NUSCLE (Nuclear Secondary Circuit Lite Emulator) est un modèle simplifié de cycle thermodynamique de centrale nucléaire refroidie à l'eau (type WCR : Water-Cooled Reactor), comme les REP, REB, RBMK ou CANDU.

NUSCLE permet d'étudier le fonctionnement de la centrale à charge partielle. Il ne comporte que 4 soutirages et 5 groupes d'étages de turbines au lieu de par exemple 11 et 9 dans le cycle de l'EPR Flamanville 3.

Ce choix de compromis s'inscrit dans une logique pédagogique : proposer un outil intermédiaire entre un modèle industriel complet et un modèle élémentaire.

Le modèle met en jeu cinq Groupes d'Étages de Turbines (GET), deux à haute pression appelés HP turbine et HP2 turbine en amont du Groupe Séparateur Surchauffeur (GSS) ou Moisture Separator Reheater (MSR) en anglais, et trois en aval, appelés ici IP turbine, LP1 turbine et LP turbine. La distinction entre la pression intermédiaire (Intermediate Pressure IP) et la basse pression (Low Pressure LP) est conventionnelle et Nuscle peut très bien simuler un WCR mettant en jeu uniquement deux corps de turbine à haute et basse pression.

NUSCLE permet :

• d'étudier l'influence des principaux paramètres sur les performances de différents types de WCR

• d'analyser le fonctionnement à charge partielle de ces cycles

• d'avoir accès à l'ensemble des équations du modèle pour bien les comprendre et pouvoir les modifier si on le souhaite

• de visualiser dans un diagramme de Mollier les lignes de détente dans les turbines

• l'export de ces cycles dans un format compatible avec Thermoptim

• de charger des fichiers de résultats antérieurs pour enchaîner des simulations

Dans la partie haute apparaît le schéma du cycle, et dans la partie basse le tableau de bord avec une synthèse des résultats.

Le schéma de la centrale comporte les principaux éléments du cycle, avec indication de leurs noms et de ceux des points pour permettre de les identifier facilement.

Des petites ellipses entourent certains d'entre eux. Elles sont de couleur cyan pour les points, et bleue pour les composants. Comme le montre la figure, lorsque la souris survole l'une d'elles, les valeurs de différentes grandeurs disponibles sont affichées dans une petite fenêtre qui se referme automatiquement lorsque l'on écarte la souris. Un clic permet d'écrire ces valeurs dans une zone de l'écran qui est éditable. Il est ainsi possible de les copier-coller ailleurs si on le désire.

Dans la partie inférieure de l'écran apparaissent :

• sur la gauche, les champs de saisie d'une part de la fraction de la puissance nominale, chiffre positif a priori compris entre 0 et 1, et d'autre part de la température de la source froide. En dessous un champ permettant d'indiquer les valeurs d'initialisation des pressions du cycle, et deux options de calcul.

• au centre le menu de sélection du cycle choisi, le bouton de calcul et la zone d'écriture des valeurs.

• à droite les valeurs des principaux indicateurs

• tout à fait en dessous, les critères de convergence sont indiqués

Fenêtre de résultats

Pour chaque simulation, une synthèse des résultats est affichée dans une autre fenêtre. Celle de la figure ci-dessous correspond à la puissance nominale de 100 % (fraction = 1) de l'EPR de Flamanville.

Parallèlement, les résultats complets sont écrits dans un fichier texte nommé SimulResultsN.txt. N est réinitialisé à chaque lancement de l'application, puis il est incrémenté lors de chaque simulation afin de pouvoir garder trace des résultats obtenus.

La liste des cycles disponibles comprend :

• L'EPR Flamanville 3 (1650 MW)

• Les centrales REP françaises CP0 et CP2 (900 MW), N4 (1450 MW)

• La centrale Hitachi ABWR (1350 MW)

• La centrale Candu de Pickering (550 MW)

• Le SMR NuScale (50 MW)

Une archive contenant NUSCLE et sa documentation est téléchargeable à cette adresse.