Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRR Tahun 2003
ISSN 0854-5278
ANALISIS LAJU ALIR PADA STRINGER IRADIASI RSG-GAS Moh. Danvis Isnaini
Pusat Pengembangan Teknologi reaktor Riset
-
BAT ANABSTRAK
ANALISIS LAJU ALIR PADA STRINGER IRADIASI RSG-GAS. Telah dilakukan perhitungan laju alir pada stringer sebagai ternpat untuk mengiradiasi target FPM untuk menggantikan model stringer yang lama di RSG-GAS. Stringer yang lama digunakan sejak konfigurasi teras ke-I 0 adalah model 4 kotak yang berisi 4 kapsul dengan diameter lubang endfitting sebesar 47,8 mm. Dari hasil perhitungan dengan program Caudvap yang dijalankan dengan komputer PC, diperoleh laju alir pada stringer ini sebesar 10,35 kg/det, hal ini akan berakibat laju alir elemen bakar berkurang cukup besar. Kecepatan pendingin pada stringer 4 kotak hanya 2,33 m/det, nilai ini belum mencukupi untuk pendinginan target FPM. Untuk itu dilakukan penggantian stringer 4 kotak dengan stringer berpengarah 3 pipa (berbentuk silinder) dengan diameter lubang endfitting sebesar 15 mm. Penambahan pengarah target dimaksudkan untuk memudahkan keluar masuknya target dari atau ke dalam teras reaktor. Pengukuran dan perhitungan laju alir pada stringer iradiasi berpengarah 3 pipa yang dilakukan pada konfigurasi teras ke-36 dengan laju alir total rerata sistem primer sebesar 3204 m3/jam laju alir elemen bakar kondisi isi 3 kapsul sebesar 46,13 m3/jam (perbedaan 8,09%) dan laju alir pada stringer berpengarah 3 kapsul sebesar 8,48 m3/jam (perbedaan -10,38%), sedangkan pada saat kosong tanpa kapsul diperleh laju alir elemen bakar sebesar 46,07 m3/jam (perbedaan 8,05%) clan lajll alir stringer 10,57 m3/jam (perbedaan 3,6%), sedangkan kecepatan pendingin di dalam annulus antara kapsul dan pipa diperoleh sebesar 3,31 mldet. Dengan mengacu pada perhitungan yang lain bahwa kecepatan pendingin untuk mendinginkan kapslll FPM sebesar 3,96 m/det, dari perhitungan diperoleh bahwa diameter lubang endfitting hams diperbesar menjadi 28,6 mm.
ABSTRACT.
THE ANALYSIS ON THE FLOWRATE OF IRRADIATION STRINGER OF THE RSG-GAS. The analysis on the tlowrate of irradiation stringer of the RSG-GAS has been carried out. The 2 old stringer models that each formed by 4 boxes fill 4 capsules of target, was started to use in 10thcore, that diameter hole in the endfitting of these stringer of 47.8 mm. The calculation using Caudvap, a personal computer, show that the tlowrate in the stringer was 10.35 kg/s that would make the tlowrate in the fuel elements decrease too much.
Nevertheless, the coolant velocity is only 2.33 mis, that not too much to remove the heat from the FPM target. Then the 4 boxes stringer has been replacement with the new stringer model formed by 3 cylinder filled 3 capsules with 15 mm endfitting hole. The new stringer was connected to pipe to aim loading unloading the capsules. The measurement and calculation for the tlowrate of the stringer were done based on the primary tlowrate on 36th core configuration of 3204 m3/h, were found that when the stringer filled the 3 capsules, the fuel element tlowrate was 46.13 m3fh (deviation 8,09%) and the stringer tlowrate was 8.48 m3fh (deviation -10.38%), when the stringer was empty (not filled the capsules) , the fuel element tlowrate was 46.07 m3/h (deviation 8,05%) and the stringer tlowrate was 10.57 m3fh (deviation 3.6%), however the coolant velocity in the annulus between the pipe and the capsules was 3.31 m/s. Based on other calculations, that the minimum coolant velocity that needed to remove the heat from the FPM target was 3.96 mis, advising that the endfitting hole has to be made larger,i.e. 28.6 mm.
ISSN 0854-5278
PENDAHULUAN
Dalam pengoperasian suatu reaktor, faktor keselamatan hams selalu diperhatikan. Terlebih kalau.
ingin mengganti suatu clemen teras dengan suatu clemen lain yang mempunyai bahan clan geometri berbeda. Salah satu faktor keselamatan dari segi termohidrolika adalah terpenuhinya laju alir minimum pada clemen bakar.
