[Chine] Nucléaire Civil

[WizardOfLinn]

Le 12/2/2016à17:30, Henri K. a dit :

China plans to open 1st ‘meltdown-free’ nuclear power plant by 2017

 

 

Henri K.

 

Technologie développée en Allemagne dans les années 70-80.
Le premier réacteur à échelle industrielle de ce type a démarré en 1986, il s'agissait d'un réacteur de 300 MWe.
Fermé prématurément en 1988 par décision politique (c'était peu après Tchernobyl, le contexte était difficile) et suite à quelques difficultés techniques.

C'est une technologie très intéressante, par sa modularité, les applications ouvertes par la haute température (production d'hydrogène par craquage de l'eau, par exemple), et bien sur par ses caractéristiques de sécurité.

 

 

 

 

 

[MoX]

Les réacteurs à lit de boulets sont aussi intéressants de par l'aspect potentiellement ouvert du chargement combustible.

Le combustible aussi est intéressant - moins prolifèrant. Mais en corollaire,  plus difficile à retraiter. 

Henri, sont-ils toujours sur des  inserts combustible sub - millimetriques dans des matrices multicouches SiC-carbone, ou ont ils développé autre chose ?

[Henri K.]

il y a une heure, WizardOfLinn a dit :

Technologie développée en Allemagne dans les années 70-80.
Le premier réacteur à échelle industrielle de ce type a démarré en 1986, il s'agissait d'un réacteur de 300 MWe.
Fermé prématurément en 1988 par décision politique (c'était peu après Tchernobyl, le contexte était difficile) et suite à quelques difficultés techniques.

C'est une technologie très intéressante, par sa modularité, les applications ouvertes par la haute température (production d'hydrogène par craquage de l'eau, par exemple), et bien sur par ses caractéristiques de sécurité.

Oui, ils en parlent souvent les Chinois dans les documents R&D, mais apparemment ce n'est pas tout à fait la même chose, et je n'ai pas le temps de creuser.

il y a 35 minutes, MoX a dit :

Les réacteurs à lit de boulets sont aussi intéressants de par l'aspect potentiellement ouvert du chargement combustible.

Le combustible aussi est intéressant - moins prolifèrant. Mais en corollaire,  plus difficile à retraiter. 

Henri, sont-ils toujours sur des  inserts combustible sub - millimetriques dans des matrices multicouches SiC-carbone, ou ont ils développé autre chose ?

Idem, pas le temps de chercher today, ici dans cet article du gouvernement qui parle des combustibles chinois certifiés en Pays Bas, il y a une phrase dessus :

http://www.nmp.gov.cn/gzxgz/ysdhdz/201501/t20150106_3588.htm

Citation

高温气冷堆燃料元件由超高纯度的石墨包裹成球状，直径约6厘米。石墨球中密布约1.2万个微小的包覆燃料颗粒，每个小颗粒直径不到1毫米，有热解碳层、碳化硅层等多层包覆，保护着二氧化铀燃料核芯。这种层层包覆的技术和工艺，是实现高温气冷核电站固有安全性的重要技术基础，可防止核燃料放射性扩散。

Si je traduis rapidement, ce sont des sphères de diamètre de 6 cm. Dans chacune de ces sphères il y a 12 000 granules de diamètre < 1 mm, couvert chacun par plusieurs couches carbone pyrolytique et de SiC.

Henri K.

Modifié le 21 mars 2016 par Henri K.

[WizardOfLinn]

il y a 33 minutes, Henri K. a dit :

Oui, ils en parlent souvent les Chinois dans les documents R&D, mais apparemment ce n'est pas tout à fait la même chose, et je n'ai pas le temps de creuser.

 

La seule différence notable est qu'un module est constitué de deux coeurs couplés à la même turbine par un générateur de vapeur. Pour le reste, il s'agit  bien de la technologie allemande : même structure de coeur et schéma de fonctionnement, même forme de combustible (TRISO), couplage à un générateur de vapeur.
Ce qui est finalement un choix assez sage et pragmatique : il y a quelques années, les sud-africains (PBMR Ltd) ont voulu innover, avec un coeur différent, et un pilotage direct d'une turbine à gaz, et finalement, leur projet a avorté, alors que sans innovation fondamentale, les chinois sont bien partis pour diffuser réellement cette technologie.

