{"id":43078,"date":"2019-10-08T01:56:59","date_gmt":"2019-10-08T00:56:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-que-la-crise-debullition-flux-de-chaleur-critique-definition\/"},"modified":"2020-02-06T08:35:51","modified_gmt":"2020-02-06T07:35:51","slug":"quest-ce-que-la-crise-debullition-flux-de-chaleur-critique-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-crise-debullition-flux-de-chaleur-critique-definition\/","title":{"rendered":"Qu&#8217;est-ce que la crise d&#8217;\u00e9bullition &#8211; Flux de chaleur critique &#8211; D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">Crise d&#8217;\u00e9bullition &#8211; Flux de chaleur critique.\u00a0Les changements dynamiques du r\u00e9gime d&#8217;\u00e9bullition associ\u00e9s au d\u00e9passement du flux de chaleur critique sont largement connus sous le nom de \u00abcrise d&#8217;\u00e9bullition\u00bb.\u00a0G\u00e9nie thermique<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Crise d&#8217;\u00e9bullition<\/h2>\n<p>Dans ce chapitre, nous \u00e9tudierons l\u2019\u00a0<strong>\u00e9coulement en \u00e9bullition<\/strong>\u00a0dans un canal chauff\u00e9 verticalement.\u00a0Les r\u00e9gimes d&#8217;\u00e9bullition et la courbe de flux de chaleur sont similaires (pas les m\u00eames) \u00e0 ceux de l&#8217;\u00a0<a title=\"Pool Boiling - Curling Curve\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/boiling-and-condensation\/pool-boiling-boiling-curve\/\"><strong>\u00e9bullition<\/strong><\/a>\u00a0en\u00a0<a title=\"Pool Boiling \u2013 Boiling Curve\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/boiling-and-condensation\/pool-boiling-boiling-curve\/\"><strong>piscine<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Le processus se produit \u00e9galement dans les chaudi\u00e8res modernes \u00e0 circulation forc\u00e9e \u00e0 haute pression.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20779 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes-208x300.png\" alt=\"Courbe d'\u00e9bullition - Modes d'\u00e9bullition\" width=\"208\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes-208x300.png\" \/><\/a>Les travaux pionniers sur l&#8217;\u00e9bullition en piscine ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s en 1934 par\u00a0\u00a0<strong>S. Nukiyama<\/strong>\u00a0, qui a utilis\u00e9 des fils de nichrome et de platine chauff\u00e9s \u00e9lectriquement immerg\u00e9s dans des liquides dans ses exp\u00e9riences.\u00a0Nukiyama fut le premier \u00e0 identifier\u00a0\u00a0<strong>diff\u00e9rents r\u00e9gimes de piscine en \u00e9bullition<\/strong>\u00a0\u00a0\u00e0\u00a0<strong>l&#8217;<\/strong>\u00a0aide de son appareil.\u00a0Il a\u00a0remarqu\u00e9 que l&#8217;\u00a0\u00e9bullition prend des formes diff\u00e9rentes, en\u00a0fonction de la valeur de la temp\u00e9rature de surchauffe de la\u00a0paroi\u00a0\u00a0<strong>AT\u00a0<\/strong><strong><sub>sat<\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0(\u00e9galement connu comme l&#8217;exc\u00e8s de\u00a0temp\u00e9rature)\u00a0<strong>,\u00a0<\/strong>\u00a0qui est d\u00e9finie comme la diff\u00e9rence entre la temp\u00e9rature de paroi,\u00a0\u00a0<strong>T\u00a0<sub>paroi<\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0et la temp\u00e9rature de saturation,\u00a0<strong>\u00a0T\u00a0<sub>sat<\/sub><\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p>On observe quatre r\u00e9gimes diff\u00e9rents d\u2019\u00e9bullition en piscine (bas\u00e9s sur l\u2019exc\u00e8s de temp\u00e9rature):<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Point d&#8217;\u00e9bullition par convection naturelle\u00a0<\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0<strong>\u0394T\u00a0<\/strong><strong><sub>sat<\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0&lt;5 \u00b0 C<\/li>\n<li><strong>Nucl\u00e9ate en \u00e9bullition<\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a0\u00a05 \u00b0 C &lt;\u00a0\u00a0<strong>\u0394T\u00a0<\/strong><strong><sub>sat<\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0&lt;30 \u00b0 C<\/li>\n<li><strong>Transition d&#8217;\u00e9bullition<\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 \u00a0\u00a030 \u00b0 C &lt;\u00a0\u00a0<strong>\u0394T\u00a0<\/strong><strong><sub>sat<\/sub><\/strong>\u00a0\u00a0&lt;200 \u00b0 C<\/li>\n<li><strong>Film en \u00e9bullition<\/strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 200 \u00b0 C &lt;\u00a0\u00a0<strong>\u0394T\u00a0<\/strong><strong><sub>sat<\/sub><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p>Ces r\u00e9gimes sont illustr\u00e9s sur la\u00a0\u00a0<strong>courbe d&#8217;\u00e9bullition<\/strong>\u00a0\u00a0de la figure, qui repr\u00e9sente l&#8217;\u00a0<a title=\"Densit\u00e9 de flux thermique - Flux thermique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/introduction-to-heat-transfer\/heat-flux-density-thermal-flux\/\">\u00e9volution<\/a>\u00a0du\u00a0<a title=\"Heat Flux Density \u2013 Thermal Flux\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/introduction-to-heat-transfer\/heat-flux-density-thermal-flux\/\">flux<\/a>\u00a0de\u00a0\u00a0<a title=\"Heat Flux Density \u2013 Thermal Flux\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/introduction-to-heat-transfer\/heat-flux-density-thermal-flux\/\">chaleur en\u00a0<\/a>\u00a0fonction de la temp\u00e9rature en exc\u00e8s.\u00a0Bien que la courbe d&#8217;\u00e9bullition donn\u00e9e dans cette figure concerne l&#8217;eau, la forme g\u00e9n\u00e9rale de la courbe d&#8217;\u00e9bullition reste la m\u00eame pour diff\u00e9rents liquides de refroidissement.