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APR1400

L'APR1400 (de l'anglais Advanced Power Reactor 1400 MWe) est un type de réacteur nucléaire de 3e génération conçu par Korea Electric Power Corporation (KEPCO). Initialement connu sous le nom de Korean Next Generation Reactor (KNGR)[1], ce réacteur de génération III a été développé à partir du modÚle antérieur OPR1000 et incorpore des fonctionnalités du réacteur System 80+ conçu par Combustion Engineering (C-E)[2].

Actuellement, il y a trois unitĂ©s en service en CorĂ©e du Sud (Shin-Kori 3 et 4, Shin-Hanul 1) ainsi que trois autres en construction (Shin-Hanul 2, Shin-Kori 5 et 6). Deux rĂ©acteur sont achevĂ©s et en exploitation commerciale aux Émirats arabes unis, Ă  Barakah, et deux autres sont en construction dans la mĂȘme centrale[3].

Histoire

La conception de l'APR1400 a commencĂ© en 1992 et le rĂ©acteur a Ă©tĂ© certifiĂ© par la Korean Institute of Nuclear Safety en mai 2002[4]. La demande de certification du concept a Ă©tĂ© ensuite transmise Ă  la Commission de rĂ©glementation nuclĂ©aire des États-Unis (NRC) en dĂ©cembre 2014 et acceptĂ©e en mars 2015 pour Ă©valuation technique afin de dĂ©terminer la conformitĂ© du rĂ©acteur avec les exigences de sĂ©curitĂ© amĂ©ricaines[5]. En septembre 2018, la NRC a publiĂ© son rapport final d'Ă©valuation de la sĂ©curitĂ©[6] et a approuvĂ© la conception standard[7], concluant que la conception Ă©tait techniquement acceptable et valable pour 15 ans. En avril 2019, la NRC a approuvĂ© une rĂšgle pour certifier la conception standard de l'APR1400[8].En septembre 2019, le rĂ©acteur a reçu son certificat de conception valable pour 15 ans[9].

En octobre 2017, l'organisation European Utility Requirements (EUR) a approuvĂ© les modifications apportĂ©es Ă  la conception de l'APR1400 pour le refroidissement d'urgence, ce qui permet au modĂšle d'ĂȘtre construit dans des pays hors d'Europe avec la certification EUR[10].

Localisations

Pays Site UnitĂ© État DĂ©but de construction Fin de construction Mise en service
Corée du Sud Shin-Kori 3 Opérationnel 16 octobre 2008 30 octobre 2015[11] 12 décembre 2016[11]
4 Opérationnel 19 août 2009 novembre 2015 29 août 2019[12]
5 En construction 1 avril 2017 2025[13] inconnue[14]
6 En construction 20 septembre 2018 2025[13] inconnue[14]
Shin-Hanul 1 OpĂ©rationnel 10 juillet 2012 – 7 dĂ©cembre 2022[15]
2 En phase de test 19 juin 2013 – –
3 Reprise de la construction[13] 2025 – inconnue
4 Reprise de la construction[13] 2025 – inconnue
Émirats arabes unis Barakah 1 OpĂ©rationnel 18 juillet 2012 5 mai 2017 6 avril 2021[16]
2 Opérationnel 28 mai 2013 24 mars 2022[17]
3 Connecté au réseau 24 septembre 2014 4 novembre 2021[18] 2023[19] - [17] - [20]
4 Tests fonctionnels Ă  chaud terminĂ©s 2 septembre 2015 – 2023[17] - [20]

Corée du Sud

Les premiers réacteurs APR1400 commerciaux à Shin-Kori ont été approuvés en septembre 2007[21], et leur construction a débuté en octobre 2008 (unité 3) et en août 2009 (unité 4)[4]. La mise en service de Shin-Kori 3 était initialement prévue pour la fin 2013, mais les calendriers des unités 3 et 4 ont été retardés d'environ un an en raison du remplacement du cùblage de commande lié à la sécurité, qui avait échoué à certains tests[22]. La construction de deux autres unités APR1400 à Shin-Kori, en Corée (unités 5 et 6) devait commencer en 2014[23], mais en décembre 2016, les plans n'avaient pas été finalisés[24].

La construction de deux nouveaux APR1400, les unitĂ©s 1 et 2 de Shin-Hanul, a commencĂ© en mai 2012 (unitĂ© 1)[25] et en juin 2013 (unitĂ© 2)[26]. L'unitĂ© 1, qui devait ĂȘtre achevĂ©e en avril 2017[26] a finalement Ă©tĂ© mise en service le 9 juin 2022. Deux autres APR1400 Ă  Shin-Hanul ont Ă©tĂ© approuvĂ©s en 2014, et leur construction devait commencer en 2017[27].

