1. Vue d'ensemble

Étude du circuit secondaire d'une centrale nucléaire, axe principal de transfert thermodynamique

Se situe dans l’enveloppe secondaire autour du réacteur (générateurs de vapeur, turbine, alternateur)

Rôle : produire de l’électricité en transformant la vapeur en énergie mécanique et électrique

Importance : optimisation du transfert d’énergie, sécurité, gestion des effluents

Idées clés : circuit eau-vapeur, turbine, alternateur, circuits auxiliaires et de sécurité, traitement effluents, refroidissement, gestion accidents

2. Concepts clés & Éléments essentiels

Circuit eau-vapeur (VVP) : canalisation vapeur, protection contre surpression, isolement GV, mise en commun vapeur

Composants VVP : vanne d’isolement (réaction en 5 s), soupapes de protection, lignes GCTa et GCTc

GCTa : contournement atmosphère (capacité 15%) ; GCTc : au condenseur (capacité 85%)

Poste d’eau : récupère condensation, élève pression via pompes, réchauffe eau pour rendement optimal

Puissance nécessaire pour transfert : = débit massique × Hvapeur, environ 5900 t/h pour 3000 MWth

Turbine : 2 étages (HP 9, MP 4), rotation 1500 tr/min, diamètre rotor 5,6 m

Alternateur : transforme rotation en électrique, tension 20-24 kV, puis step-up à 400 kV via transformateur

Primaire : transfert de puissance par échange thermique, contrôle température TBC/TBF, régulation automatique

Condenseur : fonctionne à environ 50 mbar, refroidit vapeur, limite élévation de température

Réseau électrique : principaux tableaux, alimentation principale (400 kV), auxiliaire, secours, voies automatiques

Ventilation : confinement, assainissement, épuration, contrôle température, gestion des substances radioactives

3. Points à Haut Rendement

Puissance thermique cœur : transférée intégralement via générateurs vapeur (GV)

Température secondaire : environ 230°C à 70 bar pour optimiser rendement

Débit vapeur : ≈ 5900 t/h pour 3000 MWth, Hvapeur ≈ 2780 kJ/kg, Heau ≈ 950 kJ/kg

Pression condenseur : ~50 mbar abs, température saturation ~32°C

Capacité GCT : GCTa = 15%, GCTc = 85%, capacité correspondante 15% / 85% de la puissance thermique

Pour le primaire : ΔT respecté pour éviter ébullition, TBC et TBF contrôlées

Réchauffage eau secondaire : limite les chocs thermiques, augmente rendement

Gestion accidents : injections de sécurité, borication, aspersion, évacuation effluents

Sécurité électrique : tableaux transient et permanents automatiques et secourus

4. Tableau de Synthèse

Concept	Points Clés	Notes
Circuit eau-vapeur	Canalise vapeur, protections, mise en commun	Vanne isolement en 5s, soupapes protection
GCTa / GCTc	Capacité 15% / 85%, débits respectifs	Contournements sécurité, capacité totale 100%
Poste d’eau	Pompage + réchauffage, limite chocs thermiques	P= 25 bar, T~230°C
Turbine	2 étages, rotor 5,6 m, 1500 tr/min	Conversion énergie mécanique-electricité
Alternateur	20-24 kV, step-up jusqu’à 400 kV	Connection réseau RTE
Mur primaire	Échange thermique, contrôle températures, ΔT ajustée	TBC≈ 345°C, TBF≈ 285°C
Condenseur	Fonction à ~50 mbar, transfert chaleur efficace	Limite élévation température refroidissement
Réseau électrique	Tableaux de tranche, alimentation principale/secondaire	Basculement automatique, secours
Ventilation	Confinement, assainissement, filtration	Gestion substances radioactives
Gestion accidents	APRP, injections sécurité, borication, aspersion	Protocoles anti-fusion, sécurité