\u00a0Notez que la forme sp\u00e9cifique de la courbe d\u00e9pend \u00e9galement des param\u00e8tres du syst\u00e8me, tels que la\u00a0\u00a0<a title=\"Qu'est-ce que la pression - Physique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-pressure-physics\/\">pression<\/a>\u00a0\u00a0et le d\u00e9bit de liquide de refroidissement, mais elle est pratiquement ind\u00e9pendante de la g\u00e9om\u00e9trie de la surface chauffante.\u00a0Pour un d\u00e9bit en \u00e9bullition comme dans le canal de combustible, la courbe sera diff\u00e9rente, mais les r\u00e9sultats principaux seront similaires.<\/p>\n<p><strong>Dans les\u00a0\u00a0<\/strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/bwr-boiling-water-reactor\/\"><strong>REB, l&#8217;<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0\u00e9bullition du liquide de refroidissement se produit en\u00a0\u00a0<strong>fonctionnement normal<\/strong>\u00a0\u00a0et constitue un ph\u00e9nom\u00e8ne tr\u00e8s souhait\u00e9.\u00a0Les\u00a0<strong>\u00a0qualit\u00e9s d&#8217;\u00e9coulement<\/strong>\u00a0typiques\u00a0\u00a0dans les\u00a0\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/bwr-boiling-water-reactor\/\"><strong>noyaux de REB<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0sont de l&#8217;ordre de 10 \u00e0 20%.<\/p>\n<p>Bien que les conceptions de noyau les plus anciennes supposaient que l&#8217;\u00e9bullition en surface ne pouvait pas \u00eatre autoris\u00e9e dans les\u00a0\u00a0<a title=\"PWR - R\u00e9acteur \u00e0 eau sous pression\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\"><strong>REP<\/strong><\/a>\u00a0, cette hypoth\u00e8se a \u00e9t\u00e9 rapidement rejet\u00e9e et le transfert de chaleur en deux phases est maintenant l&#8217;un des m\u00e9canismes de transfert de chaleur en fonctionnement normal \u00e9galement dans les REP.<\/p>\n<p>Dans les deux versions, le\u00a0\u00a0<strong>flux de chaleur d\u2019\u00e9bullition<\/strong>\u00a0\u00a0ne peut pas \u00eatre augment\u00e9 ind\u00e9finiment.\u00a0Nous appelons cela un \u00ab\u00a0<strong>flux de chaleur critique<\/strong>\u00a0\u00bb (\u00a0<strong>CHF<\/strong>\u00a0), la vapeur produite peut former une couche isolante sur la surface, ce qui d\u00e9t\u00e9riore le coefficient de transfert de chaleur.\u00a0Les changements dynamiques du r\u00e9gime d&#8217;\u00e9bullition associ\u00e9s au d\u00e9passement du flux de chaleur critique sont largement connus sous le nom de \u00abcrise d&#8217;\u00e9bullition\u00bb.<\/p>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>La\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>crise d&#8217;\u00e9bullition<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0peut \u00eatre class\u00e9e comme:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>ass\u00e8chement<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0(sera d\u00e9crit ci-dessous DNB) dans la r\u00e9gion de haute qualit\u00e9<\/span><\/li>\n<li><strong><span>\u00e9cart par rapport \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e (DNB)<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0dans la r\u00e9gion sous-refroidie ou de faible qualit\u00e9 (gamme de qualit\u00e9 approximative: de \u20135% \u00e0 + 5%).<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Mais le\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>flux thermique critique<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0est utilis\u00e9 pour les deux r\u00e9gimes.<\/span><\/p>\n<p><span>Notez que le ph\u00e9nom\u00e8ne oppos\u00e9 \u00e0 DNB est connu comme le\u00a0<\/span><strong><span>retour \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e (RNB)<\/span><\/strong><span>\u00a0et se produit au point D, qui est connu comme le\u00a0<\/span><a title=\"Effet Leidenfrost - Point Leidenfrost\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/boiling-and-condensation\/leidenfrost-effect-leidenfrost-point\/\"><span>point Leidenfrost<\/span><\/a><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Flux thermique critique<\/span><\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dryout-DNB-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-14862 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dryout-DNB-min-225x300.png\" alt=\"S\u00e9cher vs DNB\" width=\"225\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Dryout-DNB-min-225x300.png\" \/><\/a><span>Comme cela a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, dans\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/\"><span>les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires<\/span><\/a><span>\u00a0, les limitations du\u00a0<\/span><strong><span>flux de chaleur local<\/span><\/strong><span>\u00a0sont de la plus haute importance pour la s\u00fbret\u00e9 des r\u00e9acteurs.\u00a0Pour les\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\"><span>r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression<\/span><\/a><span>\u00a0et \u00e9galement pour les\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/bwr-boiling-water-reactor\/\"><span>r\u00e9acteurs \u00e0 eau bouillante<\/span><\/a><span>\u00a0, il existe des ph\u00e9nom\u00e8nes thermohydrauliques qui provoquent une baisse brutale de l&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>efficacit\u00e9 du transfert de chaleur<\/span><\/strong><span>\u00a0(plus pr\u00e9cis\u00e9ment du\u00a0<\/span><strong><span>coefficient de transfert de chaleur<\/span><\/strong><span>\u00a0).\u00a0Ces ph\u00e9nom\u00e8nes se produisent \u00e0 une certaine valeur du flux de chaleur, connue sous le nom de \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>flux de chaleur critique<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb.\u00a0Les ph\u00e9nom\u00e8nes qui provoquent la d\u00e9t\u00e9rioration du transfert de chaleur sont diff\u00e9rents pour les REP et pour les REB.