AprÚs l'élection du président Moon Jae-in en mai 2017, KHNP a suspendu les travaux de conception sur Shin-Hanul 3 et 4[28], et les travaux de construction ont été suspendus sur Shin-Kori 5 et 6 en juillet 2017 pour une période de trois mois, le temps qu'un comité nommé par le gouvernement se réunisse pour discuter de la future politique nucléaire du pays[29]. Le président Moon avait signé un accord en mars 2017 appelant à la sortie progressive de l'énergie nucléaire alors qu'il faisait campagne pour la présidence[28]. En octobre 2017, le comité a recommandé de procéder à la construction de Shin-Kori 5 et 6[30]. Le président Moon a annoncé qu'il soutenait la décision du comité, mais a ajouté qu'aucune nouvelle construction ne serait autorisée[31], jetant le doute sur le sort de Shin-Hanul 3 et 4.

En mai 2022, le gouvernement annonce son intention de reprendre la construction de Shin-Hanul 3 et 4 en 2025[32].

Émirats arabes unis

En dĂ©cembre 2009, un consortium menĂ© par KEPCO a obtenu le contrat de construction de quatre rĂ©acteurs APR1400 Ă  Barakah, aux Émirats arabes unis[33]. La construction du bloc 1 de Barakah a commencĂ© en juillet 2012[34], celle du bloc 2 en mai 2013[35], celle du bloc 3 en septembre 2014[36] et celle du bloc 4 en septembre 2015[37]. Le bloc 1 a commencĂ© Ă  produire de l'Ă©lectricitĂ© le 1er aoĂ»t 2020 et est entrĂ© en exploitation commerciale le 6 avril 2021[38].

Barakah 2 effectue sa premiÚre criticité le 27 août 2021 et est connecté au réseau pour la premiÚre fois le 14 septembre 2021[39]. Il entre en service le 24 mars 2022[17].

Royaume Uni

NuGeneration (NuGen) a Ă©tĂ© crĂ©Ă©e en tant que coentreprise entre Engie, Iberdrola et Scottish and Southern Energy (SSE) pour dĂ©velopper la centrale nuclĂ©aire de Moorside, dans le comtĂ© de Cumbria ; initialement, la construction de trois unitĂ©s Westinghouse AP1000 Ă©tait prĂ©vue. SSE a Ă©tĂ© rachetĂ©e par Engie et Iberdrola en 2011, et les parts d'Iberdrola ont Ă©tĂ© rachetĂ©es Ă  leur tour par Toshiba en 2013. À la suite de la faillite de Westinghouse Electric Corporation, filiale de Toshiba, en mars 2017, Engie s'est retirĂ© de NuGen en juillet, laissant Toshiba comme seul propriĂ©taire de NuGen. En dĂ©cembre 2017, NuGen a annoncĂ© que KEPCO avait Ă©tĂ© dĂ©signĂ© comme le soumissionnaire privilĂ©giĂ© pour acquĂ©rir NuGen auprĂšs de Toshiba. En juillet 2018, le statut de soumissionnaire privilĂ©giĂ© de KEPCO a pris fin, en rĂ©ponse aux difficultĂ©s de financement du dĂ©veloppement[40].

Conception

L'APR1400 est un réacteur à eau légÚre évolutif basé sur la précédente conception OPR-1000. En Corée du Sud, le réacteur a produit une puissance électrique brute de 1455 MWe avec une puissance thermique de 3983 MWth (4000 MWth nominal)[41].

La conception a été développée pour répondre à 43 contraintes[42], les principaux développements étant l'évolution de la capacité, l'augmentation de la durée de vie et le renforcement de la sécurité. Les améliorations de la conception visent également à répondre aux objectifs économiques et aux exigences en matiÚre de licence. Par rapport à l'OPR-1000, les principales caractéristiques sont les suivantes :

  • Puissance Ă©lectrique nette : 1400 MW (augmentation de 40 %)
  • DurĂ©e de vie nominale : 60 ans (augmentation de 50 %)
  • Base de conception sismique : 0,3 g (augmentation de 50 %)
  • FrĂ©quence des dommages au cƓur : moins de 10-5/an (divisĂ©e par 10)
  • Assemblages combustible du cƓur : 241 (augmentation de 36 %)

Plusieurs autres changements ont Ă©tĂ© incorporĂ©s, comme le passage Ă  un systĂšme de contrĂŽle d'accĂšs entiĂšrement numĂ©rique et la mise en Ɠuvre de nouveaux systĂšmes dans le systĂšme d'injection de sĂ©curitĂ© (SIT).

