Prise en compte des limites physiques par les chaines de protection

Nous allons examiner tout d’abord la prise en compte des limites physiques par la chaTne AT temperature elevee et nous aborderons ensuite le calcul des points de consigne des chaTnes specifiques.

La prise en compte des limites physiques implique le calcul en continu (chaTne ana — logique) d’un point de consigne ЛТТе (puissance limite) variable en fonction de la tempe­rature T, de la pression p et de la difference axiale de puissance ЛІ et la comparaison en continu de cette consigne a la puissance mesuree ^Tmesure). Tout depassement entraTne l’arret automatique du reacteur. Une variation lineaire de la consigne en fonction de p, T, Лі est utilisee compte tenu de la linearite approximative des phenomenes physiques et dans un but de simplification.

Подпись: ЛТТЕ = ЛТП image224

L’equation du point de consigne est la suivante :

avec : • T, p, ЛІ : valeurs mesurees;

• К1, К2, K3 : constantes appelees points de consigne;

• : fonction d’avance retard destinee a compenser le retard de devolution de la

temperature moyenne boucle mesuree par rapport a la temperature moyenne creur a surveiller. т3 et t4 sont des constantes determinees par calcul;

• Р(ЛІ) : fonction de penalite liee a la prise en compte de la distribution axiale de puissance.

Le calcul du point de consigne (К1, К2, К3, т3, т4, f'(Лi)) est effectue en 3 etapes :

• iere etape : calcul du point de consigne en regime stationnaire

Les limites physiques correspondant a ЛІ = 0 (distribution de puissance de reference) sont representees dans le plan (ЛТ, Т) (parametres mesures). Dans ce plan, sont ega — lement indiquees :

— la limite en surpuissance a ЛІ = 0,

— la limite correspondant a l’ouverture des soupapes du generateur de vapeur. Cette ouverture conduit par ecretage a imposer une valeur fixe a la pression (pression de tarage) ou a la temperature de la vapeur au secondaire, donc a imposer une valeur fixe a la temperature moyenne du primaire pour chaque valeur de la puissance echangee entre le primaire et le secondaire;

comme le montre l’equation : P = h(T — Tsat(Pc))
avec

P : puissance echangee entre primaire et secondaire, h : coefficient d’echange primaire-secondaire,

T : temperature moyenne primaire,

Tsat(Pc) : temperature de saturation dans les GV correspondant au seuil de tarage Pc.

Le domaine de fonctionnement autorise est ainsi defini : pour une pression primaire donnee, c’est le domaine compris entre la limite en surpuissance, les limites en sa­turation et en crise d’ebullition et la limite correspondant a l’ouverture des soupapes du generateur de vapeur.

L’approximation lineaire du point de consigne revient a representer des droites de protection assurant le non-depassement des limites precedemment definies. Le point de consigne en regime stationnaire a ЛІ = 0 devient en effet:

ЛТТЕ = ЛТпсп [К, + K2 (p — pnom) — Кз (T — Tnom)]

Les coefficients К,, K2, K3 sont determines a partir du trace des droites de protection. La figure 8.18 represente le diagramme de protection ou apparaissent les droites de protection et les differentes limites a respecter. La valeur obtenue pour K (marge en puissance) est egale a 1,25 (valeur typique).

Comme pour la protection contre la surpuissance, les termes k^Tnom representent des pourcentages du ЛТ qui sera mesure a 100 % de puissance lors des essais de demarrage. La valeur de conception est ЛТ^ = 37,4 °C.

