Quelles sont les différences entre la sélection des transmetteurs de pression pour les centrales nucléaires et celle des transmetteurs de pression conventionnels ?

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Cet article présente les différents types de transmetteurs de pression utilisés dans les centrales nucléaires. En tenant compte des exigences techniques de ces dernières en matière de transmetteurs de pression, il propose des méthodes de sélection ainsi que des points d’attention, afin de fournir une référence pour la conception et le choix des transmetteurs de pression dans les centrales nucléaires. Transmetteur de pression yunrun.com.cn/product/list_84.html Dans les centrales nucléaires, les instruments de mesure des processus constituent l’interface entre le système de contrôle et le processus industriel ; la qualité des performances de ces instruments influence directement celles du système de contrôle. Parmi tous les types d’instruments de mesure de processus, les transmetteurs de pression sont ceux qui trouvent la plus large et la plus courante application. Ils servent principalement à mesurer la pression, le débit et le niveau dans les systèmes de traitement. Les transmetteurs de pression de niveau de sécurité fournissent les signaux essentiels aux systèmes de protection des centrales nucléaires ainsi qu’aux systèmes de surveillance après un accident, afin d’assurer la sécurité et de permettre une surveillance efficace en cas d’accident. En même temps, l’availability des transmetteurs de pression nécessaires à la gestion des accidents graves, dans les conditions liées à de tels accidents, influence également la capacité des stratégies de gestion des accidents graves prévues dans les directives correspondantes à être véritablement mises en œuvre en pratique. Par conséquent, choisir correctement et de manière rationnelle les transmetteurs de pression est essentiel pour assurer le fonctionnement sûr et fiable des centrales nucléaires. Types de transmetteurs de pression dans les centrales nucléaires. Il existe de nombreux types de transmetteurs de pression, qui peuvent être classés en les catégories suivantes selon différents principes de classification. 1. Selon le type de pression mesurée, les transmetteurs peuvent être classés en transmetteurs de pression, transmetteurs de différence de pression et transmetteurs de pression absolue. 2. Selon le principe de mesure, les transmetteurs de pression couramment utilisés dans les centrales nucléaires peuvent être classés en : transmetteurs capacitifs, transmetteurs de pression à résistances varicap, transmetteurs de pression par déplacement inductif, transmetteurs de pression en silicium monocristallin et transmetteurs à équilibre de forces. 3. Selon le fait de mesurer directement la pression du milieu, les transmetteurs de pression peuvent être divisés en transmetteurs de type basique et en transmetteurs à bride avec capillaire à transmission à distance. 4. Selon la fonction exercée : selon que l’instrument remplit ou non une fonction de sécurité, les transmetteurs de pression des centrales nucléaires peuvent être classés en transmetteurs de pression de niveau de sécurité et en transmetteurs de pression non de niveau de sécurité. Les transmetteurs de pression de niveau de sécurité doivent faire l’objet d’évaluations de qualité conformément à diverses exigences d’homologation, afin de garantir qu’ils puissent remplir correctement leur fonction en cas de besoin. Principes de conception des transmetteurs de pression dans les centrales nucléaires. La sélection et la conception des transmetteurs de pression dans les centrales nucléaires tiennent principalement compte des principes suivants : 1. Respecter les exigences des normes et règlements relatifs à la conception, à la fabrication, aux contrôles et à l’évaluation de la qualité des transmetteurs de pression dans les centrales nucléaires ； 2. Répondre aux exigences de mesure du système de traitement pour ce type d’instrument ； 3. Répondre aux exigences spécifiques pour ce type d’instruments énoncées dans les directives relatives à l’exécution des fonctions de sécurité, à l’analyse de sécurité et à la gestion des accidents dans les centrales nucléaires ； 4. Facilite l’installation et la maintenance des instruments ； 5. Envisager d’augmenter le taux de localisation des équipements, en choisissant autant que possible des produits locaux dans la mesure où cela répond aux exigences techniques ； 6. Pour répondre aux exigences des futures rénovations des équipements de la centrale, il convient de réduire autant que possible le nombre de types d’instruments afin de faciliter l’entretien. Sélection des transmetteurs de pression dans les centrales nucléaires. La sélection des transmetteurs de pression et des transmetteurs de différence de pression dans les centrales nucléaires se fait généralement en fonction des fonctions assurées par l’équipement, du type du fluide à mesurer, de la plage de mesure, des caractéristiques, des conditions d’installation, des conditions environnementales, des