5. Mini-Schéma ASCII

Circuit Eau-Vapeur ├─ GV (Générateur vapeur) │ ├─ Vanne isolement (5s) │ ├─ Soupapes protection │ └─ Mise en commun (barillet/tuyauterie) ├─ Circuits GCTa / GCTc │ ├─ GCTa : atmosphère, capacité 15% │ └─ GCTc : condenseur, capacité 85% ├─ Turbine │ ├─ étage HP (9) │ └─ étage MP (4) └─ Alternateur ├─ Tension 20-24 kV └─ Step-up 400 kV

6. Bullets de Révision Rapide

Circuit vapeur principal canalisé par générateurs et vannes d’isolement

GCTa et GCTc assurent la sécurité contre indisponibilité

Poste d’eau régule pression et température en réchauffant l’eau

Turbine à deux étages transforme vapeur en énergie mécanique

Alternateur convertit cette énergie en électrique, tension step-up

Contrôle thermique strict pour TBC et TBF, ΔT ajustée

Condenseur à faible pression, limite la température de saturation

Réseau électrique s’appuie sur équipements automatiques et secours

Ventilation confine substances radioactives, filtre et contrôle atmosphere

Protocoles de sécurité : injections, borication, aspersion, gestion effluents

Gestion accidents : APRP, dispositifs de secours, mesures anti-fusion

Fiche de révision : Circuit secondaire d’une centrale nucléaire

1. 📌 L'essentiel

Le circuit secondaire transfère l’énergie thermique du réacteur à la turbine pour produire de l’électricité.
Il comprend la boucle eau-vapeur, la turbine, l’alternateur, et les circuits auxiliaires.
La vapeur est produite dans le générateur de vapeur (GV), puis envoyée à la turbine.
La température optimale pour rendement est environ 230°C à 70 bar.
La pression du condenseur est d’environ 50 mbar, limitant la température saturation. La sécurité repose sur des circuits de contournement (CTa et GCTc) et des dispositifs d’urgence.
La régulation thermique inclut le contrôle des températures TBC/TBF et des débits vapeur.
La gestion des effluents et la ventilation garantissent la sécurité radiologique.
La synchronisation réseau implique un step-up jusqu’à 400 kV.

2. 🧩 Structures & Composants clés

Générateur de vapeur (GV) — produit la vapeur sous haute pression et température.
Vannes d’isolement — commandes rapides (5 s) pour couper la vapeur.
Soupapes de sécurité — libèrent la vapeur en surcharge pour éviter la surpression.
Circuits GCTa et GCTc — circuits de contournement sécurité, capacité respectivement 15% et 85%.
Poste d’eau — récupère la condensation, maintient la pression, réchauffe l’eau secondaire.
Turbine à 2 étages — H.P. (9 axiaux), M.P. (4 axiaux), rotation 1500 tr/min, diamètre 5,6 m.
Alternateur — convertit l’énergie mécanique en électrique, tension 20-24 kV, puis step-up.
Condenseur — refroidit la vapeur à ~50 mbar, limite la température saturation (~32°C).
Réseau électrique — transformateurs, tableaux principaux, secours.
Système de ventilation — confinement, filtration, contrôle atmosphérique.

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

La vapeur est générée dans le GV, canalisée vers la turbine.
La turbine transforme l’énergie thermique en mécanique (rotation).
L’alternateur capte cette rotation pour produire de l’électricité.
La vapeur après la turbine est condensée dans le condenseur, puis recyclée ou évacuée.
GCTa et GCTc assurent la continuité de la sécurité via des circuits de contournement.
La régulation thermique ajuste TBC et TBF pour éviter l’ébullition ou la surchauffe.
Le poste d’eau maintient la pression et préchauffe l’eau secondaire.
La gestion des accidents inclut injections de sécurité, borations, aspersion.
La ventilation contrôle la radioactivité et la sécurité atmosphérique.

