état d'arrêt à froid normal, une pompe SEC et deux demi-échangeurs sont requis. Par contre pour l'état d'arrêt à froidpour intervention, deux configurations de la source froide sont possibles :

• une pompe SEC voie A et une pompe SEC voie B et RRI/SEC disponible sur la tranche voisine,• deux pompes SEC voie A et voie B.

Pour l'état d'arrêt à froid pour rechargement, les configurations suivantes sont possibles (en fonction des sources électriquesinternes disponibles) :

• une pompe SEC voie A et une pompe SEC voie B,• une pompe SEC voie A et RRI/SEC disponible sur la tranche voisine,• deux pompes SEC voie A et deux pompes voie B.

La gestion des coeurs du site de Saint-Laurent est soumise à la gestion Garance. Cette gestion pose des problèmes de puissancerésiduelle. Pour ne pas augmenter les durées d'arrêt de tranche, le site a demandé une dérogation pour pouvoir décharger lecombustible alors que la puissance résiduelle est supérieure à 5,5 MWth. Pour pouvoir stocké dans la piscine PTR cecombustible, certaines précautions ont été prises par le site. Ces précautions concernent l'exploitation de la tranche voisine. Eneffet, les spécifications techniques prévoient le secours du refroidissement par le RRI/SEC de la tranche voisine.Pour garantir le refroidissement des systèmes normaux associés à la tranche et de la piscine PTR de la tranche à l'arrêt, lenettoyage des échangeurs de la tranche qui reste en fonctionnement sont nettoyés juste avant l'arrêt. L'EP RRI 020 permet degarantir une capacité d'échange suffisante. Pendant l'arrêt, l'équipe de quart contrôle sur la tranche en arrêt que le delta P auxbornes des échangeurs qui doit rester inférieur à 1,8 bar. Cette limite permet d'assurer qu'il n'y a pas eu de bouchage soudain.Sur l'autre tranche, un EP RRI 20 est effectué quotidiennement.

3.2.4. Analyse des essais périodiquesLa liste des essais périodiques (fournie en annexe 2) vous décrit succinctement les contrôles qui sont effectués. La confrontationdes procédures d'essai périodiques et des règles de d'essai avec les besoins de l'installation a permis de mettre en exerguecertains manques.

• Le temps de fermeture du clapet au refoulement des pompes n'est pas contrôlé. Ce temps est important car il peutentraîner des coups de bélier dans les tuyauteries, ou désamorcer la pompe.

• Le contrôle de la fermeture du clapet AS G 010 VL (ultime secours des pompes AS G par les pompes SEC) sur perteSEC(delta P élevé aux bornes des échangeurs) n'est pas réalisable sur l'installation.

• Plus généralement, la simulation de l'alarme DEC SEC 008 AA "perte totale source froide" (définition cf.paragraphe 2.2.3.5) sur delta P élevée aux bornes des échangeurs n'est pas réalisable en l'état. La logique del'alarme est testée, mais pas la partie capteur.

• Le contrôle des performances des pompes SEC prévoit le contrôle des performances de la partie électrique etmécanique de la pompe. Le contrôle des performances hydrauliques n'est pas réalisé. Ce contrôle est primordialepour juger de l'état de la pompe.

• L'essai EP RRI 020 qui garantit la capacité des échangeurs à faire face à l'APRP n'est pas prévu pour lefonctionnement aux basses eaux en Loire.

La modification de ces essais constitue la troisième partie du stage, vous trouverez les éléments au paragraphe 4.

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

3.3.1. Présentation de FIDEMISL'analyse des défaillances est réalisée en utilisant le logiciel FIDEMIS. Ce logiciel a été développé par le site. Le fichierconstitué par FIDEMIS peut être utilisé d'une part pour établir des paramètres de fiabilité (taux de défaillance à la sollicitation,taux de défaillance en fonctionnement, taux d'indisponibilité), d'autre part pour effectuer des études d'optimisation de lamaintenance par la fiabilité.FIDEMIS permet d'extraire, de sélectionner et d'analyser des données de fiabilité à partir des applications de gestion de lamaintenance des composants des installations industrielles.Ce logiciel contient toutes les fiches d'événements depuis le démarrage de la centrale concernant chaque composant qui a étérecensés comme important pour la sûreté.Chaque fiche est renseignée de la manière suivante :

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Page 25: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

• descriptif de la demande,• compte-rendu d'intervention.

