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Timestamp: 2018-09-19 09:48:07+00:00
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Chapitre 0 : Introduction - PDF
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1 Chapitre 0 : Introduction 1/224
2 Tests de résistance belges Rapport national pour les centrales nucléaires Ce rapport national est fourni par l Autorité de sûreté belge à la Commission européenne dans le cadre du programme de tests de résistance appliqué aux centrales nucléaires européennes suite à l accident de Fukushima-Daiichi. Avertissement Ce rapport est une traduction en français de la version officielle en anglais du «National report for nuclear power plants». En cas de discordance entre les deux versions, seule la version en anglais fait foi. Révision Date de révision Description de la modification Auteur Première édition AFCN-Bel V
3 Introduction La Belgique s est toujours érigée en pionnière dans le développement des sciences et des technologies nucléaires à des fins pacifiques. A ce titre, le pays compte sept réacteurs à eau pressurisée actuellement exploités sur deux sites distincts : Le site de Doel, implanté sur les rives de l Escaut à proximité d Anvers (Flandre), regroupe quatre réacteurs : o Doel 1/2 : unités jumelées de 433 MWe chacune, mises en service en 1975, o Doel 3 : unité de MWe, mise en service en 1982, o Doel 4 : unité de MWe, mise en service en Le site de Tihange, implanté sur les rives de la Meuse près de Liège (Wallonie), regroupe trois réacteurs : o Tihange 1 : unité de 962 MWe, mise en service en 1975, o Tihange 2 : unité de MWe, mise en service en 1983, o Tihange 3 : unité de MWe, mise en service en Les deux sites sont tous deux exploités par ELECTRABEL, une société du Groupe d énergie et de services GDF-SUEZ. Pour tout ce qui a trait à la sûreté nucléaire, les activités de l exploitant sont contrôlées par l Autorité de sûreté belge 1 composée de : L Agence fédérale de Contrôle nucléaire (AFCN), Bel V, sa filiale technique. Les caractéristiques actuelles des centrales nucléaires exploitées en Belgique découlent : de la base de conception de chaque unité, des modifications apportées par la suite au cours de la vie des installations. Lors de la phase de conception, les centrales furent dimensionnées de manière à satisfaire aux exigences de sûreté, de fiabilité et de disponibilité en vigueur à l époque et de manière à résister à des scénarios d accidents prédéfinis. Les règles de conception utilisées incluaient des marges de sécurité (postulats conservatifs dans les modèles, coefficients de sécurité dans les calculs, hypothèses pénalisantes dans les scénarios d accidents, etc.). Les règles de conception en vigueur à un moment précis prennent en compte les connaissances scientifiques les plus récentes (exemple : évaluation du risque sismique dans une région donnée), les techniques disponibles (exemple : précontrainte du béton), ainsi que les meilleures pratiques généralement appliquées dans le domaine considéré (exemple : utilisation d une double enceinte de confinement). Ces règles de conception ont évolué au fil du temps et les unités actuellement exploitées en Belgique présentent donc certaines différences en fonction de leur date de mise en service. Dans certains cas, des risques spécifiques n ont pas été pris en considération à la conception, soit parce que la menace n était à cette époque pas considérée comme plausible (exemple : chute d avion terroriste), soit parce que la probabilité annuelle d être confronté à un accident entraînant des conséquences inacceptables était négligeable (exemple : tornade). Cette remarque s applique tout particulièrement pour les premières unités (Doel 1/2 et Tihange 1). Dans ces cas spécifiques, la résistance des unités a fait l objet d une réévaluation a posteriori afin de déterminer les sollicitations 1 De plus amples informations sur l Autorité de sûreté et sur les installations nucléaires sont disponibles sur le site web de l AFCN ( notamment dans le rapport 2010 établi dans le cadre de la Convention sur la sûreté nucléaire. Chapitre 0 : Introduction 3/224
4 maximales admissibles et de déterminer les actions correctives adaptées à mettre en œuvre en cas de besoin. Certaines modifications ont donc été mises en oeuvre au cours de la vie des installations, afin d apporter les améliorations nécessaires selon les dernières connaissances et les technologies disponibles, ainsi que les règles de l art du moment. Ces améliorations prennent en compte le retour d expérience relatif aux accidents survenus à l étranger (Three Mile Island, Tchernobyl), et l évolution de la doctrine au niveau national (réglementation fédérale) et international (normes et guides de l Agence internationale de l Energie atomique, règles de l American Nuclear Regulatory Commission ). Ces améliorations sont mises en application dans le cadre des révisions périodiques (décennales) de sûreté ou à travers des plans d actions spécifiques appliqués spontanément par l exploitant ou à la demande de l Autorité de sûreté. Les principes de base de la sûreté, tels que la défense en profondeur, la redondance des équipements de sûreté, leur séparation physique ou géographique et leur diversification, ont été appliqués dès la phase de conception et des mises à niveau ont été effectuées sur les premières unités pour renforcer leur robustesse en cas de scénarios qui n auraient pas encore été considérés. Certains renforcements de structure ont également eu lieu lorsqu ils s avéraient nécessaires. Toutes les unités disposent à présent : de systèmes de sûreté (premier niveau de protection) visant à faire face aux risques internes et externes qui pourraient menacer les installations ; de systèmes de secours (second niveau de protection) dont l objectif est de compenser la perte des équipements de premier niveau, par exemple suite à des agressions qui n avaient pas été prises en considération lors de la conception du premier niveau de protection ; de sources d alimentation électrique multiples : lignes à haute tension reliées au réseau externe, auto-alimentation en cas d îlotage, générateurs diesel de secours, ensembles batteries/onduleurs ; de sources froides multiples, avec plusieurs moyens de pompage d eau : eau du fleuve bordant le site (l Escaut pour Doel et la Meuse pour Tihange), étangs artificiels (Doel) et puits en nappe phréatique (Tihange) ; de plans d urgence internes coordonnés avec les plans d urgence des pouvoirs publics : centres opérationnels de secours, instruments de diagnostic, procédures d urgence Ces moyens permettent de faire face à des scénarios d accidents considérés individuellement. Toutefois, l accident survenu le 11 mars 2011 à la centrale nucléaire de Fukushima-Daiichi au Japon a montré que la conjonction de plusieurs événements (tremblement de terre, tsunami, inondation, explosion d hydrogène) pouvait engendrer des conditions particulièrement défavorables auxquelles les installations et l exploitant n étaient pas suffisamment préparés : rupture de l enceinte, perte totale de l alimentation électrique, perte totale du refroidissement, accès difficile au site, etc. Le fait que plusieurs unités d un même site furent affectées simultanément constitua également un facteur aggravant au niveau de la gestion de l accident. En conséquence, les Etats membres de l Union européenne ont mis sur pied un vaste programme de réévaluation de la sûreté des centrales nucléaires implantées sur leur territoire. Ce programme de tests de résistance («tests de résistance») a pour but de réévaluer (sur base d études techniques, de calculs et de jugements d experts) les marges de sûreté dont disposent les centrales nucléaires européennes en cas d événements naturels extrêmes, et de mettre en œuvre les actions adéquates en cas de besoin. Cette approche se veut essentiellement déterministe et elle ne doit pas uniquement se concentrer sur les mesures préventives, mais également sur les mesures d atténuation des conséquences. Chapter 0: Introduction 4/224