CƓur

Le cƓur du rĂ©acteur APR1400 est constituĂ© de 241 assemblages combustibles, 93 assemblages d'Ă©lĂ©ments de contrĂŽle et 61 assemblages d'instrumentation dans le cƓur. Chaque assemblage de combustible comporte 236 barres de combustible agencĂ©es dans une grille de 16 x 16 (un certain espace est occupĂ© par des tubes de guidage pour les barres de contrĂŽle) contenant du dioxyde d'uranium (avec un enrichissement moyen de 2,6 w/o), qui est capable de produire une densitĂ© de puissance volumĂ©trique moyenne de 100,9 W/cm3. Le cƓur peut Ă©galement ĂȘtre chargĂ© jusqu'Ă  30% de combustible MOX, moyennant des modifications mineures. Le cƓur est conçu pour un cycle de fonctionnement de 18 mois avec un taux de combustion de dĂ©charge allant jusqu'Ă  60 000 MWD/MTU, avec une marge thermique de 10 %[4]. Pour les assemblages d'Ă©lĂ©ments de contrĂŽle, 76 pastilles de carbure de bore sont utilisĂ©es dans les barres de contrĂŽle Ă  pleine rĂ©sistance, tandis que 17 Inconel-625 sont utilisĂ©s dans les barres de contrĂŽle Ă  rĂ©sistance partielle.

Circuit primaire

Comme l'OPR-1000 et les modĂšles prĂ©cĂ©dents de C-E, l'APR1400 possĂšde deux boucles de refroidissement du rĂ©acteur. Dans chaque boucle, le rĂ©frigĂ©rant primaire chauffĂ© quitte la cuve du rĂ©acteur par un tuyau, passe par un gĂ©nĂ©rateur de vapeur et retourne Ă  la cuve du rĂ©acteur par deux tuyaux, chacun Ă©quipĂ© d'une pompe de refroidissement du rĂ©acteur. Dans la boucle 2, il y a un pressuriseur sur la branche chaude, oĂč une bulle de vapeur est maintenue pendant le fonctionnement. Les boucles sont disposĂ©es symĂ©triquement, de sorte que les circuits chauds sont diamĂ©tralement opposĂ©es sur la circonfĂ©rence de la cuve. Comme les gĂ©nĂ©rateurs de vapeur sont surĂ©levĂ©s par rapport Ă  la cuve, la convection naturelle fera circuler le liquide de refroidissement du rĂ©acteur en cas de dysfonctionnement de la pompe de refroidissement. Le pressuriseur est Ă©quipĂ© d'une soupape de dĂ©charge pilotĂ©e qui non seulement protĂšge contre la surpression du systĂšme de refroidissement du rĂ©acteur, mais permet Ă©galement une dĂ©pressurisation manuelle en cas de perte totale d'alimentation en eau[42].

Circuit secondaire

Chaque gĂ©nĂ©rateur de vapeur comporte 13 102 tubes en Inconel 690 ; ce matĂ©riau amĂ©liore la rĂ©sistance Ă  la fissuration par corrosion sous contrainte par rapport Ă  l'Inconel 600 utilisĂ© dans les conceptions antĂ©rieures[4]. À l'instar de la conception du SystĂšme 80+, qui a connu une Ă©volution tardive, le gĂ©nĂ©rateur de vapeur intĂšgre un Ă©conomiseur d'alimentation en eau qui prĂ©chauffe l'eau avant de l'introduire dans le gĂ©nĂ©rateur de vapeur. Par rapport Ă  la conception de l'OPR-1000, le gĂ©nĂ©rateur de vapeur dispose d'un stock d'alimentation en eau secondaire plus important, ce qui prolonge le temps de sĂ©chage et offre plus de temps pour une intervention manuelle de l'opĂ©rateur, si nĂ©cessaire. La marge de l'obturation des tubes est de 10 %, ce qui signifie que l'unitĂ© peut fonctionner Ă  pleine puissance mĂȘme avec 10 % des tubes du gĂ©nĂ©rateur de vapeur obturĂ©s. Chacune des deux conduites de vapeur principales du gĂ©nĂ©rateur de vapeur contient cinq soupapes de sĂ©curitĂ©, une soupape de dĂ©charge de la vapeur et une soupape d'isolement.

