Etude d'une expérience de convection naturelle pour la sécurité des réacteurs de nouvelle gé H/F
Stage Grenoble (Isère) Conception / Génie civil / Génie industriel
Description de l'offre
Détail de l'offre
Informations générales
Entité de rattachement
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).
Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.
Référence
2020-14110Description du poste
Domaine
Thermohydraulique et mécanique des fluides
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Etude d'une expérience de convection naturelle pour la sécurité des réacteurs de nouvelle gé H/F
Sujet de stage
la sécurité des réacteurs nucléaires est directement liée à leur bon refroidissement. La thermohydraulique est donc un sujet majeur de sécurité au sein du CEA. Le bon refroidissement des cœurs de réacteurs est assuré par la convection forcée d'eau sous pression (filière REP). En cas d'incident, la chute des barres de contrôle arrête brusquement les réactions de fission. Toutefois, une certaine puissance est encore dégagée dans le cœur, qui doit être évacuée. Afin d'augmenter encore la sureté de l'installation, il serait intéressant que le refroidissement du cœur à l'arrêt soit assuré par un dispositif entièrement passif. Une telle fonction pourrait être assurée par la convection naturelle, dès l'instant où l'on s'assure que celle-ci sera suffisante pour évacuer vers l'extérieur l'énergie résiduelle dégagée par le cœur. C'est un des objectifs du nouveau programme de Recherche et Développement sur les SMR (acronyme anglais pour « Small Modular Reactors »)
Durée du contrat (en mois)
5-6
Description de l'offre
Le stagiaire recensera les corrélations existantes pour le transfert de chaleur en convection naturelle pertinentes pour le cas des SMR, et leur limite de validité. La référence [2] est assurément un outil avec lequel démarrer au mieux ce travail. Sur cette base, et avec les scénarios de situation incidentelle, le stagiaire établira les nombres de Rayleigh mis en jeu pour les différentes parties d’un SMR (plateau supérieur, diamètre externe…).
Il s’agira ensuite de déterminer quelles conditions en hélium cryogénique (températures chaude et froide, hauteur, diamètre, puissance à évacuer…) peuvent permettre de réaliser des situations en similitude de Rayleigh. Pour cela, le stagiaire disposera des librairies Hepak et Coolprop, qui permettent de calculer les propriétés de l’hélium en fonction de la température.
Dans le temps restant, et suivant le goût et les compétences du stagiaire, l’une ou l’autre des études suivantes pourra être menée: (i) une étude bibliographique sur la connaissance des propriétés de l’hélium non loin de son point critique pourra être menée, permettant de préciser quelles mesures complémentaires il faudra mener pour étoffer notre connaissance des propriétés de l’hélium. (ii) un avant-projet sommaire d’expérience cryogénique pourra être proposé, en vue de la conception et de la réalisation d’une expérience cryogénique en similitude de Rayleigh d’un SMR.
Profil recherché
Profil du candidat
Mécanique des fluides ; transferts thermiques.