Pada saat ini, dilihat dari jumlah komposisi clemen teras, maka RSG- GAS telah mencapai teras kerja tipikal sejak konfigurasi teras ke-6, yang terdiri dari 40 clemen bakar (EB) clan 8 clemen kendali clan tersusun di atas kisi lOx 10. Pada kesehariannya RSG-GAS lebih banyak dioperasikan untuk melayani iradiasi target berupa FPM atau Te dsb. Untuk itu di dalam perancangan RSG sejak awal oleh Interatom, sudah dipersiapkan 8 tempat uhtuk posisi iradiasi yaitu 4 posisi iradiasi (Irradiationposition - IP) di pinggir clan 4 buah posisi iradiasi di tengah teras (Central Irradiation Position), yang masing- masing di dalamnya di letakkan sebuah dummy berbentuk kotak yang berukuran 59 x 63 mm clandilengkapi dengan lubang endfitting 8 mm (lihat Gambar 1).
Pada konfigurasi teras ke-7 RSG-GAS, telah dilakukan penutupan 4 buah lubang pada blok berilium reflektor yang masing-masing berdiameter 26,0 mill, sehingga konfigurasi teras sudah sesuai dengan kondisi desain Interatom, hanya saja laju alir total sistem pendingin primemya lebih besar yakni 3264 m3/jam atau 900 kg/det dibanding laju alir nominal RSG-GAS yang ada di dalam SAR[I] yakni sebesar 860 kg/det. Dari evaluasi yang dilakukan oleh Isnaini[2] dengan menggunakan program Caudvap, maka besamya laju
Analisis Laju Alir Pada....
M. Oarwis Isnaini
alir rerata per clemen bakar sebesar 14 kg/det atau 50,81 m3/jam, sedangkan secara pengukuran diperoleh 50,79 m3/jam atau terjadi perbedaan sebesar 0,04%. Pada kondisi ini diperoleh laju alir per dumy fasilitas iradiasi secara perhitungan sebesar 0,49 kg/det atau 1,78 m3/jarn, adapun secara desain disebutkan laju alir untuk fasilitas iradiasi sekitar 2 kg/det. Karena dummy tersebut hanya memuat 1 buah kapsul target iradiasi, maka pada konfigurasi teras ke-l0 dilakukan perubahan pada 2 buah CIP yang diganti dengan 2 buah stringer 4 kotak yang berukuran 33,975 x 36,34 mm untuk kapsul target dengan diameter 31 mill.
Setiap stringer 4 kotak yang mempunyai diameter lubang endfitting 47,8 mm tersebut mampu memuat 4 kapsul, seperti tertera pada Gambar 2. Akibat dari pemasangan 2 buah stringer 4 kotak ini, hasil pengukuran pada konfigurasi teras ke-10 untuk laju alir total sistem primer sebesar 3264 m3/jam atau 900 kg/det diperoleh laju alir rerata per clemen bakar berkurang 4,25% menjadi 48,63 m3/jam adapun laju alir clemen bakar posisi D-5 yaitu posisi yang dipakai untuk perhitungan keselamatan adalah 49,26 m3/jam. Berdasarkan perhitungan dengan program Caudvap diperoleh laju alir rerata pada clemen bakar sebesar 13,66 kg/det atau 49,55 m3/jam, yang mana mempunyai perbedaan untuk laju alir rerata clemen bakar sebesar 1,89% clan untuk laju alir posisi D-5 sebesar 0,59%, sedangkan laju alir untuk tiap stringer 4 kotak hasil perhitungan sebesar 10,35 kg/det. Laju alir total sistem pendingin primer pada konfigurasi teras ke-l0 sebesar 3264 m3/jarn dinilai terlalu besar, yang mana laju alir tersebut menyebabkan penurunan tekanan (~P) antar katup JE01 CPO01 sering melarnpaui batas minimalnya -0,15 bar clan menyebabkan reaktor terpancung (scram). Oleh schab itu pada konfigurasi teras ke-11 dilakukan penurunan debit aliran sistem primer dari 3264 m3/jam menjadi 3085 m3/jam, akibatnya laju alir
182
Presiding Seminar Hasil Penelitian P2TRR Tahun 2003
elemen bakar di posisi 0-5 berkurang dari 49,26 m3/jam menjadi 46,54 m3/jam (12,82 kg/del), sedangkan hasil perhitungan menunjukkan laju alir berkurang dari 49,55 m3/jam (perbedaan 0,59%) menjadi 46,78 m3/jam (perbedaan 0,52%) clan laju alir yang melalui stringer secara perhitungan berkurang dari 10,35 kg/del menjadi 9,77 kg/del. Dari hasil pengukuran clan perhitungan menunjukkan bahwa laju alir elemen bakar posisi D-5 konfigurasi teras ke- 11hanyasekitar2,56%di alas laju alir, minimum yang ditetapkan oleh SAR sebesar 12,5 kg/del. Oleh sebab itu dilakukan suatu upaya untuk menaikkan laju alir pactaelemen bakar dengan cara mengubah geometri salah satu elemen teras, yakni mengubah bentuk stringer iradiasi berbentuk 4 kalak dengan stringer iradiasi yang bam berbentuk 3 lubang (pipa) silinder.
