INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Sur ces bases, on classe les 157 assemblages élus ci-dessus pour la campagne N+1 par familles définies comme suit : - des familles de 4 assemblages, ayant des taux de combustion voisins dans une même famille, - des familles de 8 assemblages, ayant des taux de combustion voisins dans une même famille, et - une famille de 1 assemblage, en général l’assemblage le plus irradié comme donné en exemple ci-dessus.
On entend par « taux de combustion voisins » des burn-ups tels que leurs différences mutuelles est, en valeur absolue, inférieure à un seuil prédéfini (1000 MWj/t par exemple).
Le premier indice est 0, le deuxième indice est 1 et ainsi de suite jusqu’au dernier indice de 19.
En l’espèce, chaque élément de la liste L est soit un « 0 » soit un « 1 ». Plus précisément, les éléments de la liste L dont les indices sont 1, 3, 7, 8, 12, 14, 17 et 19 sont un « 1 ». Les éléments de la liste L ayant un autre indice sont un « 0 ».
Similairement, sur les figures 3 à 6, la liste compactée cL comprend aussi un ensemble de 20 éléments (également représentés sous la forme d’une case).
Le même système d’indice est utilisé pour la liste compactée cL, les indices n’étant pas repris sur les figures dans un souci de lisibilité des figures.
Initialement, chaque élément de la liste compactée cL est un « -1 ».
Les figures 3 à 6 illustrent comment les éléments de la liste compactée cL sont remplis en fonction de liste L, chaque à 6 correspondant à des éléments respectifs.
Il convient également de noter que l’opération de remplissage de la liste compactée cL est ici spécifique en ce sens que l’opération de remplissage est une opération de remplacement de la valeur « -1 » lorsqu’au moins une condition est remplie dans la liste L.
La montre comment les éléments d’indice 0, 4, 8, 12 et 16 sont traités, c’est-à-dire tous les éléments dont l’indice est proportionnel à 4 soit égal à 0 modulo 4 ; la montre comment les éléments d’indice 1, 5, 9, 13 et 17 sont traités, c’est-à-dire tous les éléments dont l’indice est égal à 1 modulo 4 ; la montre comment les éléments d’indice 2, 6, 10, 14 et 18 sont traités, c’est-à-dire tous les éléments dont l’indice est égal à 2 modulo 4 et la montre comment les éléments d’indice 3, 7, 11, 15 et 19 sont traités, c’est-à-dire tous les éléments dont l’indice est égal à 3 modulo 4.
Du fait de ce partage, l’opération de traitement des éléments de la liste compactée cL visée par la correspond à un processus dénommé premier processus P0, l’opération de traitement des éléments de la liste compactée cL visée par la correspond à un processus dénommé deuxième processus P1, l’opération de traitement des éléments de la liste compactée cL visée par la correspond à un processus dénommé troisième processus P2 et l’opération de traitement des éléments de la liste compactée cL visée par la correspond à un processus dénommé quatrième processus P3.
Chacun de ces processus va être décrit de manière plus détaillée.
Comme expliqué précédemment, le premier processus P0 est illustré sur la . Le premier processus P0 vise à effectuer l’opération de traitement des éléments dont l’indice est égal à 0 modulo 4.
Pour cela, dans l’exemple décrit, le premier processus P0 commence par lire la valeur du premier élément de la liste L concerné par ce processus (indice 0) et lit la valeur « 0 ». Le premier processus P0 ne fait alors aucune opération sur la liste compactée cL.