APR+

La conception de l'APR1400 a Ă©tĂ© perfectionnĂ© pour devenir le modĂšle APR+, qui a reçu sa certification officielle le 14 aoĂ»t 2014 aprĂšs sept ans de dĂ©veloppement[43]. La conception du rĂ©acteur prĂ©sente une sĂ©curitĂ© amĂ©liorĂ©e et, entre autres, "une frĂ©quence d'endommagement du cƓur infĂ©rieure d'un ordre de grandeur entier Ă  celle calculĂ©e pour la conception APR1400"[44]. Le cƓur de l'APR+ utilise 257 assemblages combustibles (16 de plus que l'APR1400) pour porter la production Ă  1550 MWe brut[41]. Certains dispositifs de sĂ©curitĂ©, comme les gĂ©nĂ©rateurs de secours, sont passĂ©s de deux Ă  quatre systĂšmes indĂ©pendants et redondants[45].

Articles connexes

Références

  1. (en) Stephen M. Golberg et Robert Rosner, Nuclear Reactors: Generation to Generation, American Academy of Arts and Sciences, (ISBN 978-0-87724-090-7, lire en ligne), p. 7
  2. « US design certification sought for APR-1400 - World Nuclear News », sur www.world-nuclear-news.org (consulté le )
  3. « Reactor vessel installed at Barakah 2 - World Nuclear News », sur www.world-nuclear-news.org (consulté le )
  4. « Wayback Machine », sur web.archive.org (consulté le )
  5. (en) Jeffrey A. Ciocco, Lettre aux Dr. Ha-Hwang Jung et Dr. Hee-Yong Lee, (lire en ligne)
  6. « APR1400 Final Safety Evaluations », sur NRC Web (consulté le )
  7. (en) Frederick D. Brown, Lettre Ă  Mr. Yun-Ho Kim, (lire en ligne)
  8. « US NRC set to certify APR-1400 reactor design : Regulation & Safety - World Nuclear News », sur www.world-nuclear-news.org (consulté le )
  9. « Korea’s APR-1400 certified by US NRC - Nuclear Engineering International », sur www.neimagazine.com (consultĂ© le )
  10. « South Korea's AP1400 clear for European export - World Nuclear News », sur www.world-nuclear-news.org (consulté le )
  11. (en) « First Korean APR-1400 enters commercial operation », World Nuclear News,‎ (lire en ligne, consultĂ© le )
  12. (en) « Second APR-1400 unit starts commercial operation », sur www.world-nuclear-news.org (consulté le )
  13. (en) « South Korea to Expand Nuclear Power Utilization »,
  14. (en) « Commissioning of second Korean APR1400 postponed », World Nuclear News,‎ (lire en ligne, consultĂ© le )
  15. (en) « Korea eyes bigger defense exports to US and joint bid with US for reactor tenders - Pulse by Maeil Business News Korea »
  16. (en) Central Office, NucNet a s b l , Brussels Belgium, « Barakah-1 / First Commercial Nuclear Plant In Arab World Begins Commercial Operation », sur The Independent Global Nuclear News Agency (consulté le )
  17. (en) « Second Barakah unit begins commercial operation », World Nuclear News,‎ (lire en ligne)
  18. (en) « Third unit completed at Barakah : New Nuclear - World Nuclear News »
  19. (en) « Fuel loading begins at Barakah 3 - Nuclear Engineering International »
  20. (en) « Major components installed at final Barakah unit », World Nuclear News,‎ (lire en ligne, consultĂ© le )
  21. « Shin-Kori 3 and 4 approved », sur web.archive.org, (consulté le )
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  40. « UK’s NuGen cuts staff at planned Moorside - Nuclear Engineering International », sur www.neimagazine.com (consultĂ© le )
  41. « Advanced Nuclear Power Reactors | Generation III+ Nuclear Reactors », sur web.archive.org, (consulté le )
  42. (en) Han-Gon Kim, The Design Characteristics of Advanced Power Reactor 1400, AIEA, (lire en ligne)
  43. « Design approval for Korean APR+ reactor - Nuclear Engineering International », sur www.neimagazine.com (consulté le )
  44. Will Davis, « atomic power review: APR+ Design Certification Announced », sur atomic power review, (consulté le )
  45. « KEPCO Nuclear Energy Solution », sur web.archive.org, (consulté le )
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