 

[MoX]

Il y a 2 heures, WizardOfLinn a dit :

La seule différence notable est qu'un module est constitué de deux coeurs couplés à la même turbine par un générateur de vapeur. Pour le reste, il s'agit  bien de la technologie allemande : même structure de coeur et schéma de fonctionnement, même forme de combustible (TRISO), couplage à un générateur de vapeur.

 

Reste ouverte la question du retraitement à l'échelle industrielle d'un tel combustible.

Si j'ai bien compris le film, l'ambition française de maîtrise du cycle combustible serait une des principales raisons pour lesquelles nous n'avons pas poussé dans cette voie ?

[WizardOfLinn]

 

A une époque, il était question de ne pas retraiter : le TRISO étant une excellente barrière de confinement, le combustible usé pourrait être stocké en l'état (après une période de refroidissement évidemment). Cela pouvait aussi se justifier par un taux de combustion beaucoup plus élevé que pour les combustibles classiques, au moins d'un facteur 2, et même jusqu'à 10 en théorie : même sans retraitement et récupération du plutonium, la ressource serait bien mieux utilisée que dans les réacteurs actuels.
Un autre argument est que le retraitement peut être assez complexe et coûteux, pour la raison même que le combustible est robuste et sera plus radioactif que les combustibles classiques du fait du taux de combustion élevé.
Par contre, le volume de déchets peut être assez conséquent, ce qui fait qu'on étudie quand même le retraitement.

Côté français : AREVA a lancé un projet de HTR il y a quelques années, Antarès (une variante: pas de galets mobiles, le TRISO est piégé dans une matrice fixe). Mais maintenant, AREVA parait avoir d'autres préoccupations......

Modifié le 21 mars 2016 par WizardOfLinn

[Henri K.]

Plus de 300 000 Kinder Surprise sortent de cette usine pour alimenter les 2 centrales HTR-PM de 200MW chacune

Henri K.

[Henri K.]

Le Président chinois XI participe au 4ème NSS (Nuclear Security Summit) qui se tient actuellement à Washington, il a tenu une réunion bilatérale à huis clos avec son homologue américain.

http://news.xinhuanet.com/world/2016-03/31/c_1118494710.htm

La Chine termine la transformation de son premier mini-réacteur à neutrons pour qu'il puisse utiliser des combustibles à très faible concentration : 12.5% contre plus de 90% d'aujourd'hui. Les experts chinois vont aider les autres pays à effectuer la même transformation.

http://news.xinhuanet.com/tech/2016-03/26/c_1118451571.htm

 

Le 4ème réacteur de la centrale nucléaire de Ningde est mis en service.

La Chine compte actuellement 54 réacteurs nucléaires civils, en cours d'exploitation ou en construction.

Henri K.

[WizardOfLinn]

il y a une heure, Henri K. a dit :

...

La Chine termine la transformation de son premier mini-réacteur à neutrons pour qu'il puisse utiliser des combustibles à très faible concentration : 12.5% contre plus de 90% d'aujourd'hui. Les experts chinois vont aider les autres pays à effectuer la même transformation.

http://news.xinhuanet.com/tech/2016-03/26/c_1118451571.htm

...

 

Curieuse phrase, je ne vois pas du tout ce que cela signifie ni à quoi correspondent ces chiffres.
Difficulté de traduction ?

[Henri K.]

Il y a 1 heure, WizardOfLinn a dit :

Curieuse phrase, je ne vois pas du tout ce que cela signifie ni à quoi correspondent ces chiffres.
Difficulté de traduction ?

J'ai traduit littéralement, c'est bien dit "la concentration", mais je pense qu'il veut dire le taux d'enrichissement en U-235 ou l'équivalent.

D'ailleurs je crois que l'un des journalistes a montré un crayon "appauvri".

Henri K.

[WizardOfLinn]

 

J'y ai pensé après coup, mais j'ai eu un doute, parce que 12.5%, ce n'est pas un taux d'enrichissement très faible, au contraire.
Les REP utilisent des taux de 3-4%, les RNR/Na quasi-industriels 10-20%, il n'y a que les chaudières de l'US Navy qui carburent à l'U235 quasiment pur 90%, et quelques réacteurs de recherche.
Possible qu'il s'agisse du CEFR, un RNR/Na expérimental (?).

 

Modifié le 1 avril 2016 par WizardOfLinn

[Henri K.]

