ISO 26802:2010
(Main)Nuclear facilities — Criteria for the design and the operation of containment and ventilation systems for nuclear reactors
Nuclear facilities — Criteria for the design and the operation of containment and ventilation systems for nuclear reactors
ISO 26802:2010 specifies the applicable requirements related to the design and the operation of containment and ventilation systems of nuclear power plants and research reactors taking into account the following. For nuclear power plants, ISO 26802:2010 addresses only reactors that have a secondary confinement system based on IAEA recommendations. For research reactors, ISO 26802:2010 applies specifically to reactors for which accidental situations can challenge the integrity or leak-tightness of the containment barrier, i.e. in which a high-pressure or -temperature transient can occur and for which the isolation of the containment building and the shut-off of the associated ventilation systems of the containment building is required. The requirements of ISO 26802:2010 apply to research reactors in which the increase of pressure or temperature during accidental situations do not risk damaging the ventilation systems, although the requirements applicable for the design and the use of ventilation systems are given in ISO 17873.
Installations nucléaires — Critères pour la conception et l'exploitation des systèmes de confinement et de ventilation des réacteurs nucléaires
L'ISO 26802:2010 spécifie les exigences relatives à la conception et à l'utilisation des systèmes de confinement et de ventilation des centrales nucléaires de puissance et des réacteurs de recherche, en prenant en compte les considérations suivantes. Pour les centrales nucléaires de puissance, l'ISO 26802:2010 est applicable uniquement aux réacteurs possédant un deuxième système de confinement, conformément aux recommandations de l'AIEA. En ce qui concerne les réacteurs de recherche, l'ISO 26802:2010 est applicable spécifiquement aux réacteurs dont l'intégrité de la barrière de confinement peut être menacée par des situations accidentelles au cours desquelles une élévation transitoire de pression ou de température est susceptible de se produire et où l'isolation de l'enceinte de confinement et l'arrêt des systèmes de ventilation associés sont nécessaires. Pour les réacteurs de recherche dont les systèmes de ventilation n'encourent aucun risque d'endommagement en raison d'une élévation de pression ou de température lors d'une situation accidentelle, l'ISO 17873 est applicable. Cependant, les exigences de l'ISO 26802:2010 peuvent également être satisfaites.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 26802
First edition
2010-08-01
Nuclear facilities — Criteria for the design
and the operation of containment and
ventilation systems for nuclear reactors
Installations nucléaires — Critères pour la conception et l'exploitation
des systèmes de confinement et de ventilation des réacteurs nucléaires
Reference number
©
ISO 2010
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Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Functions ensured by the ventilation system .6
4.1 General .6
4.2 Main functions .7
5 Architecture and description of the different ventilation systems .8
5.1 Ventilation of the volumes within the primary containment envelope .8
5.2 Ventilation of the volumes located within the secondary confinement .10
5.3 Ventilation of the volumes located outside the secondary confinement .10
5.4 Miscellaneous ventilation systems not connected with containment envelopes .11
6 Safety aspects for ventilation systems .11
6.1 General principles .11
6.2 Risk assessment procedure — General.12
6.3 Risk assessment procedure for severe accidents.14
7 Requirements for the design of ventilation systems.15
7.1 Confinement of radioactive material .16
7.2 Filtration .33
7.3 Reactor specificities.35
8 Management of specific risks .38
8.1 Control of combustible gases in the reactor building.38
8.2 Management of ambient conditions .39
8.3 Prevention of risks linked to releases of heat, gases or toxic vapours .41
8.4 Prevention of risks linked to the deposition of matter in ventilation ducts .41
8.5 Prevention of fire hazard .42
8.6 Consideration of external hazards .45
9 Dispositions concerning the management and the operation of the ventilation systems.46
9.1 Organization and operating procedures.46
9.2 Technical operating instructions.46
9.3 Operational management issues .47
9.4 Test procedures and maintenance .47
9.5 Monitoring of the ventilation system.50
9.6 Control of the ventilation system to prevent fire hazards.51
10 Control and instrumentation .53
10.1 Control.53
10.2 Instrumentation .53
10.3 Alarms.54
Annex A (informative) Typical radioactive products in nuclear reactors.55
Annex B (informative) Examples of general confinement concepts for nuclear power reactors.58
Annex C (informative) Examples of safety classification for nuclear power reactors.64
Annex D (informative) Examples of classification of working areas according to radiological
contamination hazard .66
Annex E (informative) Example of classification of types of ventilation, according to radiological
contamination hazard — Recommended ventilation configurations.68
Annex F (informative) Existing requirements for aerosol filters .73
Annex G (informative) Examples of loads to consider during the design of NPP ventilation
systems.78
Annex H (informative) Typical values of leaktightness for containment and ventilation systems
and periodicities of associated controls.79
Annex I (informative) Primary containment envelope status.81
Bibliography .82
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 26802 was prepared by Technical Committee ISO/TC 85, Nuclear energy, Subcommittee SC 2,
Radiological protection.
Introduction
Containment and ventilation systems of nuclear power plants (NPPs) and research reactors ensure the
security of such installations in order to protect the workers, the public and the environment from the
dissemination of radioactive contamination originating from the operations of these installations.
This International Standard applies specifically to systems of confinement and ventilation systems for the
confinement areas of reactors and their specialized buildings (such as command centres and particular areas
for air purging and conditioning). This International Standard is complementary to ISO 17873, which applies
mainly to nuclear fuel cycle installations (e.g. reprocessing plants, nuclear fuel fabrication and examination
laboratories, plutonium handling facilities) and to radioactive waste storage, research facilities and auxiliary
buildings of nuclear reactors.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 26802:2010(E)
Nuclear facilities — Criteria for the design and the operation of
containment and ventilation systems for nuclear reactors
1 Scope
This International Standard specifies the applicable requirements related to the design and the operation of
containment and ventilation systems of nuclear power plants and research reactors, taking into account the
following.
For nuclear power plants, this International Standard addresses only reactors that have a secondary
confinement system based on International Atomic Energy Agency (IAEA) recommendations (see
Reference [10]).
For research reactors, this International Standard applies specifically to reactors for which accidental
situations can challenge the integrity or leak-tightness of the containment barrier, i.e. in which a high-pressure
or high-temperature transient can occur and for which the isolation of the containment building and the shut-
off of the associated ventilation systems of the containment building is required.
For research reactors in which the increase of pressure or temperature during accidental situations will not
damage the ventilation systems, the requirements applicable for the design and the use of ventilation systems
are given in ISO 17873. However, the requirements of this International Standard can also be applied.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 10648-2, Containment enclosures — Part 2: Classification according to leak tightness and associated
checking methods
ISO 17873, Nuclear facilities — Criteria for the design and operation of ventilation systems for nuclear
installations other than nuclear reactors
ICRP 103, The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP
Publication 103, Annals of the ICRP, 37 (2-4), Elsevier
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Accident
3.1.1
design basis accident
DBA
accident conditions against which a facility is designed according to established design criteria, and for which
the damage to the fuel and the release of radioactive material are kept within authorized limits
3.1.2
beyond-design basis accident
BDBA
accident conditions more severe than a design basis accident
3.1.3
severe accident
accident conditions more severe than a design basis accident and involving significant core degradation
3.2
aerosol
solid particles and liquid droplets of all dimensions in suspension in a gaseous fluid
3.3
air exchange rate
ratio between the ventilation air flow rate of a containment enclosure or a compartment, during normal
operating conditions, and the volume of this containment enclosure or compartment
3.4
air conditioning
arrangements that allow sustaining a controlled atmosphere (temperature, humidity, pressure, dust levels, gas
content, etc.) in a defined volume
3.5
balancing damper
control valve
adjustable device inserted in an aerodynamic duct allowing balancing of the fluid flow and/or the pressure of
the fluid during plant operation
3.6
barrier
structural element that defines the physical limits of a volume with a particular radiological environment and
that prevents or limits releases of radioactive substances from this volume
EXAMPLE Nuclear fuel cladding, primary circuit, containment building of a nuclear reactor, containment walls of
auxiliary buildings, filters for some cases.
