Condenseur de l'unité 1 de la centrale nucléaire South Texas Project

South Texas Project Nuclear Power Station
STP Unit 1 Condenser
Severe Calcium Scaling in STP Titanium Tubing
Close Up View of Thickened Calcium Scale Removed at STP
Bill Moye and Rod Wagner of STP

Enlèvement de dépôts de tartre de 96 234 tubes de condenseur

La centrale nucléaire South Texas Project (STP) fut mandatée pour l'exploitation en 1988. L'unité 1 est de base et produit 1 250 mégawatts d'électricité. On compte 96 234 tubes de condenseur en titane, d'un diamètre extérieur de 3/4" par 22 BWG dans le condenseur à plusieurs étages. On savait que les tubes du condenseur étaient souillés par du carbonate de calcium; toutefois, l'étendue de la salissure n'était pas connue avant la mise en arrêt de fonctionnement. Le dernier nettoyage efficace du condenseur de l'unité 1 avait été réalisé cinq années auparavant et de fins dépôts de calcium avaient seulement été observés à ce moment. On sait fort bien que la salissure du condenseur peut avoir un effet considérable sur l'exploitation de l'unité: elle augmente le coût thermique et peut aussi limiter la capacité de production de l'unité. Néanmoins, en raison de la taille et de la capacité d'un condenseur, ainsi que des caractéristiques du transfert de chaleur d'un type de dépôt, la salissure peut passer inaperçue jusqu'à ce que le taux de dépôt atteigne un stade avancé. Ce fut le cas à la centrale nucléaire de South Texas Project à Wadsworth, au Texas.

Les inspections de condenseur révèlent un entartrage considérable

Une fois sur place, les techniciens en nettoyage de CONCO commencent une inspection systématique des tubes du condenseur de l'unité 1. Des échantillons furent prélevés et l'analyse indiqua que les dépôts étaient d'une forme très tenace de carbonate de calcium, ou calcite (CaCO3). La salissure en elle-même étant nuisible pour les performances de l'usine et la turbine sans condensation, elle consiste en général, à STP, en divers degrés de sédiments et de culture biologique, qui vont de l'algue aux polyzoaires, palourdes et moules, dont l'enlèvement n'est pas extraordinairement difficile.

Le tartre de carbonate de calcium, cependant, pose un sérieux problème qui, jusqu'il y a peu, mettait à mal les procédures d'enlèvement standard. Il s'agit d'un composant crystallin se trouvant dans les matériaux tels que le calcaire et le marbre. À STP, un échantillon des tubes fut testé pour déterminer l'épaisseur du CaCO3. L'épaisseur se situait entre 7,6 millièmes de pouce et 31,2 millièmes de pouce, avec une moyenne de 19,06 millièmes de pouce. On conclut que les performances du condenseur de l'unité 1 continuaient à se détériorer en raison de l'accumulation de tartre sur le diamètre intérieur des tubes et des débris bouchant les tubes.

Cal-Buster™ de Conco choisi comme la meilleure technologie de détartrage existante

"Le Cal-Buster™ de Conco est un nettoyeur de tubes unique et rien au monde n'y ressemble" déclare Greg Saxon, Président de Conco Systems. Le nettoyeur, conçu tout spécialement, dispose de deux rangées de quatre roues en carbure montées sur sa circonférence. Ces roues de carbure fonctionnent comme des coupe-verre en entrant en contact avec le tartre de CaCO3. En fonction de l'épaisseur du tartre, un ou plusieurs passages du Cal-Buster™ peuvent être requis pour morceler complètement le lien entre le tartre et la matière du tube. Une fois le tartre fissuré, il est aisément enlevé grâce aux nettoyeurs de tubes C3S ou C4S TruFit™ de Conco qui poussent le tartre hors des lames métalliques. Dans le cas de STP, en raison de la gravité de l'entartrage, sept différentes tailles de Cal-Buster™ furent utilisées pour des diamètres intérieurs allant de 15,7 mm à 17,6 mm.

Le travail d'évacuation du CaCO3 des 96 234 tubes commence

Travaillant par équipes de 8 techniciens se relayant toutes les 12 heures, 24 heures sur 24, cela prit approximativement cinq jours et demi pour nettoyer chaque boîte de circulation. Chaque équipe utilisa quatre systèmes de nettoyage de tube ProSeries™ à deux pistolets de Conco qui propulsaient les nettoyeurs de tubes avec une eau à une pression de 200-300 PSI. Trois systèmes ProSeries™ furent utilisés à l'extrémité d'entrée et une à celle de sortie quand des tirs "aller et retour" étaient nécessaires pour libérer l'éventuel nettoyeur bloqué.

Les deux boîtes de circulation suivantes furent nettoyées semblablement à la première, mais la quatrième présentait un problème supplémentaire. Ici, plus de 50% des tubes étaient complètement bloqués dans les 20 rangées supérieures. Il fut établi que ces tubes pouvaient être nettoyés mais qu'un délai supplémentaire serait nécessaire pour utiliser l'HydroDrill™ de Conco et pour un nettoyage par chasse. L'HydroDrill™ est un système flexible avec des capacités d'utilisation d'axes fixes ou souples et des configurations de fleurets variables. Dans ce scénario, un axe souple fut utilisé avec un fleuret de 16,5 mm pour enlever suffisamment du dépôt et permettre aux Cal-Busters™ de passer. Les mesures de diamètre intérieur des tubes supérieurs allaient de 14,8 mm à 17,5 en raison du tartre de CaCO3. Après nettoyage à l'aide des nettoyeurs Cal-Busters™ et TruFit™, de petites inspections standard furent réalisées et elles indiquèrent que les tubes étaient propres et dénués de dépôts. Les boîtes de circulation restantes furent bien nettoyées à l'aide d'une combinaison de nettoyeurs Cal-Buster™, TruFit™ et occasionnellement d'HydroDrilling au besoin.

Résultats après le nettoyage des tubes

En tout, 5,73 mètres cubes de carbonate de calcium, pour un poids de plus de 2,25 tonnes, furent enlevés des 96 234 tubes de condenseur dans l'unité 1. Suite au détartrage réalisé par Conco, South Texas Project observe une augmentation considérable d'approximativement 3 mégawatts de puissance. Les résultats furent si positifs que South Texas Project recourut à Conco pour le nettoyage de son unité 2, avec des résultats semblables de plus d'1,36 tonne de tartre enlevé.