Influence d’une source interne sur la température de Leidenfrost – application à un écoulement de type DFFB

Lors d’un accident de perte de réfrigérant primaire (APRP), le cœur du réacteur perd son inventaire en eau et malgré l’arrêt automatique du réacteur par chute des barres de contrôle (qui provoque l’arrêt de la réaction en chaine), la température des assemblages va augmenter rapidement du fait de la puissance résiduelle produite par le cœur ; cette puissance est due à la désintégration des produits de fission. Cette source thermique représente environ 7 % de la puissance nominale du réacteur et elle décroit de façon exponentielle. Ainsi, même à l’arrêt, l’existence de cette puissance résiduelle explique qu’il faille refroidir le réacteur et que la température des assemblages puisse augmenter très rapidement dans les premiers instants suivant l’arrêt car ils ne sont plus refroidis. Ce refroidissement va s’opérer par une injection d’eau « froide » par le bas des assemblages et il va donner lieu à un écoulement dispersé de vapeur d’eau et de gouttes (en anglais, dispersed film flow boiling ou DFFB) qui se propage dans tout l’assemblage assez rapidement car même si la vitesse de renoyage est faible, le débit de vapeur générée au front de trempe donnera lieu à des vitesses importantes de la vapeur et des gouttes entrainées. Par conséquent, cet écoulement joue un rôle primordial dans le refroidissement initial des crayons combustibles qui ne sont pas encore immergés dans l’eau. Dans cet article, on va s’intéresser à l’influence de la puissance résiduelle sur la température de remouillage de la paroi. En effet, les assemblages se refroidissant en aval de la zone de trempe, on va passer d’un écoulement de type DFFB sans mouillage de la paroi à un écoulement mouillant si la température de paroi passe en deçà du point de Leidenfrost. Des expériences ont montré que cette température est influencée par plusieurs paramètres dont la puissance résiduelle. C’est ce que nous allons montrer et analyser dans cet article.