conceptions des ouvrages a risques particuliers
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Tópicos de dimensionamento de estruturas nuclearesTRANSCRIPT
PIERRE-ALAIN NAZÉ
Directeur Général Adjoint de GDS
Tel: 0673686488
CONCEPTION DES OUVRAGES A RISQUES
PARTICULIERS
L’EPR DE FLAMANVILLE 3
3
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
4
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY
5
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY
6
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY
7
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY
8
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY
9
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY
10
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY AND BEYOND…
11
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY AND BEYOND…
12
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
NUCLEAR POWER IN THE WORLD TODAY AND BEYOND…
13
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
WHICH STRATEGY FOR FRANCE ?
DISMANTLING OF THE PRODUCTION CAPACITY IN EUROPE
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
GW
ope
ratin
g
2010 2020 2030 2040
Nuclear
Coal
Gas
OtherOil
� Un parc vieillissant dont le durcissement des contraintes environnementales accélère le déclassement.
� Plus de 100 GW à remplacer entre 2010 et 2020.
Lignite
14
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
WHICH STRATEGY FOR FRANCE ?
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
15
Thermique22 TWh
Nucléaire418 TWh
Hydraulique42 TWh
Puissance installée (98 GW) Production en 2007 (482 TWh)
Thermique14 GW
Nucléaire63 GW
Hydraulique20 GW
4%
87%
9%
15%
64%
20%
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
Capacité de production d’EDF en France
16
1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080
Génération1Génération1UNGGUNGGChooz AChooz A Génération2Génération2
Génération3Génération3REP 900, 1300, N4REP 900, 1300, N4
Génération4Génération4EPR, AP1000,…EPR, AP1000,…
??
First First ReactorsReactors
CurrentCurrentReactorsReactors
AdvancedAdvancedReactorsReactors
FutureFutureReactorsReactors
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
WHICH STRATEGY FOR FRANCE ?
17
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
Quelle stratégie pour le renouvellement du parc nucléaire français ?
Parc Actueldurée de vie
40 ans
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
2055
2060
5000MW/an
?
?
?
18
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
Renouvellement à 50 GWe
En génération 4 étalé sur 20 ans (2040 – 2060)
Génération 4Génération 4
Parc actuel Durée de vie 40 ans
Prolongationau delà 40 ansProlongation
au delà 40 ans
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055
80000
2060
Durée de vie moyenne du Parc = 62 ans
19
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGRenouvellement à 50 Gwe
En génération 3 et 4 étalé sur 30 ans (2020-2050)
Génération 3+Génération 3+
Génération 4Génération 4
Parc Actueldurée de vie 40 ans
Parc Actueldurée de vie 40 ans
Prolongationau delà 40 ansProlongation
au delà 40 ans
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2055 2060
Durée de vie moyenne du Parc: ≅≅≅≅ 50 ans
20
INTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERINGINTRODUCTION TO NUCLEAR CIVIL ENGINEERING
900 MW 1,300 MW 1,500 MW
Gravelines
Chooz
Cattenom
Fessenheim
Bugey
St Alban
Cruas
Tricastin
PenlyPaluelFlamanville
St Laurent Dampierre
BellevilleChinon
Civaux
Blayais
Golfech
Nogent Seine
AVERAGE AGE = 20 YEARS
EPR (2004) EPR (2008)
WHICH STRATEGY FOR FRANCE ?
21
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
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EPR: son histoireEPR: son histoire
• 1989 Création de NPI (filiale FRAMATOME / SIEMENS K WU)
• 1991 Accord EDF / Électriciens allemands: « idée » d’ EPR
• 1993 Recommandations communes par les AS française et allemandes pour les nouveaux réacteurs
• 1995 Engagement de l’Avant-Projet Détaillé "Basic De sign"
• 1999 Fin de l'Avant-Projet Détaillé de l‘Îlot Nucléa ire
• 2000 Revue du "Basic Design Report" par l’AS frança ise et émission des conclusions sous la forme de « Technical Guidelines »
• 2002 Décision finlandaise pour construire un 5ème r éacteur
• 2003 EPR Choisi par TVO, l’électricien finlandais
• 2004 Loi sur l’énergie en France
Décision française de construire un EPR à Flamanville
23
EPR: son histoire
REX Français du N4 REX allemand du KONVOI
Retour d’expérience
Principe de conception
évolutionnaire
Sûreté accrue Compétitivité
KONVOI
• Enceinte métallique sphérique • Avion militaire Phantom • Piscine combustible usé dans le BR• Systèmes de sauvegarde:
- 4 trains 50% indépendants- pas d’aspersion enceinte
• RRA hors enceinte• Instrumentation in-core en tête • Salle de commande avec panneaux dédiés• Haut niveau d’automatisation• Coeur: 193 ass. 18x18• Coût élevé• Très bonne disponibilité
KONVOIKONVOI
• Enceinte métallique sphérique • Avion militaire Phantom • Piscine combustible usé dans le BR• Systèmes de sauvegarde:
- 4 trains 50% indépendants- pas d’aspersion enceinte
• RRA hors enceinte• Instrumentation in-core en tête • Salle de commande avec panneaux dédiés• Haut niveau d’automatisation• Coeur: 193 ass. 18x18• Coût élevé• Très bonne disponibilité
N4
• Enceinte cylindrique en béton précontraint• Aviation générale: Cessna, Lear jet• Bâtiment combustible séparé• Systèmes de sauvegarde :
- 2 trains 100% avec liaisons- aspersion enceinte
• RRA intérieur enceinte• Instrumentation in-core en fond de cuve• Salle de commande informatisée• Priorité à l’opérateur• Coeur: 205 ass. 17x17• Coût contenu • Disponibilité moyenne
N4N4
•• Enceinte cylindrique en béton précontraint• Aviation générale: Cessna, Lear jet• Bâtiment combustible séparé• Systèmes de sauvegarde :
- 2 trains 100% avec liaisons- aspersion enceinte
• RRA intérieur enceinte• Instrumentation in-core en fond de cuve• Salle de commande informatisée• Priorité à l’opérateur• Coeur: 205 ass. 17x17• Coût contenu • Disponibilité moyenne
EPR: son histoire
Fruit d’un processus d’harmonisation partant de cho ix très différents
25
EPR TECHNICAL
CODES
EPR: son histoire
Lois Lois
Décrets
LettresMinistérielles
Ordonnances
Documents de référencefédéraux sur la sûreté
Règles fondamentales de sûreté
RSK-Guidelines
Normes de sûreté KTANormes DIN-(nucléaires)
Règles de conception et de construction (RCC )
Règles et spécifications internes de l ’industrie
nucléaire française
Règles et spécifications internes de l’industrie nucléaire allemande
Règles émises par l ’État
Règles émises par les commissions accréditées par l’Autorité de Sûreté
Règles émises par l’industrie et approuvées par l’Autorité de Sûreté
France Allemagne
Fruit d’un processus d’harmonisation partant de rég lementations distinctes
26
Autorités de sûreté
Administrationsnationales
AdministrationsEuropéennes
OrganisationsInternationales
33
EPR: son histoire
les autres électriciens
• EPRI, US utilities• European utilities• Asian Utilities
Les constructeurs
22Les initiateurs
• Nuclear Electric(GB)
• Tractebel(B)• DTN(E)• VDEW(D)• EDF(F)
• ENEL(I)• NRG(NL)• Vattenfall(S)• IVO-TVO
(FIN)• UAK(S)
11
Prise en compte des exigences EUR (European Utilities Requirements)
27
EPR: son histoireEPR: son histoire
� Résultat d’un processus “évolutionnaire”
� Au bénéfice de la sûreté et des performances
� L’intégration directe du REX de conception et d’exploitation
� Qui répond aux choix de base des AS Française & All emande
� Viser dès le départ la robustesse du confinement et la capacité à résister à:� Des accidents internes plus graves (fusion du coeur)� Des agressions externes plus sévères (chute d’avions)
� Choix qui s’oppose à l’évacuation de la Puissance résiduelle par convection naturelle qui implique “d’ouvrir” la paroi externe et diminue la robustesse vis-à-vis des agressions externes
� Qui répond à la Volonté des exploitants de limiter le s risques & aléas industriels
� Éviter des solutions très innovantes ou nécessitant beaucoup de R&D pour limiter les risques industriels
� Réduire les risques & aléas tant en conception qu’en “licensing”
28
EPR: contexte de sa réalisationComparaison des principales caractéristiques
KONVOI EPR N4
Puissance thermique MWth 3850 4300-4500 4250
Puissance électrique nette MWe 1350 1550-1640 1500
Rendement % 35,4 36 35
Nb d’assemblages combustible 193 241 205
Burn up de décharge GWj/T 50 65 40
Puissance linéique W/cm 167 155 180
Pression primaire/Pression de calcul bar 158/176 155/176 155/172
Température BC max °C 324 330 329
Débit primaire m 3/h 22700 28000 24800
Pression secondaire à 0 et 100% bar 80/62 84/78 81/71
Pression de calcul secondaire bar 88.3 97 91
Durée de vie prise en compte Ans 40 60 40
29
EPR: contexte de sa réalisationLes concurrents de l’EPR (REP)
APR 1400 Corée APWR Japon
AES 92 Russe (construction en Inde)
VVER 1000 Russe (construction en chine)
Concepteur: KOPEC (Corée du Sud)Base Technologique: CE80+ (BNFL- W)
Non certifié
Concepteurs: MHI + Westinghouse (cœur)Examiné par Autorité de Sûreté Japonaise
Non encore formellement certifié
30
�Réacteur à eau pressurisée ( 2 boucles)
�Puissance : 1117 MWe (net)
�Circuits de sauvegarde passifs
�2 trains mécaniques de sauvegarde
�4 trains électriques de sauvegarde
�Dispositions accidents graves à la conception
�Pression: 155bars
�Nombre d’assemblages: 157
�Puissance linéique moyenne: 187w/cm
�Températures Cœur: E : 279°C S : 324°C
AP 1000/EP 1000AP 1000/EP 1000
EPR: contexte de sa réalisationLes concurrents de l’EPR (REP)
31
EPR: contexte de sa réalisationGénération IV en séries industrielles à l’horizon 2040EPR: contexte de sa réalisationGénération IV en séries industrielles à l’horizon 2040
32
L’EPR dans le mondeL’EPR dans le monde
� Finlande (OL3)
� MOA : TVO
� MOE : AREVA (SOFINEL)
� France (FA3 – PE3)
� MOA : EDF
� MOE : EDF (SOFINEL)
� Chine (TAISHAN)
� MOA : TSNPC (JV avec EDF)
� MOE : AREVA (SOFINEL)
� Grande Bretagne (HP - SZ)
� MOA : EDF
� MOE : EDF
� Etats-Unis (CC)
� MOA : UNE (JV Constellation/EDF)
� MOE : AREVA
� Italie - RSA
� MOA : ? (EDF ?)
� MOE : AREVA (EDF ?)
