Étude de l'ébullition dans un canal rectangulaire, inclinable, de grand diamètre hydraulique

Study of water boiling in rectangular channels, for different inclinations and large hydraulic diameters

• Auteur / Autrice : Haissam Nehmé
• Direction : Georges Berthoud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Sciences appliquees

Energie

Reacteur nucleaire

Reacteur eau pressurisee

Coeur reacteur

Fusion

Accident

Surete nucleaire

Modelisation

Ecoulement diphasique

Flux thermique critique

Nuclear reactor

Pressurized water reactor

Reactor core

Melting

Accident

Nuclear safety

Modeling

Two phase flow

Critical heat flow

Résumé

Motive par les besoins en etudes de surete pour les reacteurs a eau pressurisee (rep), ce travail concerne l'evacuation de la puissance residuelle du corium (materiaux fondus) apres la fusion du coeur d'un rep. Une des solutions de refroidissement consiste a noyer l'exterieur de la cuve. La gamme de parametres du probleme (flux de quelques mw/m#2, grande geometrie, pression de 0. 1 a 0. 5 mpa, inclinaison variable) est eloignee des cas classiques explores. Une analyse bibliographique des modeles d'ebullition en canal est fournie. Peu de correlations sont valables dans la gamme de parametres du probleme. Des experiences de flux critique sont analysees. Leurs resultats sont difficilement extrapolables en dehors de leurs domaines experimentaux propres. L'experience sultan est presentee. Sa section d'essai (s. E. ) est un canal rectangulaire inclinable chauffe sur une face de 4 m de long et 15 cm de large. Sont etudiees, deux epaisseurs du canal 3 et 15 cm, deux pressions 1 et 5 bar, deux sous-saturations a l'entree 0 et 50c et trois inclinaisons verticale, 45 et 10/l'horizontale avec chauffage vers le bas. L'instrumentation permet la detection du flux critique et la mesure des pertes de charge et du profil de temperature sur l'axe et sur plusieurs traversees. Des profils de taux de vide sont mesures sur plusieurs traversees. Les pertes de charge sont monotones croissantes en fonction de la vitesse massique (absence des courbes en 's'). Un fort effet de recirculation dans le canal est constate. En position verticale, le flux critique est toujours atteint en ebullition saturee. Une representation de l'ecoulement est donnee et une nouvelle correlation de calcul de la generation nette de vapeur (gnv) est proposee et sera utilisee dans les divers calculs. Des calculs de perte de charge avec le logiciel 1d multiphasique cathare sont compares aux mesures. La nouvelle correlation de gnv permet d'approcher d'une maniere satisfaisante les resultats experimentaux. Un modele simple de calcul des pertes de charge est developpe et teste. Il tient compte, en ebullition sous-saturee, de la couche diphasique en developpement. Les resultats semblent satisfaisants. Enfin, deux correlations de flux critique construites a partir des points sultan sont proposees.