Les besoins actuels de la recherche expérimentale concernant le flux de chaleur critique dans les conditions des coeurs de REL

Current Needs for the Experimental Investigation of the CHF Phenomenon Relevant to LWR Core Conditions

Westinghouse Electric Sweden AB SE-721 63 Västerås, Sweden, Tél. +46 (0) 21 347 526, Fax : +46 (0) 21 347 580

Auteur de correspondance : jean-marie.le-corre@se.westinghouse.com

Résumé

La connaissance actuelle et les besoins concernant la recherche, la compréhension et la prédiction mécaniste du Flux Critique (CHF), dans les conditions des coeurs de REP et REB, sont discutés dans cet article. Il est montré que, même dans le cas d'utilisation d'outils de simulation avancée 3-D CFD, l'approche actuelle de la prédiction mécaniste du CHF a de sérieuses limitations. Ceci est principalement dû au manque d'information concernant le(s) régime(s) diphasique(s) adéquat(s) (en particulier près de la paroi chauffée) et les mécanismes associés (à la méso- et micro-échelle) au CHF. Les domaines des études expérimentales, qui seraient nécessaries à une meilleure compréhension, sont identifiés en vue de remédier à ces lacunes. En outre, l'utilisation d'outils de simulation 1-D et 3-D pour la prédiction mécaniste du CHF est discutée. Il est suggéré que les codes diphasiques 3-D CFD ne sont pas nécessairement supérieurs aux codes 1-D, notamment ans une considération appropriée des relations de fermeture.

Abstract

The current achievements and needs toward the investigation, understanding and mechanistic prediction of the Critical Heat Flux (CHF) event, under PWR and BWR core conditions, are addressed in this paper. It is shown that, even when using advanced 3-D CFD simulation tools, the current approach to CHF mechanistic modeling has serious limitations. This is mainly due to the lack of information regarding the relevant two-phase flow pattern(s) (in particular near the heated wall) and associated mechanisms (at the meso and micro-scale) leading to the CHF event. Areas of current experimental needs are identified in order to address these shortcomings. In addition, the use of 1-D and 3-D numerical tools to mechanistically predict the CHF is discussed. It is shown that 3-D two-phase CFD codes may not be superior to 1-D codes without proper consideration of relevant constitutive relations.