De plus, trois champs particulièrement importants pour le calcul du taux de défaillance du matériels :• Etat du matérielII renseigne sur la configuration dans laquelle l'ensemble mécanique se trouvait lors de la découverte de l'anomalie(défaillance ou dégradation).• Degré de défaillanceC'est un critère utilisé pour les EPS qui permet de statuer sur la prise en compte de la durée d'indisponibilité du matériel suiteà une défaillance.• Degré critique EPSC'est le critère qui permet déjuger si la défaillance, partielle ou totale, survenue sur le matériel a affecté ou aurait pu affectél'une au moins des trois fonctions de sûreté à respecter par les installations. C'est un champ binaire ayant pour valeurs"critique EPS" ou "non critique EPS".Remarque : Tous les composants ne sont pas référencés. Pour notre système, seules les pompes, les composants et les capteursde pression font partie des composants suivis par le logiciel.

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

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

- bagues d'étanchéité- chemise sous presse étoupe- roulement de guidage palier et butée

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

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

Défaillances critiques EPS :

matériel2 SEC 001 PO

2 SEC 001 PO

1 SEC 004 PO

date12/09/81

25/04/97

29/11/81

étatfonctionnement

sollicitation

fonctionnement

causesDéclenchement fortuit de la pompe et impossibilité de redémarrage. Lacause est la rupture de câbles du module de contrôle.Refus de démarrage suite à un essai de reprise en secours. La cause estle mauvais fonctionnement d'un relais.Désamorçage d'une pompe. Intensité faible pour le moteur et présenced'eau dans le corps des autres pompes.

Défaillances non critiques intéressantes :- Erosion de la volute : 1 SEC 001 PO, 2 SEC 002 PO- Changement roulement : 2- Intervention sur butée moteur : 1- Changement chemise d'arbre : 3- remplacement de l'huile du palier butée : 1- défaut de graissage sur les roulements : 1- réfection PE pour cause de fuite importante : 5-10 fortuit pour retrait d'une tresse sur le PE suite à une montée en température: 1- Faible arrosage du PE car les filtres Buron sont encrassés, mais le PE fuit normalement : 1

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

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Page 26: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

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

3.3.3. Echangeurs eau brute -eau déminéralisée RRI/SECMission :Les echangeurs RRI/SEC permettent le transfert des calories du circuit de réfrigération RRI vers le circuit SEC, dans lequelcircule l'eau brute venant de la Loire et appelée source froide. Leur mission est importante vis à vis de la sûreté car ils sontindispensables pour le refroidissement de tous les auxiliaires nucléaires. La mesure de la capacité d'échange se fait en utilisantTEPRRI20.

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

Défaillances critiques EPS :II n'y a pas de défaillance critique EPS.

Défaillances non critiques EPS intéressantes :- Echangeur encrassé (indisponibilité fortuite du demi-échangeur) : 7- Echangeur presque encrassé (mise à l'arrêt, nettoyage à faire le plus rapidement possible) : 1- Fuite importante sur la bride de la vanne 2 SEC 083 VE : 1- Fuite interplaque sur un echangeur : 7- Tuyauterie SEC percée : 1- puisard bouché : 1

Conclusion :Aucune défaillance critique n'a été rencontrée parmi les 510 événements répertoriés. La majorité de la durée desindisponibilités est due aux nettoyages des echangeurs. Ils sont inhérents à l'emploi d'eau brute. Une autre cause importanted'indisponibilité est les fuites interplaques. Elles ont deux causes le vieillissement des joints et les démontages fréquents desechangeurs pour leur nettoyage. Le vieillissement des joints peut être anticipé. Toutefois, les opérations fréquentes dedémontage et de remontage vont évoluer de manière conséquente le risque de fuite et de dégradation des joints. L'apport duremplacement systématique serait faible. En effet, les echangeurs à plaques sont délicats à remonter. Il faut que les plaquessoient bien positionnées entre elles avant de venir serrer l'ensemble. L'obtention du bon couple de serrage nécessite l'emploi decales de réglage. Ces manoeuvres délicates nécessaires à l'exploitation de la source froide défiabilisent ce composant. Leremplacement de ces echangeurs par des echangeurs à tubes (moins sensibles à l'encrassement, aux opérations de maintenance)n'est pas envisageable car ce type d'échangeur est trop volumineux pour les puissances à évacuer. La situation du site estsatisfaisante en effet les durées d'indisponibilité sont inférieures au critère STE (504 heures/an) puisqu'en 97 elles atteignent338 heure en tranche 1 et 312 heures en tranche 2.