33
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
34
Architecte ensemblierNiveau 1
Études détailléesNiveau 2
FournisseursNiveau 3
AREVA NP
ANP
Chaudière/I&C BNI
EDF
BOP
Contrat d’ingénierie
APPELS D’OFFRE
SOFINEL
Salle des machines
ALSTOM
EDF
55% EDF
45% FRA
Contrats de fournituresContrats d’étude
BOP : bâtiments de site BNI : îlot nucléaire hors chaudière
L’EPR de FA3 - Architecture de la maîtrise d’œuvre
35
Architecture de la maîtrise d’oeuvreArchitecture de la maîtrise d’oeuvre
� Pilotage et contrôle du projet : Qualité, coûts, délais
� Management technique du projet
� Pilotage des achats d’équipements et d’études
� Fonctionnement général
� Relations avec l’AS et l’Administration
� Surveillance des études et des fabrications
� Coordination et surveillance des montages sur site
� Coordination et réalisation des essais de démarrage
Activités de niveau 1 : activités Projet
36
Organisation Niveau 1 du projetOrganisation Niveau 1 du projet
AQ
CHEF DE PROJET
Appui Expertise DoctrineSurveillance Usine CEIDRE
SEPTEN
CNEPE CN
EP
E
CN
EN
SE
PT
EN
CE
IDR
E
CI / BOPBOP
CI
DPN
CN
EN
DADPN DIN / CNEN
CIDEN R&D R&D
Appui Expertise Doctrine
Combustible
Attaché
DA Achats CIDA Achats NI
Exploitation
BNI
I&C
NSSS
Sûreté
Environnement
Environnement
Organisation équipe
projet EPR
DirecteurTechnique
Directeur Construction Site
Resp. Contrôle de projetCoût - Planning
Méthodes Outils - Reporting
Coordinateur Achats
37
Architecture de la maîtrise d’oeuvreArchitecture de la maîtrise d’oeuvre
� Préparation des spécifications techniques des contrats
� Évaluation technique des offres et support technique
� Surveillance des études réalisées par les fournisseurs
� Préparation des documents nécessaires pour le montage, la mise en service et l’exploitation
� Plans guides, maquette 3D
� Dossiers de systèmes élémentaires
� Documentation de montage et d’essais
� Documentation de maintenance et de conduite
Activités de niveau 2 : activités métiers
38
La problématique FinlandeLa problématique Finlande
� Limiter les coûts d’ingénierie en mutualisant les études communes aux deux projets,
� Eviter toute divergence dans les options de sûreté qui nous exposerait inéluctablement à des difficultés coûteuses avec l’Autorité de Sûreté,
� Partager les retours d’expérience réciproques.
Intérêt d’une mutualisation des
études France/Finlande
Nouvelle répartition des activités d’ingénierie détaillée du BNI
39
Organisation études de Niveau 2 (SOFINEL)Organisation études de Niveau 2 (SOFINEL)
� Bâtiments :
� Réacteur
� Combustible
� Diesels
� Systèmes localisés dans :
� Le BR
� Le BK
� Les diesels
� Les BAS (mécaniques)
Etudes détaillées BNI confiées à
SOFINEL suivant 2 entités Y et Z
� Bâtiments :
� Electriques
� Auxiliaires de sauvegarde
� Auxiliaires nucléaires
� Systèmes localisés dans :
� Le BL
� Le BAN
Y basée à MONTROUGE Z basée à ERLANGEN
40
Partage des activités à EDF sur le Projet FA3Partage des activités à EDF sur le Projet FA3
• Manufacturing surveillance
• Technical expertise
• Safety principles
• Fault studies
• PSA
SEPTEN
• Conventional Island
• BOP
CNEPE
• Environmental studies
• Waste Management
CEIDRE
CNEN
• Project Management
• Nuclear Island
CIDEN
41
Planning général de référenceLe Génie-Civil: une activité critique!Planning général de référenceLe Génie-Civil: une activité critique!
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012PROCEDURES ADMINISTRATIVESPROCEDURES ADMINISTRATIVES
Préparatoires
ESSAIS ET MISE EN SERVICEESSAIS ET MISE EN SERVICE
En mer
Choix du site
DAC et DARPE
Débat public
TRAVAUXTRAVAUX
Génie civil
Montages
débat Décision MOA
enquête
MontagesFabrication gros composants
ChargementCouplage
Divergence 100% puissance
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012PROCEDURES ADMINISTRATIVESPROCEDURES ADMINISTRATIVES
Préparatoires
ESSAIS ET MISE EN SERVICEESSAIS ET MISE EN SERVICE
En mer
Choix du site
DAC et DARPE
Débat public
TRAVAUXTRAVAUX
Génie civil
Montages
débat Décision MOA
enquête
MontagesFabrication gros composants
ChargementCouplage
Divergence 100% puissance
42
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
43
Organisation des études détaillées du Génie-CivilOrganisation des études détaillées du Génie-Civil
CNEN
PROJET
CNEN
IGC
SEPTEN
CEIDRE
SOFINEL Y
SOFINEL Z
BOUYGUES
FREYSSINET
SECHAUD & METZ
COYNE & BELLIER
NFM
Doctrine (ETC-C – RST)
Appui technique spécifique
Notes d’hypothèses Niveau 1
Surveillance du Niveau 2
Cahiers de Charges Niveau 1
Notes d’hypothèses Niveau 2
Plans guides P10 – P13
Surveillance du niveau 3
Études détaillées
Plans guide de coffrage
Plans guide de ferraillage
Plans d’exécution
NIV
EA
U 1
NIV
EA
U 2
NIV
EA
U 3
EDF
SFL
BET
INTERFACES
44
Études détaillées de Génie-Civil – Les principaux acteursÉtudes détaillées de Génie-Civil – Les principaux acteurs
� EDF CNEN, EDF CNEPE, EDF CEIDRE, EDF SEPTEN level 1
� AREVA NSSS supplier level2
� SOFINEL Y and Z BNI level 2
� COYNE et BELLIER, IOSIS, NI buildings Civil Work Design contractor
� SETEC WTB Civil Work Design contractor
� ARCADIS Preparatory work, Turbine Hall design contractor
� INGEROP Roads & Utility network design contractor
� BOUYGUES Civil work contractor (with SETEC as subcontractor)
45
ETC-C Part 1
Site Specific Data Note
Interface Notes General Hypothesis Note for Steel Work
General Hypothesis Note For Nuclear Island
Buildings Design
Specific Components Notes
1. Design, Construction And Inspection Of The Liner For The RPE [NVDS] System
2. Design, Construction And Inspection Of The Pools Liner
3. …
Hypothesis Notes For Buildings
Hypothesis Notes For Buildings
EDF
SOFINEL
DESIGN OFFICES
1. Anchor Plates Calculation And Design Note
2. Design Of The Penetration Sleeves For The Inner Containment Wall
3. ….
Loads Reports For Buildings
Études détaillées de Génie-Civil
47
Études détaillées de Génie-CivilEXAMPLE OF PROCESS FOR CONTAINMENT SHELLÉtudes détaillées de Génie-CivilEXAMPLE OF PROCESS FOR CONTAINMENT SHELL
ETC-C
Hypothesis notes (3)
Modelisation global calculation
Notes (11)
Reinforcement and local calculation
Notes (23)
P10: loads drawings
P13: guide drawings (27)
ANSYS detailed 3D FE Model for the Inner Containment Wall
Global 3D FE Model (ASTER)
P14: reinforcement drawings (37)
P14: pre-stressing drawings (11)PRECONT
FERRAIL + ANSYS post-
processor
BD
48
PRECONT
ANSYS
FERRAIL
ANSYS post-processorsETC-Cand EC2
Calculation notes:displacements, strains, stress fields, global forces
-Number of gamma, horizontal andvertical tendons- Mechanical characteristics - Tendons layout
Nodal forces due to prestress
-Load cases from Global 3D FE ModelSpecific load cases for Inner
Containment Wall
Forces and moments- total thickness, concrete cover oneach side of the rebars.- Description of design type:serviceability limit state/ultimate limitstate, limit stresses.
Reinforcement detailednotes: sections of longitudinal rebars, per length units and transverserebar sections per area unit.
P14 reinforcement drawings
49
PRECONT
ANSYS
FERRAIL
ANSYS post-processorsETC-Cand EC2
Calculation notes (8)
Nodal forces due to prestress
Hypothesis, modelisation and loadcases notes (6)
Forces and moments
Hypothesis note and ETC-C (2)
Reinforcement notes (23)
P14 reinforcement drawings (37)
P14: pre-stressing drawings (11)
P14: pre-stressing drawings (11):Cabling guide drawing - Horizontal cables -Elevation - Sheet 1/2 11815 P14 06D18 0201B BPECabling guide drawing -Horizontal cables -Elevation -Sheet 2/2 11815 P14 06D18 0202B BPECabling guide drawing - Horizontal cables -Section through rib 1 11815 P14 06D18 0203 B BPECabling guide drawing -Horizontal cables -Section through rib 2 11815 P14 06D18 0204B BPECabling guide drawing -Horizontal acbles -Section through rib 3 11815 P14 06D18 0205 B BPECabling guide drawing Vertical cables -Elevation -Sheet 1/2 11815 P14 06D18 0206 E BPECabling guide drawing Vertical cables -Elevation -Sheet 2/2 11815 P14 06D18 0207 E BPECabling guide drawing -Dome - General view of the cabling 11815 P14 06D18 0208A BPECabling guide drawing -Dome - Cables - Lower family 1815 P14 06D18 0209 B BPECabling guide drawing -Dome - Cables - Upper family 11815 P14 06D18 0210B BPECabling guide drawing -Dome - Cables around equipment hatch 11815 P14 06D18 0211B BPE
Hypothesis, modelisation and load cases notes (6):- General hypothesis note for Civil Work Design for Nuclear Island Buildings –ECEIG021405- Hypothesis note on inner containment wall fitted with steel skin inside reactor – SFL EYRC00301 E1- Reactor Building –Hypotheses note for Internal Containment Design – 11815 28B03 NT003- Reactor Building –Modelisation note for Inner Containment Wall – 11815 28B03 NT005- Reactor Building –Common Raft under Inner Containment Wall - Modelisation note–Elementary load cases - 11815 28B03 NT006- Reactor Building – Modelisation note– Elementary load cases defintion for inner containment wall - 11815 28B03 NT007
Reinforcement notes (23):- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Reinforcement on span areas – 11815 28B03NT016- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Gusset Reinforcement –11815 28B03 NT 017-Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Reinforcement around acces hatch and personnel air lock – 11815 28B03 NT 019- …
Reinforcement drawings (37):- Inner Containment Wall – Guide reinforcement drawings – Gusset vertical section – 11815 06C02 0301- Inner Containment Wall – Guide reinforcement drawings – Gusset elevation 1/2 – 11815 06C02 0302- …
Calculation notes (8):- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Permanent Thermic FieldCalculation note – 11815 28B03NT010- Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Accidental Thermic FieldCalculation note – 11815 28B03NT011-Reactor Building – Detailed Design of Inner Containment Wall – Interfaces displacements calculation note – 11815 28B03 NT 014- …
50
Études détaillées de Génie-CivilGLOBAL SOFTWARE MAPPINGÉtudes détaillées de Génie-CivilGLOBAL SOFTWARE MAPPING
51
Études détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESISÉtudes détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESIS
