Les besoins en eau de refroidissement des centrales thermiques de production dlectricit1SHF 17 octobre 2007 Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Les circuits deau dune centrale thermique

Circuit secondaire

Appoint

Purge

fleuve Circuit primaire Circuit tertiaire

2

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Ordres de grandeur des besoins en eau des circuitsCircuits primaire et secondaire : circuit ferms avec eau dminralise pH contrl, volume deau respectif de 200 et 2000 m3, purges et fuites ventuelles collectes et traites avant rejet, prlvement deau de lordre de 100 000 m3/an. (0,1 Mm3/an) Circuit tertiaire ou circuit de refroidissement : volume deau de 25 50 000 m3 dbit de circulation : 40 50 m3/s prlvement deau : * 40 50 m3/s en circuit ouvert (1000 Mm3/an) * 2 m3/s en circuit ferm avec arorfrigrant (50 Mm3/an)3SHF 17 octobre 2007 Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Le circuit de refroidissement

Le circuit de refroidissement doit vacuer la part dnergie thermique non transforme en nergie mcanique : De lordre de 1800 MWth pour une centrale nuclaire de 900 MWe. Pour vacuer cette puissance thermique, il faut : disposer deau en quantit suffisante (40 50 m3/s, 2 m3/s) ; viser la temprature la plus basse au condenseur pour un rendement maximum ; limiter les impacts thermiques dans le milieu.

4

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Les 19 centrales nuclaires franaisesGravelines

19 centrales 58 tranches en fonctionnementFlamanville

Penly Paluel

Chooz Cattenom

Nogent-sur-Seine St-Laurent Chinon

Fessenheim

REP REP REP 900 MW 1300 MW 1450 MW

Dampierre Belleville

Palier

Civaux Bugey Le Blayais St-Alban Cruas Tricastin

Circuit de refroidissement ferm Circuit de refroidissement ouvert

Golfech

5

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Les besoins quantitatifs en eau : des ordres de grandeur

Centrale nuclaire

Eau prleve Eau vapore [Litres/kWh] [Litres/kWh] 160 0

Circuit ouvert

Circuit ferm

6

2

6

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Les besoins quantitatifs en eau

Quelques donnes 2005 pour le parc EDF (thermique flamme & nuclaire) :Eau prleve Electricit produite Eau prleve/lectricit produite 42 milliards de m3 450 milliards de kWh 94 litres/kWh

7

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Eau prleve par les centrales nuclaires en bord de rivire

Eau prleve en rivire Eau vapore par les arorfrigrants Electricit produite Eau prleve/lectricit produite Eau vapore/lectricit produite

16,5 milliards de m3 0,5 milliards de m3 294 milliards de kWh 56 litres/kWh 1,7 litres/kWh

8

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Eau douce prleve pour diffrents usages (France)

Prlvement (Millions de m3)

Eau potable 8%

Industrie 2117 8%

Irrigation 3284 13% 17% 14%

Electricit 18508 23 18531 71% 0% 57%

Tous usages 26129 6334 32463

Eaux superficielles 2220 Eaux souterraines Total 3746 5966

59% 1458 23% 1107 18% 3575 11% 4391

Pour la production dlectricit : 97,5% de leau est restitue au milieu instantanment Source : Agences de leau, RNDE-Ifen, 2005 Donnes 20029SHF 17 octobre 2007 Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Caractristiques des arorfrigrants - Tirage naturelle ou tirage force (Chinon)

- 75 80 % de lchange thermique se fait par vaporation - 20 25 % par convection

- Evite les pertes deau par entrainement de gouttelettes deau dans le courant dair.

10

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Performances des circuits ferms (1/2)

11

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Performances des circuits ferms (2/2)

- troitement lies aux caractristiques de leau prleve(temprature, proprits physico-chimiques), - appoints et purges permettent de limiter encrassement et entartrage des circuits mais nettoyage physique (filtre, boules abrasives, ) et traitements chimiques (antitartre) ncessaires, - 96 98% de la puissance thermique est vacue via larorfrigrant, - rejets thermiques en rivire faibles : quelques dizimes de degrs en t, voire zro avec des arorfrigrants de purge.

12

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Comparaison circuits Type de refroidissement

Avantages - Pas de consommation deau - Pas de bruit - Pas de panache dans lair - Rendement optimum de la centrale - Dbits prlevs faibles - Impact thermique faible sur la rivire - Rendement bon

Inconvnients

Circuit ouvert

- Dbits prlevs importants - Rejet thermique important mais impact thermique limit au champ proche

Circuit ferm avec arorfrigrants par voie humide

- Consommation deau modre - Panache - Impact visuel de louvrage - Rejets chimiques lis aux traitements - Cots dinvestissements et dexploitation du circuit.

13

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Autres technologies pour les circuits fermsType de refroidissement Avantages Inconvnients

Arorfrigrants humide-sec [Hybride Evaporation/ convection]

- Dbits prlevs faibles - Consommation deau faible - Impact thermique faible sur la rivire - Pas de panache - Pas de dbit prlev - Pas de consommation deau - Pas dimpact thermique sur la rivire - Pas de panache

- Surface au sol importante - Rendement modr - Impact visuel de louvrage - Rejets chimiques lis aux traitements -Energie pour ventilateurs -Bruit (ventilateurs) - Cots dinvestissement levs - Surface au sol trs importante - Impact visuel de louvrage - Rendement faible (dautant plus dgrad quil fait chaud) - Energie pour les ventilateurs - Bruit (ventilateurs) - Cots dinvestissement trs levs [ 5] - Puissance limite [~ 500 MWe] [

Arorfrigrants secs [Echange eau/air de type radiateur Convection]

14

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Conclusions et perspectives- les besoins en eau de refroidissement des centrales thermiques sont importants : 71% de leau prleve en surface mais 97,5% est restitue aux cours deau ; - les circuits de refroidissement utiliss : circuits ouverts ou ferms avec arorfrigrants humides, sont classs parmi les Meilleures Techniques Disponibles selon la Directive Europenne (IPCC) relative la prvention et la rduction intgre de la pollution ; - lexploitant met en uvre des actions de surveillance, maintenance et rnovation de ces installations pour garantir dans la dure leurs performances notamment environnementales ; - des projets de R&D sont mens afin de mieux caractriser limpact des rejets sur le milieu : un Dfi dEDF R&D ; - pour les circuits ferms, des tudes et recherches sont lances afin de diminuer le besoin en eau prleve et aussi dvaluer la faisabilit de systmes de rcupration de leau vapore.15SHF 17 octobre 2007 Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire

Merci pour votre attention

16

SHF 17 octobre 2007

Alain VICAUD - EDF Division Production Nuclaire