3.3.4. Capteurs SFI/SECDe nombreux bouchage de prise d'impulsion ont été constatées sur le site. Elles participent à l'élaboration de l'alarme "pertetotale SEC". Certaines configurations accidentelles comme la per te de débit SEC en voie B (la voie A étant initialement horsservice) ne peut plus être détectée par l'alarme DEC (Document d'Entrée en Consigne) ce qui est générateur de retard dans letraitement de problème et constitue un facteur aggravant pour la maîtrise de l'accident.Le site a modifié ses prises d'impulsion pour permettre leur débouchage. Leur débouchage est formalisé sous la forme d'un essaipériodique effectué mensuellement.

Amont echangeur Aval echangeur

SEC

Extérieur Extérieur

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

22

Page 27: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

Toutefois, depuis l'implantation de cette modification aucun nouveau bouchage n'a été constaté.Pour réaliser le débouchage complet de la ligne de prise d'impulsion, il faut remplacer les vannes actuellement en place par desvannes trois voies. Le risque d'une telle modification est de rendre possible l'erreur de lignage et ainsi de créer une fuite sur leSEC. Cette fuite serait de toute façon faible. Mais cette modification permettrait de tester de manière satisfaisante l'alarme SEC008 AA (cf. paragraphe 3.2.4).

3.3.5. Tuyauteries en acier noirLe terme d'étude de fiabilité pour une tuyauterie est mal approprié. Il s'agit en fait d'estimer le risque de perdre le débit d'eaubrute.Ces tuyauteries acheminent l'eau brute de la station de pompage vers les locaux RRI où sont implantés les échangeursRRI/SEC, puis des locaux RRI vers l'ouvrage d'appoint et de rejet général jusqu'à la fin des galeries techniques.La rupture d'une tuyauterie entraînerait la perte d'une file et une inondation des galeries techniques (risque d'inondation de lastation de pompage est traité au paragraphe 3.1.2.2.2).La rupture de cette tuyauterie est quasi-nul et ce pour deux raisons :

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

Le risque de fuite est quant à lui présent. En effet, l'acier noir est sensible à la corrosion. Bien que le pH de la Loire soitsupérieur à 7, l'eau brute corrode. La corrosion est favorisée par la présence de sable (dureté élevée) qui vient éroder la surfacede la tuyauterie, mettant à nu l'acier ce qui accélère la corrosionLes pièces les plus sensibles sont les coudes qui subissent le frottement du sable.Le contrôle par US effectué en 95 sur les coudes situés au refoulement des pompes ne font état d'aucune diminution d'épaisseursignificative par rapport à la visite de 93 (visite de référence). Aucune fuite n'a été relevé sur ces tuyauteries.Au vu de ces éléments, on peut garantir que la situation de Saint-Laurent est satisfaisante.

3.3.6. Tuyauteries BONNATrois ensembles de localisations présentant des conditions favorables à l'apparition de fissures sur les tuyauteries BONNA deSaint-Laurent ont été recensées.• F SAINT-LAURENT B 001 : Cet ensemble est composé de deux localisations susceptibles d'être soumises à des surcharges.

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

• F SAINT-LAURENT B 003 : Cet ensemble est composé de cinq localisations susceptibles d'être soumises à des tassements.Une fissure de 1 mm a été découverte et réparée (95) entre deux coudes. Une étude réalisée montre que les tassements sontquasiment stabilisés. Aucune dégradation de conduite n'a été mise en évidence.

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

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

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

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

• une ventilation forcée,• un contact visuel permanent entre l'intervenant et un surveillant situé au niveau du regard,• une vue directe entre deux regards,• des regards placés au niveau des singularités.

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

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

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Page 28: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

Les deux tuyauteries n'étant distantes que de 1 mètre, on peut craindre qu'en cas de fuite suivi d'un affouillement, l'autretuyauterie soit également touchée (mode commun) par une perte d'assise. On peut craindre l'apparition de fissures qui si ellessont importantes entraîneraient l'entrée dans la procédure Hl (perte de la source froide) par manque d'eau.Mais, la contrainte occasionnée par un affouillement est faible. En effet, la conduite n'aurait qu'à reprendre son propre poidssur la longueur de l'affouillement et le poids de la terre au-dessus d'elle.

