Stage MODELISATION THERMIQUE DES TURBO-ALTERNATEURS DE CENTRALE NUCLEAIRE F/H

Description

Contexte général :
Le changement climatique, avec ses canicules devenues régulières, contraint EDF à adapter son parc nucléaire de production d’électricité puisqu’il peut induire plusieurs impacts sur ses installations. Cela se traduit par des répercussions, par exemple, sur la source froide, sur les rejets thermiques, les besoins en eau et l’accessibilité de certains sites.
La première conséquence de ce changement climatique est qu’il soumet les installations à des températures de fonctionnement plus élevées que celles envisagées à leur conception.
La seconde conséquence est une sollicitation thermique accrue ayant des effets du vieillissement sur ces dites installations (et notamment de l’alternateur), qui nécessite d’être maîtrisé dans un objectif de prolongement d’exploitation au-delà de 60 ans.
Dans ce contexte, l’un des composants principaux de la centrale nucléaire, le turbo-alternateur, est fortement impacté. Ce dernier est un composant important dans le fonctionnement des parcs de production nucléaire puisqu’il permet la transformation de la puissance mécanique de la vapeur produite par le réacteur en puissance électrique.
Pour éviter des aléas thermiques pouvant conduire à des indisponibilités du turbo-alternateur, une surveillance des températures des différentes parties de cette machine est nécessaire et effectuée par l’exploitant. Cependant, certaines zones ne sont pas suivies par manque de capteurs (zones difficiles d’accès, pièce en rotation, etc.).
Contexte particulier au stage :
Afin d’évaluer l’impact des différentes contraintes sur l’alternateur, l’une des solutions est la création de programmes informatiques de calcul permettant à l’exploitant de simuler le fonctionnement de sa machine d’un point de vue thermique et de prévoir son comportement, par exemple, en cas de canicule. Pour arriver à cette fin, plusieurs étapes sont nécessaires : la quantification des pertes thermiques à différents points de fonctionnement, leur localisation dans la machine, les vitesses et débits du fluide de refroidissement (hydrogène) puis, la détermination des températures des zones d’intérêts de la machine.
Des premiers travaux ont été réalisés en 2024. Sur cette base, le programme du stage est le suivant :
·       Bibliographie :
o   Sur la répartition des pertes dans le turbo-alternateur à plusieurs points de fonctionnement de ce dernier (en absorption / en fourniture de réactif) ;
o   Sur les calculs analytiques des températures de certaines zones d’intérêt de la machine (par exemple, le rotor, le plateau amortisseur de flux, etc.) ;
·       Reprise du travail déjà effectué ;
·       Modélisation thermique nodale de la partie droite de l’alternateur ;
·       Modélisation thermique nodale des parties frontales de l’alternateur ;
·       Assemblage de ces deux parties.
Ce stage a pour vocation d’être la première étape vers une thèse CIFRE portant sur la modélisation thermique par éléments finis des alternateurs du parc nucléaire

Profil souhaité

-       3ème année d’Ecole d’ingénieurs, Master 2 ;

-       Formation : Génie Energétique ou Génie Mécanique option Energie ;

-       Environnements : Windows 11 et langage Python ;

-       Connaissances en thermique et mécanique des fluides sont indispensables. Celles en génie électrique sont fortement recommandées tandis que celles en modélisation thermique nodale seraient un plus.

-       Intérêt pour la réalisation d’une thèse à la suite de ce stage ;

-       Intérêt pour le domaine de la production de l’électricité et notamment par l’énergie nucléaire ;

-       Dynamisme, autonomie et curiosité ;

 

Modalités :

-       Durée : 5 – 6 mois ;

-       Début prévu en mars 2025 ;

-       Localisation : le stage se déroulera sur le plateau de Saclay à Palaiseau sur le site d’EDF Lab. Paris-Saclay.

 

Merci d’envoyer vos candidatures (CV + LM + relevés de notes, années N et N-1) à  :

-       Thierry JACQ - EDF Lab. Paris-Saclay, thierry.jacq@edf.fr

-       Jean-Pierre DUCREUX - EDF Lab. Paris-Saclay, jean-pierre.ducreux@edf.fr

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