5 Le champ des tests de résistance belges couvre les sept réacteurs exploités par Electrabel, y compris les piscines de désactivation de chaque unité et les installations d entreposage du combustible usé sur les deux sites, à savoir : le bâtiment «SCG» à Doel (stockage à sec des assemblages de combustible usé en conteneurs blindés), le bâtiment «DE» à Tihange (installation de stockage sous eau du combustible usé). Conformément à la méthodologie européenne, les tests de résistance des centrales nucléaires se déroulent en trois phases : 1. L exploitant réalise les tests de résistance dans ses installations et il transmet un rapport final à l Autorité de sûreté belge. Dans ce rapport, l exploitant décrit la réaction des installations confrontées à divers scénarios extrêmes et indique, au besoin, les améliorations qui peuvent être apportées pour renforcer la sûreté. 2. L Autorité de sûreté examine le rapport de l exploitant et il en évalue l approche et les résultats. Sur base de ces données, l Autorité de sûreté rédige son propre rapport national. 3. Le rapport de toutes les Autorités de sûreté nationales fait l objet d un examen par des pairs au niveau international : les rapports nationaux sont étudiés par d autres Autorités de sûreté représentant les 27 Autorités nationales européennes indépendantes compétentes en matière de sûreté nucléaire dans leur pays. Cette méthode renforce la cohérence tout au long du processus et assure le partage d expérience entre les différentes Autorités de sûreté. A partir de là, la Commission européenne rédigera un rapport final qu elle présentera au Conseil européen pour lui présenter une vue globale de la situation actuelle au sein des centrales nucléaires européennes. La première phase des tests de résistance belges des centrales nucléaires a été menée par l exploitant sur une courte période de temps jusqu au 28 octobre 2011 (communication des rapports de l exploitant à l Autorité de sûreté). Cette phase a mobilisé une quarantaine d ingénieurs et d experts d Electrabel et de sa filiale technique Tractebel Engineering, ainsi que plusieurs ressources externes spécialisées dans des domaines spécifiques (risques sismiques, inondations ). L AFCN et sa filiale technique Bel V, dont les experts connaissent parfaitement les installations examinées, ont ensuite réalisé la deuxième phase du programme. L évaluation de l approche et des résultats fournis par l exploitant a inclus un examen détaillé des rapports remis par l exploitant et des documents de référence, des réunions techniques avec l exploitant et des inspections sur site destinées à vérifier sur place la réalité, la pertinence et la robustesse des données clés utilisées dans les démonstrations de sûreté de l exploitant. Ce processus a débouché sur la publication du présent rapport national. Comme l exigent les spécifications de l ENSREG, le rapport national belge pour les centrales nucléaires couvre les risques suivants : séisme, inondations, conditions météorologiques extrêmes, perte d alimentation électrique et perte de source froide, gestion d accidents graves. A la demande du gouvernement fédéral belge, les attentats terroristes (chute d avion) et autres événements d origine humaine (cyber-attaque, gaz toxiques et explosifs, ondes de choc) ont également été inclus dans le programme des tests de résistance belges en tant qu événements initiateurs potentiels. Comme ces événements d origine humaine ne faisaient toutefois pas partie du programme des tests de résistance européens, ils ont été développés dans un rapport national séparé qui ne sera pas soumis à l examen par les pairs au niveau international. Chapter 0: Introduction 5/224
6 Afin de fournir un rapport national autoportant en vue du processus d examen par les pairs, les informations pertinentes fournies par l exploitant dans ses rapports sur les tests de résistance ont été rappelées dans chaque chapitre. A la fin de chaque chapitre, un paragraphe final présente l évaluation et les conclusions de l Autorité de sûreté belge (AFCN et Bel V). Dans le cadre de la politique de transparence des pouvoirs publics, ce rapport national est mis à la disposition du public et des médias sur le site web de l Autorité de sûreté belge ( Chapter 0: Introduction 6/224
7 Table des matières Introduction... 3 Table des matières... 7 Table des illustrations Description générale Caractéristiques des sites Principales caractéristiques des unités Différences significatives entre les unités Site de Doel Site de Tihange Utilisation des évaluations probabilistes de sûreté dans le cadre de l évaluation de sûreté Liste des acronymes Séisme Base de conception Séisme contre lequel les centrales sont conçues Dispositions visant à protéger les centrales contre le séisme de conception Conformité des centrales avec leur autorisation actuelle Évaluation des marges de sûreté Niveaux de séismes menant à des dommages graves du combustible - Description de la méthodologie SMR Intensité sismique conduisant à la perte d intégrité du confinement Séisme excédant le séisme de conception des centrales et inondation résultante excédant l inondation de conception Synthèse des principaux résultats présentés par l exploitant Evaluation et conclusions de l Autorité de sûreté Inondation Bases de conception Crue contre laquelle les centrales sont conçues Dispositions pour protéger les centrales contre la crue de conception Conformité des centrales avec leur autorisation actuelle Evaluation des marges de sûreté Estimation de la marge de sûreté contre l inondation Mesures pouvant être envisagées pour augmenter la robustesse contre l inondation Synthèse des principaux résultats présentés par l exploitant Centrale nucléaire de Tihange Centrale nucléaire de Doel Evaluation et conclusions de l Autorité de sûreté Centrale nucléaire de Tihange Centrale nucléaire de Doel Conditions météorologiques extrêmes Fortes pluies Réévaluation des précipitations prises en compte à la conception Evaluation des marges de sûreté contre les fortes pluies Mesures pouvant être envisagées pour augmenter la robustesse contre les fortes pluies Vents violents Réévaluation des vents violents pris en compte à la conception Evaluation des marges de sûreté contre les vents violents Mesures pouvant être envisagées pour augmenter la robustesse contre les vents forts Tornades Réévaluation des tornades prises en compte à la conception Evaluation des marges de sûreté contre les tornades Mesures pouvant être envisagées pour raugmenter la robustesse contre les tornades Foudre Réévaluation de la foudre prise en compte à la conception Evaluation des marges de sûreté contre la foudre Mesures pouvant être envisagées pour augmenter la robustesse contre la foudre Chutes de neige Réévaluation des chutes de neige prises en compte à la conception...94 Chapter 0: Introduction 7/224
8 Evaluation des marges de sûreté contre les chutes de neige Mesures pouvant être envisagées pour augmenter la robustesse contre les chutes de neige Grêle Autres conditions climatiques extrêmes Synthèse des principaux résultats présentés par l exploitant Evaluation et conclusions de l Autorité de sûreté Perte des alimentations électriques et perte de la source froide Perte de courant électrique Perte des alimentations externes (LOOP) Perte des alimentations électriques externes (LOOP) et perte des alimentations internes de secours de premier niveau (station black-out) Perte des alimentations électriques externes (LOOP) et perte de toutes les alimentations électriques de secours sur site (station black-out total) Perte de la source froide Perte de la source froide principale (LUHS) Perte des sources froides principale et alternative(s) Perte de la source froide principale, des alimentations électriques externes et de l alimentation électrique interne de secours de premier niveau Autonomie du site avant endommagement du combustible Actions (externes) prévues pour prévenir l endommagement du combustible Dispositions pouvant être envisagées pour améliorer la robustesse des installations Perte de la source froide principale combinée à un station black-out total Perte de la source froide principale combinée à la perte des alimentations électriques externes et à un séisme DBE Autonomie du site avant endommagement du combustible Actions (externes) prévues pour prévenir l endommagement du combustible Entreposage de combustible nucléaire usé Synthèse des principaux résultats présentés par l exploitant Scénario «Perte des alimentations électriques externes (LOOP)» Scénario «Station Black-Out (SBO)» Scénario «SBO total» Scénario «Perte de la source froide principale» Scénario «Perte des sources froides principale et alternatives» Scénario «Perte de la source froide principale avec SBO» Scénario «Perte de la source froide principale avec SBO total» Scénario «Perte de la source froide principale, LOOP et séisme DBE» Piscines de désactivation Evaluation et conclusions de l Autorité de sûreté Gestion des accidents graves Organisation et dispositions prises par l exploitant pour gérer les accidents Organisation de l exploitant pour gérer l accident Possibilité d utiliser les équipements existants Évaluation des facteurs pouvant perturber la gestion de l accident et imprévus associés Perte de refroidissement du cœur : mesures de gestion des accidents en place aux différents stades d un scénario de perte de la fonction de refroidissement du cœur Avant endommagement du combustible dans la cuve du réacteur Après endommagement du combustible dans la cuve du réacteur Après rupture de la cuve Effets falaises et timing Adéquation de la gestion d accident actuelle et mesures additionnelles possibles Mesures de gestion d accident pour maintenir l intégrité de l enceinte après endommagement du cœur Gestion des risques d hydrogène dans l enceinte Prévention d une surpression de l enceinte de confinement Prévention du retour en criticité Prévention du percement du radier Besoins et fourniture de courant électrique alternatif et continu et d air comprimé aux équipements utilisés pour préserver l intégrité du confinement Chapter 0: Introduction 8/224
