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
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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
DOI (Digital Object Identifier)
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Conditions accidentelles1. Conditions normales de fonctionnement
En fonctionnement normal, l’assemblage est soumis à différentes sollicitations. Nous passerons en revue les principales et décrirons l’approche analytique de l’étude des effets qu’elles engendrent, ainsi que les solutions technologiques apportées aux problèmes posés. Nous distinguerons les sollicitations hydrauliques, thermiques et mécaniques exercées sur la structure de l’assemblage et sur le crayon de combustible.
À ces sollicitations il faut superposer l’effet particulier de l’irradiation, qui se traduit par des échauffements, des modifications des caractéristiques physico-chimiques des matériaux, des modifications dimensionnelles de certains composants, des modifications des lois de comportement des matériaux (telles que les lois de relaxation et de fluage). Cet effet d’irradiation modifie donc les conditions d’étude au cours de la vie en réacteur de l’assemblage ; il convient donc soit de réaliser des études évolutives 1.5, soit de déterminer les conditions les plus pénalisantes pour chaque cas d’étude (cas général pour les études de structure). La connaissance de cet effet de l’irradiation résulte d’importants programmes expérimentaux en réacteurs d’essai et du retour d’expérience en réacteurs de puissance qui permettent de constituer les bases de données fondamentales et les modèles nécessaires à la conception de l’assemblage.
1.1 Sollicitations hydrauliques et analyse vibratoire
L’écoulement du fluide primaire dans le cœur est caractérisé par une forte vitesse axiale et une grande turbulence (vitesse moyenne ascendante d’environ 5 m /s). La faible composante transversale est due :
-
aux redistributions des débits (éclatement des jets à l’entrée des assemblages) ;
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aux redistributions dues aux hétérogénéités thermohydrauliques dans la partie chauffante de l’assemblage ;
-
aux hétérogénéités de débit à l’entrée et à la sortie du cœur et aux jets transversaux créés à l’interface avec les équipements internes du réacteur.
Sous ces sollicitations, le faisceau de crayons est mis en vibration....
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