4. Tableau synthétique de comparaison

Élément	Caractéristiques clés	Notes/Différences
GCTa	Circuits de contournement atmosphère, capacité 15%.	Sécurité contre défaillance GCTc.
GCTc	Circuits de contournement condensé, capacité 85%.	Recyclage vapeur, sécurité renforcée.
Vanne d’isolement	Intervention rapide en 5 s, coupe vapeur pour maintenance ou urgence.	Protection immédiate du circuit primaire.
Turbine	2 étages presseur+moine, rotation 1500 tr/min, diamètre 5,6 m.	Conversion mécanique-vapeur, haute efficacité.
Alternateur	Tension 20-24 kV, converti en 400 kV via transformateur.	Alimentation réseau électrique.
Condenseur	À 50 mbar, refroidit vapeur, limite température saturation.	Limite hausse température sortie vapeur.
Poste d’eau	Récupère condensation, élève pression, limite chocs thermiques.	Température ~230°C, pressions > 25 bar.
Réseau électrique	Tableaux de contrôle, automates, secours automatiques.	Sécurité et stabilité réseau.

5. 🗂️ Diagramme hiérarchique ASCII

Circuit Secondaire
 ├─ Générateur vapeur
 │    ├─ Vanne d’isolement
 │    ├─ Soupapes de sécurité
 │    └─ Mise en commun (barille)
 ├─ Circuits GCTa / GCTc
 │    ├─ GCTa : 15% capacité
 │    └─ GCTc : 85% capacité
 ├─ Turbine
 │    ├─ H.P. (9 stages)
 │    └─ M.P. (4 stages)
 └─ Alternateur
     ├─ Tension 20-24 kV
     └─ Montée en tension jusqu’à 400 kV

6. ⚠️ Pièges & confusions fréquentes

Confondre GCTa et GCTc, leur capacité respective (15% / 85%).
Négliger l’importance de la régulation TBC/TBF dans le contrôle thermique.
Sous-estimer le rôle des soupapes de sécurité, leur rapidité.
Confondre les températures et pressions optimales du circuit secondaire.
Oublier la fonction de refroidissement du condenseur à faible pression.
Croire que la turbine fonctionne à une seule étape.
Confondre la tension en sortie de l’alternateur et celle du réseau.
Minimiser la nécessité de circuits de sécurité et leur rôle.

7. ✅ Checklist Examen Final

Connaître la composition du circuit secondaire : GV, turbine, condenseur, alternateur.
Maîtriser la fonction des circuits GCTa et GCTc.
Savoir les températures et pressions clés (230°C / 70 bar, 50 mbar).
Expliquer le rôle de la régulation TBC/TBF.
Identifier le rôle de la vanne d’isolement et des soupapes.
Comprendre le principe de fonctionnement des turbines en deux étages.
Connaître la tension de sortie de l’alternateur et le step-up.
Identifier les fonctions de la ventilation dans la sécurité radiologique.
Comprendre le processus de refroidissement dans le condenseur.
Connaître les mesures d’urgence : injections, borication, aspersion.
Savoir le rôle des circuits de contournement GCTa/GCTc.
Repérer les points critiques pour la sécurité et la fiabilité du circuit.

Circuit secondaire d'une centrale nucléaire

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1. Vue d'ensemble

2. Concepts clés & Éléments essentiels

3. Points à Haut Rendement

4. Tableau de Synthèse

5. Mini-Schéma ASCII

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Fiche de révision : Circuit secondaire d’une centrale nucléaire

1. 📌 L'essentiel

2. 🧩 Structures & Composants clés

3. 🔬 Fonctions, Mécanismes & Relations

4. Tableau synthétique de comparaison

5. 🗂️ Diagramme hiérarchique ASCII

6. ⚠️ Pièges & confusions fréquentes

7. ✅ Checklist Examen Final

Circuit secondaire d'une centrale nucléaire

Circuit secondaire d'une centrale nucléaire

Pourquoi est-il essentiel de contrôler précisément la différence de température ΔT dans le circuit primaire ?

Circuit secondaire d'une centrale nucléaire

Progression globale

Détail par thème

Introduction au système

Les différents types

Structure axiale

Structure appendiculaire

Suivi de progression par thème