Study of the injection of water into the primary pipes of a nuclear power plant in case of a maximum hypothetical accident
Description
Current calculations assume, in a very pessimistic way, that the passage of steam through a 'healthy' loop, is completely obstructed by the injected water. To answer this position, it is above all to evaluate the pressure losses at the injection. The different types of flow encountered as well as the phenomena related to injection are first examined, in a qualitative way. Then the pressure losses of the whole circuit are experimentally determined, on a reduced model divided into various zones including an 'injection zone' and another simulating the pipe that connects the injection to the reactor (called 'continuation of the injection'). The calculation of the pressure losses for the 'continuation of the injection' is done by a method inspired by Martinelli and Govier. Of the pressure losses of the entire circuit, all those that do not fit into the 'injection zone' are then deducted to finally retain only the pressure losses: it is shown that they represent a preponderant part, and are expressed in the form of a general law. The purpose of the second part of the paper is to determine the instabilities, namely the passage from one wave flow model to another one of the 'annular mist' or 'dispersed bubble' type. These instabilities are studied by a classical method (from Lamb and Giotof) surface waves. These waves are studied in a three-dimensional way, following a similar reasoning to that of Moureau. Finally, the influence of the injection angle on the pressure losses is examined together with the quantitative importance of the projections (drops of water) which bypass the reactor and are lost at the level of the rupture of the primary pipe
Abstract (French)
Un certain nombre de questions suscitent un interet particulier aupres des constructeurs et organismes de securite. En effet les calculs actuels supposent de facon tres pessimiste, que le passage de la vapeur au travers de la boucle saine, est totalement obstrue par l'eau injectee. Nous essayerons d'y repondre. Il s'agit avant tout d'evaluer les pertes de pression au droit de l'injection. Nous examinerons d'abord, de facon qualitative, les types d'ecoulement rencontres ainsi que les phenomenes lies a l'injection. Ensuite nous determinerons experimentalement, sur un modele reduit, les pertes de pression de l'ensemble du circuit. A cet effet, celui-ci sera divise en zones parmi lesquelles une 'zone d'injection' et une autre simulant la canalisation qui relie l'injection au reacteur; cette derniere sera dite 'suite de l'injection'. Le calcul des pertes de pression pour la 'suite de l'injection' se fera grace a une methode inspiree par Martinelli et Govier. Des pertes de pression de l'ensemble du circuit, nous deduirons alors toutes celles qui ne rentrent pas dans la 'zone d'injection' pour ne retenir finalement que les pertes de pression au droit de celle-ci. Nous verrons ainsi qu'elles representent une part preponderante dans l'ensemble, et nous les exprimerons sous la forme d'une loi generale, facilement accessible. La seconde partie a pour but de determiner les instabilites, a savoir les passages d'un modele d'ecoulement onduleux a un autre de type 'annular mist' ou 'dispersed bubble'. Il est a remarquer cependant que ces instabilites se produisent en sens inverse dans le processus explique precedemment. Nous traiterons ces instabilites par une etude classique d'ondes de surfaces a partir de Lamb et Giot. Nous avons tente d'etudier ces ondes de facon tridimensionnelle, suivant en cela un raisonnement similaire a celui de Moureau. Nous cloturerons cette seconde partie par une verification de cette theorie, en utilisant les cartes d'ecoulement presentees par Govier. Nous nous attacherons enfin a repondre a quelques questions accessoires. Parmi celles-ci, l'influence de l'angle d'injection sur les pertes de pression et aussi l'importance quantitative des projections (gouttes d'eau) qui contournent le reacteur et se perdent au niveau de la rupture de la canalisation primaireFiles
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Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Etude de l'injection d'eau dans les canalisations primaires d'une centrale nucleaire en cas d'accident maximum hypothetique
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 152 p.
- Report number
- FRNC-TH--10486
INIS
- Country of Publication
- Belgium
- Country of Input or Organization
- Belgium
- INIS RN
- 50064708
- Subject category
- S22: GENERAL STUDIES OF NUCLEAR REACTORS; S42: ENGINEERING;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- BOUNDARY LAYERS; CALCULATION METHODS; FLOW MODELS; FLOW RATE; FLUID FLOW; HYDRODYNAMICS; INJECTION; INSTABILITY; PIPES; PRESSURE DROP; PRIMARY COOLANT CIRCUITS; REACTOR ACCIDENTS; REACTOR SAFETY; STEAM; TWO-PHASE FLOW; WATER; WATER VAPOR
- Descriptors DEC
- ACCIDENTS; COOLING SYSTEMS; ENERGY SYSTEMS; FLUID FLOW; FLUID MECHANICS; FLUIDS; GASES; HYDROGEN COMPOUNDS; INTAKE; LAYERS; MATHEMATICAL MODELS; MECHANICS; OXYGEN COMPOUNDS; REACTOR COMPONENTS; REACTOR COOLING SYSTEMS; SAFETY; TUBES; VAPORS
Optional Information
- Notes
- 24 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/