Réacteur PWR - Copy (Enregistré automatiquement).docx

8/18/2019 Réacteur PWR - Copy (Enregistré automatiquement).docx

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PlanI- Introduction :.................................................................................................2

II- Réacteur à eau pressurisée :.......................................................................2

1. Specifcations techniques de base :...........................................................2- Nature du combustible utilisé:....................................................................2

- Nature du uide caloporteur utilisé...........................................................3

- Nature du moderateur utilisé:.....................................................................3

- La a!on de rechar"er le réacteur en combustible..................................3

#. Les spécifcations techniques complémentaires :...................................3

- La puissance thermique $%th et électrique $%e....................................3

- Le rendement.................................................................................................3

- Les caractéristiques du &'(R )nombre d*assembla"es+ nombre decra,ons par assembla"e ...............................................................................4

- /empérature d*entré et de sortie du uide caloporteur dans la cu0edu réacteur au ni0eau du circuit primaire+ la pression dans le circuitprimaire.................................................................................................................5

- /empérature d*entré de l*eau dans le "énérateur de 0apeur et latempérature de sortie de la 0apeur dans le circuit secondaire...................5

- La durée de 0ie du réacteur.........................................................................5

- &out mo,en du %2e )en euro 3 %2e.....................................................5

- Les barri4res de sureté................................................................................5

5. Le schéma de la centrale du réacteur 6%R :............................................8

7. Ses a0anta"es et ses incon0énients..........................................................9

III- Le c,cle du combustible nucléaire : aspects techniques etéconomique :......................................................................................................10

I8- La "estion des déchets nucléaires issus des centrales nucléaires :traitement et stoc9a"e :...................................................................................14

&onclusion :........................................................................................................15

Badri Wael & Kthiri Zina


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I- Introduction :

Le nucléaire contitue une ource d!éner"ie #our le ecteur ci$il% lar"eentutiliée urtout en 'rance dan la #roduction d!électricité. (ette utiliation!et dé$elo##ée a#r) le choc #étrolier% #arall)leent * un #ro"raed!éconoie d!éner"ie. +lle a aini #eri de réduire la dé#endance au,hdrocarure% aéliorant la écurité d!a##ro$iionneent% tout en aurantun #ri, de #roduction de l!électricité co#étiti/ et #eu uet * uctuation.

e recherche ont en cour #our dé$elo##er le réacteur nucléaire du/utur% notaent #our tirer au ieu, #rot de reource inérale% and!aurer une #érennité de la di#oniilité de cette ource d!éner"ie etd!aurer une écurité d!a##ro$iionneent. Le recherche $ient

é"aleent * réduire la radioto,icité et la uantité de déchet #roduit.an ce ca on ditin"ue #luieur t#e de réacteur. Pari leuel oncite

-le réacteur * eau ou #reion PW67+P6 72ee et 3ee "énération

-le réacteur * eau lourde #reuriée PW6 7urtout (:; :?6 7ad$anced "a> reactor

-le réacteur * haute te#érature @6 7hi"ht te#erature reactor-le réacteur * neutron ra#ide 'B6 7/at reeder reactor

an notre #roet on !intéree au réacteur nucléaire * eau ou #reionPW67+P6 72ee "énération

II- Réacteur à eau pressurisée :1. Specifcations techniques de base :

- Nature du combustible utilisé:

an cette centrale nucléaire le coutile utilié c!et l!uraniu.

L!uraniu 235 et eaucou# oin aondant * l!état naturel ue l!uraniu

238. Le PW6 nucléaire utilient coe coutile un uraniu enrichi



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entre 3 et 5 A en uraniu 235.Le deu, #rocédé d!enrichieent

actuelleent e,#loité * l!échelle indutrielle ont la diuion "a>eue et la

centri/u"ation.

- Nature du uide caloporteur utilisé

CL!eau oue le doule rDle de odérateur 7ralentieur de neutron et decalo#orteur 7tran#orteur de chaleur.

- Nature du moderateur utilisé:

Le odérateur et le ré/ri"érant utilié #eut Etre de lFeau ou de "ra#hite.

- La a!on de rechar"er le réacteur en combustible

@ou le an on chan"e un 1G3 du coutile ui et ué. Pour le déchar"eron retire un * un le aela"e de la cu$e du réacteur .La achine deanutention du Htient réacteur rel)$e * la $erticale le aela"e.

