Refroidissement de transformateurs de centrales nucléaires

Contexte

Afin d’être transmise aux lignes très haute tension et distribuée, l’électricité produite par les centrales nucléaires doit être adaptée à la tension du réseau. Pour cela, des transformateurs de puissance sont installés sur chaque tranche. Compte tenu des puissances électriques en jeu, il est nécessaire d’évacuer les pertes thermiques, généralement par le bain d’huile dans lequel le circuit magnétique et le bobinage sont immergés. L’huile est alors mise en circulation, soit de manière mécanique (pompe), soit par convection naturelle.

Objectif

Les transformateurs électriques des centrales nucléaires produisent beaucoup de chaleur. Il est nécessaire d’évacuer ce flux thermique par un refroidissement pour éviter les points chauds qui fragiliseraient ou endommageraient la structure.

L’objectif de l’étude est ici de modéliser la circulation de l’huile et de déterminer les températures maximales atteintes : si un point chaud est identifié, des solutions correctives sont proposées et validées par simulation afin d’éliminer le risque.

Simulation et résultats

Nous réalisons des modélisations thermohydrauliques de l’écoulement d’huile au sein des transformateurs qui fonctionnent en sortie de centrale nucléaire. Grâce à ces calculs, nous localisons les zones critiques à refroidir et qui doivent être optimisées puis monitorées pour assurer un fonctionnement optimal du transformateur, et garantir l’intégrité et la durabilité du matériel.

La simulation CFD a permis de tester ici l’influence de la température d’entrée, du débit ainsi que des propriétés physiques de l’huile sur l’apparition de points chauds, leur position et leur intensité.