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Modélisation de l’interaction pastille-gaine (IPG) dans le combustible REP

Modélisation de l’interaction pastille-gaine (IPG) dans le combustible REP. Plan. Contexte industriel Phénomènes mis en jeu dans l’IPG Outil de simulation de l’IPG sur base Cast3M : TOUTATIS - Chronologie des développements. Contexte industriel.

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Modélisation de l’interaction pastille-gaine (IPG) dans le combustible REP

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Presentation Transcript

  1. Modélisation de l’interaction pastille-gaine (IPG) dans le combustible REP

  2. Plan • Contexte industriel • Phénomènes mis en jeu dans l’IPG • Outil de simulation de l’IPG sur base Cast3M : TOUTATIS - Chronologie des développements

  3. Contexte industriel • Combustible des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP)

  4. Fragmentation pastille UO2 T (°C) Effet « diabolo » Puissance 2000 1500 Temps incidentel 1000 500 nominal r (mm) 0 1 2 3 4 Phénomènes mis en jeu dans l’IPG (1) • Régime nominal (irradiation de base 2 cycles) • Gradient thermique radial

  5. Fermeture jeu radial pastille-gaine Plis primaires sur la gaine Profilométrie : mesure de diamètre le long de la génératrice extérieure Phénomènes mis en jeu dans l’IPG (2) • Régime nominal (irradiation de base) • Fluage gaineCaloporteur à#300°C - 155 bar • Gonflement UO2accumulation desproduits de fission

  6. Chargement de traction sur la gainesous la poussée du combustible(dilatation + gonflement gazeux) T (°C) Risque de rupture de la gaine parcorrosion sous contrainte Puissance 2000 1500 Temps incidentel 1000 500 nominal r (mm) 0 1 2 3 4 Phénomènes mis en jeu dans l’IPG (3) • Régime incidentel (rampe de puissance) • Importante et rapide élévation de température(à cœur, T°incid. # 2 x Tnominal)

  7. Cast3M 1983 : début des développements 1994 : Frottement en 2D 1995 : Procédure PASAPASpossibilité de chaîner des calculs thermique et mécanique TOUTATIS 1991 : début des développementsmodélisation en 2D axisymétrique 1993 : début des développements modélisation en 3D 1995-2000 : premières livraisons, exploitation, améliorations… 1997-2000 : Frottement en 2Dversion 2D (r,q) avec frottement à l’interface pastille-gaineversion 2D axi avec frottement à l’interface pastille-gaine Chronologie des développements (1)

  8. Chronologie des développements (2) • Cast3M • 2001 : Modèle MISTRAL • 2001 : Frottement en 3D • 2003 : Modèle UMAT • 2003 : Bouclage thermique-mécanique • 2003 : Procédures REEV_THE et REEV_MEC • 2003-2005 : Modèle UO2 (OTTOSEN-GATT_MONERIE) • TOUTATIS • 2001-2002 : Frottement en 3D • 2003-2005 : Implantation du modèle UO2 • 2003-2005 : Enchaînement des résolutions sur un pas de temps • 2005 : Mise à niveaudes 3 modélisations [2D(r,z) axi] – [2D(r,q) plan gene] – [3D] • 2005-2006 : Appel de modèles via UMAT

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