<\/span><\/p>\n<p><span>Dans les deux types de r\u00e9acteurs, le probl\u00e8me est plus ou moins associ\u00e9 au d\u00e9part de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e.\u00a0Le flux de chaleur d&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e ne peut pas \u00eatre augment\u00e9 ind\u00e9finiment.\u00a0\u00c0 une certaine valeur, nous l&#8217;appelons le \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>flux de chaleur critique<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb (\u00a0<\/span><strong><span>CHF<\/span><\/strong><span>\u00a0), la vapeur produite peut former une couche isolante sur la surface, qui \u00e0 son tour d\u00e9t\u00e9riore le coefficient de transfert de chaleur.\u00a0Imm\u00e9diatement apr\u00e8s que le flux de chaleur critique a \u00e9t\u00e9 atteint, l&#8217;\u00e9bullition devient instable et l&#8217;\u00e9bullition en film se produit.\u00a0La transition de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition pelliculaire est connue sous le nom de \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>crise d&#8217;\u00e9bullition<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb.\u00a0Comme cela a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, les ph\u00e9nom\u00e8nes qui provoquent la d\u00e9t\u00e9rioration du transfert de chaleur sont diff\u00e9rents pour les REP et pour les REB.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>D\u00e9part de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e &#8211; DNB<\/span><\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20775 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" alt=\"DNBR - \u00c9cart par rapport au ratio d'\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9\" width=\"289\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" \/><\/a><span>Dans le cas des\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\"><span>REP<\/span><\/a><span>\u00a0, le probl\u00e8me de s\u00e9curit\u00e9 critique est nomm\u00e9\u00a0<\/span><strong><span>DNB<\/span><\/strong><span>\u00a0(\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9part de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e<\/span><\/strong><span>\u00a0), ce qui provoque la formation d&#8217;une\u00a0<\/span><strong><span>couche de vapeur locale<\/span><\/strong><span>\u00a0, entra\u00eenant une r\u00e9duction spectaculaire de la capacit\u00e9 de transfert de chaleur.\u00a0Ce ph\u00e9nom\u00e8ne se produit dans la r\u00e9gion sous-refroidie ou de mauvaise qualit\u00e9.\u00a0Le comportement de la crise d&#8217;\u00e9bullition d\u00e9pend de nombreuses conditions d&#8217;\u00e9coulement (pression, temp\u00e9rature, d\u00e9bit), mais la crise d&#8217;\u00e9bullition se produit \u00e0 des flux de chaleur relativement \u00e9lev\u00e9s et semble \u00eatre associ\u00e9e au nuage de bulles, adjacent \u00e0 la surface.\u00a0Ces bulles ou film de vapeur r\u00e9duisent la quantit\u00e9 d&#8217;eau entrante.\u00a0Ce ph\u00e9nom\u00e8ne d\u00e9t\u00e9riorant le coefficient de transfert de chaleur et le flux thermique restant, la chaleur\u00a0<strong>s&#8217;accumule<\/strong>\u00a0alors<\/span><span>dans la barre de combustible provoquant\u00a0<\/span><strong><span>une augmentation spectaculaire<\/span><\/strong><span>\u00a0de la gaine et de la\u00a0<\/span><strong><span>temp\u00e9rature du<\/span><\/strong><span>\u00a0combustible\u00a0.\u00a0Simplement, une diff\u00e9rence de temp\u00e9rature tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e est n\u00e9cessaire pour transf\u00e9rer le flux de chaleur critique produit de la surface du crayon de combustible au r\u00e9frig\u00e9rant du r\u00e9acteur (\u00e0 travers la couche de vapeur).<\/span><\/p>\n<p><span>Dans le cas des REP, le flux critique est\u00a0<\/span><strong><span>un flux annulaire invers\u00e9<\/span><\/strong><span>\u00a0, tandis que dans les\u00a0REP, le flux\u00a0critique est g\u00e9n\u00e9ralement un flux annulaire.\u00a0La diff\u00e9rence de r\u00e9gime d&#8217;\u00e9coulement entre l&#8217;\u00e9coulement post-dess\u00e8chement et l&#8217;\u00e9coulement post-DNB est illustr\u00e9e sur la figure.\u00a0Dans les\u00a0<\/span><strong><span>REP<\/span><\/strong><span>\u00a0en\u00a0<\/span><strong><span>fonctionnement normal,<\/span><\/strong><span>\u00a0le d\u00e9bit est consid\u00e9r\u00e9 comme monophas\u00e9.\u00a0Mais de nombreuses \u00e9tudes ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9es sur la nature des\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9coulements diphasiques<\/span><\/strong><span>\u00a0en cas de\u00a0<\/span><strong><span>transitoires et d&#8217;accidents<\/span><\/strong><span>\u00a0(tels que l&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>accident de perte de liquide de refroidissement &#8211; LOCA ou d\u00e9clenchement de RCP<\/span><\/strong><span>\u00a0), qui sont importants pour la s\u00fbret\u00e9 des r\u00e9acteurs et doit \u00eatre prouv\u00e9e et d\u00e9clar\u00e9e dans le\u00a0<\/span><strong><span>rapport d&#8217;analyse de<\/span><\/strong><span>\u00a0la\u00a0<strong>s\u00e9curit\u00e9<\/strong>\u00a0(SAR).<\/span><\/p>\n<p><span>Dans les r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression, l&#8217;une des principales exigences de s\u00e9curit\u00e9 est qu&#8217;un \u00e9cart par rapport \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e (DNB) ne se produira pas pendant le fonctionnement en r\u00e9gime permanent, les transitoires op\u00e9rationnels normaux et les \u00e9v\u00e9nements op\u00e9rationnels pr\u00e9vus (AOO).\u00a0L&#8217;int\u00e9grit\u00e9 de la gaine de combustible sera maintenue si le DNBR minimum reste sup\u00e9rieur \u00e0 la limite DNBR 95\/95 pour les REP (une probabilit\u00e9 de 95% \u00e0 un niveau de confiance de 95%).