Rapport de l'ASN 2018

En fin de cycle, le cœur du réacteur est déchargé afin de renou‑ veler une partie du combustible. EDF utilise deux types de combustible dans les réacteurs à eau sous pression (REP) : ∙ ∙ des combustibles à base d’oxyde d’uranium (UO 2 ) enrichi en uranium-235, à 4,5% en masse au maximum. Ces combus­ tibles sont fabriqués dans plusieurs usines, françaises et étrangères, par Framatome et Westinghouse ; ∙ ∙ des combustibles constitués par un mélange d’oxydes d’ura‑ nium appauvri et de plutonium (MOX). Le combustible MOX est produit par l ’ usine Melox d’Orano. La teneur maximale en plutonium autorisée est actuellement limitée à 9,08% (en moyenne par assemblage de combustible) et permet d’obtenir une performance énergétique équivalente à du combustible UO 2  enrichi à 3,7% en uranium-235. Ce combustible peut être utilisé dans les 28 réacteurs de 900 MWe dont les décrets d’autorisation de création (DAC) autorisent l’utilisation de combustible au plutonium. EDF a standardisé le mode d’utilisation du combustible dans ses réacteurs, dénommé « gestion de combustible ». Une gestion de combustible, qui concerne des réacteurs similaires, est carac‑ térisée notamment par : ∙ ∙ la nature du combustible et sa teneur initiale en matière fissile ; ∙ ∙ le taux d’épuisement maximal du combustible lors de son retrait du réacteur, caractérisant la quantité d’énergie extraite par tonne de matière, exprimé en GigaWatt jour par tonne (GWj/t) ; ∙ ∙ la durée d’un cycle de fonctionnement du réacteur ; ∙ ∙ le nombre d’assemblages de combustible neuf rechargés à l’issue de chaque arrêt du réacteur pour renouveler le combustible (généralement un tiers ou un quart du total des assemblages) ; ∙ ∙ le mode de fonctionnement du réacteur (à puissance constante ou en faisant varier la puissance pour s’adapter aux besoins) qui détermine les sollicitations subies par le combustible. 1.3  ̶  Le circuit primaire et les circuits secondaires Le circuit primaire et les circuits secondaires permettent de transporter l’énergie dégagée par le cœur sous forme de cha‑ leur jusqu’au groupe turbo‑alternateur qui assure la production d’électricité. Le circuit primaire est composé de boucles de refroidissement, au nombre de trois pour un réacteur de 900 MégaWatt (MWe), et de quatre pour les réacteurs de 1 300 MWe, de 1 450 MWe ou de 1 650 MWe de type EPR. Le rôle du circuit primaire est d’extraire la chaleur dégagée dans le cœur par circulation d’eau sous pression, dite « eau primaire » ou « réfrigérant primaire ». Chaque boucle, raccordée à la cuve du réacteur qui contient le cœur, comprend une pompe de circulation, dite « pompe pri‑ maire », et un générateur de vapeur. L’eau primaire, chauffée à plus de 300 °C, est maintenue à une pression de 155 bars par le pressuriseur, pour éviter l’ébullition. Le circuit primaire est contenu en totalité dans l’enceinte de confinement. L’eau du circuit primaire cède sa chaleur à l’eau des circuits secondaires dans les générateurs de vapeur. Les générateurs de vapeur sont des échangeurs de chaleur qui contiennent, selon le modèle, de 3 500 à 5600 tubes dans lesquels circule l’eau pri‑ maire. Ces tubes baignent dans l’eau du circuit secondaire qui est ainsi portée à ébullition sans entrer en contact avec l’eau primaire. Chaque circuit secondaire est constitué principalement d’une boucle fermée parcourue par de l’eau sous forme liquide dans une partie, et sous forme de vapeur dans l’autre partie. La vapeur, produite dans les générateurs de vapeur, subit une détente partielle dans une turbine haute pression, puis traverse des sécheurs surchauffeurs avant d’être admise pour une détente finale dans les turbines basse pression d’où elle s’échappe vers le condenseur. Condensée, l’eau est ensuite renvoyée vers les générateurs de vapeur par des pompes d’extraction relayées par des pompes alimentaires après avoir traversé des réchauffeurs. 1.4  ̶  Le circuit de refroidissement du circuit secondaire Le circuit de refroidissement du circuit secondaire a pour fonction de condenser la vapeur sortant de la turbine. Un générateur de vapeur et un circuit primaire principal d’un réacteur de 1 300 MWe Échappement vapeur Cadres sécheurs Tore d’alimentation Enveloppe de faisceau Faisceau tubulaire Plaque entretoise Fond primaire Pompes primaires Instrumentation du cœur Mécanismes de commande de grappe Générateur de vapeur Cœur du réacteur Cuve du réacteur Couvercle de cuve Pressuriseur 278  Rapport de l’ASN sur l’état de la sûreté nucléaire et de la radioprotection en France en 2018 10 – LES CENTRALES NUCLÉAIRES D’EDF