Generateur de vapeur

Générateur de vapeur

Un générateur de vapeur est un composant d'une centrale électrique.

Sa fonction est d'échanger la chaleur entre le caloporteur primaire chauffé par le réacteur (pétrole, charbon, nucléaire,...) et le circuit secondaire qui fait tourner la turbine. L'eau du circuit secondaire est portée à ébullition comme une cocotte minute : la vapeur s'échappe alors sous pression et fait tourner la turbine couplée à l'alternateur.

Pour augmenter la surface d'échange, et permettre une surveillance et entretien plus économiques, l'échange de chaleur se fait par une grande quantité de tubes fins, dans lesquels circule le fluide chaud, et autour desquels circule le fluide à chauffer.

Sommaire

Structure

Un générateur de vapeur (GV) est un cylindre d'une vingtaine de mètres de hauteur, renfermant 3000 à 5000 tubes en U inversé.

Les tubes ont un diamètre de 2 cm environ, et montent dans le cylindre jusqu'à 10 m.

Ils sont fixés à la base par une plaque dite tubulaire, et sont maintenus à intervalle d'un mètre par des plaques entretoises. Dans la partie courbe en haut des tubes, qui peut avoir jusqu'à 1,5 m de rayon pour les tubes extérieurs, les tubes sont maintenus par des barres anti-vibratoires.

Fonctionnement

Dans le GV, le circuit primaire circule dans les tubes. L'entrée dans les tubes se fait sous la plaque tubulaire, dans la branche chaude. Le fluide monte dans les tubes, côté branche chaude, transmet une partie de sa chaleur au circuit secondaire pendant la montée et surtout dans les cintres, et redescend côté branche froide.

Le circuit secondaire entre dans le GV au-dessus de la plaque tubulaire, et s'échappe sous forme de vapeur sous pression au sommet du GV.

Entretien

Les tubes des générateurs de vapeur constituent la seconde et troisième barrière des centrales nucléaires, isolant le fluide primaire, au contact des crayons combustible, et le fluide secondaire du circuit eau vapeur.

En conséquence, une attention toute particulière est accordée à la vérification de l'étanchéité des tubes au cours des arrêts de tranche.

L'examen non destructif des tubes est fait en fonction de l'historique, et selon un plan de sondage qui permet de vérifier l'intégralité des tubes en 3 ou 4 visites.

Différents procédés sont utilisés pour contrôler les tubes : remplissage du tube par de l'hélium pour vérifier leur étanchéité, utilisation de courants de Foucault pour mesurer l'état mécanique des tubes.

Les tubes présentant des défauts, dus par exemple à la corrosion ou à des fissures, sont bouchés pour éviter que le fluide du circuit primaire ne pollue le circuit secondaire.

Les tubes (plusieurs kilomètres dans chaque GV) sont maintenus par des plaques entretoises pour limiter leur vibration. Récemment, un phénomène de colmatage de l'espace restreint entre les tubes et les plaques a été mis en évidence.

Ce phénomène est lié aux oxydes métalliques véhiculés dans l'eau secondaire, qui sont susceptibles de se déposer dans les zones confinées lorsque l'eau se vaporise (par analogie avec le sel restant au fond de la casserole d'eau bouillie). Ce colmatage, susceptible de nuire au bon fonctionnement du générateur de vapeur est aujourd'hui traité par des traitements de nettoyage chimique ou des nettoyages à l'eau sous pression.

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