3.3.6.2.ConclusionLes fissures observées n'ont pas été jugées critiques. Les travaux effectués sur les BONNA visent à faciliter le contrôle de cesderniers. Une épreuve hydraulique est demandée par le site, ainsi cette portion de circuit est fiabilisée car son étanchéité estgarantie.Les BONNA qui ne sont pas contrôlées (entre la prise d'eau en canal et la station de pompage) ne présentent pas un risquesignificatif d'entrée en procédure Hl.

4. TRAITEMENTS DES ECARTSLes modifications proposées dans ce document d'ordre constructives telle que l'implantation d'une deuxième sonde detempérature sur les tuyauteries de rejet, seront examinées en Comité Technique.Les modifications des essais périodiques sont en cours de traitement. Ces modifications concernant à la fois la sûreté etl'exploitation, elles sont réalisées par des groupes de travail composés d'un membre du Service Sûreté Qualité et les membresdu service conduite (responsables des systèmes élémentaires et structure hors quart).Les dossiers en cours sont :

• la modification de l'EP RRI 020 : Contrôle de la capacité d'échange,• la modification de l'EP SEC 20 : Vérification des performances des groupes motopompes SEC.

La modification de l'essai périodique EP SEC 20 est différée compte tenu de l'importance en terme de sûreté et d'exploitationque revêt la modification de l'essai EP RRI 20. La démarche ne sera pas explicitée dans ce rapport. Toutefois, la méthoderetenue étant nécessaire pour la modification de l'EP RRI 20, elle vous est succinctement présentée en annexe 2. Le dossierconcernant la modification des vannes pour effectuer le contrôle de l'alarme SEC 008 AA n'a pas été retenue car le risqued'erreur de lignage a été jugé trop important par rapport à la plus-value qu'il pourrait apporter.

4.1. Modification de l'EP RRI 020 : Contrôle de la capacité d'échange

4.1.1. ContexteLa position retenue par le site (cf. paragraphe 3.1.2.5.4) consiste à garantir la capacité d'échange dans toutes les situationsrencontrées en exploitation

Cette démarche répond à deux attentes :• augmenter la disponibilité,• améliorer la sûreté par un contrôle plus précis et exhaustif de la capacité d'échange.

4.1.2. ObjectifsSuite à la présentation du critère en Comité Technique, le site décide d'implanter les outils nécessaires au contrôle de lacapacité d'échanges. La solution retenue est l'adaptation du logiciel utilisé sur les 1300 MWe. Toutefois, cette adaptation n'estpas réalisable avant 5 ans. Donc, il est prévu des actions à court terme pour améliorer la situation.

Répartition des objectifs :• à court terme

• Mise à jour du rapport de sûreté (Service Sûreté Qualité)Proscrire la valeur de débit SEC au profit de la capacité d'échange garantissant l'évacuation de la puissance résiduelleen cas d'APRP. (en cours d'examen par les services centraux).

• Optimisation de l'EP (Conduite-Service Qualité)Intégrer la température Loire dans l'EP afin de mieux programmer les nettoyages et adaptation aux conditionsd'étiage.

• à moyen terme• Mesure de débit

Constitution d'un dossier technique pour justifier une programmation anticipée au niveau du site.• Implantation du logiciel 1300 MWe (Service Sûreté Qualité-Conduite)

Analyse du logiciel 1300 MWe pour une utilisation de ce logiciel sur le site de Saint-Laurent.

24

Page 29: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

4.1.3. Logigramme d'étude des objectifs à court terme (impliquant le Service SûretéQualité)

Ce logigramme vient d'être accepté par les différents services concernés. Il servira de base de travail pour le mois à venir.

• Optimisation de l'EPMode opératoire :

• Valider l'approche théorique développée (cf. paragraphe 3.1.2.5.3)Moyen requis : Corrélation avec des mesures (températures, débit SEC) sur la voie B de la tranche 2dès que possible.

• Intégrer les températures élevées en Loire et les bas débits dans l'EPPremière étape : Effectuer le point "0" des caractéristiques de toutes les pompes SEC H=f(Q).

Moyen : Méthode échange thermique (cf. annexe 2)=> Identifier le circuit le plus pénalisé.

Deuxième étape : Corrélation abaque EP-théorie sur le circuit le plus pénaliséMoyen requis : Mesures précédemment réalisées

Troisième étape : Etude d'impact de la réévaluation de la puissance (en cours) à évacuer en APRPsur l'EP.