performances de l’instrument, ainsi que des aspects économiques. Il s’agit non seulement de répondre aux exigences de haute fiabilité, de grande stabilité et de haute précision, mais aussi aux exigences liées à la conception sécurisée des systèmes de protection. De plus, il est nécessaire de respecter les exigences de conception des systèmes de contrôle numériques intégraux, tout en tenant compte des besoins opérationnels et de maintenance de la centrale. Lors du choix des transmetteurs de pression dans une centrale nucléaire, les points suivants doivent être pris en compte : 1. Niveau de sécurité Le fonctionnement sûr d’une centrale nucléaire dépend principalement de la fiabilité des équipements qui assurent les fonctions de sécurité. Les équipements électriques qui assurent les fonctions de sécurité telles que l’arrêt d’urgence du réacteur, le refroidissement d’urgence du cœur, l’évacuation de la chaleur résiduelle, l’isolement de la coque de sécurité, la dissipation de la chaleur de la coque de sécurité et la prévention de toute libération de matières radioactives dans l’environnement sont appelés équipements électriques de classe de sécurité (1E). En particulier pour les transmetteurs de différence de pression/transmetteurs de pression de grade nucléaire installés à l’intérieur de la coque de sécurité des centrales nucléaires, qui fonctionnent dans des conditions environnementales irradiées et doivent conserver leurs fonctions et performances en cas de séismes ou d’accidents (comme un accident LOCA), leurs conditions de fonctionnement sont extrêmement rigoureuses. Afin que le transmetteur puisse, tout au long de sa durée de vie, assurer le bon fonctionnement de la centrale nucléaire ou remplir ses fonctions de sécurité dans les conditions environnementales les plus extrêmes en cas d’accident, il est nécessaire d’utiliser des produits de transmetteurs ayant été certifiés pour leur qualité. Pour certains instruments qui doivent envoyer des signaux aux systèmes de surveillance et de protection après un accident, il convient de choisir des instruments certifiés en termes de qualité, conformément aux exigences relatives aux instruments de classe K1, K2 et K3 stipulées dans le RCC-E (certaines peuvent être remplacées par les exigences IEEE-323/344). En tenant compte en même temps des normes de sécurité des centrales électriques, et en raison des capacités limitées de localisation de la production, certains instruments de la catégorie K1 font appel à des produits de sociétés étrangères disposant d’une qualification pour la fourniture de matériel nucléaire et ayant une expérience avérée dans ce domaine. Pour les transmetteurs de pression qui doivent être utilisés en cas d’accident grave, une évaluation de la qualité du transmetteur ou une analyse fiable doit être effectuée conformément aux exigences techniques, afin de prouver qu’il peut résister aux conditions environnementales liées à un accident grave et rester opérationnel pendant et après l’accident. 2. Type de transmetteur de pression et plage de mesure : En fonction des exigences des paramètres du procédé, selon le type de pression à mesurer, on choisit le transmetteur de pression, le transmetteur de différence de pression ou le transmetteur de pression absolue approprié. De plus, lors du choix du transmetteur de pression, il convient de prendre en compte le niveau de pression de fonctionnement de l’équipement ainsi que celui du transmetteur lui-même. La plage du transmetteur sélectionné se situe dans la plage de mesure du transmetteur ； La plage du transmetteur sélectionné se situe dans la plage de rapport d’utilisation réelle du transmetteur ； L’échelle du transmetteur sélectionné doit être le plus proche possible de son échelle maximale. Lors de la mesure de la pression stable, la plage du transmetteur de pression est généralement choisie proche ou légèrement supérieure à 1,5 fois la valeur de pression normale ； Lors de la mesure de la pression pulsée, on choisit généralement un transmetteur de pression égal à près du double ou légèrement supérieur de la valeur de pression normale, en tenant compte de la capacité de surcharge du transmetteur ； Lors de la mesure de la pression à la sortie de la pompe, on choisit généralement une plage maximale proche de la valeur maximale de pression à la sortie de la pompe ； Lors de la mesure de pressions élevées, la plage maximale choisie doit généralement être supérieure à 1,7 fois la valeur maximale de pression mesurée. La plage de mesure doit impérativement se situer dans la plage de fonctionnement du transmetteur, sans être inférieure à sa valeur minimale. En particulier dans les applications de mesure de niveau par différence de pression, il convient de veiller à ce que la plage du transmetteur de différence de pression après décalage ne dépasse pas sa valeur maximale (URL) ; sinon, une mesure précise ne sera pas possible. Lors du choix d’un transmetteur de différence de pression, il convient de prendre en compte sa capacité à résister à la pression statique ainsi que l’impact de cette dernière