@oute cette o#ération doit e dérouler lorue le réacteur et en arrEt et oul!eau car #our #roté"er le hoe contre le éiion radioacti$e il /auten eet une #rotection de 8 )tre d!eau. +nuite le aela"e ontdiri"é $er la #icine de déacti$ation. Il retent une #ériode d!un an

iniu #endant leuel il #erdront une #artie de leur acti$ité.

#. Les spécifcations techniquescomplémentaires :

Par claication de #uiance électriue on ditin"ue #luieur t#e deréacteur #ari leuel on cite

Le réacteur de #uiance électriue JWe 900 JWe



an notre #roet on !intéree au réacteur nucléaire de #uianceélectriue 900 JWe

- La puissance thermique $%th et électrique $%e



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La #uiance theriue #our un réacteur de #uiance électriue JWe900JWe et é"ale * JWth 250 JWth

- Le rendement

Le rendeent de ce réacteur et co#ri entre 31%M et 33%1 A.

- Les caractéristiques du &'(R )nombred*assembla"es+ nombre de cra,ons parassembla"e

Le aela"e de coutile contituent le cNur du réacteur% l!endroitoO e déroule la ion nucléaire ui #roduit lFéner"ie.


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Le char"eent d!un réacteur nucléaire P+6 de 900 é"a=att néceite 15aela"e contenant en tout 11 illion de #atille. (haue aela"econtient 2M4 craon.

- /empérature d*entré et de sortie du uidecaloporteur dans la cu0e du réacteur au ni0eaudu circuit primaire+ la pression dans le circuitprimaire

La te#érature d!entré de l!eau dan la cu$e du réacteur et é"ale * 289 R(alor ue la te#érature de ortie et é"ale * 323 R(. La #reion de l!eaudu circuit #riaire et aintenue * 155 ar% ce ui corre#ond * une

te#érature de aturation de 345R(. :ini% "rHce * cette ar"e de écurité%Ee * la #uiance a,iale% l!éullition en ae dan le cNur duréacteur et é$itée.

Le aintien de la #reion * la $aleur choiie et réalié #ar le #reurieurranché ur l!une de oucle de re/roidieent% dan leuel l!eau #riaireet en éuilire de #reion a$ec a $a#eur.

- /empérature d*entré de l*eau dans le "énérateurde 0apeur et la température de sortie de la0apeur dans le circuit secondaire

L!eau entre dan le "énérateur de $a#eur * une te#érature é"ale * 238 R(* #reion é"ale * 1 ar. Le "énérateur de $a#eur tran/ore l!eau en$a#eur de te#érature é"ale * 23 R( ou haute #reion #our alienterle turine 7P% JP et BP ui /ont tourner l!alternateur.

- La durée de 0ie du réacteur

La durée de $ie du réacteur e di)re d!un réacteur * un autre. Le réacteur *eau #reuriée 7P+6 et un réacteur de 2ee "énération 7190-2000 adurée de $ie et de 40 an iniu.

- &out mo,en du %2e )en euro 3 %2e

Le cout de #roduction de l!électricité nucléaire au"ente de 49%M euroGJWe en 2010 uu!* 59%8 euro GJWe en 2013.

- Les barri4res de sureté



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La ureté nucléaire et l!enele de di#oition techniue et deeure d!or"aniation relati$e * la conce#tion% la contruction% le/onctionneent% l!arrEt et le déant)leent de intallation nucléaire deae% aini u!au tran#ort de utance radioacti$e% #rie en $ue de#ré$enir le accident ou d!en liiter le eet.

@ou le eure ont #rie #our é$iter ue de accident% co#ri le #lu"ra$e 7la /uion du cNur% #uient e #roduire. (e#endant% on conid)reu!il #eu$ent arri$er. Sn et donc en #lace le di#oition #ro#re *aronter de telle ituation. (e di#oition ré#ondent au #rinci#e de ladé/ene en #ro/ondeur.

a- La déense en proondeur :

+lle e déco#oe en 5 ni$eau, de dé/ene indé#endant le un deautre

- 1er ni$eau $ie * é$iter le anoalie de /onctionneent et ladé/aillance de t)e.

- 2ee ni$eau $ie * aintenir l!intallation dan un/onctionneent autorié ou * l! raener !il a dé/aillance dedi#oiti/ du #récédent ni$eau.