\u00a0Le crit\u00e8re DNB est l&#8217;un des crit\u00e8res d&#8217;acceptation dans les analyses de s\u00e9curit\u00e9 et il constitue l&#8217;une des limites de s\u00e9curit\u00e9 dans les sp\u00e9cifications techniques.<\/span><\/p>\n<p><span>Un devoir important de l&#8217;exploitant de l&#8217;installation est de contr\u00f4ler les param\u00e8tres de l&#8217;installation de mani\u00e8re \u00e0\u00a0maintenir\u00a0une\u00a0<\/span><strong><span>marge de s\u00e9curit\u00e9 par rapport au DNB<\/span><\/strong><span>\u00a0(ou une distance par rapport \u00e0 DNB sur la courbe de transfert de chaleur).\u00a0Tout changement soudain et important des param\u00e8tres \/ directions de l&#8217;installation suivants r\u00e9duira la marge \u00e0 DNB:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Baisse de la pression du liquide de refroidissement du r\u00e9acteur<\/span><\/strong><\/li>\n<li><strong><span>Diminution du d\u00e9bit de refroidissement du r\u00e9acteur<\/span><\/strong><\/li>\n<li><strong><span>Augmentation de la puissance du r\u00e9acteur<\/span><\/strong><\/li>\n<li><strong><span>Augmentation de la temp\u00e9rature d&#8217;entr\u00e9e du liquide de refroidissement du r\u00e9acteur<\/span><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Par cons\u00e9quent, la fonction des op\u00e9rateurs et la conception de l&#8217;installation sont d&#8217;emp\u00eacher un changement soudain et important de ces param\u00e8tres de l&#8217;installation.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Flux thermique critique pour DNB &#8211; Corr\u00e9lations<\/span><\/h2>\n<p><span>Comme cela a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, la\u00a0<\/span><strong><span>crise d&#8217;\u00e9bullition<\/span><\/strong><span>\u00a0peut \u00eatre class\u00e9e comme un\u00a0<\/span><strong><span>ass\u00e8chement<\/span><\/strong><span>\u00a0(sera d\u00e9crit ci-dessous DNB) dans la r\u00e9gion de haute qualit\u00e9 et\u00a0<\/span><strong><span>s&#8217;\u00e9cartant de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e (DNB)<\/span><\/strong><span>\u00a0dans la r\u00e9gion sous-refroidie ou de faible qualit\u00e9 (gamme de qualit\u00e9 approximative: de \u20135% \u00e0 + 5%).\u00a0Mais le\u00a0<\/span><strong><span>flux thermique critique<\/span><\/strong><span>\u00a0est utilis\u00e9 pour les deux r\u00e9gimes.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>DNB &#8211; Corr\u00e9lation W-3<\/span><\/h2>\n<p><span>L&#8217;une des corr\u00e9lations de conception les plus connues pour pr\u00e9dire le\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9part de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e<\/span><\/strong><span>\u00a0est la\u00a0<\/span><strong><span>corr\u00e9lation W-3<\/span><\/strong><span>\u00a0d\u00e9velopp\u00e9e \u00e0 la\u00a0<\/span><strong><span>Westinghouse Atomic Power Division par Tong<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Elle est applicable aux flux sous-refroidis et de qualit\u00e9 faible \u00e0 mod\u00e9r\u00e9e.La\u00a0<\/span><strong><span>corr\u00e9lation W-3<\/span><\/strong><span>\u00a0est fonction de l&#8217;\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'enthalpie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\"><span>enthalpie<\/span><\/a><span>\u00a0du liquide de refroidissement\u00a0(satur\u00e9 et \u00e0 l&#8217;entr\u00e9e), de la\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que la pression - Physique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-pressure-physics\/\"><span>pression<\/span><\/a><span>\u00a0, de la\u00a0<\/span><a title=\"Qualit\u00e9 de vapeur - Fraction de s\u00e9cheresse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\"><span>qualit\u00e9<\/span><\/a><span>\u00a0et du flux massique du liquide de refroidissement:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20791 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" alt=\"CHF - Flux thermique critique - Corr\u00e9lation\" width=\"489\" height=\"46\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>La corr\u00e9lation W-3 concerne le flux de chaleur critique dans les canaux chauff\u00e9s uniform\u00e9ment.\u00a0Pour tenir compte des flux de chaleur non uniformes, Tong a introduit le facteur de correction, F.<\/span><\/p>\n<p><span>R\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciale: Tong, LS, Weisman, Joel.\u00a0Analyse thermique des r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression.\u00a0Amer Nuclear Society, 3e \u00e9dition, 5\/1996.\u00a0ISBN-13: 978-0894480386.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Facteur de paroi froide &#8211; CWF<\/span><\/h2>\n<p><span>Tong, LS et Weisman, Joel introduit \u00e9galement un nouveau facteur connu sous le nom de \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>facteur de paroi froide<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb, qui corrige la CHF dans un canal contenant une paroi non chauff\u00e9e (par exemple, canal adjacent au tube de guidage de la tige de commande).\u00a0Dans ces canaux, un film liquide s&#8217;accumule le long de la paroi froide et ce fluide n&#8217;est pas efficace pour refroidir la surface chauff\u00e9e et le fluide refroidissant la surface chauff\u00e9e est \u00e0 une enthalpie plus \u00e9lev\u00e9e que celle calcul\u00e9e sans hypoth\u00e8se de paroi froide.\u00a0Notez que, il y a une hypoth\u00e8se que la paroi froide d\u00e9t\u00e9riore le transfert de chaleur par rapport au canal avec tous les c\u00f4t\u00e9s chauff\u00e9s \u00e0 la\u00a0<\/span><strong><span>m\u00eame enthalpie de sortie en vrac<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Tables de consultation CHF<\/span><\/h2>\n<p><strong><span>Les tables de recherche CHF<\/span><\/strong><span>\u00a0sont largement utilis\u00e9es pour la pr\u00e9diction du flux thermique critique (CHF).