Présentation
Auteur(s)
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Roland TRACCUCCI : Ingénieur de l’École centrale des arts et manufactures - Chargé de mission à la Direction Conception et Ventes, - Direction Combustible Nucléaire de la société Framatome
-
Joseph LECLERCQ : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’électricité et de mécanique de Nancy - Chef du service Technologies de la Direction Conception et Ventes, - Direction Combustible Nucléaire de la société Framatome
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Lire l’articleINTRODUCTION
Par thermomécanique du combustible, on désigne les études des effets mécaniques et thermiques et, plus généralement, les études du comportement de l’assemblage de combustible sous les diverses sollicitations qu’il subit en pile où interviennent, bien sûr, des charges thermiques et mécaniques, mais aussi des sollicitations hydrauliques et les phénomènes induits par l’irradiation des matériaux.
Nous décrirons dans ce chapitre les études liées au comportement de l’assemblage de combustible d’abord en régime normal de fonctionnement, puis dans les conditions accidentelles. Les astreintes liées à la propriété industrielle ne nous permettent pas de donner des descriptions précises et numériques de tous les modèles utilisés pour réaliser ces études. Nous décrirons néanmoins les principes de la méthodologie et des modèles employés.
Pour la description de l’assemblage de combustible REP et les conditions générales de fonctionnement, on se référera aux chapitres spécialisés sur les REP dans ce traité.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de août 1986 par Roland TRACCUCCI, Joseph LECLERCQ
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Conditions normales de fonctionnement2. Conditions accidentelles
La plupart des études d’accidents présentées dans le rapport de sûreté du réacteur nucléaire comportent l’analyse des conséquences de ces accidents sur la tenue de l’assemblage de combustible et plus particulièrement du crayon de combustible.
C’est ainsi que, dans les conditions incidentelles (transitoires faisant intervenir un arrêt d’urgence déclenché par le système de protection du cœur), outre la vérification du critère de contrainte limite entraînant la fissuration de la gaine par le phénomène d’interaction pastille-gaine 1.5, il est vérifié que le refroidissement des crayons de combustible est suffisant pour ne pas entrer en crise d’ébullition susceptible d’entraîner la surchauffe et la fissuration locales de la gaine (cf. chapitre Thermohydraulique des réacteurs [B 3 050] dans ce traité).
Parmi les conséquences de conditions accidentelles, le comportement du crayon est étudié plus particulièrement pendant l’accident par perte de réfrigérant (APRP ). Il est vérifié que la température de la gaine ne dépasse pas une valeur limite (1 200 oC) susceptible d’être la conséquence de la réduction du transfert thermique avec le réfrigérant et de la réaction exothermique entre l’alliage de zirconium et la vapeur d’eau. Ces phénomènes sont eux-mêmes fonction de la chaleur emmagasinée dans les pastilles dans les conditions normales de fonctionnement.
Ce critère de température limite de la gaine, ainsi qu’un critère supplémentaire lié à l’oxydation de celle-ci, permettent de garantir le refroidissement correct du cœur par l’eau du système d’injection de secours au cours de l’accident.
En ce qui concerne la tenue...
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