Évaluation de l’écoulement critique sous-refroidi dans des fissures de canalisations à parois minces et épaisses à l’aide de TRACE et de RELAP5

Résumé de l’article de journal de la collection :
NUREG/IA, Nuclear Regulatory Commission des États-Unis
Février 2017

Auteur(e)s :
A. Oussoren, J. Riznic
Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN)
S.T. Revankar
Université Purdue, School of Nuclear Engineering, W. Lafayette (Indiana), États-Unis

Résumé

L’algorithme de thermohydraulique TRACE permet de prédire l’écoulement critique sous-refroidi dans les géométries de fissures. Trois ensembles de données expérimentales différents ont été modélisés dans le contexte de cette étude. La première expérience, effectuée à l’Université Purdue, visait à mesurer l’écoulement critique dans des encoches dont la faible épaisseur de certaines sections des parois est semblable à celle des tubes des générateurs de vapeur. Les résultats sont également comparés aux prédictions de modèles fondés sur l’algorithme RELAP5. La deuxième expérience, réalisée par Ontario Hydro (OH), visait à mesurer les débits critiques dans des fissures circulaires simulées dans des canalisations épaisses. La troisième expérience, sous la direction d’Énergie atomique du Canada Limitée (EACL), visait à mesurer l’écoulement critique dans des fissures attribuables à la fatigue induite par cycles de pression dans des cuves épaisses.

Dans le cas des essais de l’Université Purdue, les prédictions fondées sur l’algorithme TRACE étaient semblables à celles obtenues au moyen de l’algorithme RELAP5. En ce qui a trait aux échantillons aux parois minces visés par ces essais, on a déterminé qu’une nodalisation des jonctions convenait davantage que la modélisation explicite de l’épaisseur de section des échantillons. Les prédictions fondées sur l’algorithme TRACE tant pour les essais de l’Université Purdue que pour ceux d’OH correspondaient de manière raisonnable aux débits de fuite mesurés, présentant des coefficients de débit calculés entre 0,5 et 1,0 dans la plupart des cas. Toutefois, le modèle associé aux essais d’OH a affiché une tendance à la sous estimation lorsque la pression était inférieure à 8 MPa. Les essais n’ont pas permis de cerner de tendance claire à l’égard du sous refroidissement. Pour ce qui est des expériences d’EACL, le débit a été considérablement surestimé, alors qu’elles présentaient des coefficients de débit aussi faible que 0,1. Ce résultat correspond bien à la modélisation réalisée à l’occasion de l’expérience initiale, probablement en raison de la complexité associée à la voie d’écoulement dans les fissures attribuables à la fatigue visées par cet essai, par comparaison avec les géométries usinées des autres échantillons.

En général, l’algorithme TRACE semble représenter un outil de prédiction plus approprié pour les débits critiques dans les géométries de fissures. La comparaison faisant usage de davantage de données expérimentales est recommandée.

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