=> Etablir une méthodologie pour faciliter l'adaptation de l'EP.Prévision (sous réserve) : deux seuils de déclenchement des nettoyages (hiver - mi-saison et mi-saison -été).

| Rédaction d'une note décrivant l'EP modifié (hypothèses, domaines de validité) |

• Etude du logiciel des 1300 MWe (développé à Golfech)Moyens requis : Présentation du logiciel, note d'étude,...Méthodologie :

• Paramètres mesurés• Paramètres contrôlés• Etude du logigramme

=> Etude de Fadaptabilité au site.=> Faciliter l'implantation du logiciel à moyen terme.

A la fin du mois de Juillet (fin du stage), l'ensemble des points évoqués dans ce logigramme devra être soldé. Ce travail seratraduit sous la forme d'une note d'étude qui servira de document justificatif à la modification de l'essai périodique.

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Page 30: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

5. CONCLUSION

Afin de conclure l'étude détaillée de la source froide, un document de synthèse basé sur les arguments développés dans cerapport sera envoyé aux moyens centraux du parc après validation au niveau du site. Le reste du stage sera consacré à lamodification de l'essai périodique EP RRI 020 : "Contrôle de la capacité d'échange RRI/SEC" et éventuellement à lamodification de l'essai périodique EP SEC 020. La modification de l'EP RRI 20 se fera en respectant les étapes du logigrammeprésenté ci-dessus. Une partie de ces points sont déjà en cours de traitement.

Après une expérience dans les bureaux d'études du concepteur des REP Français (FRAMATOME), ce stage m'aura permis dedécouvrir le métier d'ingénieur dans le cadre particulier d'un travail sur site. Les enseignements de ce stage sont multiples tanten terme humain que technique. En effet, cette étude concrète m'aura à la fois permis de développer mon sens desresponsabilités et d'appliquer les enseignements dispensés par l'INSTN à la réalité de l'exploitation.

26

Page 31: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

ANNEXE 1 : Liste des essais périodiques SEC/SFI

SY

ST

EM

E

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI2

SECSFI2

SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI2

SECSFI

2

REFERENCENOTE

E.RET.R.84.024 D

REFERENCEREGLES

E.RET.R.84.023 D

CAP 002

APPROBATION

SIN PARISN° 555/88

du 29/02/88

DSIN GREN° 32/96

du 17/01/96

MISE ENAPPLI-CATION

01/10/90

01/04/96

ESSAIS - VERIFICATIONS -CONTROLES

Vérification de la capacité deséchangeurs RRI/SEC

Sollicitation de l'alarme delta Panormalement élevé aux bornes

de l'échangeur RRI/SECVoie A : 003 AAVoie B : 004 AA

Vérification des capteurs detempérature SEF 01 MT

Vérification capteur de pressiondifférentielle SEC 001MP

Vérification capteur de pressiondifférentielle SEC 002 MP

Vérification des performancesdes pompes

Moteur + pompeAmplitude (c à c)Vitesse efficace

Mesure de températureStator moteur

Palier et butée moteurPalier pompe

Mesure intensité stator moteur

Normal secours des pompesSEC

Basculement automatique de file

CRITERES ASATISFAIRE

Bonfonctionnement

Contrôle

ValidationContrôle

ValidationContrôle

Non dégradation

< 200 um< 11,2 mm/s

< 135°C<100°C<85°C

Séquencecorrecte

Séquence

PERIO-DICITE

S

2C

5A

C8C

C8C

C

4M

C

C

2 M

OBSERVATIONS OUVALEUR ATTENDUE

1 voie par cycle

Voir tableau"Opérations

périodiques descapteurs IPS"

(tous les 5 ans)

Suivi des pressions

Critères d'alarme<100 um

< 5,6 mm/s

Valeur nominale25,2 A

1 voie par mois

CODE EPVole A

RRI 02088209

SEC 0..SP 2570

SEF 01MT 1119

SEC35963597SEC35983599

SEC 02088206

SEC 001EP 2320

SEC 02088206

SEC 02088206

SEC 01188073

RRI 03188321

CODE EPVoleB

SEC 01288074

RRI 03288322

SERVICEPILOTE

CONDUITE

TOR

ANA

ANA

ANA

CONDUITE

ESSAIS

CONDUITE

CONDUITE

CONDUITE

Page 32: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

2SECSFI

Démarrage d'une pompe de lafile à l'arrêt par test T3 (chaîne de

RPR (pour mémoire)