\u00a0La table de conversion CHF est fondamentalement une banque de donn\u00e9es normalis\u00e9e pour un tube vertical de 8 mm refroidi par eau.\u00a0La table de correspondance CHF 2006 est bas\u00e9e sur une base de donn\u00e9es contenant plus de 30 000 points de donn\u00e9es et couvre les plages de pression 0,1\u201321 Mpa, 0\u20138000 kg.m\u00a0<\/span><sup><span>\u20132<\/span><\/sup><span>\u00a0.s\u00a0<\/span><sup><span>-1<\/span><\/sup><span>\u00a0(le d\u00e9bit nul se r\u00e9f\u00e8re \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition de la piscine flux massique et \u20130,5 \u00e0 1 qualit\u00e9 de vapeur (les qualit\u00e9s n\u00e9gatives se r\u00e9f\u00e8rent aux conditions de sous-refroidissement).<\/span><\/p>\n<p><span>R\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciale: GROENEVELD, DC et al., The 2006 look-up table, Nuclear Engineering and Design 237 (2007), 1909\u20131922.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>\u00c9cart par rapport au ratio d&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9 &#8211; DNBR<\/span><\/h2>\n<p><span>Comme il a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, dans le cas des\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/pwr-pressurized-water-reactor\/\"><span>REP<\/span><\/a><span>\u00a0, le probl\u00e8me de s\u00e9curit\u00e9 critique est nomm\u00e9\u00a0<\/span><strong><span>DNB<\/span><\/strong><span>\u00a0(\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9part de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e<\/span><\/strong><span>\u00a0), ce qui provoque la formation d&#8217;une\u00a0<\/span><strong><span>couche de vapeur locale<\/span><\/strong><span>\u00a0, entra\u00eenant une r\u00e9duction spectaculaire de la capacit\u00e9 de transfert de chaleur.\u00a0Il est \u00e0 noter que, m\u00eame pour les REB, qui ont un profil de puissance axiale nettement plus bas, le risque DNB doit \u00eatre pris en compte.<\/span><\/p>\n<p><span>Le DNB se produit lorsque le flux de chaleur local atteint la valeur du flux de chaleur critique.\u00a0Ce ph\u00e9nom\u00e8ne se produit dans la r\u00e9gion sous-refroidie ou de mauvaise qualit\u00e9 (gamme de qualit\u00e9 approximative: de \u20135% \u00e0 + 5%).\u00a0Le comportement de ce type de crise d&#8217;\u00e9bullition d\u00e9pend de nombreuses conditions d&#8217;\u00e9coulement (pression, temp\u00e9rature, d\u00e9bit), car le flux thermique critique est g\u00e9n\u00e9ralement fonction de l&#8217;\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'enthalpie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/\"><span>enthalpie<\/span><\/a><span>\u00a0du fluide caloporteur\u00a0\u00a0\u00a0(satur\u00e9 et en entr\u00e9e), de la\u00a0\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que la pression - Physique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-pressure-physics\/\"><span>pression<\/span><\/a><span>\u00a0, de la\u00a0\u00a0<\/span><a title=\"Qualit\u00e9 de vapeur - Fraction de s\u00e9cheresse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\"><span>qualit\u00e9<\/span><\/a><span>\u00a0\u00a0et du flux massique du fluide caloporteur:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20791 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" alt=\"CHF - Flux thermique critique - Corr\u00e9lation\" width=\"489\" height=\"46\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/CHF-Critical-Heat-Flux-Correlation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Ce type de crise d&#8217;\u00e9bullition se produit \u00e0 des flux de chaleur relativement \u00e9lev\u00e9s et semble \u00eatre associ\u00e9 au nuage de bulles, adjacent \u00e0 la surface.\u00a0Ces bulles ou film de vapeur r\u00e9duisent la quantit\u00e9 d&#8217;eau entrante.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que ce ph\u00e9nom\u00e8ne d\u00e9t\u00e9riore le coefficient de transfert de chaleur et que le flux de chaleur reste, la chaleur\u00a0<\/span><strong><span>s&#8217;accumule<\/span><\/strong><span>\u00a0alors\u00a0dans le crayon de combustible provoquant\u00a0<\/span><strong><span>une augmentation spectaculaire<\/span><\/strong><span>\u00a0de la gaine et de la\u00a0<\/span><strong><span>temp\u00e9rature du<\/span><\/strong><span>\u00a0combustible\u00a0.\u00a0Simplement, une diff\u00e9rence de temp\u00e9rature tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e est n\u00e9cessaire pour transf\u00e9rer le flux de chaleur critique produit de la surface du crayon de combustible au r\u00e9frig\u00e9rant du r\u00e9acteur (\u00e0 travers la couche de vapeur).\u00a0Dans le cas des REP, le flux critique est\u00a0<\/span><strong><span>un flux annulaire invers\u00e9<\/span><\/strong><span>\u00a0, tandis que dans les\u00a0REP, le flux\u00a0critique est g\u00e9n\u00e9ralement un flux annulaire.<\/span><\/p>\n<p><span>Dans les r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression, l&#8217;une des principales exigences de s\u00e9curit\u00e9 est qu&#8217;un \u00e9cart par rapport \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e (DNB) ne se produira pas pendant le fonctionnement en r\u00e9gime permanent, les transitoires op\u00e9rationnels normaux et les \u00e9v\u00e9nements op\u00e9rationnels pr\u00e9vus (AOO).\u00a0L&#8217;int\u00e9grit\u00e9 de la gaine de combustible sera maintenue si le\u00a0<\/span><strong><span>DNBR<\/span><\/strong><span>\u00a0minimum\u00a0<strong>reste sup\u00e9rieur \u00e0<\/strong>\u00a0la\u00a0<\/span><strong><span>limite<\/span><\/strong><span>\u00a0DNBR\u00a0<strong>95\/95<\/strong>\u00a0pour les REP (une probabilit\u00e9 de 95% \u00e0 un niveau de confiance de 95%).