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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 16/1-4 - 2017  - pp.183-211  - doi:10.3166/I2M.16.1-4.183-211
TITRE
Quand l’instrumentation de mesure déportée œuvre à l’amélioration de la surveillance du bâtiment réacteur des centrales nucléaires en cas d’accident grave

TITLE
When remote instrumentations way improve the monitoring of nuclear power. Plant containment building incase of severe accident

RÉSUMÉ

Cet article présente les travaux menés dans le cadre du projet DISCOMS, initié après Fukushima, et dédié à la surveillance du corium en cas d’Accident Grave (AG) avec percement de la cuve du réacteur. Après établissement des objectifs et identification des localisations possibles pour les capteurs, la modélisation des rayonnements a été menée pour deux générations de réacteurs (le parc en exploitation ‘Gen2’, et ‘Gen3’ soit le réacteur EPR), tant en fonctionnement normal qu’en AG. Eu égard aux conditions extrêmes de l’interaction corium-béton, une modélisation thermique à diverses profondeurs du radier a été réalisée, afin d’optimiser l’enfouissement des capteurs. C eci a permis la conception des Collectrons et le choix des fibres optiques monomodes à même de résister à la température et à la dose pendant les 60 ans de fonctionnement, suivis d’un AG. Grâce à des tests en irradiateur, plusieurs fibres optiques présentant une faible atténuation induite ont été qualifiées pour leur mise en câble. Celles-ci seront interrogeables par plusieurs instruments (OTDR, DTS, BOTDA, OFDR), dont les performances ont été établies. Pour les Collectrons, les études ont montré que l’AG était détectable via la mesure de leur courant auto-généré. S’en suivit le développement d’une électronique multivoie à bas niveau de courant, et d’une perche mixte collectrons -thermocouple, de grande longueur, contenant un premier Collectron Rhodium pour flux neutronique (fonctionnement normal), un second de type Platine pour les neutrons et γ (Accident Grave), et un thermocouple de type K. Le projet va se poursuivre, jusqu’à la validation globale, et in fine par un essai ‘Vulcano’ de coulée de corium sur une dalle de béton. Une fois la faisabilité assurée, le déploiement de cette solution innovante pourrait être envisagé.



ABSTRACT

This paper deals with the post-Fukushima DISCOMS projec t dedicated to corium monitoring in case of Severe Accident with reactor vessel failure. After listing the objectives and identifying sensors’ locations, a radiative modeling was carried out for two generations of reactors (‘Gen2’ and ‘G en3’), both in normal and accidental situations. Due to extreme conditions during the corium-concrete interaction, a thermal modeling at various depths of the concrete was carried out to optimize the sensors’ embedment. This leaded to the SPND design as well as the selection of single -mode optical fibers which will be able to withstand temperature and dose during 60 years of operation, plus the accident. Several fibers exhibiting a low Radiation Induced Attenuation have been qualified after irradiation tests. These fibers will be remotely sensed by several instruments (OTDR, DTS, BOTDA, OFDR), whose performances have been determined. SPND studies have shown that onset accident may be detectable. Hence, a low -current multi-channel electronics as well as a long SPND- thermocouple cane have been developed. This cane includes a Rhodium Collectron dedicated to neutron flux (normal operation), one Platinum type for neutrons and γ (Severe Accident), plus a type K thermocouple. The project will continue, up to its validation, and will end w ith a ‘Vulcano’ test of corium casting on a concrete slab. Once the feasibility assessed, the deployment of this innovative solution may be considered.



AUTEUR(S)
Pierre FERDINAND, Frédéric POUILLÉ, Bertrand RICQUE, Jean-Michel BOURBOTTE, Hassen HAMRITA, Vladimir KONDRASOVS, Hamid MAKIL, Laurent MAURIN, Stéphane ROUGEAULT, Guy CHEYMOL, Frédéric DAMIAN, Dominique DUVAL, Jean-Charles JABOULAY, Philippe LE TUTOUR, Hicham MASKROT, Loïc BARBOT, Jean-François HAQUET, Christophe JOURNEAU , Quentin SOUQUET, Jean-François VILLARD, Grigor MUSOYAN, Mariya BROVCHENKO, Isabelle DUHAMEL, Stéphane FOURREZ , Georges HELLEUX, Laurent PICHON, Youcef OUERDANE

MOTS-CLÉS
sûreté, accident grave, corium, radier, surveillance, capteur à fibres optiques, collectron, mesures réparties, instrumentation déportée, fonctionnement sans électricité

KEYWORDS
nuclear safety, severe accident, corium, basemat, monitoring, optical fiber sensors, self powered neutron detector, distributed sensing, remote measurement, power supply free

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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