Comparaison des méthodes de calcul de la durée de vie de la volute d'une pompe
Résumé
A study was carried out on the volute of the primary pump of the refrigeration circuit of a 900 MW Nuclear Power Station. The aim is to prove that the pump can withstand the application of a thermal transient from 10°C to 180°C whilst remaining in service. Two calculation methods were used in order to validate and compare the results obtained. Furthermore, both an elastic and a plastic model of the volute were made. For the plastic model, three types of work hardening behaviour were analysed: isotropic, kinematic and "Chaboche" work hardening. Plastic shakedown is exhibited for all three material models; therefore, thermal ratchet is avoided. The final strain states resulting from each type of behaviour were also compared. The Chaboche model gives the smallest plastic strain (both cumulated and instantaneous.) The "Level A" criteria of the RCC-M (Design and Construction Rules for Materials in Pressurised Water Reactor nuclear power stations) are satisfied. It was proven that the volute avoids failure by rupture, thermal ratchet and fatigue. It was found that the lifetime and therefore, the usage factor of the volute are both acceptable; therefore, the lifetime can be prolonged according to the criteria used in this case study.
Une étude a été réalisée de la volute de la pompe du circuit de Refroidissement du Réacteur à l'Arrêt (RRA) des centrales 900 MW. L'objectif est de démontrer que la pompe peut supporter l'application d'un transitoire thermique de 10°C à 180°C, tout en restant opérationnelle. Deux méthodes de calcul aux éléments finis étaient utilisées afin de valider et comparer les résultats obtenus. De plus, la volute était modélisée en élasticité et en plasticité. Pour le comportement plastique, trois types d'écrouissage étaient analysés : isotrope, cinématique et de Chaboche. L'accommodation plastique a lieu pour tous les trois types de comportement, donc la déformation progressive est évitée. Les déformations finales qui étaient renvoyées des trois types d'écrouissage étaient comparées. L'écrouissage de Chaboche renvoie la déformation plastique minimale (soit cumulée, soit instantanée.) Les critères du niveau A du RCC-M (Règles de Conception et de Construction des Matériaux des îlots nucléaires REP) étaient satisfaits ; il a été assuré que la volute évite les dommages de la rupture brutale, la déformation progressive et la fatigue. Il était trouvé que la durée de vie, et donc, le facteur d'usage de la volute étaient acceptables et donc, sa durée de vie peut être prolongée selon les critères utilisés ici.
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