9 Effets falaises et timing Mesures actuelles de gestion des accidents pour revenir à un état stable et contrôlé Aperçu des stratégies de gestion d accident et moyens mis en œuvre Mesures de gestion d accident destinées à réduire les rejets radioactifs Limitation des conséquences des rejets de produits de fission Injection d eau dans les générateurs de vapeur pour piéger les produits de fission s échappant de tubes de générateurs de vapeur endommagés Injection d eau dans le circuit primaire pour piéger les produits de fission relâchés par les débris du cœur Injection d eau dans l enceinte de confinement Surveillance des conditions de l enceinte de confinement Injection d eau dans le puits de cuve Mesures de gestion d accident en cas de perte du refroidissement des piscines de combustible usé Mesures de gestion d accident actuelles Effets falaises et timing Instrumentation nécessaire pour surveiller le combustible et pour gérer l accident Accumulation d hydrogène Adéquation des mesures de gestion actuelles et dispositions additionnelles possibles Retour à un état stable et contrôlé Synthèse des principaux résultats présentés par l exploitant Evaluation et conclusions de l Autorité de sûreté Conclusions générales Principaux résultats et améliorations proposées par l exploitant sur le plan de la sûreté Séismes Inondations Conditions météorologiques extrêmes Perte des alimentations électriques ou des sources froides Organisation de crise et gestion des accidents graves Plan d action Synthèse de l évaluation et améliorations supplémentaires demandées par l Autorité de sûreté Séisme Inondation Conditions météorologiques extrêmes Perte des alimentations électriques et perte des sources froides Gestion des accidents graves Table des illustrations Figure 1 : Sites des centrales nucléaires en Belgique...10 Figure 2 : Installations sur le site de Doel...10 Figure 3 : Installations sur le site de Tihange...11 Figure 4 : Double enceinte des bâtiments réacteurs de Doel 3 et Doel Figure 5 : Comparaison des spectres de conception des trois unités de...30 Figure 6 : Spectre au niveau du sol basé sur l étude ORB...31 Figure 7 : Classification des SSC en catégorie High, Medium, et Low...44 Figure 8 : Comparaison entre le spectre RLE et le spectre DBE de Tihange...45 Figure 9 : Comparaison entre le spectre RLE et le spectre DBE de Doel...46 Figure 10 : Les différentes zones altimétriques du site de Tihange...61 Figure 11 : Dispositions de conception à la centrale nucléaire de Doel contre la crue DBF (coupe transversale de la digue)...61 Figure 12 : Exemple de crue décamillénale et proposition de protection périphérique du site...74 Figure 13 : Plan des alimentations électriques à Tihange 2 et Tihange Figure 14 : Plan des alimentations électriques à Doel 3 et Doel Figure 15 : Plan des sources froides à Tihange Figure 16 : Plan des sources froides à Doel Chapter 0: Introduction 9/224
10 1. Description générale 1.1. Caractéristiques des sites Les centrales nucléaires belges sont situées sur deux sites géographiquement distincts : Doel et Tihange. Elles sont exploitées par ELECTRABEL, une société du Groupe d énergie et de services GDF- SUEZ. Centrale nucléaire de Doel Figure 1 : Sites des centrales nucléaires en Belgique La centrale nucléaire de Doel est située dans le Port d Anvers sur la rive gauche de l Escaut, 15 km au Nord-Ouest d Anvers (Flandre) et à 3 km seulement de la frontière belgo-néerlandaise. Le site abrite les installations suivantes : les réacteurs jumelés de Doel 1/2 (A), le réacteur de Doel 3 (B), le réacteur de Doel 4 (C), le bâtiment SCG (entreposage à sec du combustible usé) (D). D C B A Figure 2 : Installations sur le site de Doel Chapitre 1 Description générale 10
11 Centrale nucléaire de Tihange Le site se trouve sur le territoire de l ancienne commune de Tihange, sur la rive droite de la Meuse. Tihange fait aujourd hui partie de la ville de Huy à une distance de 25 kilomètres de la ville de Liège. Le site abrite les installations suivantes : le réacteur de Tihange 1 (A), le réacteur de Tihange 2 (B), le réacteur de Tihange 3 (C), le bâtiment DE (stockage sous eau du combustible usé) (D). C D B A Figure 3 : Installations sur le site de Tihange Principales caractéristiques des unités Centrale nucléaire de Doel Les principales caractéristiques des installations du site de Doel sont reprises dans le tableau ci-après : Tableau 1 : Caractéristiques des unités du site de Doel Unités Type Puissance thermique (MWth) Date de première divergence Caractéristiques de l enceinte Remplacement des générateurs de vapeur Capacité de la piscine de combustible Concepteur Doel 1 PWR (2 boucles) Double enceinte (béton et métal) 2009 Westinghouse 664 alvéoles Doel 2 Doel 3 Doel 4 Bâtiment SCG PWR (2 boucles) PWR (3 boucles) PWR (3 boucles) Stockage à sec du combustible usé Double enceinte (béton et métal) Double enceinte avec peau d étanchéité métallique interne Double enceinte avec peau d étanchéité métallique interne Westinghouse alvéoles Framatome alvéoles Westinghouse 165 conteneurs de combustible usé Tractebel Engineering Chapitre 1 Description générale 11
12 Les quatre bâtiments du réacteur à Doel sont munis d une double enceinte. Sur les unités Doel 1/2, l enceinte primaire (intérieure) est une coupole métallique. L enceinte secondaire (extérieure) consiste en un cylindre en béton armé sur lequel est placé un dôme en béton armé de forme hémisphérique. L enceinte secondaire englobe l enceinte primaire et la protège ainsi contre les accidents. A Doel 3 et Doel 4, l enceinte primaire consiste en un cylindre surmonté d un dôme de forme sphérique. Les deux structures sont en béton précontraint. Cette enceinte est recouverte sur sa face interne d une peau métallique garantissant son étanchéité à l air. L enceinte secondaire des unités Doel 3 et Doel 4 est également une structure en béton armé qui entoure l enceinte primaire et la protège ainsi contre les accidents externes. Metallic liner Pre-stressed concrete Annulus space Reinforced concrete Figure 4 : Double enceinte des bâtiments réacteurs de Doel 3 et Doel 4 Le combustible nucléaire usé des unités Doel 1/2 est stocké dans des piscines communes situées dans le bâtiment des services nucléaires (GNH). Le combustible nucléaire usé des unités de Doel 3 et Doel 4 est entreposé dans des piscines sur chaque unité. Les piscines et leurs systèmes de refroidissement sont abrités dans le bâtiment du combustible nucléaire bunkerisé (SPG). Lorsque le combustible usé en provenance des quatre unités a refroidi suffisamment longtemps en piscine, il est transféré vers le bâtiment des conteneurs de combustible usé (SCG). Ce bâtiment en béton armé sert à entreposer à sec le combustible usé dans des conteneurs blindés et sous gaz inerte. La chaleur résiduelle s évacue par convection naturelle. Les conteneurs sont conçus pour résister à des accidents graves (chute d avion, incendie et tremblement de terre) Centrale nucléaire de Tihange Les principales caractéristiques des unités du site de Tihange sont reprises dans le tableau ci-après : Chapitre 1 Description générale 12
13 Unités Tihange 1 Tihange 2 Tihange 3 Bâtiment DE Type PWR (3 boucles) PWR (3 boucles) PWR (3 boucles) Stockage humide du combustible usé Tableau 2 : Caractéristiques des unités du site de Tihange Puissance thermique (MWth) Date de première divergence Caractéristiques de l enceinte Double enceinte avec peau d étanchéité métallique interne Double enceinte avec peau d étanchéité métallique interne Double enceinte avec peau d étanchéité métallique interne Bâtiment bunkerisé Remplacement des générateurs de vapeur 1995 Capacité de la piscine de combustible 324 alvéoles + 49 alvéoles amovibles Concepteur Framatome / Westinghouse alvéoles Framatome alvéoles Westinghouse alvéoles + 30 alvéoles pour entreposage temporaire Tractebel Engineering Chacun des trois réacteurs dispose d une piscine de refroidissement destinée à l entreposage temporaire des assemblages de combustible usé. Après au moins deux ans en piscine de désactivation sur les unités, les assemblages de combustible sont transférés vers le bâtiment DE qui contient huit piscines disposant d une capacité de 465 assemblages chacune. L alimentation électrique de ce bâtiment est fournie par l unité Tihange 3. Les systèmes et composants de sûreté du bâtiment DE ont été conçus pour résister aux effets d événements naturels, de séismes et d accidents d origine externe (chute d avion, explosion) sans perdre leurs fonctions de sûreté. Les bâtiments réacteurs des trois unités du site de Tihange sont munis d une double enceinte de confinement. L enceinte intérieure est en béton armé précontraint et munie d une peau d étanchéité métallique tandis que l enceinte extérieure est en béton armé. Chapitre 1 Description générale 13
