Principe de fonctionnement d'une centrale nucléaire à eau pressurisée

Résumé du document

Toutes les centrales nucléaires fonctionnent sur le même principe :
Produire de l'électricité à partir d'une source thermique pour mettre l'eau à l'état de vapeur afin de faire tourner une turbine qui reliée à un alternateur, délivrera une tension de 26 kV et un courant de 24 kA.
Le circuit primaire d'une centrale nucléaire à eau pressurisée a pour but de produire de la chaleur avec un combustible qui est l'uranium.
Le circuit secondaire va permettre d'alimenter les corps des turbines en vapeur de qualité.
Enfin le circuit tertiaire va refroidir le secondaire afin de reprendre la vapeur utilisée pour faire tourner les corps des turbines.
Avant d'aborder le principe de fonctionnement d'une centrale nucléaire, il convient d'expliquer la fission de l'uranium ainsi que d'étudier son cycle.

Extraits

[...] Le fluide primaire porté à 320 °Celsius par la réaction de fission doit être maintenu à l'état liquide, c'est le rôle du pressuriseur. De plus, ce fluide est mis en circulation à l'aide de la pompe primaire. Constitution du circuit primaire La cuve L'apport de l'énergie thermique à l'eau doit être effectué dans un élément dimensionné à cet effet : c'est la cuve. Elle contient le cœur qui comprend en lui le combustible produisant la chaleur par la fission des molécules d'uranium. [...]

[...] L'alternateur est constitué de deux parties, une partie tournante, le rotor (aimant) ; et une partie fixe, le stator (bobine). Le rotor est un noyau magnétique qui va rentrer en rotation et créer un champ magnétique dans le stator. Cet assemblage de trois bobines va ensuite, par inductance, produire une énergie électrique aux bornes de l'alternateur. En sortie de celui-ci on retrouve une tension de 24 Kilovolts alternatifs en triphasée, une puissance active de 900 Mégawatts et une fréquence de 50 Hertz donnée par la rotation de 1500 Tours par minute. [...]

[...] La projection de la vapeur dans la turbine va faire entrer cette dernière en rotation. La vapeur pénètre dans un premier temps dans le corps Haute pression puis par sa détente, va perdre de l'énergie. Il faut donc lui faire traverser le groupe sécheur surchauffeur pour améliorer son titre ( 0.99 ) avant sa projection dans les corps Basse pression. La vapeur ayant retrouvé des caractéristiques idéales, va être dirigée dans l'admission des trois corps BP. La transformation d'énergie ainsi faite va permettre une rotation constante de la turbine à 1500 Tours par minute. [...]

[...] On appelle ce principe : réaction nucléaire à neutrons lents. Schéma de la fission nucléaire Remarque : Lors d'un démarrage, aucun neutron n'est présent pour lancer la réaction en chaîne. Il a donc été mis en place une grappe source qui pourra assurer cette fonction Contrôle de la réactivité Réactivité : Cette réactivité est contrôlable par deux moyens de contrôle : Le Bore Le Bore est une matière chimique neutrophage, c'est-à-dire qu'il absorbe les neutrons. La réaction en chaîne est alors ralentie. [...]

[...] Avantage : Elles ont la particularité d'arrêter rapidement l'expansion de neutrons. Inconvénient : Elles ne permettent pas une usure homogène du cœur. III. Fonctionnement de la centrale nucléaire - Une centrale nucléaire doit assurer la production d'électricité tout en préservant l'environnement des rejets radioactifs. Elle doit aussi assurer le meilleur rendement possible pour limiter les déchets nucléaires. Pour ce, l'installation est composée de trois circuits : Circuit primaire Circuit secondaire Circuit de refroidissement Evolution des transformations énergétiques dans une centrale nucléaire 1. [...]