3.7
cell
shielded enclosure
shielding structure, of fairly large dimensions, possibly leak-tight
See containment enclosure (3.10).
NOTE It is often more practicable to limit the spread of a fire by using fire-resistant walls, and to prevent the spread
of contamination in the adjacent volumes.
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3.8
containment/confinement
arrangement allowing users to maintain separate environments inside and outside an enclosure, blocking the
movement between them of process materials and substances resulting from physical and chemical reactions
that are potentially harmful to workers, to the public, to the external environment, or for the handled products
3.9
containment compartment
CC
compartment of which the walls are able to contain radioactive substances that would be generated by any
plausible fire that breaks out in one of the fire compartments included
NOTE It is often more practicable to limit the spread of a fire by using fire-resistant walls, and to prevent the spread
of contamination in the adjacent volumes.
3.10
containment enclosure
enclosure designed to prevent either the leakage of products contained in the pertinent internal environment
into the external environment, or the penetration of substances from the external environment into the internal
environment, or both simultaneously
See cell (3.7).
NOTE This is a generic term used to designate all kinds of enclosures, including glove boxes, leak-tight enclosures
and shielded cells equipped with remotely operated devices.
3.11
containment envelope
volume allowing the enclosure, and thus the isolation from the environment, of those structures, systems and
components whose failure can lead to an unacceptable release of radionuclides
3.12
containment/confinement system
system constituted of a coherent set of physical barriers and/or dynamic systems intended to confine
radioactive substances in order to ensure the safety of the workers and the public and the protection of the
environment and to avoid releases of radioactive materials in the environment
NOTE According to IAEA definitions, a containment system concerns the containment structure and the associated
systems with the functions of isolation, energy management, and control of radionuclides and combustible gases. This
containment system also protects the reactor against external events and provides radiation shielding during operational
states and accident conditions. These two last functions are not described in this International Standard, due to the
absence of link with the ventilation systems.
3.13
contamination
presence of radioactive substances on or in a material or a human body or any place where they are
undesirable or can be harmful
3.14
decontamination factor
measure of the efficiency achieved by a filtration system and corresponding to the ratio of the radiological
contents of the inlet and outlet of the filtration system
3.15
discharge stack
duct (usually vertical) at the termination of a system, from which the air is discharged to the atmosphere after
control
3.16
dynamic confinement
action allowing, by maintaining a preferential air flow circulation, the limitation of back-flow between two areas
or between the inside and outside of an enclosure, in order to prevent radioactive substances being released
from a given physical volume
3.17
event
unintended occurrence of a hazard leading to potential safety consequences for the plant and in particular for
containment systems
NOTE An event can be internal or external to the plant.
EXAMPLE 1 Internal events:
⎯ human errors;
⎯ loss of coolant accidents (LOCA);
⎯ failures in steam piping systems;
⎯ steam generator tube rupture;
⎯ leakage or failure of a system carrying radioactive fluid;
⎯ fuel handling accident;
⎯ loss of electric power;
⎯ internal missile or explosion;
⎯ fire;
⎯ internal flooding.
EXAMPLE 2 External events:
⎯ aircraft crash;
⎯ external explosion;
⎯ earthquake;
⎯ flood or drought;
⎯ winds and tornados;
⎯ extreme temperature (high and low).
3.18
filter
device intended to trap particles suspended in gases or to trap gases themselves
NOTE A particle filter consists of a filtering medium, generally made of a porous or fibrous material (glass fibre or
paper) fixed within a frame or casing. During the manufacturing process, the filter is mounted in a leak-tight manner in this
frame, using a lute. Gas or vapour filters are generally found in physical or chemical process units where the primary aim
is to trap certain gases. They cover in particular iodine traps (activated charcoal).
3.19
fire area
volume comprising one or more rooms or spaces, surrounded by boundaries (geographical separation)
constructed to prevent the spreading of fire to or from the remainder building for a period of time allowing the
extinction of the fire
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3.20
fire compartment
FC
reference volume delimited by construction elements for which fire resistance has been chosen according to
the plausibility that a fire could break out within this volume or penetrate into it
3.21
fire damper
fire blocking valve
device that is designed to prevent, generally by automatic action under specified conditions, the ingress of fire
through a duct or through the walls of a room
3.22
fire load
heat energy that can be released in the event of a fire involving the whole combustible contents of a volume,
including the surfaces of the walls, partitions, floors and ceilings
3.23
gas cleaning
scrubbing
action that consists of decreasing the content of undesirable constituents in a fluid
EXAMPLE Aerosol filtration, iodine trapping or decay storage of gases.
3.24
iodine trap
scrubbing device, usually based on activated charcoal, intended to remove volatile radioactive components of
radioactive iodine from the air or the ventilation gases
3.25
load
physical static or dynamic phenomena that impact the containment systems during plant life or which can be
associated with postulated internal or external events, or postulated accidents
3.26
negative pressure
depression
difference in pressure between the pressure of a given volume, which is maintained lower than the pressure in
a reference volume or the external ambient pressure
3.27
negative pressure system
regulated ventilation system, which ensures a negative pressure between the ventilated area and an adjoining
zone or the external ambient pressure
3.28
off-gas treatment system
system often associated with the primary circuit, that permits a decrease in the gaseous effluent inventory
prior to its discharge in the atmosphere
NOTE This system might or might not be associated with the room's ventilation systems.
3.29
prefilter
filter fitted upstream from the main air filters to minimize, by removal of large particles, the dust burden on the
latter
3.30
pressure drop
pressure loss in an air stream due to its passing through a section of ductwork or a filter or fittings
3.31
process ventilation system
ventilation system that deals specifically with the active gases and aerosols arising within process equipment
(such as reaction vessels, piping networks, evaporators and furnaces)
NOTE The ventilation of the containment enclosures in which such equipment is generally located (e.g. hot cells,
glove boxes, fume cupboards or high-radioactivity plant rooms) are not considered part of the process ventilation system.
3.32
safety classification
classification of structures, systems and components, including software instrumentation and control,
according to their function and significance with regard to safety
3.33
safety flow rate
flow rate that guarantees air flow through any occasional or accidental opening, sufficient to either limit the
back-flow of contamination (radioactive or other) from the working volume, or to avoid the pollution of clean
products within the working volume
3.34
ventilation
organization of air flow patterns within an installation
NOTE Two systems are commonly used:
⎯ ventilation in series: ventilation of successive premises by transfer of air from one to the next;
⎯ ventilation in parallel: ventilation by distinct networks or premises or group of premises presenting the same
radiological hazard; the term is also used to indicate that the totality of blowing and extraction circuits of each
particular volume is directly connected to the general network (in contrast to ventilation in series).
3.35
ventilation duct
envelope generally of rectangular or circular section, allowing air or gas flow to pass through
3.36
ventilation system
totality of network components such as ducts, fans, filter units and other equipment, that ensures ventilation
and gas cleaning functions as defined in this International Standard
4 Functions ensured by the ventilation system
4.1 General
The ventilation of nuclear reactors enables the improvement of the safety of the workers, general public and
environment and the protection of the safety classified equipment. It plays a role of
⎯ safety, by contributing to keeping the work areas and the environment free of contamination in normal
situations, to mitigating releases during incidental or accidental situations, and to providing adequate
ambient conditions to safety-related components;
⎯ protection of the equipment and the handled products (and thus indirectly to safety), by maintaining the
internal atmosphere in a state (temperature, humidity, physical and chemical properties) compatible with
the proposed operational materials and process conditions.