14 1.2. Différences significatives entre les unités Site de Doel Si l on considère les événements qui ont été pris en compte à la conception des différentes unités, il existe des différences entre les unités Doel 1/2 et les unités Doel 3 et Doel 4 : les réacteurs jumelés de Doel 1/2 partagent une série de systèmes communs, les systèmes de sûreté redondants sont physiquement indépendants les uns des autres à Doel 3 et Doel 4, lors de la conception initiale de Doel 3 et Doel 4, les risques internes et externes suivants ont été considérés : o la chute d avion, o l incendie de grande ampleur, o les explosions, y compris l explosion de gaz, o les actes de malveillance, o les accidents conduisant à l inaccessibilité ou l indisponibilité de la salle de commande. Ces accidents ou événements ont été pris en considération dans le cadre des révisions décennales de sûreté et ont conduit, pour les unités Doel 1/2, à la mise en œuvre de systèmes de sûreté spécifiques, tels que le bâtiment des systèmes d ultime secours (GNS), qui est qualifié au séisme. Toutes les unités de Doel disposent de deux niveaux de protection : les systèmes de secours du premier niveau de protection sont destinés à protéger l unité contre les incidents et accidents d origine interne (exemples : perte de l inventaire en eau du circuit primaire ou rupture de conduite secondaire) et les tremblements de terre, tandis que les systèmes d ultime secours du second niveau de protection sont dédiés aux agressions d origine externe. Les systèmes du premier niveau sont commandés depuis la salle de commande principale, ceux du second niveau le sont depuis une salle de commande séparée. Le premier niveau et le second niveau sont totalement indépendants l un de l autre. Cette remarque vaut pour les groupes électrogènes diesels, les salles de commandes, les alimentations en eau, l instrumentation, l air comprimé, l injection d eau aux joints des pompes primaires, l eau alimentaire des générateurs de vapeur, les systèmes de refroidissement à l arrêt Le tableau suivant énumère les spécificités des systèmes de secours de premier niveau sur les unités Doel 1/2, d une part, et Doel 3 et Doel 4, d autre part. Systèmes de secours (premier niveau) Séparation physique Conception sismique Tableau 3 : Systèmes de secours de premier niveau sur les unités de Doel Doel 1/2 Doel 3 et Doel 4 Les systèmes du premier niveau ne sont pas tous physiquement séparés, mais tous ont été testés quant à leur interaction mutuelle (par exemple rupture d'une tuyauterie à haute énergie) pour s assurer qu un accident interne n aurait pas d impact sur ces systèmes Les accidents susceptibles de causer l indisponibilité de plusieurs systèmes de sûreté sont couverts par le GNS (bâtiment abritant les systèmes de second niveau), qui est physiquement séparé Les systèmes du premier niveau n ont pas tous été conçus pour résister au séisme de référence (DBE), mais tous les systèmes vitaux qui doivent fonctionner après un séisme DBE ont été conçus pour résister à ce séisme DBE Les fonctions qui ne sont pas garanties sont reprises par le second niveau (GNS) Les systèmes du premier niveau sont en principe physiquement indépendants Les systèmes du premier niveau sont en principe conçus pour résister au séisme de référence DBE Chapitre 1 Description générale 14
15 Systèmes de secours (premier niveau) Doel 1/2 Doel 3 et Doel 4 Conception des trains Les systèmes du premier niveau relatifs à l alimentation électrique et à l instrumentation sont en principe conçus par train et ces trains sont mécaniquement liés les uns aux autres Les systèmes du premier niveau sont en principe conçus par train et ces trains ne sont pas liés Systèmes partagés Injection de sécurité (SI) haute pression Beaucoup de systèmes du premier niveau sont partagés par les deux unités Le degré de capacité/redondance de ces systèmes est suffisant pour les deux unités 4 pompes d injection haute pression partagées par les deux unités 4 voies d injection par unité : 2 voies d injection sur la branche froide et 2 voies d injection sur la partie supérieure de la cuve 2 réservoirs d injection de sécurité pour l injection de sécurité haute et basse pression (1 réservoir par unité) 2 accumulateurs par unité (1 sur chaque branche froide) 3 pompes d injection basse pression par unité Les mêmes pompes assurent la fonction de refroidissement du réacteur à l arrêt Pour les systèmes du premier niveau des unités Doel 3 et Doel 4, un diesel de réserve partagé par les deux unités a été ajouté aux diesels de secours déjà en place 3 trains indépendants équipés de : o 3 pompes d injection haute pression, o 6 voies d injection par unité : 2 par train, 1 sur chaque branche chaude et 1 sur chaque branche froide o 3 réservoirs d injection de sécurité pour l injection de sécurité haute et basse pression (1 réservoir par train) o 3 accumulateurs par unité (1 sur chaque branche froide) o 3 pompes d injection basse pression (indépendantes) Circuit d aspersion d enceinte (SP) 4 pompes d aspersion communes (pour injection directe) Aspersion possible par le circuit d injection basse pression (pendant la recirculation) 3 trains indépendants avec trois pompes d aspersion Refroidissement du réacteur à l arrêt (SC) Circuit de refroidissement des composants (CC) 3 pompes physiquement séparées et alimentées indépendamment par unité, qui assurant également la fonction d injection basse pression 2 échangeurs de chaleur physiquement séparés par unité avec possibilité d interconnexion à chacune des trois pompes Circuit partagé pour le refroidissement des composants, composé de quatre pompes et de quatre échangeurs de chaleur, répartis en deux groupes 3 trains indépendants avec : o 3 pompes de refroidissement du réacteur à l arrêt, o 3 échangeurs de chaleur par unité pour le refroidissement du réacteur à l arrêt, assurant également la fonction d évacuation de la chaleur pendant la phase de recirculation 3 trains indépendants avec 3 circuits de refroidissement parallèles et identiques, chacun disposant de sa propre pompe et de son propre échangeur de chaleur Alimentation électrique et instrumentation 4 polarités électriques indépendantes (2 par unité). Les fonctions de sûreté disposant de 3 équipements utilisent la polarité de l autre unité. En cas d indisponibilité d un diesel, un des diesels de l autre unité assure automatiquement cette polarité afin de garantir un maximum d indépendance entre les polarités. Il y a une séparation physique partielle des câblages d alimentation électrique et d instrumentation 3 polarités électriques indépendantes, physiquement séparées (1 par train) Chaque train est équipé de sa propre instrumentation qui est physiquement séparée des autres trains Une reprise manuelle est également possible par le diesel de réserve en cas de défaillance d un diesel de premier niveau Circuit d extinction d incendie (FE) 2 pompes : 1 pompe électrique et 1 motopompe diesel Conception non sismique, à l exception de l apport d eau alimentaire de second niveau 3 trains indépendants pourvus de pompes parasismiques alimentées électriquement par les diesels de second niveau Chapitre 1 Description générale 15
16 Systèmes de secours (premier niveau) Doel 1/2 Doel 3 et Doel 4 Eau alimentaire auxiliaire pour les générateurs de vapeur (AF) 3 pompes : 1 turbopompe et 2 motopompes La quantité d eau alimentaire auxiliaire est suffisante pour amener les deux unités dans un état d arrêt à froid, auquel cas le refroidissement se poursuit via le circuit de refroidissement du réacteur à l arrêt 3 trains indépendants avec 1 turbopompe et 2 motopompes Ventilation de sûreté La ventilation de nombreux systèmes de sûreté est partagée par les deux unités et les 4 trains. Dans ce cas, la ventilation respecte le critère de défaillance unique 3 trains indépendants avec système de ventilation des systèmes de sûreté pour chaque train En ce qui concerne les accidents couverts par les systèmes d ultime secours du second niveau, on note les différences suivantes : les systèmes de second niveau des unités Doel 1/2 ne se trouvent pas dans des bâtiments bunkerisés, mais il existe une séparation physique entre les systèmes des premier et second niveaux de Doel 1/2 ; les systèmes de second niveau des unités Doel 1/2 sont principalement commandés manuellement depuis la salle de commande d ultime secours du bâtiment GNS, tandis que les unités Doel 3 et Doel 4 bénéficient d une phase de pilotage automatique du réacteur (sans intervention humaine) pendant une durée de trois heures. Le tableau ci-dessous recense les spécificités des systèmes d ultime secours de second niveau sur les unités Doel 1/2 d une part, et Doel 3 et Doel 4 d autre part. Systèmes d ultime secours (second