Ensuite, le premier processus P0 lit la valeur du deuxième élément de la liste L concerné par ce processus (indice 4) et lit la valeur « 0 ». Le premier processus P0 ne fait alors aucune opération sur la liste compactée cL
Puis, le premier processus P0 lit la valeur du troisième élément de la liste L concerné par le processus (indice 8) et lit la valeur « 1 ». Le premier processus P0 modifie alors la valeur de l’élément de la liste compactée cL ayant le premier indice accessible de la liste compactée cL car c’est la première fois qu’une valeur « 1 » est lue par le premier processus P0. Le premier indice de la liste compactée cL accessible au premier processus P0 est, en l’occurrence, le premier indice de la liste compactée cL (l’indice 0). Le premier processus P0 change alors la valeur initiale « -1 » de l’élément d’indice 0 de la liste compactée cL en la remplaçant par la valeur de l’indice de l’élément de la liste L lu, à savoir la valeur « 8 ».
Ensuite, le premier processus P0 lit la valeur du quatrième élément de la liste L concerné par le processus (indice 12) et lit la valeur « 1 ». Le premier processus P0 modifie alors la valeur de l’élément de la liste compactée cL ayant le deuxième indice accessible de la liste compactée cL car c’est la deuxième fois qu’une valeur « 1 » est lue par le premier processus P0. Le deuxième indice de la liste compactée cL accessible au premier processus P0 est, en l’occurrence, le cinquième indice de la liste compactée cL (l’indice 4). Le premier processus P0 change alors la valeur initiale « -1 » de l’élément d’indice 4 de la liste compactée cL en la remplaçant par la valeur de l’indice de l’élément de la liste L lu, à savoir la valeur « 12 ».
Enfin, le premier processus P0 lit la valeur du cinquième élément de la liste L concerné par le processus (indice 16) et lit la valeur « 0 ». Le premier processus P0 ne fait alors aucune opération sur la liste compactée cL
Il est recherché aussi les mêmes compromis avec l’atteinte de performances du cœur en présence de grappes de contrôle, comme illustré sur la . En particulier, en présence des grappes de contrôle g, leur introduction doit être suffisamment efficace pour étouffer la réaction de fission nucléaire dans le cœur, au-delà ou à niveau d’une marge d’antiréactivité (référence « Marge » de la ). Par ailleurs, on cherche en outre à limiter encore les points chauds en présence des grappes g, notés « Fxy, g » sur la (apparaissant sur la courbe en traits pointillés).
L’optimisation du plan de chargement exige de l’expérience pour proposer des solutions rapidement sur des plans complexes. En effet, trouver un plan optimisé correspond à un problème combinatoire de recherche d’une centaine de plans parmi un nombre colossal de matrices possibles. Ce nombre s’obtient par permutations circulaires entre familles et membres au sein de chaque famille. Typiquement, sur la base par exemple d’un cœur à 193 assemblages prédéterminés, comprenant 12 familles de 4 assemblages, 18 familles de 8 assemblages, il est en théorie possible de les placer dans environ 3 1030 matrices, l’assemblage central étant figé (avec 3 1030 ~ 12! x 4! x 18! x 8!).
La résolution de ce problème n’est pas unique. En effet, plusieurs plans peuvent répondre favorablement aux exigences de sûreté de la tranche nucléaire.
Néanmoins, une telle démarche est fastidieuse et la présente divulgation propose un recours particulier à des moyens informatiques, comme exposé ci-après.
Plus particulièrement, elle propose d’effectuer une recherche de plans à l’aide d’un simulateur numérique enchaînant deux modules destinés à évaluer rapidement les critères du plan de chargement candidat et de le modifier. Le premier module de construction d’un plan de chargement est couplé avec un second module évaluant les critères de sûreté et de fonctionnement du plan trouvé. Il s’agit d’un procédé qui peut donc être prévu en deux étapes mises en œuvre par deux modules MOD1, MOD2, tel que schématisé sur la . Le premier module MOD1 propose un plan de cœur « correct » (issu initialement d’une base de plans-types mais avec des permutations éventuelles respectant des règles prédéterminées de permutation) et le deuxième module MOD2 propose une évaluation notamment par calculs numériques en neutronique de la qualité du cœur ainsi constitué, par rapport à un critère dit « EPC » ci-après (pour « évaluation de plan de cœur »).
