Instabilités dynamiques des générateurs de vapeur : simulation, analyse expérimentale et interprétation théorique

Steam generator dynamic instability : simulation experimental and theoritical analysis

• Auteur / Autrice : Mohamed Slassi-Sennou
• Direction : Roger Delayre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des réacteurs
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaudières à vapeur

Écoulement diphasique

Mots clés libres

Fluide chauffé

Résumé

Les phénomènes d'instabilités sont généraux et peuvent affecter tous les systèmes d'écoulement où se produit l'ébullition d'un fluide. En France, les centrales nucléaires sont équipées de deux types de générateurs de vapeur: le générateur de vapeur à « recirculation » pour la filière à eau pressurisée (REP) et le générateur de vapeur à « passe unique » pour la filière à neutrons rapides (RNR). Plusieurs domaines ont été analysés dans l’étude des instabilités de l’écoulement diphasique : simulation numérique, analyse expérimentale et interprétation théorique à l’aide d’un modèle simple. Le progiciel de fonctionnement thermo-hydraulique SICLE a été enrichi d’un nouveau modèle d’écoulement qui rend compte des effets des déséquilibres thermiques et mécaniques. Les résultats expérimentaux provenant des maquettes relatives à chaque type de générateur de vapeur ont été reproduits correctement par le modèle de simulation développé. Les oscillations « d’onde de densité » sont responsables de l’apparition des instabilités et les effets d’hystérésis d’origine thermique qui peuvent accompagner ces instabilités ont été simulés, leur mécanisme a pu être compris. De même, le couplage entre les dynamiques du primaire et du secondaire a été étudié et son influence sur la stabilité a été déterminée. A partir de ces résultats, des hypothèses simplificatrices ont permis l’élaboration d’un modèle théorique à faible nombre de paramètre. Un système d’équations aux dérivés ordinaires en temps reliant la dynamique du front d’ébullition et la vitesse d’entrée, a été obtenu. L’analyse de ce système a montré que pour certains régimes de fonctionnement, des cycles limites de stabilité existent, ces cycles limites traduisent les instabilités observées.