Partager

Vibrations de circuit primaire

Vibrations de circuit primaire

Les cuves de réacteurs à eau pressurisée subissent des vibrations, dues notamment à l’écoulement dans l’espace séparant la cuve de l’enveloppe de cœur : leur compréhension et leur maîtrise constituent un enjeu tant scientifique que de sûreté. La description conventionnelle de ces vibrations repose sur un spectre de pression fluctuante de référence, des longueurs de corrélation longitudinales et circonférentielles, et l’élaboration d’un chargement modal sur la base de l’intégrale de joint acceptance. Elle suppose une pression turbulente homogène sur la surface du cylindre interne, hypothèse a priori non adaptée à la configuration industrielle, avec la présence de trois ou quatre branches d’admission.
 

Via une démarche couplée expérimentale – numérique, l’objectif est de quantifier les conséquences de cette simplification et d’améliorer la représentation du chargement, en s’appuyant sur un cas de référence élémentaire, constitué de deux cylindres co-axiaux soumis à deux jets impactants perpendiculaires à l’axe des cylindres. Sur une maquette en eau modulable conçue à cet effet, après la caractérisation, au moyen de capteurs de pression fluctuante en paroi, du chargement turbulent avec cylindre interne fixe, les vibrations obtenues en disposant le cylindre interne sur des languettes flexibles sont analysées : la forte inhomogénéité des vitesses de convection (entre 0 et 4 m/s), ainsi que des spectres de pression fluctuante (plusieurs ordres de grandeur selon la fréquence) et de leurs longueurs de corrélation (évolutions différentes selon la fréquence et variations du simple au double) numériquement prédite, est effectivement observée, selon un accord calculs-essais particulièrement remarquable.
 

Maquette CORVET (Cuve pour l’Observation de Réponse Vibratoire sous Ecoulement Turbulent)
Maquette CORVET (Cuve pour l’Observation de Réponse Vibratoire sous Ecoulement Turbulent)
Simulations LES associées à CORVET : champ de vitesse instantanée (vue en coupe verticale)
Simulations LES associées à CORVET : champ de vitesse instantanée (vue en coupe verticale)

L’ensemble des résultats d’essais et de simulations des grandes échelles (LES) constitue ainsi un cas-test de référence bien documenté de vibrations sous écoulement turbulent en espace annulaire avec admissions impactantes. Il servira de base pour des modélisations numériques et un moyen d’essai représentant des configurations plus complexes.

Collaborateurs

IMSIA

Jordan Curt, Aurélien Joly, Maud Kocher, Pierre Moussou

Extérieurs

CEA : Romain Lagrange, Philippe Piteau, Domenico Panunzio