Contribution to the multiphysical analysis of fuel assembly bow

par Stanislas De lambert des champs de morel

Thèse de doctorat en Énergétique

Le président du jury était Grégoire Allaire.

Le jury était composé de Guillaume Campioni, Pierre Moussou, Marcus Seidl, Elsa Merle, Eric Dumonteil.

Les rapporteurs étaient Pierre Moussou, Marcus Seidl.


  • Résumé

    La déformation des assemblages en cœur est un sujet d'intérêt pour la sûreté et l'exploitation du parc électronucléaire, en raison du risque d'augmentation du temps de chute des barres de commande, de difficultés (voire de blocages) lors de la manutention des assemblages, mais aussi de déséquilibre de la nappe de puissance (tilt) ou encore d'usure locale prématurée du combustible. Les phénomènes physiques couplés à l'origine de ces mécanismes de déformation, avec des effets collectifs à l'échelle d'un cœur complet, font encore l'objet d'analyses amont pour en identifier et comprendre les éléments prépondérants. Le présent sujet est dédié à l'étude détaillée de phénomènes multiphysiques à l'influence connue : l'interaction fluide-structure d'une part, définissant les conditions d'équilibre statique pilotant l'écoulement et la déformée de l'assemblage au premier ordre, et le couplage mécanique/neutronique d'autre part, influencé par les éléments précédents et contribuant sur des temps plus longs à l'évolution des caractéristiques du système complet (propriétés mécaniques de l'assemblage, répartition de température et de débit à l'échelle du cœur...).

  • Titre traduit

    Contribution à l’analyse multiphysique de la déformation d’assemblage


  • Résumé

    Fuel assembly bow in a nuclear core is a topic of interest for safety and performance of power plants, due to the potential increase of the drop time of rod cluster control assemblies, and potential difficulties to handle the assemblies. It may as well lead to quadrant power tilts or to early wear of the fuel rods. Some advanced analyses are still required to capture the coupled physical phenomena at the origin of theses deformations and the present thesis aims at studying in detail two classes of phenomena with a known significant influence: fluid-structure interaction on the one hand, setting up the first ordrer equilibrium conditions governing the fluid flow and the shape of the assemblies, and the mechanics/neutronics coupling on the other hand, influenced by the former topic and contributing on a larger time scale to the evolution of the characteritics of the whole system (mechanical properties of the assemblies, global temperature distribution and flow inside the core...).


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