I
I
I
tI I
I
I
II I
I I
I
I
' iI I
I I
t '- --~1'--.I ,:1
§.Q.l It>
Gambar 1. Penampang Samping daB Atas Dumy Fasilitas lradiasi Sesuai
Desain Interatom (SAR)
ISSN 0854-5278
Pacta konfigurasi teras ke-36, telah dilakukan pembuatan stringer pengganti yaitu stringer iradiasi berbentuk 3 lubang (pipa) silinder yang mampu memuat 3 buah kapsul yang dilengkapi dengan pengarah target sepanjang 5,42 m, dengan penampang lintang seperti tertera pacta Gambar 3. Dengan adanya pengarah tersebut, diharapkan dapat dilakukan pengambilan clan pemuatan ulang (loading unloading target) target iradiasi dengan lebih mudah. Oleh sebab itu pedu dilakukan analisis yang meliputi perhitungan clan pengukuran laju alir yang melalui elemen bakar clan stringer iradiasi berpengarah 3 pipa tersebut. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah didapatkan hasil analisis laju alir berdasarkan data pengukuran clan perhitungan laju alir pacta elemen bakar clan stringer iradiasi berpengarah 3 pipa, apakah memenuhi batas keselamatan atau tidak, serta saran tindak lanjutnya.
75.76,,"0.12 71.127:0;1
c;;.1
C') ...:r
0<0
Gambar 2. Penampang Lintang Stringer 4 Kotak
;::?
Gambar 3.Penampang Lintang Stringer
;
'w,:
_
79
/SSN 0854-5278
Perhitungan ini juga merupakan kelanjutan dari makalan Isnaini yang berjudul "Verifikasi Harga Laju Alir Teras RSG-GAS dengan Program Caudvap,,[3] .
PEMBAGIAN JENIS KANAL
Di dalam SAR[l] disebutkan bahwa, pada kondisi operasi normal
RSG-GAS, pendingin primer
Analisis Laju A/ir Pada....
M. Oarwis /snaini
disirkulasikan di dalam sistem pendingin primer dengan menggunakan 2 buah pompa primer yang bekerja parallel.
Untuk operasi pada day:i 30 MW, RSG- GAS membutukan laju alir minimum sistem primer sebanyak 800 kg/detik clan laju alir elemen bakar sebesar 12,5 kg/del. Secara garis besar dari laju alir sejumlah itu dibagi menjadi tiga bagian yaitu laju alir melalui teras aktif, bypass clan blok reflektor yang datanya dapat dilihat pada Tabell.
Tabell. Pembagian Aliran RS.G-GAS/3/Secara Garis Besar untuk Kondisi Laju Alir Minimum 800 kg/detik atau 2903 m3/jam.
Laju alir teras aktif atau laju alir aktif (active flow rate) dipergunakan untuk menyebut aliran yang berhubungan (kontak) langsung dengan pelat bahan bakar, yaitu kanal-kanal yang terbentuk di dalam elemen bakar, kanal antara suatu elemen bakar dengan elemen bakar yang lain, antara elemen bakar dengan pengarah batang kendali, antara elemen bakar dengan elemen berilium stopper (posisi iradiasi) clan antara elemen bakar dengan penyelubung teras. Sedangkan yang termasuk laju alir bypass adalah laju alir yang melalui kanal-kanal yang terbentuk di dalam elemen berilium stopper dengan clantanpa sumbat, antara elemen berilium dengan berilium yang lain, antara batang kendali dengan
pengarahnya, clan antara elemen berilium dengan penyelubung teras.
Pada kondisi teras penuh (teras kerja tipikal), konfigurasi teras RSG- GAS yang disusun pada kisi teras lOx
10 yang masing-masing berukuran 81 x 77,1 mm, terdiri alas 40 elemen bakar, 8 elemen kendali, 30 elemen berilium, 7 berilium stopper dengan sumbat, 8 berilum stopper tanpa sumbat (IP clan CIP), 2 untuk PRTF (Power Ramp Test Facility) clan 5 untuk posisi sistem rabbit, seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Dari keseluruhan grid tersebut perlengkapan PRTF clan sistem rabbit menutup lubang grid tersebut, sehingga jumlah lubang grid efektif yang dialiri pending in primer hanya berjumlah 93 buah.