niveau) Tableau 4 : Systèmes d ultime secours de second niveau sur les unités de Doel Doel 1/2 Doel 3 et Doel 4 Eau alimentaire d ultime secours des générateurs de vapeur (EF) Circuit de refroidissement d ultime secours des composants (EC) et bassins de refroidissement d ultime secours (LU) Air comprimé d ultime secours (EI et IAK) 1 circuit d eau alimentaire d ultime secours par unité alimentant les 2 générateurs de vapeur de chaque unité Il est possible d alimenter les 2 unités avec 1 circuit d eau alimentaire d ultime secours d une seule unité Le circuit de refroidissement d ultime secours des composants assure partiellement les fonctions du circuit d eau brute et du circuit de refroidissement des composants Deux réfrigérants à air reliés en parallèle sont raccordés aux réfrigérants et aux moteurs du circuit de refroidissement du réacteur à l arrêt au moyen de deux pompes de circulation Si l approvisionnement normal en air comprimé est indisponible, le circuit d air comprimé d ultime secours envoie de l air comprimé vers les vannes les plus importantes de sorte que le réacteur puisse être amené à l arrêt à froid 1 circuit d eau alimentaire d ultime secours pour chacun des 3 générateurs de vapeur Chaque unité possède un circuit de bassin de refroidissement d ultime secours composé d un grand bassin de refroidissement et de trois pompes de circulation indépendantes Les unités Doel 3 et Doel 4 partagent également un bassin de refroidissement de réserve La chaleur est évacuée par évaporation naturelle de l eau présente dans ces bassins de refroidissement Le circuit d air comprimé d ultime secours se compose de trois compresseurs d ultime secours indépendants et du réseau de distribution correspondant Chapitre 1 Description générale 16
17 Systèmes d ultime secours (second niveau) Doel 1/2 Doel 3 et Doel 4 Circuit d injection d acide borique d ultime secours (RJ et EA) Le circuit régule également l inventaire en eau du circuit primaire Le circuit est fortement boré et ajoute de l acide borique pour compenser l apport de réactivité provoqué par la contraction du fluide primaire Le circuit régule également l inventaire en eau du circuit primaire Le circuit est fortement boré et ajoute de l acide borique pour compenser l apport de réactivité provoqué par la contraction du fluide primaire Le système est doté de 3 pompes indépendantes sur l unité Doel 3 et de 2 pompes indépendantes sur l unité Doel 4 Injection d ultime secours aux joints des pompes primaires (RJ) Il y a 1 circuit indépendant par unité. Des opérations manuelles peuvent être réalisées pour permettre l injection aux joints des pompes primaires des deux unités par le circuit d une seule unité Chacun des 2 circuits possède des raccords avec vannes manuelles Le circuit dispose d une pompe et d un réservoir d acide borique Chaque unité dispose de 2 pompes volumétriques pour l aspiration d acide borique dans un réservoir d acide borique d ultime secours à filtre partagé La canalisation aboutissant à l enceinte est redondante Site de Tihange Vis-à-vis des événements initiateurs considérés en phase de conception, des différences existent entre les unités Tihange 1 d une part, et Tihange 2 et Tihange 3 d autre part : une séparation physique partielle des systèmes de sûreté redondants à Tihange 1, une séparation physique complète des systèmes de sûreté redondants à Tihange 2 et Tihange 3, pour Tihange 2 et Tihange 3, les agressions d origine externe ont été pris en compte dès la conception, en particulier : o la chute d un avion commercial et militaire ; o un incendie de grande ampleur ; o une explosion (y compris une explosion de gaz) ; o un acte de malveillance ; o des conditions conduisant à l inaccessibilité ou l indisponibilité de la salle de commande. Tihange 2 et Tihange 3 disposent toutes deux de deux types de systèmes de sûreté : les systèmes de secours du premier niveau et les systèmes d ultime secours du second niveau. Les différences au niveau des systèmes de secours de premier niveau sont présentées dans le tableau suivant. Chapitre 1 Description générale 17
18 Tableau 5 : Systèmes de secours de premier niveau sur les unités de Tihange Systèmes de secours (premier niveau) Tihange 1 Tihange 2 et Tihange 3 Circuit d injection de sécurité (CIS) Circuit d aspersion d enceinte (CAE) Refroidissement du réacteur à l arrêt (RRA) Générateurs diesels de secours (GDS) Circuit d eau d incendie (CEI) 3 pompes haute pression (180 bars) également utilisées comme pompes du circuit de contrôle volumétrique et chimique 3 accumulateurs de 25 m³ 2 pompes d injection de sécurité basse pression (8 bars) qui peuvent, en cas d indisponibilité, être remplacées de manière autonome par les 2 pompes CAE de secours Pas d échangeur de chaleur sur les lignes d injection de sécurité 1 réservoir d eau de piscine 6 pompes 2 lignes d injection directe à partir du réservoir (sans échangeur) 2 lignes de recirculation interne à partir des puisards du bâtiment réacteur (avec échangeurs) 2 lignes soit d injection directe depuis le réservoir, soit de recirculation depuis les puisards (avec échangeurs) qui peuvent remplacer de manière autonome les pompes d injection de sécurité basse pression 2 trains avec des parties de tuyauterie communes (collecteurs) Soutirage en branche chaude 2 et injection en branches froides 3 et 1 Les pompes d injection de sécurité basse pression peuvent remplacer de manière autonome les pompes du système de refroidissement du réacteur à l arrêt 2 générateurs diesels de secours 1 générateur diesel de réserve peut être raccordé aux unités 1, 2 ou 3 en cas d indisponibilité d un générateur diesel de secours Une pompe pouvant être alimentée par un générateur diesel de secours et une motopompe thermique (diesel) 3 trains complètement indépendants 3 pompes haute pression (120 bars) 3 accumulateurs de 35 m³ 3 pompes d injection de sécurité basse pression (20 bars), secourues par les 3 pompes du circuit d aspersion d enceinte 3 échangeurs de chaleur pour le refroidissement de l eau de recirculation 3 réservoirs interconnectés (Tihange 2 uniquement) d eau de piscine 3 circuits complètement indépendants 3 lignes soit d injection directe depuis le réservoir, soit de recirculation depuis les puisards (avec échangeur) qui peuvent remplacer de manière autonome les pompes d injection de sécurité basse pression 3 circuits complètement indépendants 3 générateurs diesels de secours 1 générateur diesel de réserve peut être raccordé aux unités 1, 2 ou 3 en cas d indisponibilité d un générateur diesel de secours Pompes électriques alimentées par les générateurs diesel de secours Eau alimentaire de secours/auxiliaire (EAS et EAA) 1 turbopompe (100 %) avec alimentation en eau par le système d ultime repli et 2 motopompes (2 x 50 %) alimentées par les générateurs diesels de secours 1 turbopompe (100 %) avec alimentation en eau par le système d ultime repli et 2 motopompes (2 x 50 %) alimentées par les générateurs diesel de secours À Tihange 1, les systèmes d ultime secours du second niveau n avaient pas été prévus à la conception. Néanmoins, suite à la première révision périodique de sûreté (en 1986), un système d ultime repli (SUR) fut installé pour faire face à plusieurs scénarios d accidents d origine externe. Ce système inclut : deux alimentations électriques distinctes (un génrateur diesel 380 V et un turboalternateur 380 V), un circuit d eau de refroidissement composé de deux pompes puisant dans la nappe phréatique à partir de deux puits différents, une pompe d injection aux joints des pompes primaires. Tihange 2 et Tihange 3 bénéficient d une phase de pilotage automatique du réacteur (sans intervention humaine) pendant une durée de trois heures après un accident d origine externe. Chapitre 1 Description générale 18
19 Les caractéristiques des systèmes d ultime secours de second niveau pour Tihange 2 et Tihange 3 sont présentées dans le tableau suivant. Tableau 6 : Systèmes d ultime secours de second niveau sur les unités de Tihange 2 et Tihange 3 Systèmes d ultime secours (second niveau) Circuit d injection d ultime secours (CIU) Injection d ultime secours aux joints des pompes primaires (CRU et IJU) Circuit de réfrigération d ultime secours (CUS) Circuit d eau alimentaire d ultime secours (AUG) Circuit d eau de Meuse et de nappe phréatique Générateurs diesels d ultime secours Tihange 2 et Tihange 3 3 circuits complètement indépendants et 2 pompes d injection d acide borique à ppm Pour Tihange 2 et 3, le circuit CRU assure le refroidissement des barrières thermiques des pompes primaires (1 pompe pour chaque boucle primaire) Pour Tihange 3, le circuit IJU assure l injection aux joints (2 pompes 100 %) 3 circuits redondants assurant le refroidissement des barrières thermiques des pompes primaires ainsi que le refroidissement des échangeurs et des pompes des circuits d ultime secours et du bâtiment DE 3 circuits assurant l alimentation en eau des générateurs de vapeur. L eau provient d un réservoir de 100 m³ dans chaque circuit qui peut être rempli par le circuit d eau déminéralisée normale (depuis le système d eau normale), par l eau des puits ou par l eau de Meuse L eau peut être fournie par trois puits ou pompée directement dans la Meuse 3 générateurs diesel d ultime secours avec réservoir de carburant procurant jusqu à 7 jours d autonomie Chapitre 1 Description générale 19