Le 20 Mars 2016, les experts de l'Institut des technologies de sécurité de l'énergie nucléaire (INEST), attaché à l'Académie chinoise des Sciences, se réunissent et confirment le très fort intérêt du réacteur à fluide dual (DFR), dans lequel le plomb fondu sert du liquide de refroidissement.

http://www.inest.cas.cn/zhxw/201603/t20160323_329943.html

Dans le même temps, le premier circuit expérimental chinois de refroidissement par le plomb fondu est mis en marche à Hefei. L'institut travaille sur les différents réacteurs actuellement comme le réacteur à Plomb-Lithium, le réacteur ADS à Plomb-Bismuth refroidi ADS et le réacteur à neutrons rapides à plomb fondu.

http://www.inest.cas.cn/zhxw/201603/t20160331_330742.html

Le 1er Avril, plusieurs académiciens de l'Académie chinoise des Sciences se sont rendus à l'Institut INEST pour évaluer les combustibles et les matériaux de couche de protection qui sont conçus et produit par les ingénieurs chinois et qui seront utilisés dans le prototype du réacteur DFR.

http://www.inest.cas.cn/zhxw/201604/t20160403_330874.html

Henri K.

[pascal]

Les russes en ont bavé en leur temps avec les réacteurs refroidis par métal liquide (plomb/bismuth)

[Shorr kan]

Il y a 1 heure, pascal a dit :

Les russes en ont bavé en leur temps avec les réacteurs refroidis par métal liquide (plomb/bismuth)

 

 

 

 

[WizardOfLinn]

 

C'est quand même intéressant de voir les chinois réévaluer tous les concepts de réacteurs expérimentés depuis 60 ans. Avec les progrès techniques réalisés depuis, certaines voies qui ont pu être considérées comme des impasses à l'époque (techniquement et/ou économiquement) sont finalement peut-être viables.
Le plomb/bismuth est l'alternative au sodium pour les réacteurs à neutrons rapides, mais si c'est un peu moins bon en neutronique et thermique.
Il y a bien aussi un vague projet de RNR/PbBi en Europe, mais on ne peut pas dire que l'environnement soit aussi favorable qu'en Chine.

 

[WizardOfLinn]

 

Ca se passe en Grande-Bretagne :
Pendant que le projet d'EPR à Hinkley Point patauge et donne des sueurs froides aux financiers, les chinois commencent à pousser leurs pions avec le HTR-PM :
http://www.world-nuclear-news.org/C-British-firms-extend-cooperation-with-China-0704165.html

"High-temperature reactors have great potential to provide safe, clean and sustainable energy for the future," commented Tom Jones, vice-president of Amec Foster Wheeler's clean energy business. "We hope that our collaboration with CNECC will help the UK and China to realise the potential benefits of this tremendously important technology."

The British company noted, "It is the first time CNECC has agreed to collaborate with a global engineering consultancy on the deployment of high-temperature reactors in the UK and internationally".

Accessoirement, les britanniques ont déjà une certaines familiarité avec les réacteurs graphite-gaz, qui constituent l'essentiel de leur parc, même si s'agit d'une technologie assez différente du HTR-PM chinois.

 

[Henri K.]

Je ne sais pas trop où le mettre, donc ce sera ici. Si les modérateurs trouvent un meilleur endroit, feel free !

EDF : Des équipements chinois pour les centrales nucléaires en France

Citation

Le premier chauffe-eau de conception chinoise destiné aux centrales nucléaires d'EDF en France a été livré le 14 Février à Guangzhou. Explications.

Read more : http://www.eastpendulum.com/edf-des-equipements-chinois-pour-les-centrales-nucleaires-en-france

Henri K.

[Henri K.]

 

[Henri K.]

 

[Henri K.]

 

[Henri K.]

 

[WizardOfLinn]

 

Le gouvernement chinois finance pour 3.3 G$ le développement des réacteursnucléaires à sels fondus. Deux réacteurs seront construits dans le désert de Gobi.

http://www.scmp.com/news/china/society/article/2122977/china-hopes-cold-war-nuclear-energy-tech-will-power-warships

Les développements sur ce type de réacteurs ont été abandonnés vers 1970 mais suscitent un regain d'intérêt un peu partout depuis une dizaine d'années, sans toutefois bénéficier de financements aussi importants que pour ce projet chinois pour construire des prototypes.