- 3ee ni$eau $ie * la aTtrie de accident en u##oant unedé/aillance de deu, #récédent ni$eau, conduiant * de

dé/aut "ra$e de l!intallation. e t)e n!aant aucun rDledan le /onctionneent noral% e déclenchantautoatiueent% ont été #ré$u #our é$iter la /uion du cNurdu réacteur.

- 4ee ni$eau u##oe ue% al"ré tout% il a /uion du cNur% ontdonc ie en #lace le di#oition néceaire #our liiter le reetde "a> et d!eUuent radioacti/ * l!e,térieur. Le aintien de l!inté"ritéde l!enceinte du réacteur rel)$e de ce di#oition.

- 5ee ni$eau co#orte le eure #rie #our liiter leconéuence #our la #o#ulation et l!en$ironneent en ca de reeti#ortant. Le #lan d!ur"ence 7PPI V #lan #articulier d!inter$ention

rel)$ent de ce ni$eau.

b- Les barri4res de confnement :


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réacteur et l!e,térieur% un certain nore de arri)re indé#endante leune de autre.

an le réacteur /ranai de t#e 6+P% ce arri)re ont le ui$ante

- 1ere arri)re et la "aine du coutile% tue étalliue

étanche% dan leuel ont e#ilée le #atille de coutile7S,de d!


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L!enceinte de réacteur et conue #our réiter * l!i#act direct d!a$ionde 13 t. Bien é$ideent on é$ite de contruire de réacteur au $oiina"ed!aéro#ort% la aorité de accident aérien e #roduiant au décolla"e ou* l!atterria"e. (eci étant% l!enceinte n!et #a /aite #our réiter * l!i#actdirect d!un "ro a$ion de li"ne.

6iue indutriel e,térieur

Xui$ant on i#lantation% un réacteur #eut Etre itué * une ditance #lu ouoin "rande d!autre intallation indutrielle * riue% $oire de $oie decounication oO circulent de tran#ort de #roduit dan"ereu,. Leréacteur doit Etre #roté"é contre le riue aini en"endré et tout#articuli)reent contre le riue e,#loion 7l!enceinte doit en "énéral#ou$oir u##orter une ur#reion de 50 ar.

Le oecti/ de ureté en de tel ca ont donc

• ettre et aintenir * l!arrEt le réacteur [• aurer un re/roidieent du cNur #erettant d!é$acuer la #uiance

réiduelle et aini é$iter a /uion [ et• conner le #roduit radioacti/ #ou$ant Etre éi

5. Le schéma de la centrale du réacteur 6%R :



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an cette centrale nucléaire on ditin"ue deu, circuit circuit #riaire etcircuit econdaire

71 Le circuit #riaire #arcouru #ar le uide calo#orteur 7ouant é"aleentle rDle de odérateur ui #ae dan le cNur du réacteur et enl)$e lachaleur en"endrée #ar ion et #ar le raonneent de #roduit de ionaccuulé dan le éléent de coutile. L!éner"ie theriue $éhiculéedan le circuit #riaire et tran/érée au circuit econdaire% dan le"énérateur de $a#eur 7?Y.

72 le circuit econdaire #arcouru #ar de lFeau ui% ie en contact a$ec le

circuit #riaire dan le ?Y% e tran/ore en $a#eur aturée )che. (ette$a#eur et détendue dan la turine * $a#eur ui entraine la rotation duturo-alternateur #our la #roduction de l!électricité.

7. Ses a0anta"es et ses incon0énients

Pari le a$anta"e de réacteur * eau #reuriée% Sn cite



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Confinement du circuit primaire : Le fluide du circuit primaire ne rentre pas en contact

avec les turbines. Toute fuite dans le système de production d’électricité n’a pas d’impact

direct sur le fonctionnement du réacteur

Maintenance facilitée du sous-système de production d’électricité : Ce sous-système étant

indépendant, sa maintenance n’oblige pas la purge totale du réacteur tilisant des tec!nologies plus récentes "générateurs de vapeurs, pompe pour la pression,

etc.# $oublant certains sous-systèmes pour permettre des maintenances partielles, sans arr%ter

totalement la production "disponibilité de &'(#

)méliorant l’utilisation du combustible et en acceptant plusieurs formes de combustibles

"ranium enric!i, M*+#

Pari le incon$énient de réacteur * eau #reuriée% citon

Xtructure #lu co#le,e * contruire : la /oi au ni$eau du doulecircuit de circulation% ai aui car le circuit #riaire% ou #reionnéceite une cu$e et de canaliation #lu é#aie