sur la précision de la mesure. Pour des médias à tester qui sont visqueux, susceptibles de se solidifier ou de se cristalliser, ou à haute température, on peut choisir un transmetteur à bride à transmission à distance. Pour la mesure continue du niveau de l’eau dans le puits du conteneur de sécurité utilisé pour la surveillance après un accident, on a également choisi des transmetteurs à bride à transmission par capillaire unilatéral. Pour les transmetteurs de pression à transmission à distance et les transmetteurs de différence de pression à transmission à distance, lors du choix de la longueur du capillaire, il convient de prendre en compte à la fois la facilité d’installation et de maintenance, ainsi que l’impact d’un capillaire trop long sur la mesure, tels que les variations de sortie dues aux changements de température et les vitesses de réponse plus lentes, qui constituent des facteurs négatifs. 3. Choisir le matériau approprié : en fonction des propriétés physiques et chimiques du milieu à mesurer, choisir le matériau de la partie en contact avec le fluide (interface de processus) et de la partie non en contact, ainsi que celui de la membrane d’isolation. Pour la partie en contact avec le milieu, le matériau du transmetteur doit répondre aux exigences des normes de la série RCC ; en général, il est requis d’utiliser un acier inoxydable austénitique à très faible teneur en carbone, tels que les types 304L ou 316L (normes ASTM). Pour les systèmes exposés à un milieu marin, il convient d’opter pour l’alliage Hastelloy C, résistant à la corrosion. En même temps, il convient de prendre en compte les exigences en matière de propreté nucléaire, en appliquant des exigences différentes selon que l’on s’agit du circuit principal, des fluides injectés dans le circuit principal, des fluides du circuit secondaire ou des réservoirs de déchets. Lors du processus de sélection pratique, en raison des différences dans la structure même du transmetteur, des traitements spéciaux peuvent être nécessaires. Par exemple, si la partie de décharge du transmetteur est un valve à aiguille, l’utilisation d’une bille en acier étanche en 316L peut nuire à la surface de séparation après de multiples opérations de décharge ; dans ce cas, on peut envisager d’utiliser une bille en acier étanche en 316. 4. Exigences en matière de fonctionnement et de maintenance : Lors du choix des transmetteurs de pression et des transmetteurs de différence de pression, il convient de prendre en compte les exigences liées aux canaux de contrôle. En fonction des exigences en termes de performance de contrôle, des instruments à haute précision doivent être sélectionnés. Pour les instruments utilisés dans le système de calcul de l’équilibre thermique du système d’instruments de test (KME), des transmetteurs de pression et des transmetteurs de différence de pression dotés d’une précision de 0,025 % et de meilleures performances ont été choisis en fonction des exigences de précision. Deuxièmement, il faut prendre en compte la facilité d’entretien. Compte tenu des zones de protection contre les rayonnements, les instruments doivent être placés dans des zones accessibles au personnel, montés sur des supports permettant un entretien et une manipulation faciles, afin de répondre aux exigences des essais périodiques et à celles de la calibration des instruments. 5. Autres points à considérer Lors de la sélection et de la conception des transmetteurs de pression dans les centrales nucléaires, il convient également de prendre en compte, dans les normes de sécurité, les exigences relatives à la précision fonctionnelle, au temps de réponse, à la précision après un accident, ainsi qu’à la cohérence pour les points de mesure spéciaux. De plus, si l’environnement dans lequel se trouve l’instrument présente un risque d’atmosphère combustible et explosive, il est nécessaire de prendre en compte la protection anti-explosion. Bien que certains instruments figurent sur la liste de classification des équipements électriques comme n’étant pas de niveau de sécurité, ils ont besoin de pouvoir fonctionner en cas de séisme, ou bien leur emplacement se trouve dans une zone à dose d’irradiation particulière. Afin de garantir la précision et la stabilité des mesures du transmetteur de pression sur le long terme, on prend généralement en compte, lors du choix de ce type de transmetteur, ceux qui ont été soumis à un vieillissement par irradiation et à des essais de résistance sismique. Sélection des transmetteurs de pression pour les centrales nucléaires yunrun.com.cn/tech/1916.html Cet article décrit les types de transmetteurs de pression couramment utilisés dans les centrales nucléaires ainsi que leurs principes de conception. Il résume les problèmes à prendre en compte lors de la sélection et de la conception des transmetteurs de pression, ainsi que les précautions particulières à observer, et peut servir de référence pour le choix de ces équipements dans les projets nucléaires. Auteurs : Liu Li, Wu Ping, Guo Lin, Run Guiyin, China Nuclear Power Engineering Co., Ltd