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4.2 Main functions
The ventilation ensures the main following functions, without ranking.
a) Confinement, by acting in a dynamic manner in order to counteract any defects in the leak tightness of
the static containment consisting of the physical limits of the relevant enclosures. In this case, the
“dynamic” confinement ensured by the ventilation systems has the following two aspects:
⎯ Between equipment, enclosures (or cells) and rooms of the same building (i.e. internal dynamic
confinement), the ventilation ensures a hierarchy of pressure in order to impose a circulation of air
from volumes with a low potential hazard of radioactive contamination to volumes with a high
potential of radioactive contamination hazard. This dynamic confinement is also able to isolate or
circumscribe, to process and to control the contamination as closely as possible to its source, at least
in the reactor building and, therefore, it complements the other systems provided to protect the
workers or the public against the hazards of ionizing radiations [see isolation function b) below].
⎯ At the interface with the environment (i.e. external dynamic confinement), the ventilation system
maintains a significant negative pressure within controlled areas with a high potential radioactive
contamination, in order to avoid uncontrolled releases as well as to direct the gaseous effluents
towards identified release points, and to enable, if needed, their gas cleaning (purification) and
monitoring.
b) Isolation, by closing in a safe and tight way the equipment needed to avoid or limit the spread of the
contamination to the other surrounding volumes and the environment. In particular, this function is
required to maintain the required leak tightness of the reactor building with regard to the activity released
in the reactor building during accidents Ieading to an increase in mass and energy (increase of pressure,
temperature, discharge of vapours and gases) above the design level of the ventilation system's
components.
c) Purification (or gas cleaning), by conveying the collected gases including any dust, aerosols and volatile
components, towards defined and controlled points for collection, processing and elimination where
possible (by using filters, traps, storage for decay, etc.).
d) Monitoring of the installation, by organizing air flows in such a manner as to allow meaningful
measurements in order to demonstrate the suppression of the spread of radioactive components or fire.
Ventilation systems, with or without surveillance monitoring, can also contribute to the improvement of
some radiological protection measures inside rooms by helping to control the background level of natural
radioactivity (radon).
e) Cleaning of the atmosphere of the enclosures or rooms, by renewing the volumes of air within it, in order
to minimize the hazard levels of the corresponding atmosphere (for example, the elimination of any gas
necessary to create the risk of an explosion hazard).
f) Conditioning of the atmosphere of the enclosures or the rooms, to obtain the optimum ambient
conditions for the equipment or to improve the safety of some otherwise hazardous operations.
g) Comfort (conditioning of the work place), by ensuring the processing of the air, the regulation of the
temperature and the relative humidity of the atmosphere of the rooms, in order to maintain their ambient
and hygiene conditions to suit the work that the personnel shall undertake.
According to the results of safety analyses, these functions can be considered important to safety functions.
For example, the achievement of comfort is indirectly a safety function, because “human risks”, which can be
caused by inadequately regulated ambient conditions, are then substantially reduced.
In any event, the confinement of radioactive materials within a nuclear plant, including the control of
discharges and the minimization of releases, is a main safety function that is ensured in normal operational
modes, anticipated operational occurrences, design basis accidents and selected beyond-design basis
accidents. In this context, according to IAEA principles for nuclear power plants (see Reference [12]), severe
accidents should be considered during the design of the confinement function.
According to the concept of in-depth defence, the confinement function is achieved by several barriers and in
some cases by accident mitigation systems that can be ensured by the ventilation system.
5 Architecture and description of the different ventilation systems
5.1 Ventilation of the volumes within the primary containment envelope
5.1.1 General
These systems are located mainly inside the reactor building.
The ventilations systems concerned are
⎯ either designed only for normal situations (see 5.1.2), or
⎯ designed for ensuring both safety and protection function in the event of a design basis accident and may
be located either inside or outside the reactor building, according to the type of reactor design (see 5.1.3).
5.1.2 Ventilation systems designed for normal operations
5.1.2.1 Ventilation systems located inside the reactor building
In these designs, the ventilation systems usually operate for normal operations and they are not generally able
to operate under the conditions of an accident in the reactor building, due to the potentially high pressures and
temperatures that can be reached in the reactor building during such accidents.
These systems ensure three main functions:
⎯ conditioning the atmosphere;
⎯ cleaning the atmosphere of the reactor building when people enter in the reactor building;
⎯ purification of the reactor building atmosphere.
As these systems are used only for normal operations, the associated functions described above are similar to
those developed in ISO 17873 and the corresponding ISO 17873 requirements shall be met.
5.1.2.2 Ventilation systems located outside the reactor building but ventilating its inner atmosphere
These systems usually operate for normal operations and most of the systems are not designed to operate
under the conditions of an accident leading to an increase in mass and energy in the reactor building that
initiates the isolation of the fluid systems. They ensure the following functions:
⎯ internal and external dynamic confinement during normal operations or for minor incidents that do not
lead to an increase in mass and energy in the reactor building;
⎯ purification or gas cleaning of the reactor building atmosphere for minor incidents that do not lead to an
increase in mass and energy in the reactor building;
⎯ monitoring of gases and aerosols in the atmosphere of the reactor building during normal operations or
for minor incidents that do not lead to an increase in mass and energy in the reactor building;
⎯ isolation during accidental situations to maintain the integrity of the primary containment envelope and
leak tightness.
For the first three functions, the systems shall fulfil the corresponding requirements of ISO 17873.
For isolation function during accidental situations, additional leak-tightness requirements for the isolation
valves and ducts shall be fulfilled (see 7.1.4).
8 © ISO 2010 – All rights reserved
5.1.2.3 Ventilation systems used as off-gas treatment systems
These systems are associated with the operation of the components of the primary circuits of the reactor, or
are connected to it, where they remove large quantities of gaseous effluents. The systems ensure the
following functions:
⎯ purification of the process off-gases prior to their discharge into the environment;
⎯ isolation during accident situations in order to rapidly halt radioactive releases to the environment;
⎯ cleaning and protection by avoiding the mixing of gases in the off-gases systems with those of the room's
atmosphere.
The off-gas treatment systems can also be useful during radioactive measurements made at the stack level, in
particular associated with routine release measurements.
5.1.3 Ventilation systems designed for accident conditions
5.1.3.1 General
These systems are designed to cope with accidental conditions and can also deal with normal operations.
Two kinds of systems are described in 5.1.3.2 and 5.1.3.3.
5.1.3.2 Ventilation systems ensuring both safety and protection function in the event of a DBA
These systems may be located either inside or outside the containment. It is necessary that they function in
the event of a DBA in the containment envelope or support buildings.
These systems, depending on their use, may have the following functions:
⎯ cleaning the atmosphere, consisting mainly to reduce the hydrogen by detection and mitigation (e.g.
recombiners, systems for the homogenization or dilution of combustible gases);
⎯ monitoring the atmosphere (pressure, temperature, humidity, hydrogen content, contamination content);
⎯ purification of the atmosphere;
⎯ isolation of radioactive materials contained in the reactor building atmosphere;
⎯ confinement of radioactive products.
In addition to the requirements during normal operations, it is necessary that these ventilation systems fulfil
specific requirements, in particular associated with behaviour and leak-tightness requirements (see 7.1.3).
5.1.3.3 Ventilation systems ensuring a mitigation function in the event of a severe accident (mainly
for NPPs)
These ventilation systems may be located either inside or outside the containment. They can also be used to
clean up the atmosphere following other types of accidents.
They ensure the following functions:
⎯ confinement of radioactive materials;
⎯ isolation of radioactive materials located inside the reactor building;
⎯ purification of the releases;
⎯ cleaning the atmosphere with regard to the management of combustible gases;
⎯ monitoring the atmosphere content in order to be able to manage the severe accident.
These systems function to limit the consequences of a severe accident. It is necessary that these ventilation
systems fulfil very specific requirements, in particular associated with integrity, leak-tightness and filtration
requirements (see 7.3).
5.2 Ventilation of the volumes located within the secondary confinement
The ventilation systems for the volumes within the secondary confinement usually operate during normal and
accidental situations, even during an accident in the reactor building.
