Journal of Applied Mechanical Engineering

Abstrait

Programme de surveillance et de contrôle des matériaux des cuves sous pression des réacteurs gérables - Flexible et adaptable aux innovations

Krasikov E

Français En tant que barrière principale contre la radioactivité, la cuve sous pression du réacteur (RPV) est un élément clé en termes de sûreté et de prolongation de la durée de vie du réacteur à eau légère (LWR). Le programme de surveillance (SP) appelle à prédire à l'avance les caractéristiques des matériaux du RPV de manière conservatrice afin de garantir l'intégrité structurelle du RPV sans aucun compromis. Le défaut général des SP existants est l'impossibilité de modifier et d'améliorer le SP pendant le fonctionnement du réacteur (30, 60 ans et même plus). Jusqu'à présent, l'approche est basée sur la nomenclature initiale dure des spécimens de surveillance installés dans des capsules. Par conséquent, il est pratiquement impossible de modifier quoi que ce soit dans le SP pendant la durée de vie du RPV. Le principe anachronique de la fabrication et de l'installation à l'avance pendant plusieurs décennies d'années dans la cuve du réacteur des ensembles de spécimens de surveillance (SS) contredit la demande de développement de technologies de surveillance innovantes du RPV pendant le fonctionnement à long terme. En outre, il existe un manque de portance du SP par rapport aux conditions d'irradiation du RPV pendant le fonctionnement. Le plus important est l'écart entre l'état thermique réel de la paroi du RPV et la température d'irradiation des SS. Ce fait introduit un élément de non-conservatisme dans le système de contrôle. Idéalement, le métal de surveillance doit être irradié au contact du liquide de refroidissement. Le placement du métal dans des capsules perforées qui sont immédiatement dans l'eau courante fournit la température d'irradiation minimale et garantit donc les données les plus conservatrices sur les propriétés mécaniques du métal RPV. Il est clair que dans ce cas, il n'y a pas besoin de moniteurs de température. De plus, aujourd'hui, il n'y a aucune confiance absolue dans l'intégrité des capsules SS pendant le fonctionnement RPV. En cas de dépressurisation des capsules, des dommages SS se produisent. En même temps, dans la réalité, il est impossible d'exclure une fissuration assistée par l'environnement des composants en acier inoxydable du circuit primaire au cours de 60 ans et plus de fonctionnement. Le contact du métal de surveillance avec l'eau dans les capsules perforées imite l'apparition de la réaction de corrosion métal-eau RPV en raison d'une éventuelle fissuration du revêtement et d'une interaction hydrogène (en tant que produit de corrosion) - métal. Par conséquent, pour les matériaux sensibles à la fragilisation par l'hydrogène, le degré de conservatisme SP augmente. Nous proposons d'améliorer les SP des LWR en passant des SP « durs » existants aux SP « flexibles » gérables (MSP) qui donneraient la possibilité d'adapter les SP aux exigences du temps et de renforcer le potentiel technique et scientifique des chercheurs et des enquêteurs dans le futur. Nous pensons donc qu'il n'est pas logique de laisser le niveau actuel de connaissances et de technologie à l'état figé à la prochaine génération de chercheurs. Ainsi, pour les nouveaux LWR ayant une durée de vie de 60 ans et plus, nous proposons de passer des SS de la nomenclature courante aux MSP, c'est-à-dire des ensembles de coupons de matériaux d'archives placés dans des conteneurs non hermétiques et refroidis directement par l'eau courante.Il donne une perspective en cas de besoin de mettre en pratique un MSP innovant en tenant compte des normes de sécurité les plus récentes, du progrès technique, du niveau actuel de la science et de la technologie. Pour soutenir la conception du MSP mentionnée ci-dessus, une version prototype du MSP d'une durée de 5 ans est en cours d'exécution sur un LWR commercial en exploitation