RGN N° 6 Novembre-Décembre 2012 p. 33–44

Design performances and chemistry program supporting the FA3/UK-EPR^TM activity management: experience and modelling balance

Les performances du design de l’EPR et des programmes chimies au service de la gestion de la radioactivité pour les EPR de Flamanville 3 et du Royaume-Uni : optimisation du retour d’expérience et de la modélisation

¹ EDF/CNEN
² AREVA-NP
³ EDF/R&D
⁴ (EDF/DPN)
⁵ AREVA-NP (France)

Abstract

EPR^TM reactor accounts with an evolutionary design that provides the appropriate features to ensure the safety implementation of different chemistry and radiochemistry options. ALARP considerations have been taken into account by EDF-AREVA for making decisions relating to the activity management in the primary circuit of FLAMANVILLE 3-EPR^TM and UK-EPR^TM reactors.

The water chemistry and radiochemistry concept implemented in FA3-EPR^TM and UK-EPR^TM reactors is the result of an exhaustive selection process based on the balance between the theoretical developments, the laboratory tests and the NPP experience concerning the diverse areas associated with:

• The source term identification and characterization: The understanding of the origin and behavior of fission products/actinides, corrosion products and activation products constitutes the essential support for the selection of suitable parameters and criteria to monitor the system integrity, the tramp-uranium and radiation build-up and the discharges to the environment.

• The source term quantification: The balance between the baseline data from PWR forerunner reactors and the assessments performed by modelling constitutes the major demonstration of the source term accuracy. This approach ensures that activity risks are understood and can be managed with the EPR^TM design options.

The EPR^TM design options evaluation: The sensitivity analysis results show the influence of the fuel management, the material choice and the chemistry conditioning on several domains such as the activity coolant and the fuel/ex-core crud management.

EDF-AREVA demonstrates by means of this process that the design, sizing and chemistry conditioning of EPR^TM reactor primary circuit are adapted to guarantee the correct activity management. The methodology developed, based on qualitative and quantitative assessments, intends to propose to the Nuclear Industry several alternatives for evaluating and/or improving the compliance with requirements associated with safety, material integrity, radioprotection and environment.

Résumé

Le réacteur EPR^TM dispose des évolutions nécessaires de design permettant de fournir les fonctionnalités adaptées pour garantir en toute sûreté et sécurité l’application de différentes stratégies chimiques et radiochimiques.

Le principe ALARP a été considéré par EDF-AREVA pour la prise de décisions relatives à la gestion de la radioactivité dans le circuit primaire de FLAMANVILLE 3- EPR^TM et du réacteur UK-EPR^TM.

La stratégie chimie et radiochimie appliquée sur FA3 et UK-EPR est le résultat d’un processus de sélection exhaustif fondé sur l’optimisation entre les développements théoriques, les tests de laboratoire et le retour d’expérience des tranches concernant les divers domaines associés à :

• L’identification et la caractérisation du terme source : La compréhension de l’origine et du comportement des produits de fission / actinides, produits de corrosion et produits d’activation constitue le support essentiel pour le choix des paramètres et des critères appropriés permettant la surveillance de : l’intégrité des systèmes, la dissémination de matière fissile, l’accumulation de la radioactivité et la production de rejets dans l’environnement.

• La quantification du terme source : L’équilibre entre les données de référence provenant des réacteurs REP précurseurs et les évaluations effectuées par modélisation constitue la principale démonstration de l’adaptation du terme source pour l’EPR. Cette approche garantit que les risques de la radioactivité sont couverts et gérés par les différentes options de conception de l’EPR^TM.

• L’évaluation des options de conception : Les analyses de sensibilité montrent l’influence de la gestion du combustible, du choix des matériaux et du conditionnement chimie sur plusieurs domaines tels que l’activité du circuit primaire et le contrôle des dépôts sur le combustible et les surfaces hors-flux.

EDF et AREVA confirment via ce processus que la conception, le dimensionnement et le conditionnement chimie du circuit primaire du réacteur EPR^TM sont adaptés pour garantir la gestion optimale de la radioactivité. La méthodologie développée, basée sur des évaluations qualitatives et quantitatives, a l’objectif de proposer à l’industrie nucléaire plusieurs alternatives pour évaluer et/ou améliorer le respect des exigences liées à la sécurité, l’intégrité matérielle, la radioprotection et l’environnement.