MATERIALS
� Concrete
� Concrete Cover
� Mechanical Characteristics (Compressive Strength, Young Modulus…)
� Reinforcing and Pre-stressing Bars
� Steel grade
� Mechanical Characteristics (Compressive Strength, Young Modulus…)
� Structural Steel
� Steel grade
� Mechanical Characteristics (Compressive Strenght, Young Modulus…)
� Steel Liner for Containment Shell and Pools
� Steel grade
� Mechanical Characteristics (Compressive Strength, Young Modulus…)
52
Études détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESISÉtudes détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESIS
MAIN LOADS
� General Structure Specification Loads
� Loads Definition
� General and Specific Actions
� Permanent (Service) Loads
� Dead Loads of CW Structures
� Specific Equipment Loads
� Fluid Pressure, Lateral Soil Pressure, Settlements, Thermal Creep and Shrinkage Loads
� Variable (Operating) Loads
� Execution and Operating Loads
� Pressure, Climatic or Thermal Variations
� Accidental Loads
� APC, Earthquake, Explosion, Site Flooding
� LOCA (P,T), Load Drop, High Energy Pipe Rupture…
53
Études détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESISÉtudes détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESIS
LOADS COMBINATIONS AND CALCULATION METHODOLOGY
� Consistent with and Defined in ETC-C (More Than 20 Combinations)
� EQU
� ULS
� SLS
� Calculation Methodology
� Global Analysis
� 3D Model
� SSI – FRS Calculation
� Equivalent Static Analysis
� Local Analysis
� For specific loadings
� For specific behaviour
54
Études détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESISÉtudes détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESIS
Ouvrage Clas s e d’environnement
Clas s e de béton
Enceinte interne XS1 C60 - 75
Enceinte externe
Dôme Fût intérieur
XS3 XS1
C45 - 55
Coque avion
supers tructures infras tructures
XS3 C45 - 55
Radier commun XS3 C40 - 50
Structures internes du HR XS1 C40 - 50
HL sections 1 e t 4
Infras tructures et supers tructures intérieures Infras tructures extérieures supers tructures extérieures
XS1 XS3 XS3
C40 - 50
HL sections 2 e t 3 XS1 C40 - 50
HK XS1 C40 - 50
C40/50
-2.30 m
-4.35 m
-7.85 m
-11.80 m
C60/75
C45/55
C60/75
C40/50
-2.30 m
-4.35 m
-7.85 m
-11.80 m
C60/75
C45/55
C60/75
Situation de dimens ionnement γγγγc pour béton
γγγγs pour ac ie r pour armature et charpente
γγγγs pour ac ie r de précontrainte
Durable e t trans itoire 1,5 1,15 1,15 Accidentelle 1,2 1,0 1,0
55
Études détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESISÉtudes détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESIS
Été Hiver
Température de l’a ir des locaux
max : 50°C min : 18°C(1)
max : 20°C(2) min : 10°C
Température de l’a ir extérieur 24,5°C (3) -15°C (4)
Température du sol du s ite
10°C 10°C
Eté Hiver
tranche en marche – compartiment équipements 53°C 53°C
tranche en marche – zone de service 30°C 30°C
Intérieur HR
tranche à l'arrêt 30°C 15°C
56
Études détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESISÉtudes détaillées de Génie-CivilETC-C HYPOTHESIS
Sol mou SA
Sol moyen
MA
Sol moyen
MB
Sol moyen
MC
Sol dur HA
Sol dur HF
Module de cisaillement
MN/m2
150 600 1000 2500 6000 10800
17100
Module d'Young
MN/m2
444 1680 2800 7000 15600 28512
46170
Masse volumique
t/m3 1.9 2.1 2.1 2.1 2.5 2.5
Coefficient de Poisson
- 0.48 0.40 0.40 0.40 0.30 0.32
0.35
Amortissement matériau
% 8 5 5 5 3 3
67
�Safety requirements �Seismic classification of the buildings� Leaktightness requirements (internal, external flooding)�Missile protection�Accidental loading conditions, fire, explosions…
�Radiation protection requirements �Thickness of biological protection
�Operator requirements �Work conditions in rooms dedicated to operator teams
�Site data �Soil response spectra �Soil characteristics �Wind characteristics �Materials, etc…
�Results of layout studies (3D Model)�Room arrangement, location of openings � Loading conditions linked to equipment or operating conditions
Études détaillées de Génie-Civil – Données d’entrée
68
Études détaillées de Génie-Civil – Données de sortiesÉtudes détaillées de Génie-Civil – Données de sorties
� Guide drawings / PDMS model
(To be studied in connection with layout)
� Formwork drawings
� Reinforcement drawings
� Finishing documents
Guiding information for
execution studies
Dimensions for
construction
Secondary
works
Reinforcement
for construction
EDF
Design Contractors/EDF
Data exchange : Drawings / Model
69
Études détaillées de Génie-Civil du niveau 3Études détaillées de Génie-Civil du niveau 3
Detail studies by CW Designers
Construction drawings by CW Contractor
CW Guide drawings (EDF SOFINEL)Model per building
•Specific assumption note (using ETC-C and Euro codes)
•3D calculation model justification note
•Global calculation note (static / dynamic)
•CW calculation notes
•Construction Formwork drawings
•Reinforcement guide drawing
•Prefabrication
•Calculation notes updating (if necessary)
•Construction reinforcement drawings
•QuantitiesReady for Construction
Specific studies
•Pool liners detail design
•Ventilation Stack
•Box in the Box drawings
70
P11 RFC
Études détaillées de Génie-Civil – Enchaînement des séquences d’étudesÉtudes détaillées de Génie-Civil – Enchaînement des séquences d’études
P14 construction Drawings (4 000)
Start of reinforcement on site
CW Guide Drawing ( 100 conceptual design drawings from PDMS or AUTOCAD)
P14 Def
P14 Prel and calculation model
CW Contractor
Review by EDF
P10
P12 general layout
Construction Drawings available on site RFC
Final embedded plates
Preliminary embedded plates and embedded parts
P11 Prel
-1-3-8-17 -16 -5-11
P13 (2 000 drawings issued from PDMS)
Review by SFL
Freeze 1
Freeze 2
-19
CW calculation model (CW designers)
6600 execution drawings
71
Planning Général de construction (référence)Planning Général de construction (référence)
2006 2007 2008 2009 2010 20112005
CW Structures
CW Finishing
ready for start of electrical and mechanical erection
Procurement
CW construction drawings (CW Contractor) Civil Work Studies
Civil Work Construction
CW Guide drawings (EDF SOFINEL)
CW design studies (CW Designer )
Base slab
2007 2008 2009 2010 2011
01/06/10HR end of prestressing
01/05/11End of containment test
Base slab
01/12/071st concrete
01/10/10Safety Report
Earthworks and galleries
72
Quelques exigences techniques pour le contrat de Génie-Civil principalQuelques exigences techniques pour le contrat de Génie-Civil principal
Civil Work Contract : Technical Specifications Manual(deals with various generic aspects of the quality of construction)
�Materials� Cements
� Aggregates
� Reinforcement
� etc..
�Construction conditions� Excavation : Slope stability, use of explosives,
� Backfilling : Compacting
� Concreting : Provisions to avoid segregation, vibrations,
treatment of construction joints
�Process of control� Control of delivered materials
� Site laboratory
� Control of concrete
73
Les compétences du service IGC du CNENLes compétences du service IGC du CNEN
�Civil studies�soil studies and foundation design
�structural analysis
�containment design (pre-stressing techniques)
�steel structure design
�finishing studies : coating, doors, plugging of openings, etc..
�construction techniques
�Layout studies�layout rules, security rules, etc..
�piping design (routing requirements and pipe stress analysis)
�HVAC design (routing requirements)
�electrical design (distribution of cable fluxes, routing requirements)
�fire protection analyses (calculation of fire potential, of fire protection capabilities of walls,
etc..)
�noise analyses
�radiation protection analyses
DE LA SPÉCIFICATION À LA SURVEILLANCE…
74
Organisation de l’AménagementOrganisation de l’Aménagement
Directeur
D. Délégué
MCMNGC BUGC Site E&CC Essais
Assistante
Attaché Com
RH Logistique
Cellule Tech.
Coordonnateur Sécurité
Géologie (CEIDRE)
Topo (DTG)
Attaché QSE
76
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
78
Introduction à la sûreté nucléaireL’identification des événements et des fonctions de sûreté
Les événements à considérer dans la démarche ont :
• soit une origine interne conduisant :
• à un transitoire sur le cœur (notion d’ « initiateur »),
• ou à la perte d’une partie de l’installation par agression (ruptures, inondation, incendie, chutes de charge, …)
• soit une origine externe : (considérés comme des « agressions »)
• d’origine humaine (explosion, incendie, chute d’avion, …)• d’origine naturelle (séisme, inondation, foudre, …)
Pour chacun d’eux, il faut assurer la réalisation des 3
fonctions fondamentales de sûreté :
�Maîtrise de la réaction en chaîne �Évacuation de la puissance résiduelle�Confinement des produits radioactifs
Pour chacun d’eux, il faut assurer la réalisation des 3
fonctions fondamentales de sûreté :
�Maîtrise de la réaction en chaîne �Évacuation de la puissance résiduelle�Confinement des produits radioactifs
79
� Approche "évolutionnaire"
� Améliorations significatives de la sûreté :
� Réduction significative de la probabilité de fusion du cœur
� Diminution significative des conséquences radiologiques (confinement de la radioactivité en cas d'accident majeur)
� Simplification de l’exploitation
Objectifs généraux de sûretéObjectifs généraux de sûreté
Objectifs généraux fixés par l’ASN pour la prochaine génération de REP
80
� Risque de fusion du cœur (initiateurs et agressions)
� Objectif global de sûreté : risque de fusion < 10-5/a.r.
� Cibles Projet (initiateurs) : risque en puissance < 10-6/a.r.
� Conséquences radiologiques
� Accidents sans fusion du cœur : pas d’évacuation ni de mise à l’abri dans le voisinage de la centrale
� Accidents graves avec rejets précoces importants : ils doivent être "pratiquement éliminés"
� Autres accidents graves : mesures de protection des populations très limitées dans l’espace et le temps
Objectifs généraux de sûretéObjectifs généraux de sûreté
81
Démarche Prévention – Mitigation pour EPR
Conséquences
2 èmeCat.
3 èmeCat.
Fonctionnement normal
110-210-410-6
RRC-A
4 èmeCat.
