Évaluation des incidences du vieillissement sur le rendement des systèmes spéciaux de sûreté et de sécurité des centrales CANDU: perspective de l'analyse de sûreté

Résumé du document technique présenté à la :
8^e réunion internationale sur les systèmes thermohydrauliques, l'exploitation et la sûreté (NUTHOS-8)
Shanghai, Chine
Du 10 au 14 octobre 2010

Rédigé par :
Haldun-O. Tezel, Nicolas Christodoulou et Noreddine Mesmous
Commission canadienne de sûreté nucléaire
Ottawa (Ontario), Canada

Résumé

Dans les centrales nucléaires, le principe de la défense en profondeur est mis en œuvre au moyen d'une série d'obstacles pour contrer le rejet de matières radioactives. La fiabilité de ces barrières matérielles est accrue en ajoutant le principe de la défense en profondeur par la mise en place de plusieurs niveaux de dispositifs. Dans le cadre de la sûreté globale des centrales nucléaires, la conception doit tenir compte des effets du vieillissement sur les ouvrages, systèmes et composants (OSC) pour tous les niveaux de dispositifs de la défense en profondeur.

Des techniques ont été élaborées pour effectuer la surveillance, l'essai, l'échantillonnage et l'inspection des OSC afin de déterminer les mécanismes de vieillissement, de vérifier les prévisions et de relever les comportements et la dégradation imprévus qui peuvent se produire pendant l'exploitation à cause du vieillissement.

En nous fondant sur l'expérience acquise pendant la deuxième moitié des années 1990 lors de l'évaluation de deux concepts de CANDU 600 et, plus tard, en effectuant des évaluations portant sur d'autres centrales CANDU, nous présentons dans cet article une perspective réglementaire, ainsi que nos attentes relatives à un processus de démonstration de sûreté d'une centrale qui tiendrait compte de l'effet du vieillissement des centrales pour le troisième niveau des dispositifs de défense en profondeur (les systèmes d'arrêt) et, plus particulièrement, sur leur rendement.

Étant donné qu'elle requiert l'apport de divers domaines, l'évaluation des incidences du vieillissement des centrales sur l'efficacité des systèmes d'arrêt est complexe. Elle l'est d'autant plus que les répercussions des mécanismes de vieillissement individuels ne sont pas toujours faciles à déterminer parce que tous les mécanismes entrent en jeu simultanément. Divers mécanismes de vieillissement peuvent influer de façon synergétique les uns sur les autres, alors que d'autres peuvent occulter leur propre détection ou la détermination d'autres mécanismes.

Les réacteurs CANDU subissent des mécanismes de vieillissement spécifiques. Les principaux touchent les tubes de force (dilatation diamétrale et allongement axial) ou prennent la forme de l'affaissement des tubes de pression et de calandre, de la modification des propriétés des matériaux et de dommages mécaniques (rayures, défauts de fabrication et marques d'usure de contact), du vieillissement des générateurs de vapeur (en raison de l'encrassement des tubes) et de fuites entre le côté primaire et le côté secondaire (fissures causées par l'érosion et les vibrations), de l'amincissement des parois des tubes de liaison, que l'on constate dans les tubes de sortie et qui est causé par l'érosion accentuée par la circulation et l'accroissement de la rugosité des conduits du circuit caloporteur primaire (CCP) en raison de l'enlèvement et du dépôt sélectif de magnétite.

Les répercussions des effets intégrés du vieillissement des CCP ont tendance à réduire la marge de défaillance. En outre, il est probable que les répercussions globales du vieillissement sur la sûreté des centrales soient de plus grande ampleur que la somme des répercussions des mécanismes de vieillissement individuels.

La marge de défaillance est définie comme étant la somme de deux marges distinctes : la marge analytique et la marge de sûreté. La marge analytique est l'écart entre la limite de sûreté (critère d'acceptation) et les résultats de l'analyse, alors que la marge de sûreté est la différence, en unités matérielles, entre la limite de sûreté (critère d'acceptation) et le point de défaillance matériel d'un système ou d'un composant. L'analyse de sûreté est le fondement de la marge analytique et, par conséquent, de la marge de défaillance. En plus de la démonstration de la marge analytique (ou de la marge de défaillance), l'analyse de sûreté joue un rôle important dans l'établissement de procédures de vérification de la conformité en vue de l'exploitation sûre (dans des conditions d'exploitation normales).

Cet article porte principalement sur l'analyse de sûreté des problèmes de vieillissement des centrales du point de vue réglementaire. La démonstration de la marge de défaillance est réalisée au moyen d'une analyse de sûreté. Par conséquent, une attention particulière est accordée à la méthodologie, aux hypothèses, aux modèles, aux corrélations, aux conditions initiales et limites, aux critères d'acceptation et aux marges de sûreté prescrites pour l'analyse de sûreté. Le choix de la méthode d'analyse de la sûreté et les répercussions de ces choix sur la sûreté sont aussi discutés. Pour obtenir une copie du document relatif au résumé, communiquez avec la CCSN. Veuillez fournir le titre et la date du résumé.