\u00a0Le crit\u00e8re DNB est l&#8217;un des crit\u00e8res d&#8217;acceptation dans les analyses de s\u00e9curit\u00e9 et il constitue l&#8217;une des limites de s\u00e9curit\u00e9 dans les sp\u00e9cifications techniques.\u00a0Il va sans dire que l&#8217;\u00e9tablissement d&#8217;un rapport DNB minimal constitue une limitation majeure de la conception des r\u00e9acteurs refroidis par eau.\u00a0Ce ph\u00e9nom\u00e8ne limite la puissance thermique maximale de chaque PWR.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Le rapport DNB (DNBR &#8211; \u00e9cart par rapport au rapport d&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9)<\/span><\/strong><span>\u00a0est la mesure de la marge au flux de chaleur critique.\u00a0DNBR est d\u00e9fini comme:<\/span><\/p>\n<p><em><span>le flux de chaleur critique \u00e0 un emplacement sp\u00e9cifique et les param\u00e8tres sp\u00e9cifiques du liquide de refroidissement divis\u00e9s par le flux de chaleur local de fonctionnement \u00e0 cet emplacement<\/span><\/em><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><em><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-definition.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20792 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-definition.png\" alt=\"DNBR - d\u00e9finition\" width=\"242\" height=\"82\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-definition.png\" \/><\/a><\/em><\/p>\n<p><span>Le c\u0153ur du r\u00e9acteur doit \u00eatre con\u00e7u pour maintenir le DNBR plus grand que la valeur minimale autoris\u00e9e (connue sous le nom de limite de corr\u00e9lation) pendant le fonctionnement en r\u00e9gime permanent, les transitoires op\u00e9rationnels normaux et les \u00e9v\u00e9nements op\u00e9rationnels pr\u00e9vus (AOO).\u00a0Pour pr\u00e9dire l&#8217;\u00e9cart par rapport \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e, le CHF peut, par exemple, \u00eatre d\u00e9termin\u00e9 en utilisant la corr\u00e9lation W-3 d\u00e9velopp\u00e9e \u00e0 la Westinghouse Atomic Power Division.\u00a0Si ces corr\u00e9lations \u00e9taient parfaites (sans incertitudes), le crit\u00e8re serait simple:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-criterion.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20793 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-criterion.png\" alt=\"DNBR - crit\u00e8re\" width=\"278\" height=\"74\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-criterion.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><em><span>Le flux de chaleur local doit \u00eatre inf\u00e9rieur au flux de chaleur critique (c&#8217;est-\u00e0-dire que le DNBR doit \u00eatre sup\u00e9rieur \u00e0 un).<\/span><\/em><\/p>\n<p><strong><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20775 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" alt=\"DNBR - \u00c9cart par rapport au ratio d'\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9\" width=\"289\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/DNBR-Departure-from-Nucleate-Boiling-Ratio-289x300.png\" \/><\/a><span>Mais en r\u00e9alit\u00e9<\/span><\/strong><span>\u00a0, aucune corr\u00e9lation n&#8217;est parfaite et des incertitudes doivent \u00eatre impliqu\u00e9es dans ce calcul.\u00a0Ces bandes d&#8217;incertitude ou limites d&#8217;erreur \u00e9tablissent une valeur minimale acceptable pour le rapport DNB, qui peut \u00eatre significativement sup\u00e9rieure \u00e0 un comme indiqu\u00e9 sur la figure.\u00a0Les incertitudes peuvent atteindre environ 20% et donc le DNBR doit \u00eatre plus grand que, par exemple,\u00a0<\/span><strong><span>DNBR\u00a0<\/span><sub><span>lim<\/span><\/sub><span>\u00a0= 1,2<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Comme on peut le voir sur la figure, le CHF diminue consid\u00e9rablement avec l&#8217;augmentation de l&#8217;enthalpie du liquide de refroidissement, donc la valeur minimale de DNBR n&#8217;est pas n\u00e9cessairement au centre du c\u0153ur.\u00a0Le rapport DNB minimal (MDNBR) se produit \u00e0 l&#8217;endroit o\u00f9 le flux de chaleur critique et le flux de chaleur de fonctionnement sont les plus proches et se trouvent g\u00e9n\u00e9ralement dans la partie sup\u00e9rieure du c\u0153ur.\u00a0De plus, \u00e0 l&#8217;entr\u00e9e du canal o\u00f9 le sous-refroidissement du liquide de refroidissement est le plus \u00e9lev\u00e9, nous nous attendons \u00e0 ce que le flux de chaleur n\u00e9cessaire pour que le DNB \u00e0 cet endroit soit extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9.\u00a0En revanche, \u00e0 la sortie du canal o\u00f9 l&#8217;enthalpie du liquide de refroidissement est la plus \u00e9lev\u00e9e, le flux de chaleur n\u00e9cessaire pour provoquer le DNB devrait \u00eatre \u00e0 son plus bas.<\/span><\/p>\n<p><span>R\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciale: Tong, LS, Weisman, Joel.\u00a0Analyse thermique des r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression.\u00a0Amer Nuclear Society, 3e \u00e9dition, 5\/1996.\u00a0ISBN-13: 978-0894480386.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/critical-heat-flux-vs-local-heat-flux.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-20776 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/critical-heat-flux-vs-local-heat-flux.png\" alt=\"flux de chaleur critique vs flux de chaleur local\" width=\"582\" height=\"622\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/critical-heat-flux-vs-local-heat-flux.png\" \/><\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div><\/div>\n<div><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Transfert de chaleur post-DNB<\/span><\/h2>\n<p><span>Le flux de chaleur d&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e ne peut pas \u00eatre augment\u00e9 ind\u00e9finiment.