Point de vue d`un Fabricant de gros équipements nucléaires

Journée technique AFIAP du 27 Mai 2008
Analyse de risque des ESP,
et pris en compte du comportement en service à la
conception
Point de vue d’un Fabricant de gros
équipements nucléaires
Philippe Malouines A.I.
AREVA NP
Gros équipements ?
Pressuriseur
Générateurs de vapeur
Pompe primaire
Réacteur
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La réglementation spécifique aux équipements sous
pression …Nucléaires,
International
X ASME: processus de certification pour approbation par NRC,
processus d’approbation du site par l’Exploitant (Etudes de
danger…), puis application de l’ASME III div.1 par le
Constructeur surveillé par une AIA: pas d’analyse de risque
par équipement, le code répond aux critères de défaillance
potentiel, avec éventuellement des compléments exigés par
la NRC lors de la Certification.
X Finlande: ASME/RCC-M accepté pour les gros équipements
par le STUK en SC1, SC2(…); analyse de risque en SC3, SC4
et CE: risque pression majeur, pas de méthode ou de
formalisme spécifique.
X Chine/Afrique du Sud: RCC-M, règlements Français
antérieurs acceptés.
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La réglementation spécifique aux équipements
sous pression …Nucléaires
X Arrêté ESPN en France:
Š Annexe 1:
Š 1. Préliminaire et généralités: l'exploitant fournit au fabricant la description de toutes les
situations dans lesquelles peut se trouver l'équipement, en cohérence avec le rapport de
sûreté de l'installation à laquelle il est destiné, complété par les dossiers associés, ainsi que
l'ensemble des charges à prendre en compte pour chaque situation.
Le fabricant réalise l'analyse de risques prévue à l'alinéa 3 des remarques préliminaires de
l'annexe 1 du décret du 13 décembre 1999 susvisé, en tenant compte des données fournies
par l'exploitant et du caractère radioactif du fluide qu'il contiendra.
Š 2. Conception: l'équipement est conçu de manière à minimiser le risque de perte
d'intégrité en tenant compte des altérations des matériaux envisageables.
La conception se fonde sur des mesures propres à réduire le risque de défaillance et sur une
méthode de calcul visant à vérifier que la conception garantit bien le niveau de sécurité
requis.
Ces mesures sont mises en œuvre afin de réduire les risques liés :
- à la fatigue thermique oligocyclique ou à grand nombre de cycles ; aux comportements thermiques
différents de matériaux soudés ensemble ; à la fatigue vibratoire ; aux pics locaux de pression ; au fluage ; aux
concentrations de contraintes ; aux phénomènes de corrosion ; aux phénomènes thermo hydrauliques locaux
nocifs; à la vidange de l'équipement en cas de rupture de tuyauterie.
La méthode de calcul peut être complétée par une méthode expérimentale de conception.
La conception tient compte du vieillissement dû à l'irradiation.
Š 3.2. Qualification technique:
Le fabricant identifie préalablement à la fabrication les composants qui présentent un risque
d'hétérogénéité de leurs caractéristiques lié à l'élaboration des matériaux ou à la complexité
des opérations de fabrication prévues
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Limites de l’analyse de risque
X Rapport de Sûreté: Rapport Préliminaire en vue de
l’Autorisation de Construction de la tranche.
X Analyse de risque des équipements et ensembles sous
pression: s’intéresse au risque pression et à la
radioprotection des personnes, telle que peut être
maitrisée au niveau des équipements et ensembles.
X Qualification technique: s’intéresse à sécuriser la
fabrication des composants élémentaires essentiels à
l’intégrité des équipements N1
De la maitrise du risque majeur
au risque micro au niveau de la matière,
ou au niveau de sa probabilité d’apparition
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Les principes de l’analyse de risque de la DESP
X Phénomènes dangereux: risque
X Identification des modes de
défaillances2, liés aux
sollicitations1, dans des
conditions raisonnablement
prévisibles: les modes de
défaillance2 ont pour
conséquence des dommages3
X Risque à identifier3, vis-à-vis de
la pression et de la radio
protection
X Détermination des exigences
essentielles appliquées à
l’équipement4
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1 Quelles sollicitations pour les ESPN?
X Les sollicitations sont issues des situations vues par l’équipement ou
par l’ensemble. Ces situations viennent des conclusions du Rapport de
Sûreté, qui s’intéresse à la tranche dans sa globalité.
L’Exploitant en déduit des situations et charges, qu’il doit fournir au
Fabricant, par ensemble ou par équipement.
X ESP: Conditions raisonnablement prévisibles:
Š Situations normales, exceptionnelles, d’essai
X ESPN: Situations hautement improbables, voire « Accident grave ».
