Academic literature on the topic 'Générateur vapeur'

Les réacteurs nucléaires utilisent peu d’assemblages non soudés. Il existe cependant quelques assemblages sans soudure qui concernent le circuit primaire des réacteurs LWR, tels que ceux de nos centrales françaises. Il s’agit essentiellement de trois types d’assemblage : le dudgeonnage, le frettage et le boulonnage. Les deux premières techniques concernent respectivement le générateur de vapeur, les pénétrations dans le couvercle, ou le fond de cuve et la pompe primaire. Elles sont toujours associées à un soudage ultérieur qui garantit l’étanchéité. Il s’agit de composants essentiels au bon fonctionnement du réacteur. Les assemblages boulonnés concernent la pompe primaire, l’assemblage du couvercle de cuve avec la cuve, et les internes de cuve. Certains assemblages boulonnés sont plus sensibles aux phénomènes de corrosion sous tension voire pour les internes de cuve de corrosion sous tension assistée par irradiation.

Le générateur de vapeur est un élément essentiel pour le fonctionnement des centrales nucléaires à réacteur à eau pressurisée. La régulation du niveau d'eau de ces générateurs pose beaucoup de problèmes à basse charge: 30% des arrêts d'urgences constatées sont imputables à la régulation du niveau d'eau. Il faut souligner que le générateur de vapeur est un système à déphasage non minimal, fortement non linéaire et difficile à identifier étant donné qu'on ne peut l'isoler du reste de la centrale. Les mesures du débit vapeur sortant du générateur deviennent de mauvaise qualité à faible charge, ce qui dégrade le terme d'anticipation. Ces aspects de grande variabilité, combinés a la mauvaise qualité des mesures, rendent la commande PID actuelle peu efficace et nécessité la reprise en manuel de la régulation lors des démarrages ou des fonctionnements aux basses charges. Le but de cette recherche est de proposer un régulateur robuste tenant compte des difficultés de réglage, et de l'environnement défavorable aux faibles charges. Les commandes GPC (generalized predictive control), LQG et LQG/LTR (loop transfert recovery) sont envisagées

La corrosion occasionne de gros degats dans les generateurs de vapeur ou chaudieres. L'oxygene dissous dans l'eau etant l'un des gaz responsables de la corrosion, il est necessaire de l'eliminer de l'eau d'alimentation des chaudieres. La reduction chimique par des reactifs tels que l'hydrazine et certains reducteurs organiques represente une des methodes employee dans la desoxygenation de l'eau. Le but de ce travail etait de trouver de nouvelles molecules organiques utilisables dans cette application. L'etude de la litterature portant sur la reduction de l'oxygene dissous dans l'eau indique que l'etape limitante de cette reaction est le transfert du premier electron de la molecule organique reductrice vers l'oxygene. A partir de cette constatation, nous avons developpe un modele de selection d'apres la theorie du transfert d'electron et plus particulierement nous proposons une application originale de la theorie de marcus. Ensuite, nous avons pu retirer de ce modele un certain nombre de molecules a caractere reducteur potentiel. Ces molecules se sont averees reductrices d'oxygene dissous quand nous les avons testees en desoxygenation. L'emploi de glyoxal en chaudiere est concevable. Par ailleurs, l'association du glyoxal avec un autre compose tel que la cyanoguanidine ou la glycine augmente sensiblement la cinetique de reduction de l'oxygene dissous ainsi que le taux d'oxygene reduit. Enfin, nous avons synthetise des polymeres a base de phenanthroline capables de complexer des metaux tels que le fer (ii) ou le cobalt (ii) dans l'optique de les utiliser en tant qu'agents reducteurs regenerables fixes. Un polymere complexe par le cobalt s'avere etre interessant pour la desoxygenation de l'eau, puisqu'il est aisement regenerable et autorise une reduction quasi-complete de l'oxygene dissous.