The secondary confinement is comprised of all the buildings and rooms that help to collect radioactive
materials in order to filter them. Depending on the design types of the reactors, these buildings are either
specific to the collection of leaks (for example, the annulus space around the reactor building) or designed to
collect leaks in addition to other functions (for example, auxiliary buildings that are designed to collect the
leaks). The system shall contribute to limiting non-filtered leaks from the primary containment envelope
towards the environment. The system can also lead to a positive or negative pressure inside the dedicated
volumes to reach this objective.
With regard to the leaks issued from the primary containment envelope, these ventilation systems shall fulfil
the following functions:
⎯ confinement during accidental situations resulting in the leakages released from the primary containment
envelope that initiate containment radioactive materials, in particular those emerging in non-filtered areas;
⎯ purification of radioactive leakages in order to minimize the releases into the environment.
Depending on the design, the secondary confinement either provides only additional confinement around the
primary containment envelope penetrations and extensions, or completely surrounds the primary containment
envelope. In the latter case, it is necessary that specific requirements be fulfilled by the secondary
confinement: leak tightness, integrity and protection (e.g. against aircraft crashes, missiles) and dynamic
confinement (e.g. ensuring negative pressure in order to cope with severe winds).
Regarding the components or equipment located in these volumes, the ventilation systems shall fulfil the
following additional functions:
⎯ monitoring function;
⎯ cleaning function;
⎯ conditioning function.
For these additional functions, the systems shall fulfil the corresponding ISO 17873 requirements.
5.3 Ventilation of the volumes located outside the secondary confinement
This subclause concerns the ventilation systems that ensure a confinement function for rooms or buildings
that are not specifically designed to collect and filter leaks from the primary containment envelope, associated
with the annex, fuel, waste and effluents treatment buildings. These systems usually operate during normal
and accidental situations, even during an accident in the reactor building. As these systems are not designed
specifically for the reactor itself, the requirements they shall fulfil are specified in ISO 17873.
10 © ISO 2010 – All rights reserved
5.4 Miscellaneous ventilation systems not connected with containment envelopes
5.4.1 Ventilation systems for control rooms
These systems are designed to operate during normal situations and accidental conditions within the reactor
building and auxiliary buildings. According to the design, they are located either within or outside the
secondary confinement.
These systems have the following functions:
⎯ conditioning the atmosphere of the control rooms in order to protect both safety systems (e.g. electronic
and electrical systems) and workers, by giving them adequate comfort;
⎯ protection function by ensuring a positive pressure inside the control room and purification of the inlet air
of the control rooms in order to mitigate and control potential radioactive releases that can enter the
control rooms during an accident.
These two functions participate in the “long-term habitability of the control rooms” function.
As they prevent the ingress of contamination (chemicals, radioactive materials, smoke, gases, etc.), rather
than providing confinement, these systems shall meet special requirements regarding the protection and the
purification function (see 7.2).
Concerning the conditioning function, the requirements given in ISO 17873 shall be fulfilled.
5.4.2 Smoke removal ventilation systems
The smoke removal ventilation systems in contaminated areas shall fulfil the requirements of ISO 17873.
NOTE For smoke removal systems in non-contaminated areas, reference can be made to national or regional
[9]
standards regarding systems for the evaluation of smoke (for example, the EN 12101 series ).
5.4.3 Ventilation systems ensuring the protection of safety systems
These systems are associated with the operation of the safety systems of the reactor, such as electrical power
supply (back-up power and normal), water injection systems, electronic control systems. These systems are
designed to operate whatever the situation in the reactor building. They are also classified as safety systems.
The functions ensured by these systems are
⎯ cleaning function;
⎯ conditioning function.
They shall fulfil the corresponding requirements of ISO 17873. Nevertheless, the conditioning function can be
highlighted for reactors relative to other types of nuclear facilities due to the fact that they can support the
safety systems.
6 Safety aspects for ventilation systems
6.1 General principles
Ventilation systems shall be able to ensure the safety and protection functions defined in the previous clause,
in all normal operations and maintenance conditions. Ventilation systems shall also be able to ensure these
functions or some of these functions during abnormal operating conditions, exceptional intervention or
[10]
accidental situations. According to IAEA principles , severe accidents in nuclear power plants should be
considered during the design of containment systems. In this context, the associated requirements are given
in 7.3.2.
For new research reactors, it is not possible to take severe accidents into consideration during the design of
−7
the containment systems if the probability of the occurrence of such events is extremely low (e.g. P < 10 /y),
or if a sufficient number of in-depth defence lines are implemented.
Before beginning any detailed ventilation design, a hazard assessment shall be made so that design safety
principles and actual targets can be adequately defined. Subclause 6.2 provides an outline of the hazard
assessment process as it relates to ventilation design.
This approach shall be based mainly on the experience derived from the design and operation of existing
reactors and it should apply to the most common types of reactor designs. It addresses the functional aspects
of the containment systems, such as energy management systems or mitigation systems. It also includes
some general recommendations for the features that can be used in new nuclear reactor plants to cope with
severe accidents. Particular care is given to the design of the containment systems, in particular those
aspects affected by loads identification and loads combination.
General recommendations shall be followed during tests and inspections to ensure that the functional
requirements for the ventilation systems can be met throughout the operating life. Design limits and
acceptance criteria, together with the system parameters that should be used to verify them, shall be adopted
in accordance with the safety authorities.
6.2 Risk assessment procedure — General
6.2.1 Preliminary analysis
The design of an appropriate ventilation system requires a preliminary analysis that takes into account the
following.
a) Radiological hazards arising from the materials and operations that lead to the need for the confinement
and purification function of the ventilation systems, with regard to the permitted levels of air and surface
contamination within the building and the air monitoring requirements. This can lead to a classification of
the area with respect to the contamination hazard, as defined in 7.1.5.1. In the event of radiation
exposure hazard (internal and external exposure) for normal operations, a complementary classification
of the installation into radiological areas shall be made according to the recommendations proposed by
ICRP 103.
b) Discharge limits from the ventilation system as a whole, and the scrubbing requirements (if any) prior to
discharge.
c) The need to use the v
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 26802
Première édition
2010-08-01
Installations nucléaires — Critères pour
la conception et l'exploitation des
systèmes de confinement et de
ventilation des réacteurs nucléaires
Nuclear facilities — Criteria for the design and the operation of
containment and ventilation systems for nuclear reactors
Numéro de référence
©
ISO 2010
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Fonctions assurées par le système de ventilation .6
4.1 Généralités .6
4.2 Principales fonctions assurées .7
5 Architecture et description des différents systèmes de ventilation .8
5.1 Ventilation des volumes à l'intérieur de la première enveloppe de confinement.8
5.2 Ventilation des volumes situés à l'intérieur du confinement secondaire .10
5.3 Ventilation des volumes situés à l'extérieur de la deuxième enveloppe de confinement.11
5.4 Divers systèmes de ventilation non connectés aux enveloppes de confinement .11
6 Aspects de sûreté des systèmes de ventilation .12
6.1 Principes généraux .12
6.2 Procédure d'évaluation des risques — Généralités .12
6.3 Procédure d'évaluation des risques — Accidents graves .15
7 Exigences pour la conception des systèmes de ventilation .16
7.1 Confinement des matières radioactives .16
7.2 Filtration .34
7.3 Spécificités des réacteurs .37
8 Gestion des risques spécifiques .40
8.1 Surveillance des gaz combustibles dans le bâtiment réacteur.40
8.2 Gestion des conditions d'ambiance .40
8.3 Prévention des risques liés aux dégagements thermiques et aux rejets de gaz ou de
vapeurs toxiques .43
8.4 Prévention contre les dépôts de matières dans les conduits de ventilation.43
8.5 Prévention des risques d'incendie .43
8.6 Prise en compte des risques d'origine externe.47
9 Dispositions relatives à l'exploitation et à la conduite des systèmes de ventilation.48
9.1 Organisation et procédures d'exploitation .48
9.2 Règles générales d'exploitation.48
9.3 Exigences relatives à l'exploitation.49
9.4 Modes opératoires d'essais et de maintenance.49
9.5 Surveillance du système de ventilation .53
9.6 Conduite du système de ventilation pour prévenir le risque d'incendie.53
10 Contrôle commande et instrumentation .55
10.1 Contrôle commande.55
10.2 Instrumentation .56
10.3 Alarmes.57
Annexe A (informative) Produits radioactifs généralement rencontrés dans les réacteurs
nucléaires.58
Annexe B (informative) Exemples de concepts généraux du confinement dans les centrales
nucléaires de puissance.61
Annexe C (informative) Systèmes de classification de sûreté pour les centrales nucléaires de
puissance .67
Annexe D (informative) Exemples de classification des zones de travail selon les risques de
contamination radiologique.69
Annexe E (informative) Exemple de classification des types de ventilation en fonction des risques
de contamination radiologique — Recommandations concernant la configuration des
systèmes de ventilation .71
Annexe F (informative) Exigences existantes relatives aux filtres à particules .76
Annexe G (informative) Exemples de charges à prendre en compte lors de la conception des
systèmes de ventilation des réacteurs nucléaires de puissance.81
Annexe H (informative) Valeurs indicatives d'étanchéité pour les systèmes de confinement et de
ventilation, et périodicité des contrôles associés.82
Annexe I (informative) État de la première enveloppe de confinement.84
Bibliographie .85
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 26802 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85, Énergie nucléaire, sous-comité SC 2,
Radioprotection.