Le processus peut être itéré une pluralité de fois, le plan cœur candidat qui peut être retenu étant celui qui remplit le mieux le critère EPC précité (i.e. celui qui le minimise comme présenté dans l’exemple ci-après).
A partir des caractéristiques calculées pour un plan de cœur donné par le moyen de calcul neutronique du module MOD2, on détermine en effet une valeur dont l’unité est le pcm (pour cent mille), grâce à la fonction suivante, donnant l’Evaluation du Plan de Cœur « EPC »:
EPC étant supérieur ou, au mieux, égal 0, par construction.
On cherche en effet à minimiser cette fonction pour atteindre la valeur de 0. Comme les termes constituant la formule sont positifs, cela signifie qu’ils sont chacun nul, dans ce cas, et donc que chacun des critères s’y rapportant serait respecté.
Par exemple pour un réacteur du type REP 900 Mwe : - la valeur limite de marge d’antiréactivité est fixée à 1800 pcm, - la valeur limite de point chaud est fixée à 1,44, - les valeurs limites de points chauds en présence de grappes de contrôle correspondent aux pics radiaux limite de puissance lorsque des grappes g sont insérées dans le cœur (par groupe de grappes ou combinaisons de groupes de grappes) : les valeurs sont comprises entre 1,44 et 1,8 en référence aux spécifications actuelles fixées par les autorités de sureté en France; ces valeurs pouvant évoluer d’un pays à l’autre, selon notamment le type de cœur de réacteur nucléaire.
Les valeurs de , et sont calculées pour un plan de cœur donné par un code de calcul neutronique qui est plus précisément un code de physique des réacteurs nucléaires dont on expose maintenant les grands principes.
Le terme « code de physique des réacteurs nucléaires » s’applique à un logiciel capable de calculer la répartition tridimensionnelle de la puissance (en Watt) dans un cœur de réacteur nucléaire à partir de données structurelles (géométrie, composition chimique, composition en noyaux lourds, etc.). Pour ce faire, le logiciel doit pouvoir par exemple en géométrie 3D: - Calculer la répartition des températures du caloporteur dans le cœur du réacteur. Le caloporteur étant le fluide qui évacue la chaleur produite par les fissions nucléaires. Ce calcul est effectué par un module du code appelé « module thermohydraulique » ; - Calculer la répartition des températures du combustible nucléaire. Ce calcul est effectué par un module du code appelé « module thermique » ou « module thermomécanique » si des aspects mécaniques sont en plus traités (exemple l’interaction pastille-gaine) ; - Calculer la répartition du flux neutronique d’où dérive la puissance, par un module appelé « module neutronique ».
C’est l’interaction couplée de ces trois modules ci-dessus qui permet de calculer la puissance 3D dans le cœur du réacteur.
La neutronique modifie les températures du caloporteur, la température du caloporteur modifie les températures du combustible. Les températures du modérateur et du combustible modifient la neutronique. En effet une fission (physique nucléaire) est provoquée par une interaction d’un noyau lourd avec des neutrons (gérés par le module neutronique), ladite fission produisant de la chaleur qui se propage dans la matière (gérée par le module thermique), celle-ci transmettant ses calories à l’eau, le caloporteur, qui les transportent en élevant sa température (géré par le module thermohydraulique) et modifie par conséquent la température du combustible.
On observe alors des phénomènes de contre-réactions. L’eau caloporteur étant aussi le modérateur par lequel les neutrons sont ralentis pour favoriser les fissions, sa variation de température modifiera sa densité donc le ralentissement neutronique ce qui impacte donc la future génération de fissions. En même temps, une modification de température du combustible accroit les réactions d’absorptions de neutrons, notamment dans l’Uranium 238, ce qui modifie la neutronique.