Aujourd'hui, les hygromètres de référence sont raccordés aux étalons de température par l'intermédiaire des générateurs d'air humide. Afin de permettre l'étalonnage d'hygromètres pour des températures de rosée positives allant jusque 90°C, un prototype de générateur d'air humide a été réalisé. Le modèle de transfert de masse et de chaleur en deux dimensions établi dans ce cadre est présenté. L'incertitude type composée sur la température de rosée est estimée en utilisant la loi de propagation des incertitudes puis par propagation des distributions. L'étalonnage d'un hygromètre de référence a été réalisé entre 20°C et 80°C afin de valider les résultats obtenus

Les phenomenes de couplage fluide-structure en milieu diphasique sont presentes grace a une approche theorique et experimentale. La determination du comportement vibroacoustique d'une structure cylindrique excitee par un ecoulement turbulent eau-vapeur est realisee a partir des equations de couplage ainsi que des equations de la dynamique des fluides. Le but etant d'une part de calculer (et mesurer) les efforts fluctuants resultant de l'ecoulement et d'autre part les vitesses vibratoires de la structure. Le present memoire est divise en deux parties. Dans un premier temps on s'attachera a demontrer et a mettre en evidence les particularites des ecoulements diphasiques turbulents. Une analogie des theories de lighthill concernant les sources acoustiques presentes dans l'ecoulement est enoncee et le champ de pression turbulent est defini grace a une formulation instantanee des equilibres d'un fluide diphasique. L'aboutissement sera la definition de grandeur caracteristiques de l'ecoulement (intensite des sources acoustiques, spectre de pression parietale turbulente, longueurs de correlation). Dans un second temps le comportement de la structure sera decrit de maniere analytique a partir d'une formulation modale. L'introduction des efforts dans ce modele de structure permettra de calculer les vitesses vibratoires et les pressions rayonnees par le systeme complet. Enfin une campagne experimentale tente de verifier ici differentes proprietes qui ont ete enoncees

Le Générateur de Vapeur est un des composants majeurs des unités de production d’électricité permettant la propulsion des navires de Naval Group. Les phénomènes physiques mis en jeux dans ces échangeurs sont complexes à simuler en raison de la variété des topologies d’écoulement et des régimes de transfert thermique présents. Cette thèse s’emploie à développer un programme adapté à la modélisation des différents GV de Naval Group. La méthodologie mise en place propose un couplage entre un code 1D et un calcul CFD reposant sur l’approche des milieux équivalents. La modélisation des écoulements monophasiques au sein des échangeurs est abordée dans un premier temps avant de présenter la modélisation des écoulements diphasiques. L’intérêt de la méthode est mis en évidence par sa validation sur des appareils testés expérimentalement et en la confrontant avec d’autres approches numériques existantes. Les travaux proposent des solutions afin de modéliser des GV en serpentin et permettent d’envisager la simulation de géométries plus complexes. Le calcul des efforts hydrauliques et des échanges d’énergies entre le liquide, la vapeur et la paroi est détaillée. Par sa structure, le modèle tend à répondre à l’ensemble des configurations de GV envisageables. Différentes manières d’alimenter le modèle sont proposées en remplacement des corrélations empiriques existantes et permettent d’envisager de nouvelles solutions plus adaptées
The steam generator is one of the major components of the power generation unit for the propulsion of Naval Group ships. The physical phenomena involved in these heat exchangers are complex to simulate because of the variety of flow patterns and heat transfer regimes. This thesis aims to develop a program adapted to the modeling of Naval Group’s steam generators. The developed methodology proposes a coupling between a 1D-code and CFD calculation based on the porous media approach. The modeling of monophasic flows within heat exchangers is first discussed before presenting that of two-phase flows. The method’s interest is highlighted by its validation on experimental test cases and by comparing it to other existing numerical approaches. The work brings solutions to model helically coiled steam generator and allow to consider the simulation of more complex geometries. The calculation of the hydraulic forces and energy exchanges between the liquid, the vapor and the tube’s wall is detailed. By its structure, the model tends to be able to represent all possible configurations of steam generators. Different ways of feeding this model are proposed to replace the existing empirical laws and make it possible to envisage new and more adapted solutions

