Qu’est-ce que la circulation naturelle dans l’ingénierie des réacteurs – Définition

Circulation naturelle dans l’ingénierie des réacteurs

En génie des réacteurs , la circulation naturelle est un phénomène très recherché, car elle est capable de fournir un refroidissement du cœur du réacteur après la perte de RCP (par exemple, après une perte de puissance hors site – BOUCLE). Dans les REP, la conception de l’installation fournit une différence d’altitude , h , d’environ 12 mètres entre l’axe central du générateur de vapeur et l’axe central du cœur du réacteur . La disposition du système doit assurer une capacité de circulation naturelle après une perte de débit afin de permettre un temps de recharge sans surchauffer le cœur. De plus, la tuyauterie d’interconnexion de la cuve sous pression du réacteurLes générateurs de vapeur doivent être intacts, exempts d’obstacles tels que des gaz non condensables (par exemple des poches de vapeur). De cette manière, la circulation naturelle garantira que le fluide continuera à s’écouler tant que le réacteur sera plus chaud que le dissipateur thermique, même lorsque les pompes ne pourront pas être alimentées.

Les PCR ne sont généralement pas des «systèmes de sécurité», tels que définis. Après la perte de RCP (par exemple, après une perte d’alimentation hors site – LOOP), le réacteur doit être immédiatement arrêté, car les RCP ralentissent lentement jusqu’à un débit nul. Une élimination suffisante et sûre de la chaleur résiduelle est alors assurée par un flux de circulation naturel à travers le réacteur. Sans écoulement forcé, le liquide de refroidissement dans le noyau commence à chauffer. L’augmentation de la température du liquide de refroidissement entraîne une réduction de sa densité, qui à son tour déplace le liquide de refroidissement dans le générateur de vapeur. Il faut noter que la circulation naturelle n’est pas suffisante pour éliminer la chaleur générée lorsque le réacteur est au pouvoir.

Les conceptions modernes de réacteurs utilisent la circulation naturelle, un élément de sécurité très important . De nombreux systèmes de sécurité passive dans les conceptions de réacteurs modernes fonctionnent sans utiliser de pompes, ce qui augmente la sécurité, l’intégrité et la fiabilité de la conception, tout en réduisant simultanément le coût global du réacteur.

Indicateurs de circulation naturelle

Dans les REP, divers paramètres peuvent être utilisés pour indiquer ou vérifier la circulation naturelle. Cela dépend du type de plante et de ses systèmes. Par exemple, pour un PWR, les paramètres pouvant être utilisés sont les suivants:

• Idéalement, le débit peut être mesuré dans chacune des boucles.
• AT ( T _chaud – T _froid ). La différence de température entre les jambes chaudes et les jambes froides doit correspondre à 25-80% de la puissance maximale et être constante ou à la baisse. Cela indique que la chaleur de décroissance est retirée du système à un rythme adéquat pour maintenir ou réduire les températures à cœur.
• Les températures dans les jambes chaudes et froides doivent être stables ou diminuer lentement. Là encore, cela indique que la chaleur est en train d’être évacuée et que la charge calorifique diminue comme prévu.
• La pression de vapeur du générateur de vapeur (pression du côté secondaire) doit correspondre à la température du système de refroidissement du réacteur. Ceci vérifie que le générateur de vapeur extrait la chaleur du liquide de refroidissement RCS.

Référence spéciale: Circulation naturelle dans les centrales nucléaires à refroidissement par eau, IAEA-TECDOC-1474. AIEA, 2005. ISBN 92–0–110605 – X.