Introduction
Les systèmes de confinement et de ventilation des réacteurs nucléaires assurent les fonctions de sûreté afin
de protéger les travailleurs, le public et l'environnement contre la dispersion de la contamination radioactive
provenant des procédés mis en œuvre dans ces installations.
La présente Norme internationale concerne principalement les systèmes de confinement et de ventilation des
enceintes de confinement des réacteurs et des bâtiments qui leurs sont spécifiques (tels que salles de
commande, conditionnement et épuration de locaux particuliers). Elle complète l'ISO 17873, qui est applicable
principalement aux installations du cycle du combustible nucléaire (par exemple usines de retraitement,
laboratoires de fabrication et d'examen des combustibles nucléaires, installations de traitement du plutonium,
etc.), à l'entreposage des déchets radioactifs, aux installations de recherche et aux bâtiments auxiliaires des
réacteurs nucléaires.
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NORME INTERNATIONALE ISO 26802:2010(F)
Installations nucléaires — Critères pour la conception et
l'exploitation des systèmes de confinement et de ventilation
des réacteurs nucléaires
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences relatives à la conception et à l'utilisation des
systèmes de confinement et de ventilation des centrales nucléaires de puissance et des réacteurs de
recherche, en prenant en compte les considérations suivantes.
Pour les centrales nucléaires de puissance, la présente Norme internationale est applicable uniquement aux
réacteurs possédant un deuxième système de confinement, conformément aux recommandations de l'AIEA
(voir Référence [10]).
En ce qui concerne les réacteurs de recherche, la présente Norme internationale est applicable
spécifiquement aux réacteurs dont l'intégrité de la barrière de confinement peut être menacée par des
situations accidentelles au cours desquelles une élévation transitoire de pression ou de température est
susceptible de se produire et où l'isolation de l'enceinte de confinement et l'arrêt des systèmes de ventilation
associés sont nécessaires.
Pour les réacteurs de recherche dont les systèmes de ventilation n'encourent aucun risque
d'endommagement en raison d'une élévation de pression ou de température lors d'une situation accidentelle,
l'ISO 17873 est applicable. Cependant, les exigences de la présente Norme internationale peuvent également
être satisfaites.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence (y compris les éventuels amendements) s'applique.
ISO 10648-2, Enceintes de confinement — Partie 2: Classification selon leur étanchéité et méthodes de
contrôle associées
ISO 17873, Installations nucléaires — Critères pour la conception et l'exploitation des systèmes de ventilation
des installations nucléaires autres que les réacteurs nucléaires
CIPR 103, The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP
Publication 103, Annals of the ICRP, 37 (2-4), Elsevier
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1 Accident
3.1.1
accident de dimensionnement
situation accidentelle prise en compte lors de la conception, selon des critères préétablis, et pour laquelle les
dommages subis par le combustible et le rejet de matières radioactives restent inférieurs à des limites
autorisées
3.1.2
accident hors dimensionnement
AHD
accident plus grave qu'un accident de dimensionnement
3.1.3
accident grave
accident plus grave qu'un accident de dimensionnement impliquant une dégradation significative du cœur
3.2
aérosol
particules solides et gouttelettes liquides de toutes dimensions en suspension dans un fluide gazeux
3.3
taux de renouvellement de l'air
rapport entre le débit d'air de la ventilation d'une enceinte de confinement ou d'un local, pendant les
conditions de fonctionnement normales, et le volume de cette enceinte de confinement ou de ce local
3.4
conditionnement d'air
dispositions permettant le maintien d'une atmosphère contrôlée (température, humidité, pression, niveaux
d'empoussièrement, teneur en gaz, etc.) au sein d'un volume défini
3.5
registre
vanne de réglage
dispositif réglable inséré dans une conduite aérodynamique permettant l'équilibrage du débit de fluide et/ou
de sa pression pendant le fonctionnement de l'installation
3.6
barrière
élément structurel définissant les limites physiques d'un volume dans lequel règne un environnement
radiologique particulier et empêchant ou limitant la libération de substances radioactives de ce volume
EXEMPLE Gainage du combustible nucléaire, circuit primaire, enceinte de confinement d'un réacteur nucléaire,
parois de confinement des bâtiments auxiliaires, filtres dans certains cas.
3.7
cellule
enceinte blindée
enceinte munie d'écrans de protection, de dimensions importantes, éventuellement étanche
Voir enceinte de confinement (3.10).
NOTE Il est souvent plus facile de limiter la propagation d'un incendie à l'aide de parois coupe-feu et d'éviter la
propagation de la contamination aux volumes adjacents.
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3.8
confinement
dispositions permettant de maintenir des environnements séparés à l'intérieur ou à l'extérieur d'une enceinte,
empêchant les transferts entre les deux milieux des substances résultant de réactions physico-chimiques
potentiellement dangereuses soit pour le personnel, le public ou l'environnement, soit pour les produits
manipulés
3.9
secteur de confinement
SC
secteur dont les murs ont la capacité de confiner les matières radioactives qui seraient engendrées par tout
incendie pouvant se déclarer de manière plausible dans l'un des secteurs de feu qu'il contient
NOTE Il est souvent plus facile de limiter la propagation d'un incendie à l'aide de parois coupe-feu et d'éviter la
propagation de la contamination aux volumes adjacents.
3.10
enceinte de confinement
enceinte conçue pour empêcher la fuite de produits contenus dans l'environnement interne concerné vers
l'environnement extérieur, ou la pénétration de substances de l'environnement extérieur vers l'environnement
interne, ou les deux simultanément
Voir cellule (3.7).
NOTE Il s'agit là d'un terme générique servant à désigner tous les types d'enceintes, y compris les boîtes à gants, les
enceintes étanches et les cellules blindées équipées de moyens de manipulation à distance.
3.11
enveloppe de confinement
volume permettant l'enveloppement, et donc l'isolement, de l'environnement, des structures, des systèmes et
des composants dont la défaillance pourrait mener à une libération inacceptable de radionucléides
3.12
système de confinement
système constitué d'un ensemble cohérent de barrières et/ou de systèmes dynamiques prévus pour confiner
les substances radioactives, permettant d'assurer la sûreté du personnel et du public et la protection de
l'environnement, et d'éviter le rejet de matières radioactives dans l'environnement
NOTE Selon la définition de l'AIEA, un système de confinement comprend la structure de confinement et les
systèmes associés aux fonctions d'isolement, de gestion de l'énergie et de contrôle des radionucléides et des gaz
combustibles. Ce système de confinement protège également le réacteur contre les événements extérieurs et fournit une
protection contre les rayonnements en fonctionnement normal et en conditions accidentelles. Ces deux dernières
fonctions ne sont pas décrites dans la présente Norme internationale, car elles ne présentent aucun lien avec les
systèmes de ventilation.