:cide oriue L!acide oriue utiliée #our contrDler ce t#e deréacteur et * la /oi tr) corroi/ et i#oe un retraiteent #éciuede eUuent

6iue de /uite #lu i#ortant La haute #reion du circuit #riairei#oe un ui$i #lu ri"oureu, car le riue de dé/aillance

tructurelle ont #lu "rand. Le acier #éciau, utilié #our la /arication de la cu$e% odientlé")reent leur caractéritiue ou l!eet du u, de neutron ceui #eut aui /ra"ilier ur le lon" tere une tructure ui initialeentne #oait #a de #rol)e

(o\t et co#le,ité de ou-t)e Le ou-t)e aouté #arra##ort * un réacteur * eau ouillante 7#o#e #our la #reuriation%"énérateur de $a#eur% etc. aoutent au co\t du t)e et rendent#lu co#le,e on dé$elo##eent et a aintenance

III- Le c,cle du combustible nucléaire :aspects techniques et économique :



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e l!e,traction de l!uraniu au toca"e de déchet radioacti/% le ccle ducoutile nucléaire co#orte une ultitude d!o#ération indutrielle.

(e ccle re"rou#e l!enele de o#ération indutrielle ui$ante

] e,traction de l!uraniu de ine

] /arication du coutile

] utiliation dan le réacteur

] retraiteent du coutile déchar"é du réacteur

] traiteent et toca"e de déchet

1 L!e,traction et le ra^na"e de l!


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ou$ert ou en "alerie outerraine. Le #rinci#au, "ieent connu etrou$ent en :utralie% au, _tat-eue conite * /aire #aer l!


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celle d!he,auorure d!uraniu 238% tra$erent un #eu #lu ra#ideentchaue arri)re% ce ui #eret d!enrichir #eu * #eu l!uraniu. Jai étantdonné la ae tr) $oiine de deu, ioto#e% le ralentieent del!uraniu 238 et tr) /aile #ar ra##ort * celui de l!uraniu 235. (!et#ouruoi% l!o#ération doit Etre ré#étée centaine de /oi #our #roduire un

uraniu ae> enrichi en uraniu 235% alor utiliale dan de centralenucléaire claiue.

L!ultracentri/u"ation

Xon #rinci#e de é#aration utilie une centri/u"eue ui #roette #lu $ite *a #éri#hérie l!he,auorure d!uraniu 238 ue l!he,auorure d!uraniu 235u!elle contient. La tr) lé")re diérence de ae entre le deu, olécule#eret aini d!au"enter #etit * #etit la concentration en uraniu 235. L*encore% de noreue éta#e uccei$e ont néceaire #our otenir unenrichieent u^ant.

3 'arication du coutile nucléaire

:#r) enrichieent% l!he,auorure d!uraniu et con$erti en o,ded!uraniu ou la /ore d!une #oudre noire. (elle-ci et co#riée #ui/rittée #our donner de #etit clindre a##elé `#atille. (haue #atille#eut liérer autant d!éner"ie u!une tonne de charon. Le #atille ontenlée dan de lon" tue étalliue de 4 de lon" en allia"e de>irconiu% le `"aine% dont le e,tréité ont ouchée de ani)reétanche #our contituer le `craon de coutile. Pour une centrale%#lu de 40000 craon ont #ré#aré #our Etre raelé en `/a"ot de

ection carrée% a##elé aela"e de coutile. (haue aela"econtient 2M4 craon. Le char"eent d!un réacteur nucléaire de 900é"a=att néceite 15 aela"e contenant en tout 11 illion de#atille.

Le aela"e de coutile% di#oé elon une "éoétrie #récie%/orent le cNur du réacteur. (hacun $a éourner #endant troi ou uatre



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an. urant cette #ériode% la ion de l!uraniu 235 $a /ournir la chaleurnéceaire * la #roduction de $a#eur #ui d!électricité. +n eet% l!uraniu235 et ile. (ela i"nie ue% ou l!eet de la colliion a$ec un neutron%on noau e cae 7ionne en #roduit de ion radioacti/ tout enliérant de l!éner"ie. +n re$anche% l!uraniu 238% ui re#réente #ourtant

9A de la ae d!uraniu enrichi% ne e cae #a lor de l!aor#tion d!unneutron. (e#endant% certain noau, d!uraniu 238 ca#turent un neutron ete tran/orent en #lutoniu 239% leuel et ile coe l!uraniu 235c!et #ouruoi on dit ue l!uraniu 238 et /ertile.