Ici la neutronique est la branche centrale de la physique des réacteurs nucléaires du fait qu’elle gouverne la génération des phénomènes précités. Elle permet la caractérisation de la population neutronique répartie spatialement et temporellement selon un spectre énergétique qui dépendra de l’interaction avec la matière. Ces interactions sont l’absorption (fissile, fertile et stérile), la diffusion, la réflexion, les fuites de neutrons. Il faut y ajouter une composante cinétique liée à la production effective de neutrons par fission répartie en neutrons prompts et neutrons retardés. Ces derniers, minoritaires et naissant plusieurs secondes après les neutrons prompts, sont essentiels pour permettent le pilotage d’un réacteur nucléaire. D’autres phénomènes tel que l’empoisonnement par le Xénon, produit de la fission, vont aussi modifier la neutronique.
En ce qui concerne l’échangeur de chaleur 32, sa forme générale peut être variée. Dans l’exemple illustré, il est de forme générale prismatique à base 74 trapézoïdale et s’étend selon un axe Y perpendiculairement aux châssis.
Dans l’exemple illustré, l’échangeur présente une longueur L e de l’ordre de quelques cm et une section transverse S e d’aire égale à 25 cm 2 .
L’échangeur de chaleur peut s’étendre parallèlement à l’axe X d’extension du vilebrequin et par exemple à distance des portions de palier de rotation de vilebrequin. Par exemple, il est disposé dans une chambre de bielles du moteur.
L’échangeur de chaleur est disposé dans un espace 84 formé entre les armatures de chaque châssis et la portion du palier de rotation de vilebrequin correspondante.
La structure rigide 24 peut en outre comporter des bras de rigidification 76 formant des treillis de rigidification 78 qui relient chacun deux à deux les châssis adjacents. Les treillis de rigidification sont de préférence disposés aux extrémités 80 des châssis opposées à celles sur lesquelles l’échangeur de chaleur repose.
Les bras de rigidification sont liés à chacune de leurs extrémités respectives avec les armatures inférieure 64 et supérieure 68 des châssis adjacents. Les bras de renforts sont sensiblement rectilignes et peuvent s’étendre de façon oblique par rapport à l’axe X du vilebrequin. Le nombre, l’orientation et la section transverse des bras de renfort sont choisies pour que le carter chapeau de paliers 18 présente une rigidité équivalente voire égale à la rigidité du carter-cylindres sur lequel il est fixé. De cette façon, le déplacement relatif du carter chapeau de paliers par rapport au carter cylindres est évité.
Par ailleurs, les bras de rigidification 76 peuvent relier par une de leurs extrémités l’échangeur de chaleur 32 à une armature inférieure 64 et/ou à une armature supérieure 68 de chacun des châssis 60 par une de leurs extrémités opposées. L’échangeur de chaleur peut s’étendre selon l’axe X du vilebrequin et joindre deux ou plusieurs châssis 60. Ainsi l’échangeur de chaleur participe à la rigidité du carter chapeau de paliers.
De manière préférentielle, l’échangeur de chaleur 32 est en communication de fluide directe avec la sortie d’une pompe de fluide, non représentée, intégrée dans la partie basse du moteur. Autrement dit, l’entrée de premier fluide peut être directement connectée avec la sortie de la pompe, voire dans le prolongement de la sortie de la pompe. De cette façon, on évite des pertes de charges et on obtient une intégration optimale de l’échangeur de chaleur au sein du moteur.
Comme illustré sur la , l’échangeur de chaleur 80 comporte un corps 100 dans lequel sont ménagés des canaux 104 sensiblement rectilignes et qui s’étendent parallèlement les uns aux autres entre les faces longitudinales opposées de l’échangeur.
Une partie des canaux est formée par des canaux de circulation d’un premier fluide 108 et une deuxième partie complémentaire est formée par des canaux de circulation d’un deuxième fluide 112.
Dans l’exemple illustré, les premier et deuxième fluides circulant dans lesdits canaux sont respectivement de l’huile de lubrification et un fluide à base aqueuse, par exemple de l’eau glycolée.
Les canaux de circulation du premier fluide et les canaux de circulation du deuxième fluide peuvent être disposées selon des rangées 120.