20 1.3. Utilisation des évaluations probabilistes de sûreté dans le cadre de l évaluation de sûreté Les évaluations probabilistes de sûreté (EPS) furent entamées à l initiative de l exploitant avant d être intégrées aux révisions décennales. Les EPS comprennent : une EPS de niveau 1, servant à déterminer la probabilité d une fusion du cœur du réacteur (probabilité d endommagement du cœur), une EPS de niveau 2, destinée à calculer la probabilité d un rejet dans l environnement (probabilité de rejet). Les évaluations couvrent les conditions suivantes de la centrale : fonctionnement en puissance, arrêt (système de refroidissement du réacteur à l arrêt connecté), fonctionnement à inventaire réduit en eau («mi-boucle»). Les EPS traitent des événements d origine interne. Les groupes d événements initiateurs qui ont été considérés sont les suivants : accident de perte de réfrigérant primaire (APRP), rupture des conduites secondaires (dans l enceinte et en dehors de l enceinte), perte d alimentation des tableaux électriques (classé et non classé de sûreté, courant alternatif et courant continu), perte des alimentations électriques externes (LOOP) (courte et longue durée), perte d air d instrumentation, rupture de tube de générateur de vapeur, combinée ou non à des brèches des conduites secondaires, transitoires primaires avec, entre autres, perte des circuits de refroidissement de sûreté, transitoires secondaires avec, entre autres, perte de l eau alimentaire normale et auxiliaire, signaux intempestifs, perte du circuit de refroidissement, considéré comme un événement initiateur. Le scénario d un station black-out (SBO) est couvert par l événement initiateur LOOP combiné à une perte potentielle des générateurs diesel des premier et second niveaux. Des évaluations probabilistes de sûreté ont été initiées pour évaluer le risque d incendie et d inondation sur toutes les unités belges. A ce jour, les EPS réalisées sur les unités belges n ont pas pris en compte les accidents d origine externe ou les événements initiateurs liés aux piscines de combustible usé. Les modes de défaillance de l enceinte de confinement faisaient partie de l EPS menée dans les années 1990 sur les unités Doel 1/2 et Tihange 1. Une EPS complète incluant des rejets de produits de fission pour les différents modes de défaillance de l enceinte de confinement est en cours pour chaque unité belge représentative. Chapitre 1 Description générale 20
21 1.4. Liste des acronymes Acronyme Terme complet AC Alternating current ADG Administratief gebouw AF Auxiliary Feed AFW Auxiliary Feedwater ASME American Society of Mechanical Engineers ATWS Anticipated Transient Without Scram AUG Alimentation Ultime secours des GV (Tihange) AWW Antwerpse waterwerken B Bâtiment bureau B01Bi Réservoir de remplissage piscine de Tihange 1 BAE Bâtiment Auxiliaires Électriques BAN Bâtiments Auxiliaires Nucléaires BAN-D Bâtiments Auxiliaires Nucléaires - D (D pour piscine de Désactivation) BAN-N Bâtiments Auxiliaires Nucléaires - N (N pour Normaux) BAN-profond Bâtiments Auxiliaires Nucléaires (unités 2 et 3) BAR Gebouw reactorhulpdiensten BDBE Beyond Design Earthquake (séisme hors conception) BDBF Beyond Design Basis Flooding (crue hors conception) BK/BKR Bunker BKZ Bunker Controle Zaal BMMT Base Mat Melt Through BP Basse Pression BR Bâtiment Réacteur BUR Bâtiment d Ultime Repli (Tihange 1) BUS Bâtiment d Ultime Secours (Tihange 2-3) CAB Circuit d Appoint en Bore CAE Circuit d Aspersion d Enceinte CAR Circuit d Air comprimé de Régulation CARA Centre d Accueil et de Repli des Awirs CAU Circuit d Air Ultime CCV Circuit de Charge et de contrôle Volumétrique CD Cooling Diesels CDF Core Damage Frequency CEB Circuit d Eau Brute CEC Circuit d Eau de Circulation CEG Circuit d Eau Glacée CEI Circuit d Eau d Incendie CEU Circuit d Eau Ultime (Tihange 2-3) CEX Circuit d exhaure dans les bâtiments nucléaires CF Gekoeld Water CFR Code of Federal Regulations CGCCR Centre Gouvernemental de Coordination et de Crise CHE Contrôle de l Hydrogène dans l Enceinte CIS Circuit d Injection de Sécurité CIU Circuit d Injection Ultime CMCPB Crisis managent Center Productie Belgie-Luxemburg CMCPB Centre de Management de Crise Production Belgique CMU Circuit de Moyens Ultimes CSNI Committee on the Safety of Nuclear Installations CNT Centrale Nucléaire de Tihange COS Centre Opérationnel de Site Chapitre 1 Description générale 21
22 Acronyme Terme complet COT Centre Opérationnel de Tranche CPR Circuit de Protection du Réacteur CRDM Control Rod Drive Mechanism CRDS Control Rod Drive Shaft CRI Circuit de Réfrigération Intermédiaire CRP Circuit de Réfrigération Primaire CRU Circuit de Refroidissement Ultime CTP Circuit de Traitement des Piscines de désactivation CUS Circuit d Ultime Secours CV Chemische en volumetrische controle CVA Circuit Vapeur Auxiliaire CVC Circuit de Vapeur de Contournement CVD Contournement Vapeur Désurchauffe condenseur (Tihange 1) CVP Circuit de Vapeur Principal CW Cooling Water pipes D Bâtiment Désactivation DBE Design Basis Earthquake (séisme de référence) DBF Design Basis Flooding (crue de référence) DC Courant continu DD Ontgast gedemineraliseerd water (secundair) DE Bâtiment entreposage des assemblages de combustible usé DG Dieselgroepen DNG Deuxième nivellement général DUR Diesel d Ultime Repli (Tihange 1) DW Ontgast gedemineraliseerd water (primair) EA Nood-boorzuur injectiekring EA Espace annulaire EAA Eau Alimentaire Auxiliaire (Tihange 2 - Tihange 3) EAN Eau Alimentaire Normale EAS Eau Alimentaire de Secours (Tihange 1) EBL Electrabel EC Emergency component cooling ECA Emergency Contingency Actions ECOS Emergency Call Out System ED Emergency Dieselgroepen EDD Eau Déminéralisée Dégazée EDMG Extensive Damage Mitigation Guidelines EDN Eau Déminéralisée Normale EF Emergency Feedwater EF2 Vitesse sur échelle Fujita entre 50 m/s et 60 m/s EF3 Vitesse sur échelle Fujita entre 61 m/s et 75 m/s EF4 Vitesse sur échelle Fujita entre 75 m/s et 89 m/s EI Air comprimé de secours EMAS Eco Management and Audit Scheme ENSREG European Nuclear Safety Regulators Group EOP Emergency Operations Procedures EPA Circuit d Échantillonnage du liquide Post-Accidentel EPI Équipe de Première Intervention EPRI Electric Power Research Institute EQE European Qualifying Examination ERF Emergency Response Facility ERG Emergency Response Guidelines EUR European guide for new nuclear reactors EV Emergency Ventilation Chapitre 1 Description générale 22
23 Acronyme Terme complet EW Extractie water FA Filtre Absolu FE Fire water system FR Filtre FR-C Function Restoration core Cooling FROG FRamatome Owner Group GBR Échantillonnage des Gaz dans le Bâtiment Réacteur GCH Échantillonnage rejet atmosphérique (Gaz CHeminée ) GDR Groupe Diesel de Réserve GDS Groupe Diesel de Secours GDU Groupe Diesel Ultime (Tihange 2 - Tihange 3) GMH Gebouw Mechanische Hulpdiensten GNH Gebouw Nucleaire Hulpdiensten GNS Gebouw voor de Nood Systemen (Bâtiment d'ultime secours Doel 1/2) GRC Groupe Diesel de réserve circuit de combustible du GDR/M03 GSC Groupes Diesel de secours circuit de combustible GUS Groupe turbo-alternateur d Ultime Secours (Tihange 1) GV Générateur de Vapeur GVD Gebouw volledige Demineralisatie HCLPF High Confidence, Low Probability of Failure HKZ Hoofdcontrolezaal HP Haute Pression IAEA International Atomic Energy Agency IA-IAK Air comprimé de secours IDF Intensité-Durée-Fréquence IJU Injection aux Joints Ultime (Tihange 3) IPS Important Pour la Sûreté IRE Institut National des Radioéléments IRM Institut Royal Météorologique IS Injection de Sécurité ISBP Injection de Sécurité Basse Pression ISHP Injection de Sécurité Haute Pression ISLOCA Interfacing System Loss Of Coolant Accident ISO International Organization for Standardization - Standard # JCO Justification for Continued Operation K Bâtiment des pompes EAA KD Bunker/gelijkstroomnet KVR Koelvijver - Bassin de refroidissement de secours KZ Controlezaal - salle de conduite LDSI Lage Druk Safety Injection LOCA Loss Of Coolant Accident LOOP Loss Of Offsite Power LPA Liquide Post-Accidentel LTO Long Term Operation LU Koelvijver - Bassin de refroidissement de secours LUHS Loss of Ultimate Heat Sink MAH Magazijn MORV Motorised Operated Relief Valve MOX Mixed Oxide MPA Moto Pompe Alimentaire (Tihange 2 - Tihange 3) MSK Medvedev-Sponheuer-Kamik schaal MTU Alimentation électrique Ultime Secours MW Niet-ontgast gedemineraliseerd water MW Megawatt Chapitre 1 Description générale 23
