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La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire



  1. #1
    Kanami

    La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire


    ------

    Bonsoir tout le monde

    Voila j'ai un petit problème dans un exo proposé dans le cours de Génie Chimique.

    Le coeur d'un réacteur nucléaire est constitué par un boitier contenant le matériau fissile à base d'uranium, il est refroidi par le sodium primaire qui arrive par la partie inférieure du boitier.

    La puissance thermique du coeur du réacteur = 24 MW
    Débit de sodium primaire = 21852 m3.j-1
    Masse volumique du sodium primaire = 857 kg.m-3
    Chaleur massique du sodium primaire= 1.26 kJ.(kg.°C)-1

    On me demande de calculer la température de sortie du sodium primaire sachant qu'il entre dans le coeur a 405°C.

    Dans ma logique je ne vois pas où je fais d'erreur mais mon sodium primaire ressort à la même température, est-ce possible ?!

    Bon donc voila ce que j'ai fait :
    Q = (24.106 * 10-3)/3600 => Q = 6.67 kJ.h-1

    Débit = 21852 / 24 = 910.5 m3.h-1
    m = 857 * 910.5 = 780298.5 kg.h-1

    Q = m.C.dT => Tf = Q / (m.C) + Ti
    Tf = 405 °C


    Mon raisonnement est il bon?

    Merci de votre aide

    -----

  2. Publicité
  3. #2
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    Non, ce n'est pas possible; puisque tu cherche à dissiper l'energie du coeur il faut bien que ça parte quelque part, ici sous forme de chaleur cedée au sodium.

    Plutot que de chercher à poser des formules essaye plutot de poser tes calculs avec logique, en calculant de combien de degrés le sodium vas monter si il prend une energie de 24MW.

  4. #3
    Anacarsis_47

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    non ton raisonnement n'est pas bon. Le Na est forcément à une température plus élevée puisqu'il a absorbé la chaleur de la fission. Tu dois relier le débit et la puissance absorbée (24MW) pour savoir la quantité de chaleur absorbée lors du passage dans le boitier. Cette chaleur absorbée augmente la température du Na suivant dQ=Cp.dT

    Je te laisse faire le reste

    A+

  5. #4
    djamoussa

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    Bon donc voila ce que j'ai fait :
    Q = (24.106 * 10-3)/3600 => Q = 6.67 kJ.h-1
    c'est par là que sa coince ... 1 W vaut 3600 J.h-1
    donc 24 MW = 24.106 * 3600 = 8.64 .1010 J.h-1 soit 8.64 .107 KJ.h-1

    ++

  6. #5
    Kanami

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    aïe mince je suis donc carrément à l'ouest. Je pensais que je m'en sortirai en appliquant des formules
    Je n'ai besoin que de ces données, ou bien je dois utiliser aussi la conductivité thermique ( 256.5 kJ.(h.m.°C)-1 ) ?

    Ah vi j'ai fait une erreur de conversion et ça fait Tf = 492.88 °C c'est déja plus logique.
    Mais donc est ce que mon raisonnement est bon ou pas ?! Est ce du "au pif" lol ?
    Dernière modification par Kanami ; 10/05/2007 à 21h19.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    FC05

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    La formule à utilier c'est : P = Qm . C . delta_T = ro . Qv . C . delta_T

    P : la puissance en W = J.s-1 (quand tu met des Q, quantité de chaleur en J divisé par une unité de temps ... ça me donne envie d'ouvrir la boite à claques)

    Qm : le dédit massique en kg/s
    delta_T : la variation de température en K (ou °C, c'est pareil)

    Pour la seconde formule :
    ro : la masse volumuque du fluide en kg/m3
    Qv : le dédit volumique en m3/s
    delta_T : pareil ...

    Maintenant ton seul pb est de convertir dans les bonnes unités pour ne pas avoir de résultat ... étrange.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

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  10. #7
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    Quelqu'un qui a un minimum de reflexion n'a pas besoin d'appliquer des formules. Tu as une quantité d'energie produite par le coeur. Cette quantité d'energie est cedée au fluide sodium.

    Il suffit simplement de faire "Flux d'energie = (t° finale-450°C) * debit massique* chaleur masique du sodium", ou bien en simplifiant (en divisant les 2 termes par le temps) "Quantité d'energie = (t°finale-450) * chaleur massique sodium * masse de sodium"

  11. #8
    nserra

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    .............................. ..........................

  12. #9
    moco

    Re : La température de sortie dans un coeur de réacteur nucléaire

    En 1 seconde, le réacteur libère 24 MJ
    En 1 seconde, il entre et sort du réacteur 21852 m3/24·3600 = 0.253 m3 de sodium, donc 0.253·857 kg = 216,7 kg de sodium.
    Ces 216,7 kg de sodium emportent 24 MJ, donc s'échauffent de DT
    Q = 2.4 107 J = 1260 J/(kg K)·216,7 kg·DeltaT
    On tire :
    Delta T = 2.4·107/1260·216.7 = 87.8 K

    La température de sortie est de : 405 + 88 = 493 °C

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