Par « rangée de canaux », on entend que les axes d’extension des canaux de la rangée appartiennent tous à un même plan.
Les rangées 122 de canaux de circulation du premier fluide et les rangées 124 de circulation du deuxième fluide peuvent être disposées alternativement, et de préférence parallèlement, les unes par rapport aux autres, par exemple à équidistance les unes des autres.
Les canaux de circulation du premier fluide sont ainsi séparés des canaux de circulation du deuxième fluide par une cloison 128.
La cloison peut présenter une épaisseur, correspondant à la plus petite distance entre la paroi du canal de circulation du premier fluide et la paroi de circulation du deuxième fluide, qui est comprise entre 200 µm et 10 mm, afin d’optimiser l’échange de chaleur entre les premier et deuxième fluide.
En effet, la seule contrainte est que l’ensemble des indices de la liste courante soit attribué à l’un au moins des cœurs 18.
Il est à noter qu’un principe d’attribution confiant le même nœud à plusieurs cœurs 18 entraînerait des évaluations redondantes dans la technique AGSI sans que cela ne fausse les calculs. Un tel principe d’attribution, a priori moins favorable, pourrait toutefois être choisi s’il permettait une exécution plus rapide par chaque cœur 18.
La technique de compactage peut également être réalisée avec une opération d’initialisation différente. Il convient seulement que la valeur inscrite soit reconnue de façon non équivoque comme non valide lors de la technique AGSI. Autrement formulé, cette valeur ne correspond à aucune valeur possible d’indice d’élément.
Par exemple, une autre valeur que la valeur « -1 » peut être utilisée comme valeur d’initialisation au début du processus pour la liste compactée cL.
En variante, il est possible de prendre toute valeur négative en valeur d’initialisation pour la liste compactée cL.
Selon une autre variante, si le nombre d’éléments au sein du domaine est N, alors il est possible de prendre toute valeur comme valeur d’initialisation.
En tenant compte de tous les modes de réalisation précités, la technique de compactage peut être décrite comme suit.
La technique de compactage comporte une opération d’initialisation de la liste compactée à une valeur d’initialisation.
La technique de compactage comporte également, pour chaque cœur 18, une opération de détermination et une opération de modification éventuelle. Pour chaque cœur 18, l’opération de détermination est mise en œuvre pour plusieurs indices spécifiques au cœur 18 considéré. Pour chaque indice appartenant à ces indices spécifiques, l’opération de détermination consiste à vérifier si l’élément ayant l’indice considéré vérifie une condition binaire.
L’opération de détermination permet ainsi de déterminer l’ensemble des éléments dont l’indice appartient aux indices spécifiques et qui vérifie la condition binaire.
L’opération de modification éventuelle est uniquement mise en œuvre pour les éléments déterminés à l’opération de détermination.
Autrement formulé, l’opération de modification est une modification d’une valeur de la liste compactée uniquement s’il est déterminé que la condition binaire est vérifiée.
La valeur modifiée est celle correspondant à l’indice le plus petit de l’ensemble des indices spécifiques au cœur et n’ayant pas subi de modifications.
Au moins une partie des éléments de maintien de la première ou deuxième surface peuvent présenter une forme de polyèdre, présentant de préférence deux faces en forme de trapèze, voire quatre faces en forme de trapèze distinctes de la face d’extrémité.
Les première et deuxième surfaces illustrées sur les figures 3 et 4 comprennent chacune des premiers éléments de maintien 211, 221 faiblement espacés répartis sur deux premières portions de ladite surface 210a, 220b. Ces deux premières portions de la première ou deuxième surface 210a, 220b correspondent aux deux premières portions 21 de la préforme fibreuse 20, et ces premiers éléments de maintien 211, 221 sont destinés à venir au contact de ces deux premières portions 21 de la préforme fibreuse 20.