- Réduction de la fréquences des
initiateurs et des séquences
accidentelles (Prévention)
- Réduction des conséquences
des situations accidentelles y
compris des AG (Mitigation)
- Un domaine d’événements
« pratiquement éliminés »
- Réduction de la fréquences des
initiateurs et des séquences
accidentelles (Prévention)
- Réduction des conséquences
des situations accidentelles y
compris des AG (Mitigation)
- Un domaine d’événements
« pratiquement éliminés »Fréquence
RRC-B
Pratiquement éliminé
Séquences accidentelles
Ris
qu
e r
ésid
uel
Prévention
Mitigation
82
Prise en compte des accidents gravesPrise en compte des accidents graves
� Prévention des accidents avec rejets précoces importants
� Mitigation des conséquences par un renforcement de la fonction confinement :
� Dimensionnement de l’enceinte (avec marges) intégrant un liner métallique pour l’étanchéité
� Mise en œuvre d’un dispositif de stabilisation et de refroidissement du corium (et de l’enceinte)
Conditions de dimensionnement complémentaires(combinaisons de défaillances conduisant à la fusion du coeur)
83
Prise en compte des accidents gravesPrise en compte des accidents graves
Enceinte de confinement dimensionnée pour les
accidents graves
Zone d’étalement et de refroidissement du corium
(Protection du radier)
Prévention de la fusion en pression par des dispositifs de dépressurisation ultimes
Dispositif d’aspersion et d’évacuation de la puissance résiduelle
Réservoir d’eau à l’intérieur de l’enceinte
Prévention du risque H2 par installation de recombineurs
84
Prise en compte des agressions externesPrise en compte des agressions externes
� Cas de charge de base
�Séisme : spectre EUR avec accélération à 0,25 g
�Explosion externe : onde de pression 100 mbar / 300 ms
�Chute d’avion : protection par une "Coque avion"
� Cas de charge intégrant une évolution climatique réc ente et extrapolée jusqu'en 2100
85
Les exigences liées à la sûreté
• Classement de sûreté :• Classement fonctionnel : F1A, F1B, F2 à partir des états contrôlés et sûrs
• Classement mécanique : M1, M2 et M3, intégrant un aspect barrière
• Classement sismique : SC1 et SC2
• Classement des équipements :• Classement des équipements électriques : EE1, EE2, EE3
• Classement des équipements I&C : E1A, E1B, E2• Classement des bâtiments C1, NC
• Secours par les diesels , Tests périodiques, AQ
• Qualification : aux conditions accidentelles et AG
86
���� Les fuites potentielles dans les bâtiments périphériques sont également filtrées avant rejet à la cheminée
���� Les fuites potentielles via l’enceinte interne sont collectées dans l’espace annulaire puis rejetées à la cheminée après filtration
Cas de la troisième barrière : l’enceinte et la fonction confinement
� Pas de fuites directes
� Recherche et traitement systématique de tous les bipasses
� Dimensionnement de l’enceinte tenant compte des transitoires rapides et des montées lentes en pression
87
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
88
LES CONSÉQUENCES SUR LE GÉNIE CIVILLES CONSÉQUENCES SUR LE GÉNIE CIVIL
� Renforcement de la prise en compte des agressions externes
� Chutes d’avion
� Conditions climatiques extrêmes (Grands Froids, Grands Vents,Canicule)
� Inondation externe
� Séisme
� Foudre et IEM
� Cumuls de cas de charge
� Introduction d’un Récupérateur de Corium
� Conception du puits de cuve
� Conception du canal et de la zone d’étalement
� Conception du système de refroidissement associé
� Renforcement de l’enceinte de confinement
� Système de double enceinte avec mise en dépression de l’EEE
� Enceinte interne en BHP muni d’un liner métallique
� Enceinte externe munies de réseaux d’injection
� Absence de communication directe de l’enceinte avec l’extérieur
� Bâtiments périphériques
� Conception des traversées (SAS personnels) et fourr eaux
� Intégration de la bâche d’eau borée de secours dans le bâtiment réacteur
� Conception de l’IRWST
� Conception des traversées RIS/EVU
� Renforcement de la prise en compte des agressions internes
� Casematage (missiles)
� RTHE (Charpentes métalliques)
� Inondation interne
� Incendie
� Chute de charges
� Rupture de réservoirs, pompes, vannes
� Explosion interne
89
Installation Génie CivilInstallation Génie Civil
PLAN MASSE
PROTECTION AVION
ENCEINTE
BAS / BL
RECUPERATEURDE CORIUMET IRWST
TWO ROOMS
Lapreuve
par 6
PLAN PLAN PLAN PLAN
MASSEMASSEMASSEMASSE
90
Plan massePlan masse
� Exigences de sûreté :
� 4 trains de sûreté protégés contre l’extension des agressions internes
� 4 divisions séparées
� Exigences de radioprotection
� Zones chaudes /zones froides
� Exigences d’exploitation :
� Piscine combustibledans un BK dédié
� BAN purementopérationnel
91
Plan masse (Radier commun)Plan masse (Radier commun)
� Exigences de sûreté :
� Prise en compte des agressions externes
� Séisme
� Chute d’avion
� Explosion externe
� Radier commun
� Séparation géographique des BAS1-4 et des Diesels
� Protection Avion
92
Plan MassePrincipes de protection de l’Ilot NucléairePlan MassePrincipes de protection de l’Ilot Nucléaire
BAS/BL div. 1
Diesel div. 1-2
Diesel div. 3-4
BAS/BL div. 4
BR
BAS/BL div. 2-3
BK
BUNKERISATIONBUNKERISATION
SEPARATIONGEOGRAPHIQUE
SEPARATIONGEOGRAPHIQUE
93
Installation Génie CivilInstallation Génie Civil
PLAN MASSE
PROTECTION PROTECTION PROTECTION PROTECTION
AVIONAVIONAVIONAVION
ENCEINTE
BAS / BL
RECUPERATEURDE CORIUMET IRWST
TWO ROOMS
Lapreuve
par 6
94
Protection avionProtection avion
Coque avion
Protection parséparation
Protection par coque en béton armé
Protection standard
Bâtiment d'accès
Accès matériel
Bâtimentdes
auxiliairesnucléaires
Bâtiment 3 des
auxiliairesde
sauvegarde
Bâtiment 2des
auxiliairesde
sauvegarde
Bâtimentcombustible
Bâtimentréacteur
Bâtiment 2des diesels
Bâtiment 1 des diesels
Bâtiment 1des
auxiliairesde
sauvegarde
Bâtiment 4des
auxiliairesde
sauvegarde
95
Enceinte externe : Paroi en BHPépaisseur: 1,30m ou 1,80m
Voiles et dalles BAépaisseur: 1,80m
BAS/BL div. 2-3BK Bâtiment Réacteur
Protection avionProtection avion
+34,00 m
+0,00 m
-9,60 m
96
• Avion militaire: C1, C2
• Vérification à l’avion commercial: CA
• Aviation générale: Learjet, Cessna
Évolution du chargement
• Bunkerisation étendue: BR, BK, BAS/BL 2-3
• BR: épaisseur 1,30 m
• Autres bâtiments sous coque avion: ép. 1,80 m
+ Séparation géographique pour les bâtiments :
BAS/BL 1-4, Diesels
• Limitée au BR
• Épaisseur 0,50 m
Bunkerisation
Courbes de chargement
EPRN4
Protection AvionProtection Avion
Prise en compte de l’agression Avion : N4 / EPR
97
Installation Génie CivilInstallation Génie Civil
PLAN MASSE
PROTECTION AVION
ENCEINTEENCEINTEENCEINTEENCEINTE
BAS / BL
RECUPERATEURDE CORIUMET IRWST
TWO ROOMS
Lapreuve
par 6
98
Enceinte EPREnceinte EPR
� EPR : un produit en progrès dans la continuitédes tranches existantes : Conception d’ensemble �EPR
• Double enceinte :
� Enceinte ext BA
� Enceinte int BP
• Peau métallique
• Collecte des fuitesentre-enceintes
�Tranches 900 MW
• Simple enceinte BP
• Peau métallique
�REX parc existant
• Ajout partiel d’un revêtementpeau composite
�Tranches 1300 MW/N4
• Double enceinte :
� Enceinte ext BA
� Enceinte int BP
• Pas de revêtement initial
• Collecte des fuitesentre-enceintes
�BA : béton armé
�BP : béton précontraint
99
Enceinte EPR : géométrieEnceinte EPR : géométrie
� Diamètre intérieur : 46,80 m
� Volume intérieur libre : 80 000 m³
Peau métallique mise en place sur toute la surface
interne de l’enceinte interne (comme sur le 900 MWe)
100
Enceinte EPR :les matériaux les plus performantsEnceinte EPR :les matériaux les plus performants
� Béton C60
� Compression résiduelle en accident : 1 MPa
� Caractéristiques données par ETC-C
� Lois de retrait et fluage issues du BPEL
� + REX Parc
Paroi béton précontraint épaisseur: 1,30m
Précontrainte
Câble de précontrainte 55 T 15, classe 1860Mpa injecté de coulis de ciment après tension
104 Câbles gamma
119 Câbles horizontaux
47 Câbles verticaux purs
Peau métallique épaisseur: 6mm
� Acier P265 GH
� Réseau de cornières pour raidir la structure
� Ensemble de connecteurs pour"accrocher " le liner sur le béton
� Caractéristiques données par RCC-G
101
Enceinte EPR: dimensionnementEnceinte EPR: dimensionnement
60 ans40 ans Durée de vie
APRP
Accident grave (AG)
APRPAccidents de dimensionnement
5,5 bar absolu
Vérification à 6,5 bar abs
5,3 bar absoluPression de dimensionnement
6 bar absolu5,3 bar absoluÉpreuve
0,25 g0,15 gSéisme
EPRN4
AG : hors dimensionnement
AG : pression de dimensionnement
0
0,2
0,4
0,6
0 12 24 36 48 h
0,65
0,20
MPa
0,55
50
100
150
200
0 20 40 h
170 °C = AG : Temperature
100 °C
Béton AG T°C
Peau metallique AG T°C
°C
102
Installation Génie CivilInstallation Génie Civil
PLAN MASSE
PROTECTION AVION
ENCEINTE
BAS / BLRECUPERATEURRECUPERATEURRECUPERATEURRECUPERATEUR
DE CORIUMDE CORIUMDE CORIUMDE CORIUM
ET IRWSTET IRWSTET IRWSTET IRWST
TWO ROOMS
Lapreuve
par 6
103
Récupérateur de Corium et IRWSTRécupérateur de Corium et IRWST
� Exigences de sûreté :
�Prévention des accidents graves
� Aire d’étalement pour le Corium
� Réservoir de stockage d’eau dans le BR (IRWST) pour le noyage et le refroidissement du corium fondu
� Conduit entre le puits de cuve et l’aire d’étalement
104
Installation Génie CivilInstallation Génie Civil
PLAN MASSE
PROTECTION AVION
ENCEINTE
BAS / BLBAS / BLBAS / BLBAS / BL
RECUPERATEURDE CORIUMET IRWST
TWO ROOMS
Lapreuve
par 6
105
BAS/BL Div. 1
BAS/BL – installationBAS/BL – installation
BAS/BL Div. 2-3
ConstantesConstantes
VentilationSdC
Entreponts / VentilationCC
Entreponts
RRI/SECASG
RIS-RRACHRS
Évolutions Évolutions
Fonctions électriquesFonctions mécaniques
Salle de commande en div. 2-3 protégée sous la coque avion
Répartition des fonctions similaire au palier N4 dans chacune des 4 divisions
RRA hors BRcouplé au RIS,
Système de refroidissement de l’enceinte en situation d’AG (CHRS)
106
BAS/BL - salle de commandeBAS/BL - salle de commande
� Bruit en salle de commande : Prise en compte du REX du N4� Objectif de diminution du niveau de bruit en salle de commande
� Mise en œuvre d’un découplage par rapport aux sources de bruit :
Ressorts
Amortisseurssilicone
Solution de la boîte dans la boîte
107
Installation Génie CivilInstallation Génie Civil
PLAN MASSE
PROTECTION AVION
ENCEINTE
BAS / BL
RECUPERATEURDE CORIUMET IRWST
TWO ROOMSTWO ROOMSTWO ROOMSTWO ROOMS
Lapreuve
par 6
108
Two RoomsTwo Rooms
Objectifs de l’accessibilitédans le BR en fonctionnement
Préparer l’arrêt de trancheen accédant dans le BR
7 jours avant et 3 jours après l’arrêt
Garantir des arrêts courts
Concept « 2 rooms » :
zones accessibles/zones inaccessibles du BRVentilation garantissant des conditions
d’ambiance adaptées
Contraintes induites
Conditions d’ambiance :température, bruit…
Radioprotection :sensibilité des critères
d’exposition interne
109
Section A-A
� Mise en dépressionde la zone inaccessible
� Contamination limitéeà la zone du primaire
Les zones de servicerestent propres
Two RoomsTwo Rooms
Locaux inaccessibles
Locaux accessibles
Barrière étanche
110
Conséquences sur le GC - SynthèseConséquences sur le GC - Synthèse
Plan masseDouble enceinteavec peau métalliqueTwo rooms
REX
Coque avionIRWST et récupérateur de coriumPrise en compte del’accident grave
Innovations ciblées
Et aussi
ModularisationPiscines BKNouveaux matériaux(BHP, BAP)
Installationoptimisée
Intégration besoinsde l’exploitantMaîtrise des coûts
111
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
112
Rappel. Sur quoi porte l’activité génie civil ?Rappel. Sur quoi porte l’activité génie civil ?
� Ouvrages y compris leurs fondations :
� Bâtiments de l’îlot nucléaire,
� Aéroréfrigérants, cheminées (parc thermique),
� Salle des machines, massifs de groupe.
