Modélisation et simulation CFD de la convection naturelle dans un canal expérimental d’une boucle pressurisée

Abstract

Résumé La convection naturelle dans certaines centrales nucléaires considérée comme un système passif pour l'évacuation de la chaleur de désintégration des produits de fission. La puissance résiduelle générée par le combustible continue à chauffer le réfrigérant créant ainsi un gradient de masse volumique qui, avec la force de gravité, génère une circulation naturelle du fluide à faible vitesse (quelques cm/s) où seule la différence de température pilote l’écoulement. Dans ce travail, on s’intéresse au transfert de la chaleur produite par l’échauffement gamma dans un matériau de structure suite à une irradiation neutronique dans un dispositif d’irradiation. Ce travail de mémoire sert à évaluer les paramètres thermohydrauliques dans un canal de réfrigération suite à un arrêt accidentel des pompes de circulation ; en se basant sur les équations de Navier -Stokes et en adoptant l’approximation de Boussinesq, ces équations ont été résolues par la technique de CFD, en utilisant la méthode des volumes finis. La résolution de la grille de maillage est choisie de telle façon que le raffinement du maillage soit à une grande précision dans l’interface paroi fluide. Les solutions ont été obtenues à l'aide du code CFX. Abstract Natural convection in some nuclear power plants considered as a passive system for removing decay heat of the fission products. The residual power generated by the fuel continues to heat the refrigerant thereby creating a density gradient which, with the force of gravity, generates natural circulation of fluid at low speed (a few cm / s), where only the temperature difference pilot theflow. In this work we are interested in the heattransfer produced by the gammaheating in the structural material after neutron irradiation in the In Pile Section. The aim of this work is to evaluate the thermohydraulics parameters in a cooling channel following an accidental interruption of the primary pumps. For this study, we use a CFD code which enable us to achieve the geometry and the mesh of this unsteady state; founded on the equation of Navier-Stokes and adopting the Boussinesq approximation, these equations were solved using a code with finite volume method. The resolution of the mesh grid is chosen so that the mesh refinement is a high precision in the fluid wall interface. The solutions were obtained using the CFX code. ملخص يعتبر الحمل الحراري الطبيعي في بعض محطاتالقوى النووية نظام مطاوع لنقل الحرارة الناتجة عن عملية الانشطار التسلسلي.كمية الطاقة المتبقية الناتجة من اشتعال الوقود النووي تستمر في تسخين السائل المبرد مما ينتج التدرج في كثافته التي، مع قوة الجاذبية، تولد الانتقال الطبيعي للسائل على سرعة منخفضة(بضع سم/ ثانية)، حيث الفرق في درجة الحرارة هو العامل غاما الناتجة عن التشعيع النيوتروني (γ ) الوحيد لتدفق المبرد.في هذا العمل نولي الأهمية لنقل الحرارة المنبعثة عن الإشعاعات لمادة هيكلية في جهاز الإشعاع. نقوم في هذه الأطروحة بتقييم العوامل الهيدروحرارية في قناة التبريد بعد انقطاع عرضي للمضخات. وسوف يتم ذلك باستخدام الذي يمكننا من تحقيق الهندسة والشبكة للتصميم الرقمي لهذه الحالة غير المستقرة و (CFD) برنامج ديناميكيات الموائع الحسابية التي تستخدم ،(CFD) حلت هذه المعادلات بواسطة تقنية ،Boussinesq واعتماد تقريب Navier-Stokes بالاستناد إلى معادلة طريقة الحجم المحدودة . حيث تم اختيار و صقل الشبكة بدقة عالية في واجهة الجدار والسائل المبرد، وتم الحصول على الحلول .CFX و النتائج باستخدام برنامج