Centrale nucléaire - Définition

Description

Schéma de principe d'une centrale nucléaire. Le cœur du réacteur contient les assemblages de combustible étanches et les barres de contrôle, dans de l'eau à l'état liquide (type REP).

Une centrale nucléaire regroupe l'ensemble des installations permettant la production d'électricité sur un site donné. Elle comprend fréquemment plusieurs tranches, identiques ou non ; chaque tranche correspond à un groupe d'installations conçues pour fournir une puissance électrique donnée (par exemple 900 MWe, 1 300 MWe ou 1 450 MWe). En France, une tranche comprend généralement :

• le bâtiment réacteur, généralement double enceinte étanche qui contient le réacteur nucléaire, le pressuriseur qui a pour fonction de maintenir l'eau (traitée) du circuit primaire à l'état liquide, les générateurs de vapeur (trois ou quatre selon la génération), le groupe motopompe primaire servant à faire circuler le fluide caloporteur (eau), le circuit d'eau primaire, dont le rôle principal est d'assurer le transfert thermique entre le cœur du réacteur et les générateurs de vapeur, et une partie du circuit d'eau secondaire ;
• le bâtiment combustible : collé au bâtiment réacteur, il sert de stockage des assemblages du combustible nucléaire avant, pendant les arrêts de tranche et pour le refroidissement du combustible déchargé (un tiers du combustible est remplacé tous les 12 à 18 mois). Le combustible est maintenu immergé dans des piscines dont l'eau sert d'écran radiologique ;
• le bâtiment salle des machines, qui contient principalement :
  • une ligne d'arbre comprenant les différents étages de la turbine à vapeur et l'alternateur (groupe turbo-alternateur),
  • le condenseur, suivi de turbopompes alimentaires (fonctionnement normal, de secours) ;
• les locaux périphériques d'exploitation (salle de commande…) ;
• des bâtiments annexes qui contiennent notamment des installations diverses de circuits auxiliaires nécessaires au fonctionnement du réacteur nucléaire et à la maintenance, les tableaux électriques alimentant tous les auxiliaires et générateurs Diesel de secours ;
• une station de pompage pour les tranches dont le refroidissement utilise l'eau de mer, de fleuve ou de rivière, et éventuellement une tour aéroréfrigérante (la partie la plus visible d’une centrale nucléaire ; hauteur de 28 m pour la CNPE de Chinon, jusqu'à 178 m pour la CNPE de Civaux).

Les autres installations de la centrale électrique comprennent :

• un ou plusieurs postes électriques permettant la connexion au réseau électrique par l'intermédiaire d'une ou plusieurs lignes à haute tension, ainsi qu'une interconnexion limitée entre tranches ;
• les bâtiments technique et administratif, un magasin général…

Rendement d'une centrale nucléaire

Le rendement théorique de conversion des installations d'une centrale nucléaire est égal à 33 % - auquel il faut ajouter les pertes en ligne sur le réseau Très Haute Tension. Les centrales électriques alimentées au fioul ou au charbon possèdent un rendement un peu supérieur (~ 40 %) car elles fonctionnent avec une température de vapeur plus élevée (moins de contraintes de sécurité). EDF garantit que ses futurs réacteurs EPR auront un rendement de 35 % grâce à l'utilisation de nouveaux générateurs de vapeur et un dimensionnement plus important^{[réf. souhaitée]}.

Un réacteur nucléaire électrogène ne peut être utilisé pour faire de la cogénération. Ceci reviendrait à augmenter la température de la source froide et donc diminuer la différence de température entre les sources ayant pour conséquence une baisse du rendement de production d'électricité. Dans une centrale thermique à cogénération, ce sont les gaz d'échappement qui sont utilisés pour produire de la vapeur qui sert au chauffage urbain.