� Matériaux
� Sols et remblais,
� Béton (armatures , précontraintes, coulis, formulat ion),
� Revêtements métalliques de l’enceinte et des piscin es,
� Revêtements (composites, peintures,…),
� Produits de réparation ou de renforcements,
� Joints,
� Ancrages.
113
IPE et conformité aux exigences de sûretédes ouvrages et structures IPSIPE et conformité aux exigences de sûretédes ouvrages et structures IPS
La conformité aux exigences de sûreté des ouvrages et structures IPS se fait en 2 temps
� fixer les règles de dimensionnement des structures de Génie Civil IPS lors de la conception
� chargements sur les structures à appliquer (séisme, chute d’avions…),
� critères de résistance des structures (règlements d e la profession-BAEL, CM 66…).
� contrôler l’état des marges de dimensionnement durant l’exploitation de l’ouvrage :
� soit vis-à-vis du vieillissement des tranches,
� soit vis-à-vis de nouvelles conditions d’exploitati on,
� soit vis-à-vis d’incidents,
� soit en raison de l’évolution des codes et normes.
� Démontrer la conformité par rapport au référentiel
114
- Codes de construction (EUROCODES)- Normes
- CCTG
Conception et réalisation d’ouvrages neufs
Elaboré par
Rôle
Documents amont
Documents aval
SEPTEN
ETC-C. Règles de Conception et de Construction applicables au Génie CivilETC-C. Règles de Conception et de Construction applicables au Génie Civil
Notes d'hypothèses de calculsContrats d'étudesCCTG, CCTP Contrats de travaux
En amont car il formalise un accord avec l’ASN
En aval pratiquement pour la réalisation, car rédigé en partie sur la base du CCTG
115
Ouvrages soumis au ETC-C 1
2
3
4 5
7
6
références
autres documents
4 annexesannexe A : calcul sismique
des bâtiments
Principes de justificationet documents applicables
Définition des actionset de leurs valeurs représentatives
Justifications relativesaux ouvrages en béton
Annexes diverses
Justifications relativesaux ouvrages et pièces métalliques
ETC-C: Critères de conception (Partie 1)ETC-C: Critères de conception (Partie 1)
116
Prise en compte des agressions naturelles, internes, externes d’origine humaine dans le dimensionnementPrise en compte des agressions naturelles, internes, externes d’origine humaine dans le dimensionnement
Agressions naturelles
Séisme
Inondation
Charges climatiques
(neige, vent, grand froid )...
Agressionsinternes
Incendie
Rupture de tuyauteries
Projectiles
Inondation
Explosions...
Agressionsexternes
liées à l’activité humaine
Chute d’avion
Environnementindustriel (explosion,
incendie, gaz toxiques )
Projectileturbine
...
117
� partie 2 basée sur le CCTG (plus complet : ensemble dudomaine du GC / ouvrages de
Sûreté)
Certains domainesspécifiquement nucléaires pas dans le CCTG
Peau et pièces d'étanchéité des enceintes
Revêtement et pièces métalliques des piscines
Conduites enterrées et classées de sûreté
ETC-C: Critères de Réalisation (partie 2)(…) Enceinte de confinement (partie 3)
ETC-C: Critères de Réalisation (partie 2)(…) Enceinte de confinement (partie 3)
� partie 3 spécifique non basée sur le CCTG
Annexe A : calcul sismiquedes bâtiments
Annexe B : Enceinte double sanspeau d ’étanchéité.
Dispositifs de contrôle d’étanchéitéet d’injection de l’enceinte interne
118
Normes, réglementationETC-C
Spécifications techniques applicable aux travaux de gros œuvre (tous types d ouvrages) définies par référence à des normes européennes, ou à défaut nationalesDocument contractuel vis-à-vis des Entreprises (~ CST)
Emetteur
Rôle
Documents amont
Documents aval
CEIDRE - TEGG - GENIE CIVIL
Cahier des clauses techniques Particulières (CCTP) de chaque marché
Cahier des Clauses Techniques Générales applicables aux travaux de gros œuvre (CCTG)Cahier des Clauses Techniques Générales applicables aux travaux de gros œuvre (CCTG)
119
Emetteur
Rôle
Documents amont
Documents aval Contrats de travaux
Document (très évolutif) complétant le CCTG
Normes, réglementation, CCTG et CCTR
Notes, Directives et Recommandations TEGGNotes, Directives et Recommandations TEGG
CEIDRE - TEGG - GENIE CIVIL
120
Spécification technique (équivalent du CCTG) pour les travaux de peinture et de revêtementDocument contractuel vis-à-vis des Entreprises (~ CST)
Emetteur
Rôle
Documents aval
Documents amont Normes, réglementation
Contrats ayant une part de protectionpar revêtement peinture
CCTR. Cahier des Charges pour Travaux de Revêtement (peintures et produits connexes)CCTR. Cahier des Charges pour Travaux de Revêtement (peintures et produits connexes)
CEIDRE - TEGG - GENIE CIVIL
121
Compléments. Manuel Technique de Topographie (MTT)Compléments. Manuel Technique de Topographie (MTT)
Emetteur
Rôle
Documents amont
Documents aval
CNEPE - Division Topographie
Notes de doctrine technique de l’ensemble des activités topographiques de la DIS (nucléaire, thermique classique, hydraulique)
Codes et normes, réglementation
Tous documents du domaine Topographie
122
Critères de conception de l’EPRCritères de conception de l’EPR
French rules Harmonized rules German rules
ETC’sRCC KTA
DRI Layout Requirements
Regulation level :Cooperation between GPR and German experts to define common guidelines for new reactors
Codes and standard level :Cooperation between :Utilities and DesignersApproval by IPSN, GRS, TÜV
Engineeering practice level :Cooperation between Utilities and Designers
Regulation :
Guidelines
Technical codes Codes and standards
:
ETC’s
Engineering rules :
Layout requirements
123
LES CONSÉQUENCES SUR LA CODIFICATIONLES CONSÉQUENCES SUR LA CODIFICATION
Normes européennesGPR/RSK conclusions
KTASeries2.000 3.
ETC-SEPR Technical
CodesETC's
ETC-M
ETC-C
ETC-I
RCC-P MG
EI
EPRBasic DesignFRANCE
ALLEMAGNE
Eurocodes
124
Instrumentation and Control
ETC-I
Critères de conception de l’EPRCritères de conception de l’EPR
Electrical Equipment
ETC-E
Mechanical components
ETC-M
Fire Protection
ETC-F
Civil Engineering
ETC-C
ClassementAnalyse des agressions
Conditions d’application des chargesCombinaison des chargements
Zones/Secteurs de feuDégagements protégés
Safety and process
ETC-S
125
Un référentiel des exigences : pourquoi ?
Rappel situation du RCC-G : mélange entre les exigences conception et description des moyens pour les satisfaire
Demande récurrente du GPR : pouvoir examiner les exigences associées à la conception des ouvrages
Création de « § 0 » dans les RDS : collection des exigences de sûreté applicables au sujet décrit
Conception des ouvrages EPR : différence importante de conception % parc et définition des ouvrages concernés
Création d’un référentiel des exigences de sûreté pour les ouvrages de génie-civil EPR : àsoumettre au GPR
126
Référentiel des exigences de sûreté : contenu
Description des ouvrages concernés
Hypothèses de conception des ouvrages
Intégration des exigences de sûreté dans la conception
� Définition des situations et fonctions attendues des ouvrages
� Exigences applicables pour le BR et les autres ouvrages
� Critères de génie-civil associés : interface avec l’ETC-C
� Applicabilité des RFS
Conclusion et annexes (chargements et tableaux)
127
Référentiel : ouvrages de Catégorie I
Bâtiment Réacteur : enceinte interne, externe, réserves d’eau, traversées
Bâtiment Combustible : partie inférieure, piscine et hall de manutention
Bâtiment des Auxiliaires de Sauvegarde : organisé en 4 trains différents
Bâtiment des Auxiliaires Nucléaires : zone contrôlée et non contrôlée
Ouvrages communs : radier et coque avion
Bâtiment de Traitement des Effluents : idem BAN
Bâtiments des diesels : organisation des bâtiments et des groupes
Station de pompage : principe de séparation entre voies
Galeries nucléaires et ouvrages associés
SDM et autres bâtiments traités en dehors du référentiel
129
Situations considérées à la conception
« Conditions de dimensionnement » des ouvrages
– Conditions de fonctionnement de référence (PCC1 à 4)
– Conditions de réduction du risque (RRC-A et B)
– Agressions internes et externes
– Situations étudiées au titre de la défense en profondeur (marges)
Répartition en situations pour les besoins de la conception
– Situations normales (représentatives de l’exploitation du réacteur)
– Situations exceptionnelles : 1 fois dans la vie de la tranche (PCC2, séisme d’inspection, neiges et vents , …)
– Situations accidentelles : agressions externes (séisme, chute d’avion, explosion, …), accidents (PCC3/4), AG, intégration de marges
130
Analysis principlesAnalysis principles
� The actions are defined in document ETC-S
� All structures shall be designed to have adequated structural resistance, serviceability and durability following the requirements for design situations and the corresponding acceptance criteria described hereafter.
� This part is intended to be used with construction rules (part 2) and the requirements are linked with part 3 (leak and resistancetests)
131
Applicable documentsApplicable documents
� Basic Safety Rules 2001-01, I.2.d, I.2.e, V.2.g
� ETC-C
� Eurocodes EN 1991, EN1992, EN1993, EN1994, EN 1997, EN1998 with their French annexes
� French norm XP A35 045 part 1 to 3 (february 2000)
� EUR
� FIB 99 - K.H. Reineck - Shear design concept for structural concrete based on strut-and-tie models
� Project of CEB Design guide : Design of Fastening in concrete 1997
132
Actions classificationActions classification
� Actions are classified as follows:
• general actions applicable to all buildings covered by this document,
• actions particular to the reactor building, in addition to or modification of the general actions,
• actions particular to steel structures, underground tunnels and conduits, in addition to or modification of the general actions.
� In each of these groups, actions are classified in accordance with their permanent, variable or accidental nature. The main actions considered are the followings:
133
Permanent ActionsPermanent Actions
� The different types of permanent actions, noted G, are:
� dead weight of structural members determined on the basis of the geometrical characteristics and the material density,
� dead weight of the equipment during normal operating conditions (defined by individual loading on bearings or by means of loading pressure on an area),
� mean permanent temperature (T),
� shrinkage and creep,
� Effects of ground settlements or other permanent displacements imposed on the structure,
� Hydrostatic pressure of the water (for pool).
� The type of permanent action, noted P, is:
� actions due to prestressing.
134
Variable ActionsVariable Actions
� The different types of variable actions are:
� loads applied during construction (noted Qk,c), (defined by individual loading on bearings or by means of loading pressure on an area),
� live loads during normal operating or reactor shut-down (noted Qk,L), (defined by individual loading on bearings or by means of loading pressure on an area). These loads are taken into account only for the detailed design of walls, they are not taken into account for the general analysis of the structure.
� variations of temperature (noted Qk,T ) around their mean value, during normal operating conditions,
� normal water temperature (noted Qk,T,N) and exceptional water temperature (noted Qk,T,E) for pools,
135
Variable Actions (ctd)Variable Actions (ctd)
� Average value of variable action in normal operating conditions (noted Qk,mean),
� Variation of actions due to lateral thrust of soil and of ground water table level around their mean values (noted Qk,wl),
� Wind or Snow action (noted Qk,w or Qk,s),
� Serviceability Earthquake (noted Qk,E),
� A specific variable action applied to the reactor building is the containment test pressure (noted Qk,test). The test pressure is the design pressure. This action is also considered for the steelwork structure (test of polar crane).