Les première et deuxième surfaces illustrées sur les figures 3 et 4 comprennent en outre chacune des deuxièmes éléments de maintien 211, 221 fortement espacés répartis sur une deuxième portion de ladite surface 210a, 220b. Cette deuxième portion de la première ou deuxième surface 210a, 220b correspond à la deuxième portion 22 de la préforme fibreuse 20, et ces deuxièmes éléments de maintien 211, 221 sont destinés à venir au contact de cette deuxième portion 22 de la préforme fibreuse 20.
Les premiers éléments de maintien 111, 121 présents sur les premières portions présentent dans cet exemple un espacement moyen plus faible que l’espacement moyen des deuxièmes éléments de maintien 111, 121 présents sur la deuxième portion. Ainsi, les premières portions 21 de la préforme fibreuse 20 qui sont plus « sensibles » pour les raisons décrites précédemment seront plus soutenues par les éléments de maintien 111, 121 que la deuxième portion 22 de ladite préforme 20.
De préférence, au moins une partie des éléments de maintien 211, 221 présente une section diminuant progressivement depuis leur jonction avec la première ou deuxième surface 210a, 220b jusqu’à leur face d’extrémité 211a, 221b. Une telle diminution progressive de la section des éléments de maintien selon leur direction d’extension permet de leur conférer une meilleure robustesse, tout en obtenant une face d’extrémité 211a, 221b d’aire la plus réduite possible pour le contact avec la préforme fibreuse 20.
De préférence, la somme des aires des faces d’extrémité 211a, 221b des éléments de maintien 211, 221 de la première ou deuxième surface 210a, 220b est inférieure ou égale à 50% de l’aire totale de ladite surface 210a, 220b, afin d’exposer au gaz réactif la plus grande surface de la préforme fibreuse 20 possible. De préférence, la somme des aires des faces d’extrémité 211a, 221b des éléments de maintien 211, 221 de la première ou deuxième surface 210a, 220b est inférieure ou égale à 40% de l’aire totale de ladite surface 210a, 220b, et de préférence supérieure ou égale à 5% de l’aire totale de ladite surface 210a, 220b.
De préférence, l’aire de la face d’extrémité 211a, 221b d’au moins une partie des éléments de maintien 211, 221 est comprise entre 1 mm 2 et 50 mm 2 . De préférence, l’aire de la face d’extrémité 211a, 221b d’au moins une partie des éléments de maintien 211, 221 est comprise entre 2,5 mm 2 et 15 mm 2 .
Dans l’exemple illustré sur les figures 3 et 4, la première surface 210a et la deuxième surface 220b du logement de conformation ont la même forme que les faces 20a et 20b de la préforme fibreuse. On ne sort bien entendu pas du cadre de l’invention si la première surface et la deuxième surface du logement de conformation ne présentent pas la même forme ou la même géométrie que les faces de la préforme fibreuse disposée dans ledit logement, les éléments de maintien présents sur la première surface et la deuxième surface peuvent présenter des longueurs variables dans la direction s’étendant entre la première ou deuxième surface et la préforme fibreuse. Ainsi, de préférence, les faces d’extrémité des éléments de maintien destinées à être au contact de la préforme fibreuse définissent une géométrie identique à celle de la préforme fibreuse.
La préforme fibreuse 10 ou 20 est placée dans le conformateur adapté 100 ou 200 en vue de sa consolidation ou densification par infiltration chimique en phase gazeuse. Dans le cas d’une consolidation par infiltration chimique, la préforme fibreuse peut avoir été préalablement pré-consolidée avant d’être disposée dans le conformateur. Cette étape de pré-consolidation permet de conférer une raideur suffisante à la préforme fibreuse, afin qu’elle puisse être aisément supportée et positionnée par les éléments de maintien. Par exemple, la préforme fibreuse peut subir une étape de préformage par résine, ou par toute autre matière fugitive. Cette pré-consolidation peut également permettre d’améliorer la reproductibilité de positionnement de la préforme fibreuse dans le conformateur.