24 Acronyme Terme complet MWP Gebouw pompkelder N Bâtiment des auxiliaires nucléaires NA Not applicable NEI Nuclear Energy Institute NKZ Noodcontrolezaal NP Noodplan NPK Noodplankamer NPP Nuclear Power Plant NPSH Net Positive Suction Head NRC Nuclear Regulatory Commission NUREG Nuclear Regulatory Group O Bâtiment stockage fuel GDU OBE Operating Basis Earthquake OHSAS Occupational Health and Safety Assessment Series ORB Observatoire Royal de Belgique OTSC On-Site technical Support Centre OVG Ondergrondse Verbindings-Galerij P Station de pompage PAMS Post-Accidental Monitoring System PAR Passive Autocatalytic Recombiner PB Boorzuurbereidingskring PCA Piège à Charbon Actif PED Circuit de Production d Eau Déminéralisée PGA Peak Ground Acceleration PIS Pompe d Injection de Secours (Tihange 1) PIU Plan Interne d Urgence PL Pool Loop PORV Pressurized Operated Relief Valve PORV Power Operated Relief Valve PP Pompe PR Pressuriseur PR Panneau de Repli PS Primaire Staalname PSA Probabilistic Safety Assessment PSHA Probabilistic Seismic Hazard Analysis PU Zuivering primaire kring PUR Panneau d Ultime Repli (Tihange 1) PWR Pressurized Water Reactor PWROG PWR Owners Group RC Circuit de refroidissement du réacteur - circuit primaire RF Résistant au Feu RG Regulatory Guide RGB Reactorgebouw RJ Noodkoelsysteem dichtingen primaire (RC) pompen RLE Review Level Earthquake RM Radioactivity Monitoring RN Koeling CCW-kring (WAB) RPP Circuit de Régulation de Pression Primaire RR Réservoir RRA Refroidissement Réacteur à l Arrêt RS Rapport de sûreté RTGV RuptureTube Générateur de Vapeur RW Ruw-Waterkring RWST Refueling water storage tank Chapitre 1 Description générale 24
25 Acronyme Terme complet SAM Severe Accident Management SAMG Severe Accident Management Guidelines SBO Station Black-Out SC Refroidissement du réacteur à l arrêt SCG Splijtstof Conteneur Gebouw SCK-CEN Centre d Étude de l Énergie Nucléaire/Studiecentrum voor Kernenergie (Mol) SEBIM Type de soupapes de régulation pilotées SETHY Service d ÉTudes HYdrologiques de la Région Wallonne SEU Circuit d Eau Ultime des piscines du DE SEX Circuit d exhaure du bâtiment DE SFP Single Failure Proof SG Steam Generator SGH Simpson, Gumpertz & Heger SI Safety injection SMA Seismic Margin Assessment SMR Seismic Margin Review SOER Significant Operating Experience Report SP Sproeikring reactorgebow SPG Splijtstofgebouw SPI Surveillance pendant un incident SQUG Seismic Qualification Utility Group SRI Circuit de réfrigération intermédiaire du bâtiment DE SSC Structures, Systèmes et Composants SSE Safe Shutdown Earthquake STP Circuit Traitement d eau des piscines du DE SUR Système d Ultime Repli (Tihange 1) TAc Tableau d alimentation du contrôle-commande (115 V DC) TAm Tableau d'alimentation moyenne tension (380 V AC) TAr Tableau d alimentation à tension régulée (220 V AC) TEF Traitement des Effluents TEG Traitement des Effluents Gazeux TPA Turbo Pompe Alimentaire (Tihange 2 - Tihange 3) TPA EAA Turbo Pompe Alimentaire Eau Alimentaire Auxiliaire TPS Turbo Pompe de Secours (Tihange 1) TUR Tussenruimte reactorgebouw TW Stadswater UCL Université Catholique de Louvain ULg Université de Liège USAEC United States Atomic Energy Commission USNRC United States Nuclear Regulatory Commission VAN Ventilatie gebouw nucleaire hulpdiensten (GNH) - niet-veiligheidsdeel VAS Ventilatie gebouw nucleaire hulpdiensten (GNH) - veiligheidsdeel VBA Stoomontlastingsklep VBP Ventilation BAN Piscine de désactivation VBR Ventilation Bâtiment Réacteur (Tihange 2 - Tihange 3) VBU Ventilation Bâtiment Ultime VC Ventilatie Reactorgebouw VDA Atmosferische ontlastingsafsluiters VDA Vanne de Décharge à l Atmosphère VDE Ventilation bâtiment DE VE Ventilatie Electrische hulpdiensten VEA Ventilation Espace Annulaire VEE Ventilation Enceinte Étanche (Tihange 1) VEN Ventilatie Electrische hulpdiensten (GEH) - niet-veiligheidsdeel Chapitre 1 Description générale 25
26 Acronyme Terme complet VES Ventilatie Electrische hulpdiensten (GEH) - veiligheidsdeel VF Ventilatie splijtstofgebouw VH Ventilatie gebouw mechanische hulpdiensten VI Ventilatie tussenruimte en waterbekkens reactorgebouw VK Ventilatie Bunker VLE Ventilation des Locaux Électriques VP Ventilatie Controlezaal VRP Véhicule de radioprotection W Bâtiment BUS WAB Water- en AfvalBehandelingsinstallatie WANO World Association of Nuclear Operators WENRA Western European Nuclear Regulators Association WOG Westinghouse Owners Group - (rebaptisé PWR Owners Group or PWROG) WVP Watervang Pompstation Doel 3&4 Z Espace annulaire Chapitre 1 Description générale 26
27 2. Séisme Afin de produire un rapport national autoportant en vue du processus d examen par les pairs à venir, les informations pertinentes présentées par l exploitant dans ses rapports de tests de résistance sont d abord rappelées. A la fin de ce chapitre figure une section dans laquelle sont présentées l évaluation et les conclusions de l Autorité de sûreté belge (AFCN et Bel V) Base de conception Séisme contre lequel les centrales sont conçues Caractéristiques du séisme de conception (DBE) L activité sismique est faible dans le nord-ouest de l Europe. Les installations de Tihange et de Doel sont néanmoins conçues pour résister à un séisme de plus grande intensité que le potentiel sismique de cette zone. Centrale nucléaire de Tihange L examen de l environnement géologique et sismotectonique du site de Tihange a été mené sur une zone d un rayon de 320 km autour du site. D un point de vue géologique, le site de Tihange est situé à la limite nord du massif des Ardennes. La centrale nucléaire de Tihange est située dans la plaine alluviale de la rive droite de la Meuse. Des études approfondies ont également établi que la constitution du sol ne peut correspondre à une faille qui traverserait le site. Tihange 1 a été construit pour résister à un DBE caractérisé par une accélération maximale au sol (peak ground acceleration / PGA) de 0,1 g. En conformité avec les pratiques réglementaires dans l industrie nucléaire (10 CFR 100, IAEA 50-SG-S1) à cette époque, cette valeur a été déterminée en faisant appel à une approche déterministe. Ce niveau sismique correspond également au standard minimum recommandé par les règlements applicables au moment de la construction de Tihange 2 et Tihange 3. Une réévaluation du niveau sismique du site lors de la première révision périodique de sûreté de Tihange 1 (1985) a relevé l accélération maximale au sol (PGA) du DBE à 0,17 g pour les trois unités de Tihange. Cette réévaluation a été faite après la construction de Tihange 1 et pendant la construction de Tihange 2 et Tihange 3. Les modifications réalisées à cette époque ont permis de tenir compte de ce relèvement du PGA. Centrale nucléaire de Doel Le site de Doel est situé sur la rive gauche de l Escaut. D un point de vue géologique, Doel fait partie du massif Londres-Brabant. Le massif du Brabant est délimité par un bassin minier au nord, à l est et au sud. Ce bassin sépare le massif de la vallée du Bas-Rhin au nord, le massif des Ardennes au sudest, et le bassin parisien au sud et au sud-ouest. Lors de la conception de Doel 1/2, le site de Doel était généralement considéré comme étant «non sismique». En conséquence, la conception initiale des deux unités n a pas pris en compte le risque sismique. Lors de la première révision périodique de sûreté (1985), on a néanmoins décidé d intégrer le risque de tremblement de terre. Le PGA pour les unités de Doel 1/2 a ainsi été fixé à 0,058 g. Conformément aux pratiques réglementaires, les unités de Doel 3 et Doel 4 ont été conçues sur la base d un PGA de 0,1 g. Chapitre 2 - Séisme 27