136
Accidental ActionsAccidental Actions
� The different types of accidental actions are:
� high energy piping rupture (noted Ad,s),
� loss of coolant accident (LOCA) (noted Ad,p),
� severe accident (noted Ad,A),
� design Earthquake or aircraft impact including induced vibration (noted Ad,E or Ad,apc),
� external explosion (noted Ad,exp),
� internal missile (noted Ad,m),
� site flooding action (noted Ad,wl),
� accidental variation of temperature or accidental water temperature (for pool) (noted Ad,T),
� reaction of equipment and water under the effect of design earthquake (for pool) (noted Ad,Er).
137
Accidental Actions combinationAccidental Actions combination
� According to EN 1990, accidental actions which are not correlated are not considered in the same accidental situations, except to the following case:
LOCA + Design earthquake conventional load combination
138
Exemple : Hypothèses de conception de l’enceinte
interne
Exemple : Hypothèses de conception de l’enceinte
interne
Les hypothèses de conception de l’enceinte interne intègrent :
Une pression maximale de 0,65MPa avec des critères gradués liés à la nature de l’ouvrage
Une pression d’épreuve de 0,6 MPapour l’essai de résistance
Une pression de 0,55 Mpa pour l’ essai d’étanchéitéavec un taux de fuitede 0,155 %/j
Une évolution de la pressionselon diagramme 0
0,2
0,4
0,6
12 24 36
0,55Pression
(MPa)
0,65
h
139
Exemple (suite) :Enceinte interne et autres ouvragesExemple (suite) :Enceinte interne et autres ouvrages
Évolution de la température associée
Traitement des autres ouvrages (BAS, BK, …) selon un principe identique avec adaptation aux fonctions recherchées
50
100
150
200
20 40 h
Température (°C)
170
100
bétonpeau métallique
140
Fonctions attendues des ouvrages
ABB : aptitude au service de l’ouvrage béton – il reste adapté à son usage
RBB : résistance à la sollicitation – déformations permanentes admises stabilité et capacité àsupporter les équipements malgré des déformations permanentes dans le béton
AMM : aptitude au service de la structure métallique – intégrité et absence de déchirure pour les revêtements – pas de critères de fuites
RMM : capacité de résistance pour les structures métalliques – déformations permanentes admises – fonctionnalité doit rester assurée
C : capacité de confinement de l’enceinte interne : respect d’un critère de fuite
E : étanchéité des rétentions : capacité à retenir de fluides après sollicitations malgré des déformations permanentes
141
Exigences de sûreté : exemple du BR
Situations AGcumul LOCA et
séisme conception
Séisme conceptionSituations PCC3 et PCC4
Essais et épreuves
périodiques
Normales , exceptionnelles (PCC2 , SI. et environnement)
ETC-C : Groupede combinaisons
d’actions
Liner et TraverséesRadierEnceinte
externe
Enceinte interne (paroi béton)Situations
ABB (Aptitude au service)
C (confinement)TdF = 0,3 v/jRBB ( Résistance)
ABB (Aptitude)
RBB (Résistance)
Groupe 1C (confinement)+ AMM (intégrité)
TdF = 0,155 v/j
Groupe 2
Groupe 3
C (confinement)+ AMM (intégrité)
C (confinement)
ABB + C ABB
142
Exigences applicables à la conception du BR
RB//RBCumul LOCA + séismeA8
RB//RBRupture 2A-LOCAA7
RBCRBRBAmbiance RRC-BA6
//RBRBAmbiances PCC3/4 et RRC-AA5
/RB localeRBRBRTHE / ProjectilesA4
/RB//Explosions / IncendiesA3
RBRB//Chute d’avionA2
RBRBRBRBSéismeA1
ABAB+ C/ABEssais et épreuvesE6
E///Nappe phréatiqueE5
/AB//Températures exceptionnellesE4
/AB//Neiges et ventsE3
ABABABABSéisme d’inspectionE2
AB/ABABAmbiance PCC2E1
AB/ABABÉtats réacteur A à FN
RadierEnceinte externeStructures internesEnceinte interneSituations
A : aptitudeau service
C : confinement
R : capacité de résistance
E : étanchéité
Légende :
Ind B : paroi béton
143
Exigences applicables aux autres bâtiments (1/2)
A : aptitudeau service
C : confinement
R : capacité de résistance
E : étanchéité
Légende :
Ind B : paroi béton
////Ambiance RRC-BA6
/E*RB / C*RB / C*Ambiances PCC3/4 et RRC-AA5
////RTHE / ProjectilesA4
RBRBRB/Explosions / IncendiesA3
RB///Chute d’avionA2
RBRB / E*RBRBSéismeA1
/AB//Nappe phréatiqueE5
ABABAB/Températures exceptionnellesE4
ABABAB/Neiges et ventsE3
ABABABABSéisme d’inspectionE2
/ABABABAmbiance PCC2E1
/ABABABÉtats réacteur A à FN
Coqueavion
BAN - BTEstruc. exter.
BAS 1 / 4structures
BK et BAS 2 / 3Situations
C* : par ventilation
E* : par cuvelage
144
Exigences applicables aux autres bâtiments (2/2)
A : aptitudeau service
C : confinement
R : capacité de résistance
E : étanchéité
Légende :
Ind B : paroi béton
//RB / C**/Ambiance RRC-BA6
///RB / C**Ambiances PCC3/4 et RRC-AA5
////RTHE / ProjectilesA4
RBRB//Explosions / IncendiesA3
/RB * RB *RB *Chute d’avionA2
RBRBRBRBSéismeA1
ABAB//Nappe phréatiqueE5
ABAB//Températures exceptionnellesE4
ABAB//Neiges et ventsE3
ABABABABSéisme d’inspectionE2
///ABAmbiance PCC2E1
ABAB//États réacteur A à FN
Bâtiments Diesels
Station de pompage
BAS locaux CHRS
BASlocaux RIS
Situations
R* : partielle
C** : suivant conséquences
145
Exigences applicables aux structures métalliques
////CCCumul LOCA + séismeA8
////CCRupture 2A-LOCAA7
////CCAmbiance RRC-BA6
E//ECCAmbiances PCC3/4 et RRC-AA5
////RMCRTHE / ProjectilesA4
//////Explosions / IncendiesA3
//////Chute d’avionA2
EEAMECCSéismeA1
////C + AMC + AMEssais et épreuvesE6
EEEEC + AMC + AMSéisme d’inspectionE2
EE/EC + AMC + AMAmbiance PCC2E1
EEEEC + AMC + AMÉtats réacteur A à FN
Non vidangeablesCompartiments
Vidangeables
Piscine BRPiscine RISTraverséesPeau BRSituations
146
XXXEssais8
XXXXClimat exception.7
XXXTemp. excep. eau6
XXXXNappe phréatique5
XXXXSéisme d’inspection4
XXXXFonct.normal + charges climat.
3
XXXXFonctionnement
normal2
XXXXXConstruction1
NomN°
Actions accidentellesActions variablesActions permanentes
Ch
arg
es
per
man
ente
s
Tableau des cumuls de chargements (1/2)
Pré
cont
rain
te
Ch
arg
es d
e co
nst
ruct
ion
ou
ex
plo
itatio
n
Te
mp
érat
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Au
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(sé
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e
d’in
spec
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, …
)
Inte
rne
Ext
ern
e
Situ
atio
ns
nor
mal
esS
ituat
ion
s ex
cept
ionn
elle
s
147
XXXXXXInondation18
XXXXXExplosion17
XXXXXChute d’avion16
XXXXXSéisme + vibrations15
XXXDE + climat20
XXXXXXLOCA + DE19
XXXXTemp. Acc. Eau14
XXXXMissile interne13
XXXXXRTHE12
XXXXSA (0,65 MPa) 11
XXXXAcc (0,55 MPa)10
XXXLOCA9
NomN°
Actions accidentellesActions variablesActions permanentes
Cha
rges
perm
anen
tes
Tableau des cumuls de chargements (2/2)
Pré
cont
rain
te
Cha
rges
de
cons
tru
ctio
n ou
ex
ploi
tatio
n
Tem
pér
atu
re
exté
rieu
re
Aut
res
(séi
sme
d’
insp
ect
ion,
…
)
Inte
rne
Ext
ern
e
Situ
atio
ns
acci
den
telle
s
148
1. Partie 1 : Conception
Actions et combinaisons d’actions Structures en béton Pièces métalliques participant à l’étanchéité Revêtement des piscines Structures métalliques Ancrages des platines
2. Partie 2 : Réalisation
3. Partie 3 : Instrumentation et essais
Sol, Béton, Parements et coffrages, armatures pour béton armé, Précontrainte, Traversées, Liner et Revêtements des piscines, structures
métalliques, Tolérances
Essais d’étanchéité Instrumentation et essai de résistance
EPR Technical Code for Civil works
Annexes (analyse sismique, retrait et fluage, méthode simplifiée pour l’impact avion militaire, formule de perforation)
ETC-C = RCC-G 88 adapté au contexte EPR (même struc ture)
149
Conception du Parc ...
et EPR
RECOMMANDATIONS
ATAvis
TechniquesCirculaires
Règlements(Arrêtés,Décrets )
NF
Normes ENproduits
Règles : BAELBPELCMNVPS
RCC-GCST- CRT
DTU
ATEAgrémentsTechniquesEuropéens
Documentsd’accompa-
gnementRecom -
mandations
AT
NF
EN
EUROCODESSTRUCTURAUX
(EN + NF avecannexes nationales) Arrêtés
etDécrets
ETC-C
Évolution de la réglementation
150
Partie 1 - Critères paroi béton enceinte EPR /(900)
2/3 fy
0,8 fy
(2/3 fy )
0,8 fy
(2/3 fy )
0 MPa
fck
(0,6*fck)
EPR : P à 0,55 MPa, LOCA, DE
(900 : LOCA, DE)
Groupe 2
EPR : SA à 0,65 MPa et LOCA +DE
(900 : LOCA +DE)
EPR et 900 : Service normal et épreuve
Zones singulières (base du dôme, TAM, gousset)
Zone courante (dôme, cylindre)
εεεεs ≤≤≤≤ 10101010‰2/3 fy
Aciers passifs intrados
εεεεs ≤≤≤≤ 10101010‰2/3 fy
Aciers passifs extrados
εεεεs ≤≤≤≤ 10101010‰
2/3 fyAciers passifs
0 MPa Comp. Résiduelle
(précontrainte)
εεεεs ≤≤≤≤ 3333‰0,6*fckLimite Béton
Groupe 3Groupe 1
151
Partie 1 - Critères peau métallique
0,5 du
min (0,9 Fy ; 0,7 Fu )
0,25 dumin (0,67 Fy ; 0,5 Fu )
ANCRAGES
DEPLACEMENTS ADM. EFFORTS ADMISSIBLES
0,0100,0050,0140,0030,010
0,0020,0040,0010,002
LINERDEFORM. ADM. :
� compression de membrane � compression de membr. + flexion� traction de membrane� traction de membr. + flexion
Déflagration H2450 °C local
(0.55MPa), LOCA, DE, SA (0.65 MPa), LOCA+DE
Service NormalEpreuve
CHARGEMENTS
Groupe 3bisGroupes 2 et 3Groupe 1
Nouveautés par rapport au 900 :
- critère de déformation de la peau pour l’effet local de la déflagration hydrogène
- limitation d’effort dans les ancrages rajoutée en sit. Acc. et critère relaxé / Fu
152
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et de la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
153
Cas particulier de la chute d’avionCas particulier de la chute d’avion
Coque avion
Protection parséparation
Protection par coque en béton armé
Protection standard
Bâtiment d'accès
Accès matériel
Bâtimentdes
auxiliairesnucléaires
Bâtiment 3 des
auxiliairesde
sauvegarde
Bâtiment 2des
auxiliairesde
sauvegarde
Bâtimentcombustible
Bâtimentréacteur
Bâtiment 2des diesels
Bâtiment 1 des diesels
Bâtiment 1des
auxiliairesde
sauvegarde
Bâtiment 4des
auxiliairesde
sauvegarde
155
Cas particulier de la chute d’avionCas particulier de la chute d’avion
� Type d’avions considéré
�Aviation générale (LearJet et Cessna)
�Aviation militaire (C1-C2)
�Aviation commerciale
� Type d’analyse réalisée
�Calcul locaux contre la perforation
�Calcul semi-locaux contre l’endomagement localisé
�Calcul globaux contre l’ébranlement
120 Force (MN)
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Time (ms)
Load time diagrams
C2
C1
157
� Simplified method ETC-C:
� Non linear method adapted to the military airplane for EPR
� Mixed analysis for the combined effect punching- bending
Méthode simplifiée (étude paramétrique)
Md
Mc
Ms
F(t)
a
r
Mc
Kc
Md
Kd
Ms
Ks Rs
Rd
Rc
d
d
d
Cas particulier de la chute d’avion
158
Cas particulier du séismeCas particulier du séisme
� Modelling of the soil
� Modelling of civil structures
� Model of soil- structure interaction:
� Impedance functions method
� Classi
� Modal analysis, modal damping
� Response analysis
� time-histories
� spectrum response
� Envelop , broadening and smoothing of spectra
159
Introduction To EPR Seismic DesignIntroduction To EPR Seismic Design
Safety Significance Of Seismic Design
� Seismic Design: Safety Requests
� Safety Classified Components And Buildings (For Instance NI Buildings)
� Non Safety Classified Components Or Buildings But For Which Failure Remains Unacceptable Because Of Their Consequences For Safety Classified Buildings Or Components (For Instance Operation Building)
� Seismic Design: Other Requests
� Buildings Or Components Which Are Not Involved In Safety Concern But For Which Civil Regulation Implies Classical Seismic Design Or EDF Requires Minimal Seismic Design
�
160
Introduction To EPR Seismic DesignIntroduction To EPR Seismic Design
Safety Significance Of Seismic Design
� Safety Classification For Buildings (Sub-Chapter 3.2 Of PSAR)
� C1 “Classification related to external hazards thus concerns buildings which house either equipment that ensures F1 functions, or radioactive materials…A building is classified C1 if it houses or supports: either equipment which fulfils F1 functions, or components liable to contain radioactive materials, therefore classified mechanical M1, M2 or M3.Other buildings are not safety classified: NCB”.
