Analyse de transitoires pouvant conduire les coeurs de réacteurs à eau dans des situations dégradées, analyse des configurations résultantes

par Hyeong-Ki Shin

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Gilles Mathonnière.

Soutenue en 1999

à Aix-Marseille 1 .


  • Résumé

    Les accidents graves survenus recemment sur des reacteurs nucleaires (tchernobyl et t. M. I. 2) ont conduit l'ensemble des pays possedant des installations nucleaires a se pencher sur la gestion de situations resultant d'accidents graves. Cette these s'inscrit dans ce cadre et a pour but d'analyser, en terme de reactivite, le comportement de coeurs degrades resultant de differentes configurations accidentelles. Deux types de degradations peuvent se rencontrer : des degradations locales (destruction d'assemblages isoles dans le cur) ou entendues (blocs d'assemblages voisins detruits). L'accident de tmi donne un exemple de degradation etendue du cur. La simplicite de la mise en uvre du calcul de l'accident d'ejection de grappe par rapport aux autres transitoires accidentels a motive le choix de cet accident pour la determination de configurations de cur localement degrades. L'accident d'ejection de grappe de controle presente des effets tridimensionnels importants et fait intervenir le couplage de phenomenes neutroniques et thermohydrauliques. La mise en uvre et la validation d'un schema de calcul 3d couple (neutronique-thermohydraulique) deja existant ont permis d'analyser les consequences d'un tel accident et d'aboutir notamment a la conclusion que seul l'ajout d'hypotheses irrealistes concernant l'echange d'assemblage permettait d'aboutir a une degradation partielle du coeur. Une estimation raisonnable de l'energie emmagasinee dans les assemblages les plus irradies, par rapport a celle emmagasinee au point chaud, a aussi ete obtenue pour la premiere fois. Les recentes experiences effectuees (experiences cabri) ont montrees que les assemblages fortement irradies voient leur capacite a emmagasiner l'energie diminuer fortement par rapport a celle d'assemblages neufs. Cette premiere estimation de la repartition de l'energie produite entre les differentes assemblages, au cours de l'accident d'ejection de grappe, presente donc un acquis important dans l'etude des consequences d'un eventuel allongement des campagnes (actuellement envisage par les exploitants). Finalement l'analyse proprement dite de la criticite de coeurs degrades a pu etre effectuee a partir d'un ensemble de configurations assez vaste. Cette etude a necessite une etape preliminaire visant a s'assurer de la validite des methodes de calcul utilisees pour la modelisation d'un cur presentant de fortes heterogeneites. Ce travail a abouti a la conclusion qu'un calcul en theorie de la diffusion a 6 groupes permettait d'obtenir une estimation raisonnable et conservative de la reactivite du cur. Les resultats obtenus a partir de calculs a deux dimensions (sans prise en compte de fuites axiales), ont montres qu'une degradation locale peu etendue etait la situation pour laquelle l'ecart entre la criticite du cur non degrade et celle du cur degrade est la plus faible et que, de toute facon, un controle du cur par injection de bore soluble s'imposait : seules les configurations ou un nombre tres important d'assemblages est degrade permettent d'obtenir des diminutions de reactivite significatives par rapport au cas initial.


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