Vérification de l'automatisme demise en rotation grande vitessedes filtres SFI et sollicitation desalarmes SFI 001 AA et 002 AA

Contrôle des détecteurs à flotteurSFI 01 MN

Automatisme fermeture de lavanne de purge APG 10 VL sur

perte SEC et vérification del'alarme "perte totale source

froide" 008 AA

Contrôle des capteurs depression au refoulement des

pompes 21, 22 SP

Contrôle des capteurs depression au bornes des

échangeurs RRI-SEC, SEC 33 à36 SP

Suivi de l'envasement desstations de pompage

Séquencecorrecte

Séquencecorrecte

Bonfonctionnement

Séquencecorrecte

Contrôle

Contrôle

2 M

C

2C

2 C

2 C

2 C

et tH" KPKCommutateurs

utilisés :RPA (RPB) 592 CC

1 voie par cycle

1 voie par cyclealarme unique pour

les 2 voies

1 voie par cycle

1 voie par cycle

RPA 00688105

SFI 1088330

SFI 1088330

SEC 01188073

SEC 0..SP 2570

SEC 0..SP 2570

RPB 00688106

SEC 01288074

CONDUITE

CONDUITE

CONDUITE

CONDUITE

TOR

TOR

SMIPE

Page 33: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

ANNEXE 2 : Détermination du débit des pompes SEC

II s'agit de déterminer le débit SEC correspondant à la mesure de hauteur manométrique fournie par la pompe. Onpeut à l'aide d'un calcul basé sur les échanges thermiques au niveau des échangeurs RRI/SEC.

Présentation de la méthode• Modélisation de l'échangeur

lERRI

QRRI

SRRI

lESEd

• Notation :

VariableP

TERRI

TSRRI

PRRI

CPRRI

QRRI

TE SEC

TSSEC

PSEC

CpsEC

QsEC

DescriptionPuissance échangée entre les circuits RRI/SEC

Température d'entrée RRITempérature de sortie RRI

Masse volumique

Capacité calorifique de l'eau

Débit RRITempérature d'entrée SECTempérature de sortie SEC

Masse volumique

Capacité calorifique de l'eau

Débit SEC

Caractéristiques

mesuremesure

calculable avec les tables de l'eau en fonctionde la température moyenne RRI

calculable avec les tables de l'eau en fonctionde la température moyenne RRI

mesuremesuremesure

calculable avec les tables de l'eau en fonctionde la température moyenne SEC

calculable avec les tables de l'eau en fonctionde la température moyenne SEC

Valeur cherchée

• Bilan thermique :

P = PSEC • QSEC CPSEC (Ts SEC-TE SEC)

= PRRI • QRRI CpRju (TE RRJ-TS RRI)

D'après le tableau précédent seul le débit SEC est une inconnue, d'où :

PRRI x VRRI x ^-PRRI x \

EC ~PSEC X ^ P S E C IT

sSECValidation de la méthode :

Afin de valider la méthode, il est possible de réaliser une mesure de débit sur la voie B de la tranche 2. En effet,cette voie est équipée d'une mesure de débit implantée dans les galeries d'essai. Cet essai doit égalementpermettre d'établir le temps nécessaire à la stabilisation des températures.

• Conditions préalables :• Utilisation de la voie B pour la tranche 2• Mesure de débit implantée

• Principe :II faut réaliser des mesures régulières du débit et des paramètres nécessaires au calcul du débit SEC, avant de lesmoyenner. On compare les résultats des calculs par rapport aux mesures. Il est important d'assurer unecoordination entre les mesures de débit et le relevé des paramètres en salle de commande. L'erreur obtenue devraêtre inférieure à 10%, sinon la caractéristique des pompes n'a plus d'utilité.

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PJan_d: ensemble du génie

Page 35: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

re lu site de Saint-Laurent desJEaux -

S1 LAURENT DES EAUX ^

. PRISE D'EAU EN LOIRE. BIEF. PRfJlLTRATIONQ/OSFF fiiit-

-'1" 1 S L l O i O O 1 I ' / | ? 1 E F I D 0 1

Page 36: Etude détaillée de la Source Froide de la centrale de ...

SCHEMA VALABLE UNIQUEMENT SAINT LAURENT "B-

VALABLE

1-2 FILE B

E U E - . CENTRALE DE S r LAURENT DES EAUX _ B

' EAU BRUTE SECOURUE SEC. iSEC.

»- »v,J S I |BMO.|17JS|EC| SOOlJ.|OREf/|t. SIR]

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