3.13
contamination
présence de substances radioactives dans ou sur une matière ou le corps humain, ou dans tout lieu où elles
sont indésirables ou pourraient être nocives
3.14
facteur de décontamination
coefficient d'épuration
indice de mesure de l'efficacité obtenue au moyen d'un dispositif filtrant et correspondant au rapport des
concentrations radiologiques mesurées en amont et en aval du dispositif filtrant
3.15
cheminée de rejet radioactif
conduit (généralement vertical) disposé en sortie du système de ventilation par lequel s'effectuent les rejets
gazeux vers l'atmosphère après contrôle
3.16
confinement dynamique
action permettant, grâce à une circulation maîtrisée de l'air, de limiter les rétrodiffusions entre deux volumes
ou entre l'intérieur et l'extérieur d'une enceinte, de manière à éviter le rejet des substances radioactives hors
d'un volume physique donné
3.17
événement
apparition inattendue d'un phénomène dangereux ayant des conséquences potentielles en matière de sûreté
de l'installation et plus particulièrement des systèmes de confinement
NOTE Un événement peut être interne ou externe à l'installation.
EXEMPLE 1 Événements internes:
⎯ erreurs humaines;
⎯ accidents de perte de réfrigérant primaire (APRP);
⎯ défaillance des circuits de vapeur;
⎯ rupture d'un tube du générateur de vapeur;
⎯ fuite ou défaillance d'un circuit contenant un fluide radioactif;
⎯ accident de manutention du combustible;
⎯ perte de puissance électrique;
⎯ missile interne ou explosion;
⎯ incendie;
⎯ inondation interne.
EXEMPLE 2 Événements externes:
⎯ chute d'avion;
⎯ explosion extérieure;
⎯ séisme;
⎯ inondation ou sécheresse;
⎯ vents et tornades;
⎯ températures extrêmes (hautes et basses).
3.18
filtre
dispositif visant à piéger les particules suspendues dans un gaz ou dans un fluide ou à épurer les gaz
eux-mêmes
NOTE Un filtre à particules est constitué d'un media filtrant, généralement réalisé à partir d'un matériau de structure
poreuse ou à base de fibres (papier ou fibre de verre) maintenu dans un cadre ou un caisson. Le filtre est monté de
manière étanche dans son cadre ou son caisson, lors du processus de fabrication, au moyen d'un lut. Un filtre à gaz ou à
vapeurs consiste généralement en un adsorbant physique ou chimique destiné à piéger les gaz, vapeurs, solvants ou
autres composés volatils. Il inclut en particulier les pièges à iode (charbon activé).
3.19
zone de feu
volume comprenant un ou plusieurs locaux ou espaces, entourés de limites (espaces dégagés), mis en place
pour empêcher la propagation du feu vers ou depuis le reste du bâtiment, pendant une durée permettant
l'extinction de l'incendie
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3.20
secteur de feu
SF
volume de référence délimité par des éléments de construction dont le degré de résistance au feu a été choisi
en fonction de l'incendie considéré comme plausible qui s'y déclarerait ou qui y pénètrerait
3.21
registre coupe-feu
clapet coupe-feu
dispositif conçu pour empêcher, en général automatiquement en réponse à des conditions spécifiées, la
progression du feu à travers une conduite ou les parois d'un local
3.22
charge calorifique
énergie thermique pouvant être libérée si l'ensemble du contenu d'un volume brûlait, murs, cloisons,
planchers et plafonds compris
3.23
épuration des gaz
lavage
action consistant à diminuer la quantité de composants indésirables contenus dans un fluide
EXEMPLE Filtration des aérosols, piégeage des iodes et stockage pour décroissance des gaz.
3.24
piège à iode
dispositif d'épuration, généralement à base de charbon actif, servant à éliminer de l'air ou des gaz de
ventilation les composants radioactifs volatils de l'iode radioactif
3.25
charge
phénomène statique ou dynamique s'appliquant sur les systèmes de confinement au cours de la vie de
l'installation ou pouvant être associé aux événements internes et externes pris en compte ou aux accidents
pris en compte
3.26
pression négative
dépression
différence de pression entre la pression d'un volume défini, maintenue à une valeur inférieure, et celle d'un
volume de référence ou la pression atmosphérique ambiante extérieure
3.27
système de pression négative
système de dépression
système de ventilation régulée assurant une dépression entre la zone ventilée et les zones adjacentes ou la
pression ambiante extérieure
3.28
système de traitement des effluents gazeux
système associé au circuit primaire permettant de réduire la quantité d'effluents gazeux avant leur évacuation
dans l'atmosphère
NOTE Ce système peut être associé ou non aux systèmes de ventilation du local.
3.29
préfiltre
dispositif filtrant, disposé en amont des filtres principaux, permettant de minimiser, par piégeage des
particules de grandes dimensions, l'empoussièrement des filtres principaux
3.30
perte de charge
perte de pression dans un flux d'air du fait de son écoulement dans une conduite, dans un filtre ou dans des
raccords
3.31
système de ventilation procédé
système de ventilation dont l'objet est de traiter spécifiquement les gaz et aérosols produits au sein des
équipements de procédé (par exemple fours, réacteurs chimiques, tuyauteries de procédé, évaporateurs)
NOTE Les systèmes de ventilation des enceintes de confinement contenant ces équipements (cellules, boîtes à
gants, hottes ventilées, locaux) ne sont pas à considérer comme des systèmes de ventilation procédé.
3.32
classification de sûreté
classification des structures, des systèmes et des composants, instrumentation et contrôle commande
compris, selon leur fonction et leur importance en matière de sûreté
3.33
débit de sécurité
débit garantissant un flux d'air à travers toute ouverture occasionnelle ou accidentelle, suffisant pour limiter la
rétrodiffusion des produits contaminants (radioactifs ou autres) hors du volume de travail ou pour éviter la
pollution des produits manipulés à l'intérieur de ce volume
3.34
ventilation
organisation des écoulements d'air au sein d'une installation
NOTE Deux types de systèmes sont généralement utilisés:
⎯ ventilation en série: ventilation de locaux successifs par transfert de l'air de l'un à l'autre;
⎯ ventilation en parallèle: ventilation par des réseaux distincts de locaux ou de groupes de locaux présentant les
mêmes risques radiologiques et/ou toxiques; terme également employé pour indiquer que la totalité des circuits
d'alimentation et d'extraction de chaque volume particulier est directement connectée au réseau général
(contrairement à la ventilation en série).
3.35
conduit de ventilation
enveloppe, généralement de section rectangulaire ou circulaire, permettant le passage d'air ou d'un autre gaz
3.36
système de ventilation
ensemble des composants d'un réseau incluant les conduits, les ventilateurs, les dispositifs filtrants et les
autres équipements contribuant aux fonctions de ventilation et d'épuration tels que définies dans le présente
Norme internationale
4 Fonctions assurées par le système de ventilation
4.1 Généralités
La ventilation des réacteurs nucléaires permet d'améliorer la sûreté du personnel, du public et de
l'environnement, et la protection des équipements classés de sûreté. Elle joue donc un rôle de:
⎯ sûreté, en contribuant à maintenir les zones de travail et l'environnement hors d'atteinte de la
contamination dans les situations normales et à limiter les rejets lors de situations incidentelles ou
accidentelles, et en fournissant les conditions ambiantes appropriées aux composants se rapportant à la
sûreté;
6 © ISO 2010 – Tous droits réservés
⎯ protection du matériel et des produits manipulés (donc sûreté, indirectement), en maintenant
l'atmosphère interne dans un état (température, humidité, propriétés physico-chimiques) compatible avec
les conditions de fonctionnement requises des équipements et des procédés.