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Lor de leur arri$ée dan l!uine de retraiteent% le aela"e decoutile ué ont de nou$eau entre#oé dan une #icine. Il ontenuite ciaillé en #etit tronon% leuel ont alor introduit dan uneolution chiiue ui diout le coutile ai laie intact le orceau,étalliue 7"aine. (eu,-ci eront tocé coe déchet nucléaire.

e traiteent chiiue uccei/ ur le coutile en olution#erettent de é#arer le #lutoniu et l!uraniu de #roduit de ion. (edernier eront inté"ré dan de $erre #éciau, 7$itrication et tocécoe déchet nucléaire. L!uraniu et le #lutoniu% ui re#réentent 9MAde l!enele% ont é#aré et conditionné é#aréent.

L!utiliation du #lutoniu iu du retraiteent /ait l!oet de noreueétude. e nou$eau, coutile co#oé d!un élan"e d!o,ded!uraniu et o,de de #lutoniu 7a##elé Jo,% de l!an"lai `Ji,ed S,ideont dé* utilié dan certain réacteur 76+P. e #lu% en ce ui concernel!uraniu récu#éré au cour du retraiteent et ui et encore lé")reent#lu riche ue l!uraniu naturel 7en$iron 1A d!uraniu 235% il #ourra Etre *nou$eau enrichi * #lu de 3A et ui$re une $oie analo"ue * celle d!uncoutile ordinaire.

I8- La "estion des déchets nucléairesissus des centrales nucléaires :traitement et stoc9a"e :

Le éta#e du ccle du coutile "én)rent de déchet radioacti/ de/aile% oenne et haute acti$ité% dont la durée de $ie et $ariale. Letraiteent du coutile nucléaire ué% ui é#are le diérentco#oant% i#lie la ie en Nu$re de conditionneent et de olutionde toca"e ada#té * chaue ca.

+n 'rance% Le déchet iolé lor de o#ération de traiteent ontconditionné ur le ite Ee de l!uine de La a"ue%`en li"ne% c!et-*-direau /ur et * eure de leur é#aration. Le #roduit de ion et le actinideineur aini ue le éléent de tructure de aela"e ontconditionné dan de coli tandard de déchet.

La $itrication

e #roduit de ion 7trontiu% céiu et de actinide ineur7ne#tuniu% aériciu e /orent #endant le éour du coutile danle réacteur.


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contituent de déchet ultie. Il ont incor#oré dan du $erre% ui etenuite coulé dan de conteneur étanche en acier ino,dale. Leconteneur ont alor #lacé dan de #uit $entilé a$ant d!Etre retourné *leur #ro#riétaire% le co#a"nie dFélectricité. La $itrication #eretd!ioilier le #roduit de ion de /aon durale% car le $erre et

inolule dan l!eau et rete inerte au contact de a"ent #hico-chiiuenaturel.

Le co#acta"e

Le atériau, de tructure du coutile% é"aleent non recclale% ontclaé déchet de oenne acti$ité. :##elé coue et eout% cedéchet ont co#acté ou /ore de "alette et #lacé dan deconteneur de Ee t#e ue ceu, utilié dan le atelier de $itrication.(ette tandardiation /acilite le o#ération de anutention% de tran#ort etde toca"e.

Le toca"e

Le conditionneent de déchet a été conu de /aon * orir de tr) haute#er/orance #our leur /utur toca"e. La durée de $ie d!un conteneur de$erre% #ar e,e#le% et co#rie entre 100 000 et 10 000 000 d!année.?rHce * ce caractéritiue e,ce#tionnelle et * la réduction de $olue%l!entre#oa"e de déchet et /acilité et #eut% i néceaire% !en$ia"er#endant #luieur i)cle en recourant au, technolo"ie dé* élaorée.

&onclusion :

e la #rei)re #ile nucléaire /ranaie% Zoé% uu!* l!+P6 auourd!hui%l!indutrie nucléaire a touour #ro"reé en tirant #rot du retourd!e,#érience acui au l de di>aine d!année d!e,#loitation% en #articulieren tirant le enei"neent de é$éneent le #lu aruant de onhitoire% coe l!accident nucléaire de 'uuhia.

Le nou$elle "énération de réacteur doi$ent concilier * la /oil!aélioration de la \reté et le #er/orance éconoiue #our #erettreau nucléaire de coner$er a lé"itiité et on intérEt dan le i, de

#roduction d!électricité.


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