La présente recherche est une étude tout d'abord expérimentale de la conductivité et de la diffusivité thermique apparente de charbons actifs en présence de gaz ou de vapeurs d'alcools. Les expériences ont été faites sous des pressions et températures variées. Trois méthodes expérimentales ont été employées : la méthode du cylindre garde, la méthode du fil chaud et la méthode flash. Les résultats expérimentaux montrent que la conductivité apparente du charbon en présence de gaz dépend fortement de la pression, de la nature du gaz, de la porosité et dans une moindre mesure de la température. Ces mêmes résultats ont été comparés avec un certain nombre de modèles théoriques choisis parmi ceux existant dans la littérature. Il en ressort que les modèles testes, s'ils permettent de bien encadrer les résultats expérimentaux ne fournissent pas en l'état une description suffisante sur tout le domaine de pression explore. Des aménagements restent donc à proposer sur ces modèles ou des développements de nouveaux modèles sont à réaliser. Des suggestions et une approche dans ce sens terminent le présent travail

L'objet de cette etude est la conception et la realisation d'un systeme informatise interactif original d'aide a la planification du remplacement des generateurs de vapeur, dans le cadre de la maintenance nucleaire. Le but est d'obtenir un outil complet et ergonomique de simulation 3d dote d'un module de detection des collisions dans l'espace. Nous decrivons tout d'abord les techniques de rendu actuellement utilisees en synthese d'image afin de retenir parmi elles celles qui sont les mieux adaptees a notre probleme. Puis nous presentons les techniques de modelisation 3d pour expliquer le choix d'un modele de type ecsg, et des librairies graphiques open gl et open inventor pour notre application. De meme, les differentes methodes de detection des collisions sont rappelees et nous proposons un algorithme rapide base sur un decoupage recursif de l'espace en volumes englobants orientes, et sur un test rapide de l'interpenetration de ces volumes. Enfin, nous decrivons l'application complete developpee pour edf. Cette application a comme originalite, outre l'utilisation des librairies graphiques et des outils 3d les plus recents, l'integration d'un module de detection des collisions efficace et precis. Ce logiciel est dote d'une interface graphique ergonomique et permet la visualisation interactive d'une scene 3d, la manipulation rapide des objets 3d, ainsi que diverses mesures d'angles et de distances dans cette scene.