\u00a0\u00c0 une certaine valeur, nous l&#8217;appelons le \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>flux de chaleur critique<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb (\u00a0<\/span><strong><span>CHF<\/span><\/strong><span>\u00a0), la vapeur produite peut former une couche isolante sur la surface, qui \u00e0 son tour d\u00e9t\u00e9riore le coefficient de transfert de chaleur.\u00a0En effet, une grande partie de la surface est recouverte d&#8217;un film de vapeur, qui agit comme une isolation thermique en raison de la faible conductivit\u00e9 thermique de la vapeur par rapport \u00e0 celle du liquide.\u00a0Imm\u00e9diatement apr\u00e8s que le flux de chaleur critique a \u00e9t\u00e9 atteint, l&#8217;\u00e9bullition devient instable et l&#8217;\u00e9bullition de transition se produit.\u00a0La transition de l&#8217;\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e \u00e0 l&#8217;\u00e9bullition pelliculaire est connue comme la \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>crise de l&#8217;\u00e9bullition<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 qu&#8217;au-del\u00e0 du point CHF, le coefficient de transfert de chaleur diminue, la transition vers l&#8217;\u00e9bullition du film est g\u00e9n\u00e9ralement in\u00e9vitable.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20779 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes-208x300.png\" alt=\"Courbe d'\u00e9bullition - Modes d'\u00e9bullition\" width=\"208\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Boiling-Curve-Boiling-Modes-208x300.png\" \/><\/a><span>Une nouvelle augmentation du flux de chaleur n&#8217;est pas n\u00e9cessaire pour maintenir l&#8217;\u00e9bullition du film.\u00a0Un film de vapeur recouvre enti\u00e8rement la surface.\u00a0Cela r\u00e9duit consid\u00e9rablement le coefficient de convection, car la couche de vapeur a une capacit\u00e9 de transfert de chaleur nettement inf\u00e9rieure.\u00a0En cons\u00e9quence, la temp\u00e9rature excessive atteint une valeur tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e.\u00a0Au-del\u00e0 du\u00a0<\/span><a title=\"Effet Leidenfrost - Point Leidenfrost\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/heat-transfer\/boiling-and-condensation\/leidenfrost-effect-leidenfrost-point\/\"><span>point Leidenfrost<\/span><\/a><span>\u00a0, un film de vapeur continu recouvre la surface et il n&#8217;y a aucun contact entre la phase liquide et la surface.\u00a0Dans cette situation, le transfert de chaleur se fait \u00e0 la fois par rayonnement et par conduction vers la vapeur.\u00a0La surface chauff\u00e9e stabilise stabilise sa temp\u00e9rature au point E (voir figure).\u00a0Si le mat\u00e9riau n&#8217;est pas suffisamment solide pour r\u00e9sister \u00e0 cette temp\u00e9rature, l&#8217;\u00e9quipement tombera en panne en endommageant le mat\u00e9riau.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Rapport de puissance critique &#8211; s\u00e9chage<\/span><\/h2>\n<p><strong><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Flow-Boiling-Dryout.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-20773 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Flow-Boiling-Dryout-257x300.png\" alt=\"\u00c9bullition en flux - s\u00e9chage\" width=\"257\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Flow-Boiling-Dryout-257x300.png\" \/><\/a><\/strong>Dans les REB, un ph\u00e9nom\u00e8ne similaire est connu sous le nom de\u00a0<strong>\u00abdess\u00e8chement\u00bb<\/strong>\u00a0et il est directement associ\u00e9 aux\u00a0<strong>changements du sch\u00e9ma d&#8217;\u00e9coulement<\/strong>\u00a0lors de l&#8217;\u00e9vaporation dans la r\u00e9gion de haute qualit\u00e9.\u00a0\u00c0 des combinaisons donn\u00e9es de d\u00e9bit \u00e0 travers un canal, de pression, de qualit\u00e9 d&#8217;\u00e9coulement et de taux de chaleur lin\u00e9aire, le\u00a0<strong>film liquide<\/strong> de\u00a0la paroi\u00a0<strong>peut s&#8217;\u00e9puiser<\/strong>\u00a0et la paroi peut \u00eatre\u00a0<strong>s\u00e9ch\u00e9e<\/strong>\u00a0.\u00a0Normalement, la surface du carburant est efficacement refroidie par \u00e9bullition du liquide de refroidissement.\u00a0Cependant, lorsque le flux de chaleur d\u00e9passe une\u00a0<strong>valeur critique<\/strong>\u00a0(CHF &#8211; flux de chaleur critique), le sch\u00e9ma d&#8217;\u00e9coulement peut atteindre les\u00a0<strong>conditions de s\u00e9chage\u00a0<\/strong>(une mince couche de liquide dispara\u00eet).\u00a0Le transfert de chaleur de la surface du carburant vers le liquide de refroidissement est d\u00e9t\u00e9rior\u00e9, avec pour r\u00e9sultat une <strong>augmentation drastique de la temp\u00e9rature de surface du carburant<\/strong>\u00a0.\u00a0Dans la r\u00e9gion de haute qualit\u00e9, la crise se produit \u00e0 un flux de chaleur plus faible.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que la vitesse d&#8217;\u00e9coulement dans le noyau de vapeur est \u00e9lev\u00e9e, le transfert de chaleur apr\u00e8s CHF est bien meilleur que pour un flux critique de faible qualit\u00e9 (c&#8217;est-\u00e0-dire que pour les REP, les augmentations de temp\u00e9rature sont plus \u00e9lev\u00e9es et plus rapides).<\/p>\n<p><span>Les\u00a0modes d&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9bullition d&#8217;\u00e9coulement<\/span><\/strong><span>\u00a0typiques\u00a0dans un\u00a0<\/span><strong><span>canal vertical<\/span><\/strong><span>\u00a0sont illustr\u00e9s sur la figure.\u00a0Cette figure montre l&#8217;ordre typique des r\u00e9gimes d&#8217;\u00e9coulement rencontr\u00e9s de l&#8217;entr\u00e9e \u00e0 la sortie d&#8217;un\u00a0<\/span><strong><span>canal chauff\u00e9<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0\u00c0 l&#8217;entr\u00e9e, le\u00a0<\/span><strong><span>liquide entre en sous-refroidissement<\/span><\/strong><span>\u00a0(\u00e0 une temp\u00e9rature inf\u00e9rieure \u00e0 la saturation).