28 Méthode utilisée pour évaluer le séisme de conception (DBE) Deux approches déterministes différentes ont été utilisées pour définir le DBE des centrales nucléaires de Doel et de Tihange. La méthode déterministe sismotectonique : définition des paramètres des sources sismiques : découpage de la Belgique en différentes zones sismiques et recensement de tous les séismes jamais observés ; prise en compte du plus fort séisme dans chaque zone ; on suppose de manière conservative que ce séisme se produirait sur le site même ou à proximité immédiate de la zone sismique du site ; l intensité du séisme de conception sur le site est dérivée d une loi d atténuation, donnant l intensité en fonction de la magnitude et de la distance. Une méthode déterministe historique : détermination de l intensité maximale jamais observée près du site suite à un tremblement de terre ; addition d une marge de sécurité correspondant à un degré d intensité. Pour les deux approches déterministes, l accélération maximale au sol est dérivée de courbes de corrélation entre l intensité et l accélération maximale au sol. Centrale nucléaire de Tihange Les deux approches déterministes ont donné le même résultat, à savoir un séisme d une intensité de VII sur l échelle MSK. L accélération maximale au sol correspondant à cette intensité était de 0,1 g, en utilisant les courbes de corrélation de Medvedev. Lors de la première révision périodique de sûreté de Tihange 1 (1985), de nouveaux guides réglementaires recommandaient un schéma d atténuation différent. Cette recommandation suggérait à l exploitant de prendre en considération un séisme maximal de VII 1/2 sur l échelle MSK pour le site de Tihange. L utilisation de courbes de corrélation intensité-accélération prescrites dans le document NRC - NUREG-0143 a résulté en un relèvement du séisme DBE de 0,1 g à 0,17 g. Le spectre de réponse horizontale, au niveau du sol du site de Tihange, a été déterminé pour le séisme DBE par compilation des enregistrements sismiques faits sur des sites comparables. Centrale nucléaire de Doel A ce jour, le tremblement de terre avec le plus fort impact à Doel reste le séisme de 1938 à Zulzeke- Nukerke : l épicentre était situé à environ 75 km du site. Ce tremblement de terre est historiquement le plus significatif, atteignant l intensité la plus élevée, et il a été pris comme référence à la conception. La secousse a eu une magnitude de 5,6 sur l échelle de Richter et il fut ressenti à Doel avec une intensité de V sur l échelle MSK. Les deux méthodes déterministes ont été appliquées au site de Doel sur la base de ce séisme. Elles ont toutes les deux donné à peu près le même résultat. La valeur la plus élevée du PGA a finalement été prise en compte pour le site. L accélération horizontale correspondante au niveau du sol s élève à 0,058g (PGA) pour les fréquences 33 Hz. Le spectre de réponse a alors été déterminé en tenant compte des propriétés spécifiques du sous-sol à Doel. Ce spectre spécifique au site a été adopté comme base pour vérifier la résistance sismique des structures. Comme déjà mentionné, un PGA relevé à 0,1 g a été appliqué pour Doel 3 et Doel 4. Chapitre 2 - Séisme 28
29 Conclusion sur l adéquation de la base de conception pour le séisme Dans le cadre des évaluations complémentaires de sûreté effectuées suite à l accident de Fukushima, et afin d assurer que les données sismiques sont valides et à jour, l exploitant a demandé à l Observatoire Royal de Belgique (ORB) de mener une nouvelle étude du risque sismique basée sur l analyse probabiliste de l aléa sismique (probabilistic seismic hazard analysis / PSHA) tenant compte des informations et données les plus récentes. Ces dernières années, deux développements se sont produits en relation avec la définition du risque sismique : en ce qui concerne la connaissance du risque sismique en Belgique, le tremblement de terre à Verviers en 1692 a été caractérisé et étudié plus précisément ; en ce qui concerne la méthode utilisée pour établir l aléa sismique, la méthode probabiliste est de plus en plus utilisée. Ce faisant, tous les tremblements de terre historiquement connus et d intérêt pour le site ont été pris en considération. De cette manière, on utilise les connaissances les plus récentes des zones sismiques en Belgique et aux environs. L étude probabiliste de l ORB indique premièrement l accélération en fonction du taux de dépassement et ensuite les spectres de risque uniforme. Centrale nucléaire de Tihange L étude probabiliste de l ORB a établi le niveau sismique, exprimé en termes d accélération maximale et de spectre au niveau de la roche mère (près de la surface à Tihange). Les accélérations maximales à cette profondeur sont de : o 0,064 g pour un séisme de période de retour de ans (84 ème percentile) ; o 0,21 g pour un séisme de période de retour de ans (valeur moyenne). Pour une période de ans, la valeur médiane est inférieure à 0,21 g. La valeur la plus pénalisante a été choisie, soit une accélération de 0,21 g à la roche mère. Les niveaux sismiques de conception actuels des trois unités de Tihange ont été comparés à ceux déduits de cette nouvelle étude de l ORB sur le risque sismique en Belgique. La comparaison étant faite au niveau du sol, les données de l ORB ont été traduites en termes de PGA et de spectre de réponse en surface sur le site de Tihange, en tenant compte des caractéristiques spécifiques du sol. La PGA calculée par l ORB sur la roche mère a été portée à 0,23 g en surface (10 % de marge) pour tenir compte de l amplification du sol. Le nouveau spectre du site donne une accélération maximale en surface de 0,23 g et la forme spectrale du séisme sur le site est conservée en appliquant un facteur d amplification de 2,64 (réputé conservatif, exprimé à 84 % de confiance). Chapitre 2 - Séisme 29
30 Figure 5 : Comparaison des spectres de conception des trois unités de Tihange avec le nouveau spectre de site dérivé de l étude de l ORB Il convient de noter que la différence entre le nouveau spectre dérivé de l étude ORB et le spectre DBE est très limitée en regard des marges prises en compte lors des calculs initiaux. En fait, les hypothèses considérées lors de la conception sont celles requises par les codes de construction en vigueur, reconnues comme étant conservatives, en particulier dans le domaine nucléaire où les exigences dépassent de loin celles des Eurocodes. Le spectre déduit de l étude préliminaire de l ORB dépasse légèrement le DBE pour les unités de Tihange, mais ceci n a pas de conséquence pour les raisons suivantes : étant classés sismiques pour un DBE basé sur des méthodes réputées conservatives, et compte tenu des pratiques inhérentes à la conception des structures nucléaires, la grande majorité des structures, systèmes et composants conservent leur classement sismique pour le séisme dérivé de l étude ORB ; l évaluation de la marge basée sur la méthodologie SMA, menée dans le cadre de cet exercice et décrite ci-après, confirme ce résultat. Une étude plus détaillée et plus complète du risque sismique pour le site de Tihange sera toutefois menée et permettra de conclure quant à l adéquation du DBE. Centrale nucléaire de Doel L étude probabiliste menée par l ORB a déterminé le niveau sismique exprimé en termes d accélération maximale et de spectre à une profondeur d environ 600 mètres (roche mère). Les accélérations maximales à cette profondeur sont de : 0,053 g pour un séisme d une période de retour de ans (valeur moyenne), 0,146 g pour un séisme d une période de retour de ans (valeur moyenne). Les accélérations maximales du séisme dont on peut dire avec 84 % de certitude qu il ne se produira qu une fois tous les ans, ainsi que les valeurs «médianes» pour ans, sont toutes deux inférieures à 0,146 g. Chapitre 2 - Séisme 30
31 La valeur la plus pénalisante de l accélération maximale au niveau de la roche mère, c est-à-dire la valeur moyenne pour ans, a été arrondie à 0,15 g, et le spectre de réponse en surface a été obtenu avec la fonction de transfert du site. Le spectre de réponse utilisé provenant de l US NRC Regulatory Guide Ceci a alors permis une comparaison avec les valeurs correspondantes de la base de conception. L illustration suivante présente ces résultats : Figure 6 : Spectre au niveau du sol basé sur l étude ORB et spectre de conception de Doel 1&2, Doel 3 et Doel 4 Les fréquences à considérer afin d évaluer la résistance des bâtiments sont comprises entre 1,5 et 5 Hz. Dans cette plage, la nouvelle évaluation donne une valeur sensiblement plus faible pour l accélération au niveau du sol que celles prises en compte à la conception de Doel 1/2 et de Doel 3 et Doel 4 ; Les fréquences plus élevées sont significatives pour les équipements à l intérieur des bâtiments. Cette nouvelle évaluation donne une PGA de 0,081 g. Cette valeur est légèrement plus élevée que celles prises en compte pour la conception de Doel 1/2 et inférieure aux valeurs de conception de Doel 3 et Doel 4. Cette petite différence est peu significative pour la résistance sismique réelle des équipements dans le cas d un tel tremblement de terre. En effet, tous les équipements qualifiés au séisme sont conçus et construits en respectant de nombreux facteurs de sécurité. Ceci a été confirmé par l étude SMA qui a évalué l intégrité de équipements concernés à une accélération de 0,3 g Dispositions visant à protéger les centrales contre le séisme de conception Structures, systèmes et composants nécessaires à l arrêt stable et contrôlé, et restant disponibles après le séisme Centrale nucléaire de Tihange Bâtiments et structures Les bâtiments et structures protègent les systèmes suivants contre les accidents d origine externe : le circuit primaire ; le combustible usé entreposé sur le site ; les réservoirs contenant des effluents gazeux ; les systèmes assurant l arrêt sûr du réacteur en cas d indisponibilité des systèmes normaux de mise à l arrêt. Chapitre 2 - Séisme 31
Responsable. Poursuivre. une exploitation. et Sûre LONG TERM OPERATION. Rapport Technique Tihange 1
LONG TERM OPERATION Rapport Technique Tihange 1 Poursuivre une exploitation Responsable et Sûre E.R.: Electrabel SA, Blvd du Régent 8, 1000 Bruxelles Rapport LTO 2 Contenu Avant-propos... 3 0 Résumé...