Modélisation de l'autovaporisation dans le cadre d'un modèle à deux fluides

Modeling flashing flows in a two fluid code

CEA, Centre d'études nucléaires de Grenoble

Résumé

Pour les besoins de l'analyse de sûreté des réacteurs à eau pressurisée (REP), un code de thermohydraulique diphasique eau-vapeur nommé CATHARE a été élaboré. Il s'agit d'un modèle monodimensionnel à deux fluides comportant 6 équations, c'est-à-dire un bilan de masse, d'énergie et d'impulsion pour chaque phase. Le calcul des débits critiques à travers une brèche nécessite la modélisation de l'autovaporisation. Le flux de chaleur du liquide vers l'interface qui gouverne le phénomène est déterminé expérimentalement sur la base de mesures effectuées dans diverses tuyères. On présente tout d'abord une corrélation essentiellement empirique. Puis, l'analyse des mécanismes mis en jeu montrant la complexité du problème (nucléation, effets de la turbulence, effets bidimensionnels), une discussion sur des modèles à caractère plus physique est engagée.

Abstract

CATHARE is a 2-phase thermohydraulic code elaborated for the Pressurized Water Reactor safety analysis. It is a 1-Dimension 2-Fluid 6-Equation model with a mass, momentum and energy balance for each phase. The calculation of the critical mass flow rate through a break in the primary circuit requires the modelization of the flashing process. The liquid-interface heat flux which governs the phenomenon is experimentally determined in various test nozzles. First an essentially empirical correlation is presented. Then a survey of the physical mechanisms involved in the flashing process demonstrate the complexity of the problem (nucleation delay, turbulence effects, 2-dimensionnal effects, ...). Modelizations based on physical investigations are also discussed.