\u00a0Dans cette r\u00e9gion, le flux est monophas\u00e9.\u00a0Lorsque le liquide se r\u00e9chauffe, la temp\u00e9rature de la paroi augmente en cons\u00e9quence.\u00a0Lorsque la\u00a0<\/span><strong><span>temp\u00e9rature de<\/span><\/strong><span>\u00a0la\u00a0<strong>paroi d\u00e9passe la temp\u00e9rature de saturation<\/strong>\u00a0(par exemple 285 \u00b0 C \u00e0 6,8 MPa), l&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9bullition nucl\u00e9\u00e9e sous<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211;\u00a0<strong>refroidie commence<\/strong>\u00a0.\u00a0Les bulles nucl\u00e9ent dans la\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-couche-limite-definition\/\"><span>couche limite<\/span><\/a><span>\u00a0thermique surchauff\u00e9e\u00a0de la paroi chauff\u00e9e mais ont tendance \u00e0 se\u00a0<\/span><strong><span>condenser dans la masse sous-refroidie<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Une augmentation suppl\u00e9mentaire de la temp\u00e9rature du liquide provoque le fait que la masse liquide atteint sa\u00a0<\/span><strong><span>temp\u00e9rature de saturation<\/span><\/strong><span>\u00a0et que le processus d&#8217;\u00e9bullition convectif passe \u00e0 travers le\u00a0<\/span><a title=\"Bubbly Flow - D\u00e9bit biphas\u00e9\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/bubbly-flow-two-phase-flow\/\"><strong><span>flux de bulles<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0dans le\u00a0<\/span><a title=\"Plug Flow - Slug Flow\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/plug-flow-slug-flow\/\"><strong><span>flux de boue<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0L&#8217;augmentation de la\u00a0<\/span><a title=\"Fraction nulle - \u00e9coulement diphasique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/void-fraction-two-phase-flow\/\"><span>fraction de vide<\/span><\/a><span>\u00a0fait que la structure de l&#8217;\u00e9coulement devient instable.\u00a0Le processus d&#8217;\u00e9bullition passe \u00e0 travers le\u00a0<strong><a title=\"D\u00e9bit de d\u00e9sabonnement - D\u00e9bit de mousse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/churn-flow-froth-flow\/\">flux de<\/a><\/strong><\/span><strong><span>\u00a0boue et de\u00a0<\/span><a title=\"D\u00e9bit de d\u00e9sabonnement - D\u00e9bit de mousse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/churn-flow-froth-flow\/\"><span>baratte<\/span><\/a><\/strong><span>\u00a0dans le\u00a0<\/span><a title=\"\u00c9coulement annulaire - \u00c9coulement diphasique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/annular-flow-two-phase-flow\/\"><strong><span>r\u00e9gime d&#8217;\u00e9coulement annulaire<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0avec son film annulaire caract\u00e9ristique du liquide.\u00a0\u00c0 des combinaisons donn\u00e9es de d\u00e9bit \u00e0 travers un canal, de pression, de qualit\u00e9 d&#8217;\u00e9coulement et de taux de chaleur lin\u00e9aire, le\u00a0<\/span><strong><span>film liquide de<\/span><\/strong><span>\u00a0la paroi\u00a0<strong>peut s&#8217;\u00e9puiser<\/strong>\u00a0et la paroi peut \u00eatre\u00a0<\/span><strong><span>s\u00e9ch\u00e9e<\/span><\/strong><span>.\u00a0Au point de s\u00e9chage, la temp\u00e9rature de la paroi augmente de mani\u00e8re significative afin de dissiper le flux de chaleur appliqu\u00e9.\u00a0L&#8217;\u00e9coulement post-ass\u00e8chement (\u00a0<\/span><a title=\"Flux de brume\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/two-phase-fluid-flow\/mist-flow\/\"><span>brouillard ou \u00e9coulement goutte \u00e0 goutte<\/span><\/a><span>\u00a0) dans le canal chauff\u00e9 n&#8217;est pas souhaitable, car la pr\u00e9sence d&#8217;un tel r\u00e9gime d&#8217;\u00e9coulement s&#8217;accompagne de temp\u00e9ratures de paroi consid\u00e9rablement plus \u00e9lev\u00e9es et de fortes fluctuations des temp\u00e9ratures de paroi.<\/span><\/p>\n<p><span>Dans ce cas, les ing\u00e9nieurs d\u00e9finissent un param\u00e8tre connu sous le nom de\u00a0<\/span><strong><span>rapport de puissance critique minimum (MCPR)<\/span><\/strong><span>\u00a0au lieu de DNBR.\u00a0Le\u00a0<\/span><strong><span>rapport de puissance critique (CPR)<\/span><\/strong><span>\u00a0est utilis\u00e9 pour d\u00e9terminer les limites thermiques des r\u00e9acteurs \u00e0 eau bouillante.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>D\u00e9finition de la RCR:<\/span><\/strong><\/p>\n<p><em><span>Le CPR est cette puissance dans l&#8217;assemblage qui est calcul\u00e9e en appliquant la ou les corr\u00e9lations appropri\u00e9es pour faire en sorte qu&#8217;un point de l&#8217;assemblage subisse une transition d&#8217;\u00e9bullition, divis\u00e9 par la puissance de fonctionnement r\u00e9elle de l&#8217;assemblage.<\/span><\/em><\/p>\n<p><span>R\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciale: Tong, LS, Weisman, Joel.\u00a0Analyse thermique des r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression.\u00a0Amer Nuclear Society, 3e \u00e9dition, 5\/1996.\u00a0ISBN-13: 978-0894480386.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Cet article est bas\u00e9 sur la traduction automatique de l&#8217;article original en anglais. Pour plus d&#8217;informations, voir l&#8217;article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la \u00e0 l&#8217;adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous appr\u00e9cions votre aide, nous mettrons \u00e0 jour la traduction le plus rapidement possible. 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