4.2 Principales fonctions assurées
La ventilation assure les fonctions principales suivantes, sans ordre hiérarchique.
a) De confinement, en agissant de manière dynamique pour pallier les défauts d'étanchéité du confinement
statique constitué par les limites physiques des volumes considérés. Dans ce cas, le confinement
«dynamique» assuré par les systèmes de ventilation, revêt les deux aspects suivants.
⎯ Entre équipements, enceintes (ou cellules) et locaux d'un même bâtiment (confinement dynamique
interne), la ventilation assure une hiérarchie des pressions de manière à imposer un sens de
circulation de l'air, allant des volumes présentant un faible danger potentiel de contamination
radioactive vers ceux présentant un danger potentiel élevé de contamination radioactive. Le
confinement dynamique permet également de pouvoir circonscrire, traiter et surveiller la
contamination au plus près de la source émettrice, au moins dans le bâtiment réacteur, et donc de
compléter les autres dispositions de protection du personnel ou du public contre les rayonnements
ionisants [voir la fonction d'isolement b) ci-dessous].
⎯ Vis-à-vis de l'environnement (confinement dynamique externe), le système de ventilation maintient
une dépression significative à l'intérieur des zones contrôlées présentant un risque potentiel de
contamination radioactive, de manière à éviter les rejets incontrôlés vers l'extérieur et à faire
converger les effluents gazeux vers les points de rejet identifiés et, le cas échéant, permettre
l'épuration des gaz et leur contrôle.
b) D'isolement, en fermant de manière sûre et étanche le dispositif permettant d'éviter ou de limiter la
propagation de la contamination aux volumes voisins et à l'environnement. En particulier, cette fonction
doit maintenir l'étanchéité du bâtiment réacteur au niveau requis pour faire face à l'activité libérée dans le
bâtiment réacteur durant des accidents qui conduisent à la libération de masse et d'énergie
(accroissement de pression et température, relâchement de gaz et vapeurs) à un niveau supérieur au
dimensionnement des systèmes de ventilation.
c) D'épuration, en dirigeant les gaz collectés en des emplacements définis et contrôlés, y compris les
poussières, aérosols et les composés volatils, en vue de leur collecte, leur traitement et leur élimination,
lorsque cela est possible (à l'aide de filtres, pièges, stockage pour décroissance, etc.).
d) De surveillance de l'installation, par l'organisation des débits d'air de manière à permettre des
mesurages significatifs mettant en évidence la suppression de la dissémination des matières radioactives
ou d'un incendie. Les systèmes de ventilation, avec ou sans surveillance, peuvent également contribuer à
l'amélioration de certaines mesures radiologiques à l'intérieur des locaux, en aidant au contrôle du bruit
de fond de la radioactivité naturelle (radon).
e) D'assainissement de l'atmosphère des enceintes ou locaux, par renouvellement de l'air des volumes
considérés, en vue de minimiser les niveaux de risques associés à l'atmosphère correspondante (par
exemple par l'élimination des gaz susceptibles d'entraîner un risque d'explosion).
f) De conditionnement de l'atmosphère des enceintes ou des locaux, en vue d'obtenir des conditions
d'ambiance optimales pour le fonctionnement des équipements ou d'améliorer la sûreté de certaines
opérations dangereuses.
g) De confort (conditionnement des espaces de travail), en assurant le traitement de l'air, la régulation de la
température et de l'humidité relative de l'atmosphère des locaux, en vue de maintenir les conditions
ambiantes adaptées au travail devant être effectué par le personnel.
Selon les résultats des analyses de sûreté, ces fonctions peuvent être considérées comme étant des
fonctions de sûreté. Par exemple, la réalisation de la fonction de confort a, indirectement, un rôle de sûreté,
car elle permet de réduire de manière significative les risques «d'erreurs humaines» pouvant être induits par
des conditions ambiantes inadaptées.
En tout état de cause, le confinement des matières radioactives dans une centrale nucléaire, y compris la
surveillance des rejets et leur minimisation, est une fonction principale de sûreté à assurer aussi bien pour les
conditions normales de fonctionnement que pour toutes les situations dégradées correspondant aux accidents
de dimensionnement et hors dimensionnement. Dans ce cadre, conformément aux recommandations de
l'AIEA (voir Référence [12]), il convient de considérer les accidents graves lors de la conception de la fonction
de confinement.
Selon le concept de défense en profondeur, la fonction de confinement est réalisée par plusieurs barrières et,
dans certains cas, par une mitigation des accidents que le système de ventilation peut assurer.
5 Architecture et description des différents systèmes de ventilation
5.1 Ventilation des volumes à l'intérieur de la première enveloppe de confinement
5.1.1 Généralités
Ces systèmes sont principalement situés à l'intérieur du bâtiment réacteur.
Les systèmes de ventilation concernés sont
⎯ soit conçus uniquement pour des situations normales (voir 5.1.2),
⎯ soit conçus pour assurer à la fois les fonctions de sûreté et de protection dans le cas d'un accident de
dimensionnement; ils peuvent alors être à l'intérieur ou à l'extérieur du bâtiment réacteur, selon les types
de réacteurs (voir 5.1.3).
5.1.2 Systèmes de ventilation conçus pour un fonctionnement normal
5.1.2.1 Systèmes de ventilation situés à l'intérieur du bâtiment réacteur
Dans cette configuration, les systèmes de ventilation sont en service en général pendant le fonctionnement
normal et ne sont généralement pas capables de fonctionner dans des conditions accidentelles dans le
bâtiment réacteur du fait des conditions de pression et température élevées pouvant y être atteintes lors de
tels accidents.
Ces systèmes assurent trois fonctions principales:
⎯ conditionnement de l'atmosphère;
⎯ assainissement de l'atmosphère du bâtiment réacteur lorsque le personnel pénètre dans celui-ci;
⎯ épuration de l'atmosphère du bâtiment réacteur.
Comme ces systèmes ne sont utilisés qu'en fonctionnement normal, les fonctions associées décrites
ci-dessus sont similaires à celles développées dans l'ISO 17873 et les exigences correspondantes de
l'ISO 17873 doivent être satisfaites.
5.1.2.2 Systèmes de ventilation situés à l'extérieur du bâtiment réacteur mais ventilant son
atmosphère intérieure
Ces systèmes fonctionnent en général pendant le fonctionnement normal et la plupart ne sont pas conçus
pour fonctionner dans les conditions d'un accident entraînant une augmentation de la masse et de l'énergie
dans le bâtiment réacteur amenant à l'isolement des circuits de fluides. Ils assurent les fonctions suivantes:
⎯ de confinement dynamique interne et externe en fonctionnement normal ou lors d'incidents mineurs
n'entraînant pas une augmentation de la masse et de l'énergie dans le bâtiment réacteur;
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⎯ d'épuration de l'atmosphère du bâtiment réacteur lors d'incidents mineurs n'entraînant pas une
augmentation de la masse et de l'énergie dans le bâtiment réacteur;
⎯ de surveillance des gaz et des aérosols dans l'atmosphère du bâtiment réacteur en fonctionnement
normal ou lors d'incidents mineurs n'entraînant pas une augmentation de la masse et de l'énergie dans le
bâtiment réacteur;
⎯ d'isolement pendant les situations accidentelles, pour maintenir l'intégrité et l'étanchéité de la première
enveloppe de confinement.
Pour les trois premières fonctions, les systèmes doivent satisfaire aux exigences correspondantes de
l'ISO 17873.
Pour la fonction d'isolement lors de situations accidentelles, les exigences supplémentaires pour les vannes
et les conduites d'isolement doivent être satisfaites (voir 7.1.4).
5.1.2.3 Systèmes de ventilation utilisés comme systèmes de traitement des effluents gazeux
Ces systèmes sont associés au fonctionnement des composants des circuits primaires du réacteur, ou y sont
connectés, et ils évacuent de grandes quantités d'effluents gazeux. Ils assurent les fonctions suivantes:
⎯ d'épuration des effluents gazeux du procédé avant leur rejet dans l'environnement;
⎯ d'isolement pendant les situations accidentelles, afin d'isoler de façon sûre et rapide les rejets radioactifs
vers l'environnement;
⎯ d'assainissement et de protection, en évitant le mélange entre d'une part des volumes à forte teneur en
hydrogène à l'intérieur des circuits d'effluents gazeux, d'autre part l'atmosphère des locaux.