• 2e etape : etude en regime transitoire

Cette etape permet de valider le calcul des points de consigne Kb K2, K3 effec­tue precedemment en regime stationnaire et de determiner les constantes d’avance retard т3 et t4. Le calcul est effectue a l’aide d’un code simulant en transitoire devo­lution des parametres caracteristiques de l’etat de la chaudiere en differents points de celle-ci (creur, tuyauteries, generateur de vapeur…). Des transitoires d’insertion de reactivite comme le retrait incontrole de groupes sont simules. Une etude para — metrique est effectuee afin d’englober les differents etats possibles du reacteur en niveau de puissance initial, vitesse d’insertion de reactivite, taux d’epuisement du creur, … Cette etude permet de determiner les valeurs des constantes т3 et t4 desti­nes a compenser les retards de la boucle par rapport au creur et le temps de retard de la charne (capteur, traitement) pour differentes cinetiques accidentelles.

• 3e etape : prise en compte du terme ЛІ dans le point de consigne

Un code de calcul effectue un trace automatique du diagramme de protection pour differentes valeurs de ЛІ a partir des limites a ЛІ nul et des fonctions de penalite. Ces dernieres sont determinees par les etudes neutroniques et thermohydrauliques.

La prise en compte des limites physiques par les protections specifiques est extre — mement simple du fait que ces protections interviennent lors d’accidents rapides a faible evolution de la distribution de puissance durant le deroulement de l’accident.

image119

Les points de consigne de ces charnes de protection ne comportent done pas de fonction de penalite f (ЛІ) et sont etablis a partir d’une distribution de puissance de reference (forme axiale avec pic Fz = 1,32 en haut du creur, distribution radiale FЛH = 1,62 a 100 % PN) enveloppe pour ces transitoires.

Le point de consigne est donc lie a la valeur du parametre physique a surveiller qui correspond a un REC superieur a 1,17 au cours du transitoire pour une distribution de puissance de reference. Son calcul est effectue a l’aide du code precedemment decrit qui simule le comportement global de la chaudiere, sans calcul de la distribu­tion de puissance dans le creur, mais avec une simulation des charnes de protection afin d’evaluer le retard entre le moment ou le point de consigne d’arret automatique est atteint et le moment ou l’action de protection devient efficace.

D’une fagon generale, la connaissance precise de l’installation et des performances du materiel constituant les charnes de protection est necessaire pour la determination des points de consigne de ces charnes. En effet, cette determination doit prendre en compte dif — ferents temps de retard lies notamment a la localisation du capteur de mesure par rapport au phenomene surveille, au temps de retard du capteur, au temps de reponse de la chaTne, au temps mort de I’actionneur (chute des grappes).

De la meme fagon, la connaissance de la precision de la chaTne est necessaire pour determiner les points de consigne devant etre affiches sur le site a partir des points de consigne theoriques. Cette precision prend en compte des effets tels que :

• les effets physiques;

• la precision des capteurs de mesure (precision d’etalonnage, fidelite, derives, …);

• la precision de la chaTne de traitement et des relais a seuil;

• la precision de reglage ou d’etalonnage de la chaTne.

A titre d’exemple, les valeurs theoriques des chaTnes AT sont K = 1,25 et K4 = 1,15. Les valeurs reglees sur le site, compte tenu des differentes incertitudes, sont: K1 = 1,14 et K4 = 1,10.

Les points de consigne nominaux (valeurs affichees sur site) etant determines, il est ensuite verifie qu’une marge suffisante existe pour eviter l’atteinte des seuils d’alarme lors de l’exploitation normale de l’installation (fonctionnement de categorie 1). Une simulation de ces transitoires est effectuee afin de verifier qu’aucun seuil d’alarme n’est atteint et a fortiori les seuils « C » et les seuils d’AAR, en particulier pour les chaTnes AT temperature elevee et AT surpuissance. Les transitoires d’Tlotage manuel et d’Tlotage suite a un defaut reseau qui sont les plus penalisants pour les marges sont simules. Le bien-fonde de ces simulations est verifie sur site ou sont effectues des Tlotages manuels toutes les deux ou trois campagnes.

Le schema de la figure 8.19 resume, pour la chaTne AT temperature elevee, les diffe — rents seuils d’arret automatique : valeurs affichees sur site et valeurs theoriques compte tenu des imprecisions de la chaTne.

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