Ces scénarios incluent par exemple :
Š Les ruptures de tuyauteries
Š Une chute d’avion: défini dans le rapport de Sureté; se concrétise au niveau
des équipements par des sollicitations proches de celles du séisme (choc,
incendie, agression chimique externe,..);
Š Une fusion du cœur: bien évidemment, les exigences essentielles de sécurité
ne sont plus applicables; il est attendu que la centrale se stabilise en arrêt.
z
L’analyse de risque au niveau des équipements n’est pas nécessairement le
meilleur outil de compréhension pour ces cas.
AREVA s’appuie sur les catégories définies dans le RCC-M
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2 Mode de défaillance des ESPN
X Identiques aux ESP : EN 13445-3+
X RCC-M 2007:
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3 Dommages et risques 1/2
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3: Dommages et risques 2/2
X Peut on envisager de quantifier un dommage sur une
(des) échelles de mesure; peut on envisager de calculer
des probabilité d’apparition, pour chaque équipement, et
ensuite au niveau d’ensembles?
Š En terme de recherche, et en terme d’études,
Š En terme de vérification d’équipements existants, et en se
basant sur des données démontrées par l’expérience
Š En terme de projet industriel tel que l’EPR de Flamanville:
- les données de référence sont le Parc déjà
construit, et les tranches exploitées depuis 20
ans, et le retour d’expérience intégré dans le
code RCC-M, et les spécifications technique
d’AREVA (France/ Allemagne).
RCC-M: code dédié aux ESPN,N1, N2…
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3 Risques conventionnels: XP CEN/TS 764-6 2005
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3 Risques nucléaires spécifiques aux ESPN
X Risques liés à la circulation du fluide et à
l’environnement (régimes nocifs de vibration par
écoulement)
X Risques liés aux dégradations métallurgiques d’origine
mécanique (évolution de défauts métallurgiques)
X Fuites internes et fuites externes
X Risques liés aux purges, remplissages et vidanges
(notice d’instruction)
X Risques induits pour l’équipement (dégradation des
internes)
X Risques mis en lumière le REX (Retour d’Expérience
capitalisé)
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4 Exigences essentielles appliquées à
l’équipement 1/2
X Base: exigences essentielles de l’annexe 1 du Décret 991046, retenues lors de la description des dommages,(et
sans le marquage CE)
X Exigences de l’annexe 1 de l’arrêté ESPN (pour le N1)
X Exigences de l’annexe 2 de l’arrêté ESPN (pour le N2)
X Exigences de l’annexe 3 de l’arrêté ESPN (pour le N3)
X Exigences de l’annexe 4, au travers de l’application du
Guide EDF, de l’arrêté ESPN (pour le N1, N2, N3), pour ce
qui est de la prise en compte des risques d’exposition
aux radiations, que ce soit au stade de la conception ou
de la fabrication, ou de l’utilisation dans les instructions
de service.
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4 Exigences essentielles appliquées à
l’équipement 2/2
X Gros équipements N1 (N2): démonstration de la
réduction du risque à partir des annexes ZZ,
ZY1,ZY2,…et ZY4 du RCC-M 2007
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Analyse de risque et analyse fonctionnelle
X L’analyse fonctionnelle concerne l’équipement, et chaque composant
de l’équipement: chaque composant est conçu pour assurer cette
fonction (peu de composant n’ont pas d’utilité dans un ESPN!):
Š l’analyse de la perte de fonction de l’équipement est plutôt dans le champ du
Rapport de Sûreté: l’équipement fait partie d’un système (CPP/CSP/…), et
d’un ensemble soumis lui-même à une analyse de risque,
Š L’analyse de la perte de fonction des composants sous pression, et des
composants essentiels pour l’intégrité de l’équipement, est l’objet de
l’analyse de risque,
Š L’analyse de la perte de fonction des autres composants revient à
s’interroger:
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Sur les fondements des Codes RCC-M/ ASME III
z
Sur la pertinence de l’intégration du REX dans les Codes,
z
Sur la pertinence des spécifications additives du Fabricant/ Exploitant.
ÎLe
fabricant établit une classification des composants
ayant un impact réel en terme de sûreté, pression,
radioprotection.
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La cindynique (du grec ancien κίνδυνος / kíndunos, danger) regroupe les
sciences qui étudient les risques. On les appelle aussi « sciences du
danger ». Elles s'intéressent plus particulièrement au risque industriel et
plus spécifiquement aux risques majeurs. Cette appellation a été créée
en 1987 lors d'un colloque tenu à la Sorbonne.
X En guise de conclusion:
X De la même façon que la DESP n’a pas rendu dangereux au
30 mai 2002 les appareils poinçonnés à la tête de Cheval, est
il possible de s’appuyer sur des conceptions et fabrications
industrielles qui ont démontré leur sûreté, pour livrer un
produit sûr, conforme à une nouvelle réglementation? Est-ce
une question de fond ou de forme?
X
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Merci de votre attention
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