 

[Brian McNewbie]

Il y a 1 heure, WizardOfLinn a dit :

 

Le gouvernement chinois finance pour 3.3 G$ le développement des réacteurs nucléaires à sels fondus. Deux réacteurs seront construits dans le désert de Gobi.

http://www.scmp.com/news/china/society/article/2122977/china-hopes-cold-war-nuclear-energy-tech-will-power-warships

Les développements sur ce type de réacteurs ont été abandonnés vers 1970 mais suscitent un regain d'intérêt un peu partout depuis une dizaine d'années, sans toutefois bénéficier de financements aussi importants que pour ce projet chinois pour construire des prototypes.

 

Si mes infos ne sont pas trop datées, le principal enjeu de ces réacteurs est la tenue des matériaux vis-à-vis du très haut pouvoir corrosif des sels fondus, et le recyclage des déchets qui nécessiterait schématiquement trois grosses étapes dont seule la première serait maîtrisée - avec problème du confinement en attendant de développer les suivantes puisque haut pouvoir corrosif à nouveau.

Et si ces enjeux sont maîtrisés, les avantages principaux seraient :

-théoriquement pas de meltdown possible car les sels fondus, en tant que caloporteur dans lequel est noyé et dispersé le combustible, peuvent être dimensionnés de manière à s'expanser suffisamment en cas de trop haute chaleur dégagée pour ralentir la réaction de fission

- le thorium est fertile, on l'active avec un peu de matériau fissile et globalement on récupère moins de déchets radioactifs chiants à la fin.

- Le thorium est très répandu dans la croûte terrestre, mais j'ignore à quel point il est facile de le récupérer - l'aluminium est encore plus répandu mais coûte une fortune à obtenir sous forme métallique typiquement.

- théoriquement la possibilité de construire des réacteurs compacts donc intéressant entre autres pour les navires de guerre ou la transportabilité de source d'énergie de manière générale.

Par contre quand l'article dit "générer plus d'énergie qu'une centrale à fission classique" ça ne veut rien dire ; on compare la puissance en output à quoi constant, le coût de l'installation ? Sa masse ? La quantité de combustible ingéré alors que ce sont des combustibles différents ? Autre ?

Globalement je me méfie beaucoup des belles promesses concernant les projets de réacteurs ultra-compacts ou miraculeux ; le réacteur à fusion de Lockheed Martin qui était censé ridiculiser ITER n'a jamais montré le bout de son nez, les sels fondus et le thorium sont un serpent de mer des internets et il est difficile de trouver des infos autres que provenant de militants enragés qui invoquent quasiment une conspiration mondiale pour justifier que ça n'existe toujours pas, ou d'anti qui balayent l'idée même que ça puisse un jour fonctionner d'un revers de main.

J'aimerais bien avoir plus d'informations à jour sur le sujet, si quelqu'un s'y connait vraiment

[Shorr kan]

il y a une heure, Brian McNewbie a dit :

Si mes infos ne sont pas trop datées, le principal enjeu de ces réacteurs est la tenue des matériaux vis-à-vis du très haut pouvoir corrosif des sels fondus, et le recyclage des déchets qui nécessiterait schématiquement trois grosses étapes dont seule la première serait maîtrisée - avec problème du confinement en attendant de développer les suivantes puisque haut pouvoir corrosif à nouveau.

Et si ces enjeux sont maîtrisés, les avantages principaux seraient :

-théoriquement pas de meltdown possible car les sels fondus, en tant que caloporteur dans lequel est noyé et dispersé le combustible, peuvent être dimensionnés de manière à s'expanser suffisamment en cas de trop haute chaleur dégagée pour ralentir la réaction de fission

- le thorium est fertile, on l'active avec un peu de matériau fissile et globalement on récupère moins de déchets radioactifs chiants à la fin.

- Le thorium est très répandu dans la croûte terrestre, mais j'ignore à quel point il est facile de le récupérer - l'aluminium est encore plus répandu mais coûte une fortune à obtenir sous forme métallique typiquement.

- théoriquement la possibilité de construire des réacteurs compacts donc intéressant entre autres pour les navires de guerre ou la transportabilité de source d'énergie de manière générale.

Par contre quand l'article dit "générer plus d'énergie qu'une centrale à fission classique" ça ne veut rien dire ; on compare la puissance en output à quoi constant, le coût de l'installation ? Sa masse ? La quantité de combustible ingéré alors que ce sont des combustibles différents ? Autre ?