� Seismic Classification For Buildings (Sub-Chapter 3.2 Of PSAR)
� SC1 “Equipment which fulfils F1 functions or is M1-classified, and C1-classified buildings must be seismic class 1. M2- or M3-classified components may be classified as seismic 1 class on a case by case basis in the light of the containment function functional analysis, and taking building requirements into account. Generally speaking, systems which fulfil F2 functions need not be SC1.”
� SC2 ”Equipment and structures which have to protect or can have an unacceptable impact on seismic class 1 equipment are seismic class 2”
161
Introduction To EPR Seismic DesignIntroduction To EPR Seismic Design
Safety Significance Of Seismic DesignDésignation des ouvrages Classement de sûreté Classem ent sismique
Ilot Nucléaire- Radier commun Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Réacteur (HR ou BR) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 1 et 4 (HL 1&4 ou BAS/BL 1&4) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 2 et 3 (HL 2&3 ou BAS/BL 2&3) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment Combustible (HK ou BK) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Coque Avion Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment des Auxiliaires Nucléaires (HN ou BAN) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiments des Diesels (HDA, HDB, HDC, HDD ou BD) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Tour d'accès (HW) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Bâtiment de Traitement des Effluents (HQB ou BTE) et Bâtiment d'entreposage (HQA)
Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)
- Cheminée DWN Non classé Classe sismique 2 (SC2)
Ilot Conventionnel- La Salle des Machines (HM ou SdM) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Bâtiment Electrique Non Classé (HF ou BLNC) Non classé Non
Ouvrages de site- Station de Pompage (HPA, HPB, HPC, HPD ou SdP) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Ouvrage de Rejet et de Pré-rejet (HC) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1)- Bâtiment de collecte et de traitement des effluents de site (HX) Non classé Non- Pôle Opérationnel d'Exploitation (HB ou POE) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Plateforme d'évacuation d'énergie (HJ, HT) Non classé Non- Bâtiment de stockage gaz (HZ ou BZ) Non classé Classe sismique 2 (SC2)- Passerelle inter-bâtiments Non classé Non- Extension métallique du bâtiment combustible Non classé Non- Laverie Non classé Non
163
Introduction To EPR Seismic DesignIntroduction To EPR Seismic Design
Rules And Regulations Framework Of Seismic Design
(French Context)
EPR Technical Code For Civil WorksETC-C
Civil Works Seismic Design RulesASN GUIDE 2/01
Geological and Geotechnical Studies For Nuclear Site sRFS I.3.c
Seismic Instrumentation Definition For Nuclear Faci litiesRFS I.3.b
Seismic Motions Definition For Nuclear FacilitiesRFS 2001- 01
164
Introduction To EPR Seismic DesignIntroduction To EPR Seismic Design
Main Topics Identification
For Seismic Design In Nuclear Practice
� Design Basic Earthquake Motions
� Foundation Soil Properties
� Buildings Characteristics (And Components Ones If Necessary)
� Design Principles And Specific Construction Recommendations
� Seismic Loading and Loads Combination
� Soil Structure Interaction
� Buildings Model
� Calculation methods
165
Introduction To EPR Seismic DesignIntroduction To EPR Seismic Design
Main Outcomes Identification
For Seismic Design In Nuclear Practice
Soil Spectra: Free Field Spectra
• SMHV And SMS Spectra
• Minimal Spectra (scaled at 0.1g) and Paleo-Earthquake Spectra
Design Basis Spectra(Soil): Used For Civil Works Design
• Standard Spectra : For Standard Structures Of Nuclear Island Design
• Site Specific Spectra : For Site Specific Structures Of Nuclear Island Design
Floor Response Spectra: For Components Design Including The Effects Of
• Soil Structure Interaction
• Buildings 3D Dynamic Behaviour
166
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 ApplicationSeismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
� RFS 2001-01 Outcomes
� This rule aims to define acceptable method to determine seismic motions which have to be taken into account for seismic design of nuclear facilities.
� This rule is based on a deterministic approach and provides among other things Free Field Soil Spectra to be considered for seismic design.
167
Domaine 1
Domaine 2
Domaine 3 :Famille de failles
SITE
VIII
VIIVII
VI
VII
VI
V
VIII-IX
Sismotectonic Zoning
Seismic Avtivity Data BaseClosest TransferIntensity Decraese
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
169
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Distance Epicentrale (km)
Inte
nsité
Obs
ervé
e (M
SK
)
+ σcourbe théorique − σABC
Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)Sé isme n° 880001 du 12/ 5/ 1682 ( A)
HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)HAUTES-VO SG ES (REMIREMO NT)
Io = 8M = 5.86
h = 16.0 km
Io - I = k.m.Log(D/h) + α.(D - h)k = 3,36 m = 1 α = 1.10-5
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
170
M = 0,44.I + 1,48.Log(D) + 0,48
• M = Magnitude (ML LDG)
• I = MSK Intensity at one point
• D = Focal Distance (D= √(R/h))
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
I SMS = I SHMV +1
Or
M SMS = M SMHV + 0.5
• SMHV : Maximum Historically Expected Earthquake
• SMS : Safety Increased Earthquake Or Site Specific Safe Shutdown Earthquake (SSE)
171
PaysNombre
d’enregistrements%
Italie 480 49.7Etats-Unis 163 16.9
Grèce 82 8.5Géorgie 58 6
Yougoslavie 52 5.4Iran 37 3.8
Turquie 24 2.5Slovénie 20 2.1Arménie 18 1.9Algérie 15 1.6
Portugal 6 0.6Espagne 4 0.4Bosnie-H. 2 0.2
Croatie 2 0.2Macédoine 2 0.2
TOTAL 965 100.0 %
Répartition des enregistrements de la base
3.5
4
4.5
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
1 10 100 1000Distance (km)
Ma
gn
itud
e
sol moyen (678)
rocher (287)
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
Earthquake Records Database
172
Spectre de réponse
0.01
0.1
1
10
0.1 1 10 100Fréq (Hz)
Acc
élé
ratio
n (
m/s
²)Accélérogramme
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 5 10 15 20 25 30 35Temps (s)
Acc
élé
ratio
n (
m/s
²)
Name Country Date Latitude Longitude Depth MsLocal
intensityPotenza Italy 5-mai-90 40.65° 15.92° 12 km 5.6 VII (MCS)
Stationname CountryEpicentral distance
Foundation category
Peak acceleration
Peak velocity
Brienza, NS Italy 31 km stiff soil 0.944 m/s² 3.734 cm/s
Earthquake
Station
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
Free Field Spectra
173
Horizontal pseudo-acceleration Spectra are calculated by :
Log10S(f) = a(f).M + b(f).D – Log10D + c(f)
S : Pseudo-Acceleration response spectra.a, b, c : Coefficients, depending on frequency and damping (obtained by statistical regression from
natural seismic records data base).f : Frequency.M : Seismic magnitude.D : Focal distance = with r = epicentral distance, h = focal depthh²r² +
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
Free Field Spectra
174
0.01
0.1
1
0.1 1 10 100Fréqence (Hz)
Acc
élér
atio
n (g
)
séisme Io │ M h R D │ Isite │sol PGA (g)
SMHV VII │5.20 12 12 17 │ VI-VII (6.59) │moyen 0.089
SMS VIII │5.70 12 12 17 │ VII-VIII (7.73) │moyen 0.127
NRC 0.15 g
Minimal forfaitaire sol moyen
Spectres de solamortissement 5%
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
Free Field Spectra
175
Seismic Hazard Definition: RFS 2001-01 ApplicationSeismic Hazard Definition: RFS 2001-01 Application
Main Outcomes Identification
For Seismic Design In Nuclear Practice
Soil Spectra: Free Field Spectra
• SMHV And SMS Spectra
• Minimal Spectra (scaled at 0.1g) and Paleo-Earthquake Spectra
Design Basis Spectra(Soil): Used For Civil Works Design
• Standard Spectra : For Standard Structures Of Nuclear Island Design
• Site Specific Spectra : For Site Specific Structures Of Nuclear Island Design
Floor Response Spectra: For Components Design Including The Effects Of
• Soil Structure Interaction
• Buildings 3D Dynamic Behaviour
176
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Earthquake Action Definition
� Site Specific Safe Shutdown Earthquake (SSE)
� Deterministic Approach (SMS) in French context according to RFS 2001-01
� Other approach remains possible in other context
� Design Basis Earthquake (DE)
� DE must cover SSE, PE and ME according to Guide ASN (site dependent)
� DE can also be defined as one all-in seismic motion covering most of SSE and PE (ETC-C) to become independent of site conditions
� Inspection earthquake
� A lower level earthquake is defined as an inspection basis earthquake under which operating is not affected
177
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Design Basis Earthquake (DE)
SMS (M=5,73 – D=19km) I0=VII-VIII
Flamanville Site SSE
178
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Seismic Loads Combination
][][]],,,,[ FEQPTSWG ψψψψϕϕϕϕ ++[+
Permanent or quasi permanent actions (including prestressing for Containement Shell only)
Variable Actions (can be affected by a coefficient φ≤1)
Design Earthquake
Other accidental Action (LOCA) for specific combination- Generally ψ=0
179
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Seismic Behaviour Requirements
� When necessary, seismic class 1 structures requirements are operability required during or after an earthquake, functional capability, integrity, stability.
