SPX : et si une seule barre sur 24 tombait et pas les autres ?

Question :
Je voudrais savoir si la chute d’une seule des 24 barres de contrôle de SPX ralentissait considérablement la réaction

Réponse
On ne parlera pas ralentir la réaction, mais arrêter complètement la multiplication neutronique, état sous critique, il ne restera que la puissance résiduelle à évacuer

Pour Phénix (250 MWe) au total 7 barres réparties en 3 familles
– 2 groupes de 3 barres qui se distinguent en partie technologiquement, et ne sont pas du même fabriquant et ne sortent pas des mêmes usines.
– Une 7° barre dite complémentaire, de technologie foncièrement différente (appelée articulée, pouvant faire face à de fortes déformées du réseau assemblage (notamment si séisme).
La chute d’une seule barre sur 7 suffit à ramener le cœur en situation sûre, quel que soit l’origine de l’événement et notamment celui de l’arrêt complet du débit primaire.

Pour SPX (1200 MWe) vue la taille du cœur, le nombre de barres a été multiplié et il est au total de 24, avec 2 groupes respectivement de 10 et 11 barres (idem Phénix des fabricants différents, pour éviter le mode commun) et un 3° groupe de 3 barres, type articulée, idem Phénix.
2 ou 3 barres sur 10 ou 11 des deux premiers groupes suffisent pour l’arrêt neutronique, et une seule du troisième groupe doit être suffisante.

Question :
Sauriez-vous également à quelle pression de sodium gazeux les enceintes auraient résisté ?

Réponse
– En puissance, si l’arrêt par la chute des barres n’est pas effectif, la disparition du réfrigérant rend la configuration plus réactive et la réaction en chaîne peut passer en prompte jusqu’à ce que la dispersion de la matière fissile conduise à l’arrêt de la réaction en chaîne.
L’énergie thermique accumulée en un temps très court, passe au sodium et donne lieu à une onde de pression qui va en grande partie être absorbée par les structures internes (dont le couvercle cœur, les assemblages périphériques)
En dépit de cette absorption interne, un pic de pression (onde) se propagera jusqu’à la cuve primaire agissant en barrière de confinement, qui se déformera, encore faut-il que cette déformation soit admissible, même si localement on dépasse la limité élastique. Ceci sera accompagné par une remontée brutale de sodium (jet) qui traversera l’espace gaz, pour frapper le toit. Il faut noter le rôle amortisseur essentiel dans le premier instant de cet espace gaz, une spécificité des RNR sodium, dans le concept modèle intégré.
On ne peut comparer ceci à une tenue permanente de spécification en gaz. Il y a absorption d’énergie et donc déformation au-delà de la limite élastique, mais ceci entre tout à fait dans l’analyse mécanique classique des situations de 4° catégorie (cf. RCCMR) qui ne prévoit pas un redémarrage de l’installation, donc dépassement autorisé de la limite élastique
Cette déformation mécaniquement admissible, doit en outre être limitée, de façon à ne pas venir en contact avec la cuve de sécurité (l’espace entre les deux étant limité pour qu’en cas de fuite sodium de la principale, le niveau dans la cuve primaire ne baisse pas trop pour ne pas dénoyer les assemblages. Pour SPx, cet espace devait par ailleurs être assez grand pour permettre à la machine d’inspection (MIR) de circuler.

Les études (approches simplifiées enveloppes (compte tenu des moyens existants en calculs, avant l‘ère du numérique ) lancées lors de phase projet (dont les essais sur maquette et explosif « mou ») ont eu peu de conséquences sur le dessin initial de Phénix. La structure du circuit primaire intégré confine intrinsèquement ce type d’accident. C’est l’un des multiples avantages de ce choix fait lors de l’avant-projet de Phénix. Les adaptations furent minimes, il fallut très peu renforcer (un peu d’épaississement des attentes de cuves et le dimensionnement des fixations des composants sur dalle). Depuis les méthodes de calcul aussi bien sur les ondes de pression que sur le comportement des matériaux en dynamique, au début du domaine plastique, ont permis une approche numérique du phénomène, montrant que Phenix avait des marges considérables, Et ces nouvelles approches théoriques furent appliquées sur SPX, toujours validées par des essais maquette.

Il faut retenir que la fonction confinement primaire est préservée, tout reste confiné au sein du circuit primaire, pas de rejets, d’autant que l’enceinte de confinement est inaffectée, mais il fallait au-delà et regarder l’évacuation de puissance résiduelle, après la phase explosion Ceci fût pris en compte dès les phases projet.
A titre d’exemple les échangeurs plongeants, spécifiques pour l’évacuation de puissance résiduelle de SPx, sont dimensionnés pour tenir au choc explosif et être opérationnels après l’excursion de puissance (convection naturelle). La question ne se posait pas pour Px, avec une puissance plus faible, l’évacuation de puissance résiduelle étant assurée par rayonnement vers enveloppe extérieure, intouchée hors zone d’explosion.
Globalement même situation qu’une situation de dimensionnement de 4° catégorie : pas de redémarrage possible, mais pas de conséquence sur l’environnement (continuité de l’évacuation de puissance résiduelle).

Votre commentaire

Entrez vos coordonnées ci-dessous ou cliquez sur une icône pour vous connecter:

Logo WordPress.com

Vous commentez à l’aide de votre compte WordPress.com. Déconnexion /  Changer )

Photo Google

Vous commentez à l’aide de votre compte Google. Déconnexion /  Changer )

Image Twitter

Vous commentez à l’aide de votre compte Twitter. Déconnexion /  Changer )

Photo Facebook

Vous commentez à l’aide de votre compte Facebook. Déconnexion /  Changer )

Connexion à %s