La majorité des produits de corrosion transportés par le circuit secondaire se déposent sur la paroi externe des tubes des Générateurs de Vapeur (GV) pour former des dépôts d’encrassement. Sur le parc nucléaire EDF, le suivi de l’évolution de l’encrassement repose, en partie, sur l’évolution de la pression de vapeur dans le dôme du GV. L’effet de l’encrassement sur cet indicateur reste encore difficile à prédire. Sur le long terme, le suivi de cette mesure a mis en évidence des évolutions généralement à la baisse, mais avec des cinétiques variables selon les tranches nucléaires. Par ailleurs, différents événements de la vie d’une tranche (les arrêts en cours de cycle ou les nettoyages chimiques par exemple) engendrent des évolutions encore mal maîtrisées de la pression dôme. L’ensemble de ces éléments rend difficile une prédiction de l’évolution de la pression dôme sur le long, voire le moyen terme. Or celle-ci est essentielle à l’exploitant pour mieux maîtriser le pilotage des marges en pression, et ajuster, si besoin, la stratégie de maintenance du GV. L’objectif de ces travaux de thèse est de disposer d’une méthodologie globale multi-échelle prédisant l’évolution de cette pression vapeur au cours du temps. La méthodologie repose sur quatre modèles complémentaires : (1) un logiciel de thermohydraulique tri-dimensionnel qui modélise l’écoulement diphasique dans le GV; (2) son module de dépôt de matière qui modélise la croissance des dépôts; (3) un modèle de caractérisation qui modélise la microstructure poreuse des dépôts; et (4) un modèle thermique monodimensionnel qui modélise les transferts thermiques dans ces dépôts. Le modèle de caractérisation, basé sur une approche fractale statistique innovante, reproduit avec précision la distribution statistique des pores, la conductivité thermique et la perméabilité des dépôts. A partir de ces paramètres, le modèle de transfert thermique modélise la conduction thermique et les mécanismes d’ébullition dans la structure poreuse des dépôts. Les caractéristiques les plus influentes des dépôts sur ces mécanismes sont évidemment l’épaisseur mais également son profil de porosité. Les estimations du modèle thermique sont en accord avec les résultats expérimentaux disponibles, et en diffèrent par une erreur moyenne en valeur absolue de 12%. La méthodologie globale simule l’évolution des dépôts et leur morphologie au cours des années d’exploitation du GV, ainsi que leur impact sur la pression dôme. Les prédictions sont proches des observations réalisées sur des GV en exploitation : après une phase d’amélioration ou de stagnation de la pression dôme durant les premières années, celle-ci tend à diminuer au cours de la croissance du dépôt. Par une approche simplifiée, la méthodologie peut également tenir compte des effets des nettoyages chimiques et des arrêts de tranche. Si les premiers résultats sont encourageants, des travaux sont encore à mener pour démontrer le caractère prédictif de la méthodologie. Les limites de la méthodologie sont détaillées et des perspectives sont proposées
Most corrosion products carried by the feed water in the steam generators (SG) of nuclear power plants ultimately settle down on the surface of the tubes and become fouling deposits. These fouling deposits affect the performance of the SGs. It is therefore imperative to understand and to predict their behavior. At EDF, the fouling of SGs is monitored by measuring the drum steam pressure. This strategy enables EDF operators to control the pressure margins and to plan the maintenance and the cleaning of the SGs during outages. However, the complex and intertwined phenomena that lead to the fouling of the SGs make it difficult to predict the evolution of the drum steam pressure. The present thesis remedies this situation by proposing an overarching computational methodology that simulates the time-varying fouling deposits and ultimately predicts the evolution of the steam pressure at the secondary side of the steam generators. The methodology rests on four complementary models of different space and time scales: (1) a three-dimensional thermal-hydraulic model that mimics the thermal-hydraulics behaviour of the entire SG; (2) a three-dimensional deposition model that simulates the time-varying fouling deposits on the SG-tubes; (3) a multi-layer statistical-fractal model that depicts the porous microstructure of the fouling deposits; and (4) a one-dimensional thermal-hydraulic model that exemplifies the thermal effect of fouling deposits. The statistical-fractal model captures and predicts the pore-size distribution, the thermal conductivity and the permeability of the fouling deposits. The thermal-hydraulic model simulates the thermal conduction and the boiling phenomena of the deposits porous structure. The overall computational strategy is thoroughly validated and shows good agreement with experimental data. It is found that the most influential parameters obviously are the deposit thicknesses but also their porosity profiles. The methodology is also employed to simulate the deposit morphology over several years of SG operation and to examine the effect of the steam pressure. The simulations reveal that the fouling deposits tend to increase the drum steam pressure during the first few years of operation. Afterwards, the drum steam pressure diminishes as the fouling deposits grow. The effect of chemical cleanings and reactor shutdowns on the drum steam pressure is also examined. The limits of the methodology are discussed and future improvements are proposed

Le générateur de vapeur a un rôle d'échangeur thermique et de sûreté nucléaire. L'énergie du fluide primaire est transférée au circuit secondaire via un faisceau de tubes en U soutenus par des plaques entretoise. Un dépôt modifie les conditions de liaison et l'écoulement du fluide secondaire. Le tube peut alors entrer en instabilité fluide-élastique, qui aboutit à une ruine rapide. Cette thèse vise à mieux comprendre l'effet de la non-linéarité de contact sur la dynamique d'un tube en air rentrant en contact intermittent avec les entretoises et ses conséquences en présence d'une instabilité. La discrétisation des conditions de contact entre le tube et les plaques, par des obstacles circulaires répartis sur l'épaisseur, ainsi que l'utilisation de bases de réductions enrichies permettent des résolutions numériques non-linéaires fiables et rapides, numériquement valides pour de fortes non-linéarités et des amortissements modaux négatifs, et bien corrélées avec les mesures correspondantes. On analyse les évolutions du contenu spectral (DSP) en fonction de l'amplitude d'excitation : remplissage des anti-résonances, décalage et étalement des pics ; puis on met en évidence la pertinence d'une notion de raideur apparente d'un contact bilatéral permanent qui permet de décrire ces transitions. En présence d'un système libre instable, on montre enfin que la non-linéarité conduit à des réponses bornées ou stabilisées ouvrant ainsi la voie vers une extension des travaux réalisés vers des applications avec fluide réel ou simulé.