� Seismic class 2 equipments/structures are designed using methods appropriate to their requirements. Generally, the requirement for seismic class 2 structures is stability and requirements for seismic class 2 equipment are stability and/or integrity.
180
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Seismic Design Basic Principles
� Building Regularity – Continuous bracing (Fuel Building Adaptations)
� Foundations monolithism (Common raft)
� Distance between separated buildings (30 cm to 40 cm between HW/HL and HN/HK-HL)
19
22
26 1
922
26
181
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Materials Properties
� Design compressive and tensile strengths
� Concrete
� Reinforcing Bar
�
� Partial Factors for materials (ULS)
)1(05,0, ==== ctccc
ctkctd
c
ckcd
ffand
ff αααααααα
γγγγγγγγ
ukuduk
yk
andwith
BclassBarsDuctilityHighMPaf
εεεεεεεεεεεε 9,0%5
)(500
=≥
=
182
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Materials Properties
� Concrete Elastic Modulus
� EN 1992-1-1
� Damping for material
183
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Materials Properties
� Flamanville Soil Properties
� Range 2/3 – 3/2 Around The Mean Characteristic
� 2 Soils Layers
- Layer 1: 6m of Crack Granite
- Layer 2: 500m of Compact Granite
184
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Soil Structure Interaction Principles
� Finite Element Or Impedance Method
� Spatial Variation Of The Free Field Motion
� 3D Effects
� Effect Of Embedment If Significant
� Raft Uplifting
� Interative process by cancelling tensile forces for soil reactions if compressed interface area is lower than 90% of the total interface area
� Non linear time history analysis (or equivalent static analysis taking into account the uplift) when if compressed interface area is lower than 70% of the total interface are
185
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Soil Structure Interaction Principles
� Soil+Foundation Impedance Functions Soil-Structure interaction
G1, E1
G2, E2
186
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Soil Structure Interaction: Impedance Function
187
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Buildings Modelling and Dynamic Calculations
GENERAL DYNAMIC ANALYSIS FOR NUCLEAR ISLAND BUILDIN GS (*)
MODAL SPECTRAL ANALYSISMETHOD OF ANALYSIS
GLOBAL STRUCTURES CALCULATION
HERCULE (ASTHER-HERAST)SOFTWARE
SAME MODEL AND BEHAVIOURMODEL AND BEHAVIOUR
METHOD OF ANALYSIS
SSI
BEHAVIOUR LAW
MESH
FINITE ELEMENTS TYPE
MODELLING TYPE
SOFTWARE
EQUIVALENT STATIC ANALYSIS (LOADS COMBINATIONS)
MISS3D – FLAMANVILLE SITE CONDITIONS
LINEAR ELASTIC
SLABS + WALLS + COLUMNS + MAIN OPENINGS
SHELLS + PLATES + BEAMS
3D FE MODEL
ASTER
(*) Except For HR And HD
188
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
189
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
190
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
191
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
EQUIVALENT STATIC ANALYSIS (LOADS COMBINATIONS)METHOD OF ANALYSIS
SAME BEHAVIOUR BUT VOLUMIC FINITE ELEMENT FOR CONTA INMENTMODEL AND BEHAVIOUR
ANSYSSOFTWARE
GLOBAL STRUCTURES CALCULATION FOR REACTOR BUILDING
192
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
SPECIFIC DYNAMIC ANALYSIS FOR DIESEL BUILDING
NON LINEAR TIME HISTORY ANALYSIS (RAFT UPLIFT)METHOD OF ANALYSIS
GLOBAL STRUCTURES CALCULATION
HERCULE (ASTHER-HERAST)SOFTWARE
SAME MODEL AND BEHAVIOURMODEL AND BEHAVIOUR
METHOD OF ANALYSIS
SSI
BEHAVIOUR
MESH
FINITE ELEMENTS TYPE
MODELING TYPE
SOFTWARE
EQUIVALENT STATIC ANALYSIS (LOADS COMBINATIONS)
MISS3D – FLAMANVILLE SITE CONDITIONS
LINEAR ELASTIC FOR MATERIALS
SLABS + WALLS + COLUMNS + MAIN OPENINGS
SHELLS + PLATES + BEAMS
3D FE MODEL
ASTER
193
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Désignation des ouvrages Classement de sûreté Classem ent sismique Niveau sismique
Ilot Nucléaire- Radier commun Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Réacteur (HR ou BR) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 1 et 4 (HL 1&4 ou BAS/BL 1&4) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Electrique et de Sauvegarde div 2 et 3 (HL 2&3 ou BAS/BL 2&3) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment Combustible (HK ou BK) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Coque Avion Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiment des Auxiliaires Nucléaires (HN ou BAN) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Bâtiments des Diesels (HDA, HDB, HDC, HDD ou BD) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g- Tour d'accès (HW) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,25g- Bâtiment de Traitement des Effluents (HQB ou BTE) et Bâtiment d'entreposage (HQA)
Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,25g
- Cheminée DWN Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,25g
Ilot Conventionnel- La Salle des Machines (HM ou SdM) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,20g- Bâtiment Electrique Non Classé (HF ou BLNC) Non classé Non 0,10g
Ouvrages de site- Station de Pompage (HPA, HPB, HPC, HPD ou SdP) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,20g- Ouvrage de Rejet et de Pré-rejet (HC) Classé catégorie 1 (C1) Classe sismique 1 (SC1) 0,20g- Bâtiment de collecte et de traitement des effluents de site (HX) Non classé Non 0,10g- Pôle Opérationnel d'Exploitation (HB ou POE) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,20g- Plateforme d'évacuation d'énergie (HJ, HT) Non classé Non 0,10g- Bâtiment de stockage gaz (HZ ou BZ) Non classé Classe sismique 2 (SC2) 0,20g- Passerelle inter-bâtiments Non classé Non 0,10g- Extension métallique du bâtiment combustible Non classé Non 0,10g- Laverie Non classé Non 0,10g
194
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
C1-SC1
NCB-SC2
NCB-NSC
0,25g
0,25g
0,25g
0,25g0,25g
0,20g
0,20g
0,20g
0,20g
0,10g
0,25g
0,20g
0,10g
0,10g0,10g
195
EPR Civil Work Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Civil Work Seismic Design: ETC-C Application
Main Outcomes Identification
For Seismic Design In Nuclear Practice
Soil Spectra: Free Field Spectra
• SMHV And SMS Spectra
• Minimal Spectra (scaled at 0.1g) and Paleo-Earthquake Spectra
Design Basis Spectra(Soil): Used For Civil Works Design
• Standard Spectra : For Standard Structures Of Nuclear Island Design
• Site Specific Spectra : For Site Specific Structures Of Nuclear Island Design
Floor Response Spectra: For Components Design Including The Effects Of
• Soil Structure Interaction
• Buildings 3D Dynamic Behaviour
196
EPR Components Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Components Seismic Design: ETC-C Application
SMS (M=5,73 – D=19km) I0=VII-VIII
Flamanville Site SSE
Design Basis Earthquake (DE)
197
EPR Components Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Components Seismic Design: ETC-C Application
Dynamic coupling criteria (also for CW seismic design)
� Coupled analysis (between CW and Equipment) is required for Rm>0,1
� Coupled analysis is required for 0,01<Rm<0,1 and 0,8<Rf<1,25
� Coupled analysis is not required for Rm<0,01
�Where Rm and Rf are respectively the ratio between the equipment-structure mass and natural frequency.
198
EPR Components Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Components Seismic Design: ETC-C Application
Materials Properties (Standard Soil)
HF=3/2 Flamanville Site Characteristics
199
EPR Components Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Components Seismic Design: ETC-C Application
GENERAL DYNAMIC ANALYSIS FOR NUCLEAR ISLAND COMPONE NTS
TIME HISTORY ANALYSISMETHOD OF ANALYSIS
BROADENING OF FLOOR RESPONSE SPECTRA (15%)POST PROCESS
SSI
BEHAVIOUR LAW
MESH
FINITE ELEMENTS TYPE
MODELING TYPE
SOFTWARE
MISS3D – 6 SITE CONDITIONS
LINEAR ELASTIC
SLABS + WALLS + COLUMNS + MAIN OPENINGS
SHELLS + PLATES + BEAMS
3D FE MODEL
ASTER
200
EPR Components Seismic Design: ETC-C ApplicationEPR Components Seismic Design: ETC-C Application
Main Outcomes Identification
For Seismic Design In Nuclear Practice
Soil Spectra: Free Field Spectra
• SMHV And SMS Spectra
• Minimal Spectra (scaled at 0.1g) and Paleo-Earthquake Spectra
Design Basis Spectra(Soil): Used For Civil Works Design
• Standard Spectra : For Standard Structures Of Nuclear Island Design
• Site Specific Spectra : For Site Specific Structures Of Nuclear Island Design
Floor Response Spectra: For Components Design Including The Effects Of
• Soil Structure Interaction
• Buildings 3D Dynamic Behaviour
201
SOMMAIRESOMMAIRE
� Rappel des enjeux stratégiques et économiques des outils de production électrique
� Introduction: contexte de constructions de centrales nucléaires
� Cas particulier de l’EPR de Flamanville 3: Histoire et Réalisations
� Organisation industrielle du projet EPR de Flamanville 3
� Organisation générale du projet
� Organisation pour la conception et la réalisation du Génie-Civil
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Introduction à la sûreté des centrales nucléaires
� Application au réacteur EPR
� La sûreté et le Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Éléments de conception du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
� Introduction à la doctrine du Génie-Civil nucléaire
� Cas d’études particuliers: séisme, chute d’avion, retrait…
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
� Éléments de la réalisation du Génie-Civil de l’EPR de Flamanville 3
203
� EDF déjà propriétaire des terrains
� Site déjà disponible
� Construction et exploitation facilitées en bord de mer
� Une expérience du Grand Chantier
� Territoire candidat à l’accueil du projet
Pourquoi à Flamanville ?
204
L’impact socio-économiqueL’impact socio-économique
0
500
1000
1500
2000
2500
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Nb
de p
erso
nnes
Décision
Mise en service
Effectif total EDF + partenaires industriels
1100
2300
� Coût total : 3.3 milliards d’€
� Nombre d’heures de travail prévues:
8.500.000 heures
� Effectif à la pointe : 2.300 travailleurs
� État actuel :
� 1 100 intervenants extérieurs, 60 agents EDF
� à la fin de l’année 2008, 1.600 et 66 EDF
� Emplois indirects : 100 emplois (restauration, hébergement, transport…)
206
Interfaces CNPE / ChantierInterfaces CNPE / Chantier
Zone chantier
Zone CNPE
Accès chantier
Accès CNPE
Zone chantier
Zone CNPE
Accès chantier
Accès CNPE
Chantier clos et indépendant
211
Bétonnage des galeries techniques (2007 - Avril)Bétonnage des galeries techniques (2007 - Avril)
213
Installation du circuit de refroidissement (2007 - Mai)Installation du circuit de refroidissement (2007 - Mai)
224
Situation avant le début des travaux (juin 2006)
Travaux de ferraillage du radier des moto-pompes
alimentaires
226
Situation avant le début des travaux (juin 2006)
Zones de la salle des machines et du radier du bâtiment réacteur
228
Ferraillage et bétonnage des structures internes du BRFerraillage et bétonnage des structures internes du BR
231
Coulage d’une levée de l’enceinte externe et mise en place d’un offrage piscine Coulage d’une levée de l’enceinte externe et mise en place d’un offrage piscine
234
Vue du site et aire de préfabrication du dôme (juillet 2010)Vue du site et aire de préfabrication du dôme (juillet 2010)