Globalement je me méfie beaucoup des belles promesses concernant les projets de réacteurs ultra-compacts ou miraculeux ; le réacteur à fusion de Lockheed Martin qui était censé ridiculiser ITER n'a jamais montré le bout de son nez, les sels fondus et le thorium sont un serpent de mer des internets et il est difficile de trouver des infos autres que provenant de militants enragés qui invoquent quasiment une conspiration mondiale pour justifier que ça n'existe toujours pas, ou d'anti qui balayent l'idée même que ça puisse un jour fonctionner d'un revers de main.

J'aimerais bien avoir plus d'informations à jour sur le sujet, si quelqu'un s'y connait vraiment

 

Pour ce que vaut mon avis d'amateur plus ou moins éclairé. 

Quand il parle de générer plus d’énergie, je suppose que l'article parle de surgénération où on produit plus d’énergie par unité de masse que de l'uranium enrichie en transformant le thorium-232 fertile en uranium-233 fissile. C'est le plus logique. 

Un autre avantage du système est que le circuit de sel fondu fonctionne à pression ambiante. Le sodium avait le même avantage sauf que ce dernier est explosif au contact de l'eau, ce que ne font pas les sels fondus. Ils sont aussi faciles aussi à réchauffer s'ils se figent contrairement aux caloporteurs à base de plomb-bismuth ( voir les déboires des sous-marins de classe Alfa qui devait maintenir en activité leur réacteur en permanence). 

Et un autre avantage - théorique celui là, car jamais réellement testé- est de pouvoir traiter "en ligne", soit au fur et à mesure, les déchets. Limitant d'autant les conséquences d'une fuite/accident. 

Pour la compacité je suppose qu'elle est du à la sûreté intrinsèque du concept et la nature liquide du combustible nucléaire qui n'oblige pas à surdimensionner les installations. 

De tout les concepts de réacteurs de 4 ème génération, c'est le plus prometteur pour la génération d’énergie électrique. Et il serait très bien complété par le réacteur à lit de boulets et hélium porté à très haute température, qui serait lui très utile pour l'industrie lourde et chimique. 

Pour le réacteur à fusion expérimental de LM, le truc est que par hasard on a découvert qu’injecter un intense courant dans un plasma de fusion le stabilisait, et c'est sur cette base qu'ils ont décidé de tenter leur chance. Je ne sais pas où ils en sont depuis leur lancement en fanfare.  

Modifié le 6 décembre 2017 par Shorr kan

[WizardOfLinn]

 

Le fluide de ce type de réacteur est à pression atmosphérique,  contrairement aux REP classiques, où il faut de la grosse tuyauterie pour contenir plusieurs centaines de bars. Moyennant quoi, un réacteur de ce type peut en principe être embarqué sur un avion, c'était même la première application envisagée dans les années 50 (un rêve de militaire : une flotte de bombardiers croisant en permanence aux frontières de l'URSS, pouvant voler des semaines sans ravitaillement en carburant. Projet annulé avec le développement des ICBM).

C'est vrai qu'on trouve assez facilement les argumentaires commerciaux enthousiastes. Quant aux anti, ben, c'est toujours un réacteur nucléaire, donc une invention diabolique. Et pour les acteurs établis constructeurs de REP, c'est une lubie de chercheurs.
Parmi les quelques difficultés à résoudre, j'avais noté :
- corrosion des matériaux ?
- l'U233 est très radioactif (en fait, à cause de traces d'U232 puissant émetteur gamma) et bien plus difficile à manipuler que le combustible nucléaire classique. Mais cela n'empêche pas l'Inde de développer une filière Th/U233(mais pas en sels fondus)
- robustesse à la prolifération ? U233 est utilisable pour une bombe (déjà testé), même si pour la raison précédente, c'est difficile à manipuler
- production de tritium (les neutrons réagissent avec le lithium du fluide)

Pour expliquer la mise à l'écart de cette filière, un argument est surtout que les REP sont arrivés les premiers, ayant bénéficié des investissements massifs dans le nucléaire naval, et il y avait déjà toute une infrastructure d'extraction et traitement de l'uranium.
Les AREVA, Westinghouse, et autres, ne sont pas non plus pressés de développer ce genre de chose qui remettrait en question des dizaines d'années d'investissement dans les REP. Ce sont donc surtout des start-up qui se lancent là dedans.
Quant aux Etats, il n'y a que la Chine qui parait y mettre les moyens.
Affaire à suivre quand même.