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IRSN, Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire

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Enhancing Nuclear Safety


Research

Thesis vivas

Experiment study of the wall/fluid heat transfer in the case of a vertical steam/drops flow in a pipe


Juan David Pena Carrillo will defend his thesis

on Monday 10th December 2018 at 1.30 pm

at LEMTA

2 avenue de la Forêt de Haye

54500 Vandoeuvre-lès-Nancy

France



 

Jury

 

Mrs Nathalie Marie (CEA), reporter
Mr Lounes Tadrist (Aix-Marseille University), reporter
Mrs Patricia Ern (Institut de mécanique des fluides de Toulouse), examiner
Mr Jérôme Bellettre (Nantes University), examiner
Mrs Céline Caruyer (EDF), examiner
Mr Michel Gradeck (Lorraine University), Thesis Supervisor
Mr Alexandre Labergue (University), Thesis Co-supervisor


 

Abstract (in French)

L’un des accidents de dimensionnement d’un réacteur à eau pressurisée est l’Accident de perte de réfrigérant primaire (APRP). L’évènement initiateur d’un tel accident est une brèche sur le circuit primaire du réacteur entrainant une perte de l’inventaire en eau, une augmentation de la température des crayons combustible du cœur du réacteur, puis un assèchement des assemblages combustibles. Sous l’effet de la pression interne dans les crayons combustibles, les gaines peuvent alors se déformer et des zones bouchées apparaissent dans les assemblages entre les crayons déformés. Ces zones vont avoir un impact sur l’efficacité de refroidissement du cœur par les systèmes de secours lors de la phase dite de « renoyage ».

 

COLIBRI.jpg 

Figure 1. Banc expérimental COLIBRI. © IRSN

 

Dans le cadre du programme de recherche ANR PERFROI dédié à l’étude de ces phénomènes et piloté par l’IRSN, un banc expérimental a été développé (i.e. COLIBRI, Figure 1) afin de caractériser la capacité de refroidissement d’un assemblage combustible partiellement bouché par un écoulement diphasique de vapeur et de gouttes. L’étude porte sur un canal fluide formé par quatre crayons combustible déformés, qui est reproduit via l’utilisation d’un tube venturi. Plusieurs configurations géométriques de la zone bouchée, caractéristiques d’un APRP, sont testées (longueur et taux de bouchage). L’analyse thermo-hydraulique de l’écoulement diphasique est réalisée par trois techniques optiques : l’anémométrie phase Doppler (PDA) pour mesurer la distribution en vitesse et diamètre des gouttes, la fluorescence induite par laser (LIF) pour mesurer la température des gouttes, et la thermographie infrarouge (IRT) afin d’estimer le flux de chaleur extrait par l’écoulement diphasique lors du refroidissement. Les résultats expérimentaux seront confrontés à une modélisation mécaniste prenant notamment en compte les échanges paroi/fluide.



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