Les systèmes de traitement des effluents gazeux peuvent également être utilisés comme moyen de mesurage
de la contamination dans les cheminées, en particulier pour le mesurage de rejets en routine.
5.1.3 Systèmes de ventilation conçus pour les conditions accidentelles
5.1.3.1 Généralités
Ces systèmes sont conçus pour faire face aux situations accidentelles et peuvent également fonctionner en
conditions normales. On distingue deux types de systèmes, décrits en 5.1.3.2 et 5.1.3.3.
5.1.3.2 Systèmes de ventilation assurant à la fois des fonctions de sûreté et de protection dans le
cas d'un accident de dimensionnement
Ces systèmes peuvent être situés à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enceinte de confinement. Ils doivent
fonctionner dans le cas d'un accident de dimensionnement dans l'enveloppe de confinement ou dans les
bâtiments support.
Selon leur utilisation, ces systèmes peuvent avoir les fonctions suivantes:
⎯ d'épuration de l'atmosphère, consistant principalement en la prévention, la détection et la limitation du
risque lié à l'hydrogène (par exemple les recombineurs, les systèmes d'homogénéisation ou de dilution
des gaz combustibles);
⎯ de surveillance de l'atmosphère (pression, température, humidité, teneur en hydrogène, contamination);
⎯ d'épuration de l'atmosphère;
⎯ d'isolement des matériaux radioactifs contenus dans l'atmosphère du bâtiment réacteur;
⎯ de confinement des produits radioactifs.
En plus des exigences relatives au fonctionnement normal, ces systèmes de ventilation doivent satisfaire à
des exigences spécifiques, en particulier aux exigences de comportement et d'étanchéité (voir 7.1.3).
5.1.3.3 Systèmes de ventilation assurant une fonction de limitation des conséquences dans le cas
d'un accident grave (pour centrales nucléaires principalement)
Ces systèmes de ventilation peuvent être disposés à l'intérieur ou à l'extérieur de l'enceinte de confinement.
Ils peuvent également être utilisés pour épurer l'atmosphère après d'autres types d'accidents.
Ils assurent les fonctions suivantes:
⎯ de confinement des produits radioactifs;
⎯ d'isolement des matières radioactives contenues dans le bâtiment réacteur;
⎯ d'épuration des rejets;
⎯ d'épuration de l'atmosphère dans le cadre de la gestion des gaz combustibles;
⎯ de surveillance du contenu de l'atmosphère afin de pouvoir gérer l'accident grave.
Ces fonctions sont utilisées pour limiter les conditions d'accident grave. Pour réaliser ces fonctions, ces
systèmes de ventilation doivent satisfaire à des exigences très spécifiques, en particulier aux exigences
d'intégrité, d'étanchéité et de filtration (voir 7.3).
5.2 Ventilation des volumes situés à l'intérieur du confinement secondaire
Les systèmes de ventilation des volumes situés dans le confinement secondaire fonctionnent en général
pendant les situations normales et accidentelles, même lors d'un accident dans le bâtiment réacteur.
Le confinement secondaire comprend tous les bâtiments et les locaux permettant de récupérer les matières
radioactives pour les filtrer. Selon les types de réacteurs, ces bâtiments sont soit spécifiques à la récupération
des fuites (par exemple espace annulaire autour du bâtiment réacteur), soit conçus pour récupérer les fuites
en plus d'autres fonctions (par exemple bâtiments auxiliaires, lorsqu'ils sont conçus pour récupérer les fuites).
Le dispositif doit contribuer à limiter les fuites non filtrées de la première enveloppe de confinement dans
l'environnement. La réalisation de cet objectif peut nécessiter le maintien d'une surpression ou d'une
dépression dans les locaux concernés.
Au regard des fuites provenant de la première enveloppe de confinement, ces systèmes de ventilation doivent
remplir les fonctions suivantes:
⎯ de confinement, lors des situations accidentelles impliquant le confinement de matières radioactives, en
particulier celles issues de volumes non filtrés;
⎯ d'épuration des fuites radioactives afin de minimiser les rejets dans l'environnement.
Selon la conception, le confinement secondaire fournit uniquement un confinement supplémentaire autour des
traversées et des extensions de la première enveloppe de confinement, ou englobe complètement la première
enveloppe de confinement. Dans le deuxième cas, le confinement secondaire doit satisfaire aux exigences
spécifiques d'étanchéité, d'intégrité et de protection (par exemple contre les chutes d'avion, les missiles) et de
confinement dynamique (par exemple dépression assurée afin de faire face aux conditions de vents
extrêmes).
En considération des composants ou des équipements situés dans ces volumes, les systèmes de ventilation
doivent remplir les fonctions supplémentaires suivantes:
⎯ de surveillance;
⎯ d'épuration;
⎯ de conditionnement.
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Pour ces fonctions supplémentaires, les systèmes doivent satisfaire aux exigences correspondantes de
l'ISO 17873.
5.3 Ventilation des volumes situés à l'extérieur de la deuxième enveloppe de confinement
Cela concerne les systèmes de ventilation assurant une fonction de confinement des bâtiments ou des locaux
qui ne sont pas spécifiquement destinés à collecter et à filtrer les fuites de la première enveloppe de
confinement, tels que les bâtiments auxiliaires, les bâtiments de stockage du combustible, les bâtiments
d'entreposage des déchets et les stations de traitement des effluents. Ces systèmes fonctionnent
généralement lors des situations normales ou accidentelles, même lors d'un accident dans le bâtiment
réacteur. Comme ces systèmes ne sont pas spécifiquement conçus pour le réacteur lui-même, les exigences
qu'ils doivent satisfaire sont spécifiées dans l'ISO 17873.
5.4 Divers systèmes de ventilation non connectés aux enveloppes de confinement
5.4.1 Systèmes de ventilation pour les salles de commande
Ces systèmes sont conçus pour fonctionner pendant les situations normales et dans les conditions
accidentelles à l'intérieur du bâtiment réacteur et des bâtiments auxiliaires. Selon la conception, ils sont situés
à l'intérieur ou à l'extérieur du confinement secondaire.
Ces systèmes assurent les fonctions suivantes:
⎯ de conditionnement de l'atmosphère des salles de commande, afin de protéger les systèmes de sûreté
(par exemple systèmes électroniques et électriques) et le personnel en lui fournissant un niveau de
confort approprié;
⎯ de protection, en assurant une surpression à l'intérieur de la salle de commande et l'épuration de l'air
entrant dans les salles de commande, afin de limiter et de contrôler les rejets radioactifs potentiels
pouvant pénétrer dans les salles de commande lors d'un accident.
Ces deux fonctions participent à la fonction «d'habitabilité à long terme des salles de commande».
Comme ils empêchent l'entrée de la contamination (produits chimiques, matières radioactives, fumées, gaz,
etc.), plutôt que de fournir un confinement, ces systèmes doivent satisfaire aux exigences spéciales des
fonctions de protection et d'épuration (voir 7.2).
En ce qui concerne la fonction de conditionnement, les exigences de l'ISO 17873 doivent être satisfaites.
5.4.2 Systèmes de ventilation pour l'évacuation des fumées
Les systèmes d'évacuation des fumées de zones contaminées doivent satisfaire aux exigences de
l'ISO 17873.
NOTE Pour les systèmes d'évacuation des fumées de zones non-contaminées, se référer aux normes nationales ou
régionales concernant les systèmes d'évacuation de fumées (par exemple la série des normes EN 12101, voir la
Référence [9]).
5.4.3 Systèmes de ventilation assurant la protection des systèmes de sûreté
Ces systèmes de ventilation sont associés au fonctionnement des systèmes de sûreté du réacteur, tels que
l'alimentation en puissance électrique (alimentation
...
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