184
No Jenis aliran Laju alir (kg/det) Fraksi laju alir (%)
1. Laju alir teras aktif 618 77
2. Laju alir bypass 97 12
3. Laju alir melalui blok reflektor 85 11
Penurunan tekanan, P 0,5 bar
Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRR Tahun 2003
ISSN 0854-5278
Keterangan :
B = Berilium, BS+ = Berilium stopper dengan sumbat, AI = Alumunium stopper tanpa sumbat, RI
= Elemen Bakar/Kendali, NS = Sumber neutronGambar 4. Konfigurasi teras penuh (kerja) RSG- GAS
Gambar 4/ Konfigurasi Teras Penih (Kerja) RSG-GAS
METODE PERHITUNGAN
Di dalam perancangan suatu elemen teras seperti elemen bakar, elemen dUllY untuk iradiasi, stringer untuk iradiasi clan lain sebagainya, hams selalu memperhatikan keselamatan reaktor baik itu segi neutronik, mekanik, termohidrolik clan sebagainya. Khusus dati segi tennohidrolika, sesuai batasan yang ada di dalam SAR, maka hams diperhatikan bahwa laju alir minimum elemen bakar harns terpenuhi yaitu sebesar 12,5 kg/det atau 45,36 m3jjam.
Dari basil perhitungan dengan program Coolod-N oleh Isnaini [4]menunjukkan bahwa pada laju alir minimum tersebut
akan diperoleh batas keselamatan S untuk daya lebih RSG-GAS sebesar 2,69. Oleh sebab itu, di dalam penambahan sebuah elemen teras yang barn, maka perlu dilakukan perhitungan ataupun pengukuran laju alir khususnya pada elemen bakar, agar jangan sampai laju elemen bakar tersebut kurang dari 12,5 kg/clef.
Sebelum dilakukan analisis terhadap basil pengukuran clan perhitungan laju alir pada stringer iradiasi berpengarah 3 pipa, terlebih dahulu dilakukan evaluasi terhadap laju alir RSG-GAS konfigurasi teras ke-7 yaitu kondisi teras RSG seperti desain, konfigurasi teras ke-l0 yakni pemakaian
BS+59 B-29 B-30
PRTF I B-2. I B-13 I B-8 I B5>1OI B-5 I B-2 K
B-28 BS+58 B-22 PRTF B-21 I B-23 I B-:74 B-4 BS+52 B-15
. B-26 I AIR I B-19 B-17 BS+51
H
G
AIR AIR B-32 PNRA
F
B-34 HYRA E
B-36 HYRA D
B-37 HYRA C
B-II HYRA B
BS+56 B-1
A '
I I I
10 9 8 7 6 5 4 3 2
BLOK REFLEKTOR BERILlUl\I
/SSN 0854-5278
stringer 4 kalak clan konfigurasi teras ke- 11 yakni pengurangan debit laju alir total sistem primer.
Perhitungan dilakukan dengan menggunakan program Caudvap yang sudah diverifikasi oleh Isnaini [2].
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sesuai dengan keterbatasan kemampuan program CADDY AP[4], maka elemen teras hanya dapat dibedakan menjadi 10 jenis yaitu elemen bakar, elemen kendali, kanal Iuar antara dua elemen bakar, kanal Iuar antara elemen bakar dengan selubung teras (core shroud), elemen berilium stopper (dengan plug), elemen berilium tanpa stopper (dengan lubang), kanal luar elemen berilium, dumy fasilitas iradiasi model Interatom, blok reflektor berilium clan stringer 4 kalak atau stringer berpengarah 3 kapsul.
Tabel 2 menunjukkan evaluasi hasil pengukuran clan perhitungan laju alir per elemen bakar clan per fasilitas iradiasi pacta konfigurasi teras ke- 7 , 10 clan 11.
Dari Tabel 2 terlihat bahwa, laju alir Terata elemen bakar hasil pengukuran clan hasil perhitungan pacta konfigurasi
Ana/isisLaju A/ir Pada....
M. Darwis /snaini
teras ke- 7, 10 clan 11 diperoleh harga yang hampir sarna (perbedaan terbesar hanya 1,89%). Hal ini menunjukkan bahwa program Caudvap dapat dipergunakan untuk mengevaluasi laju alir RSG-GAS clan sekaligus untuk merancang stringer iradiasi berpengarah 3 kapsul sebagai pengganti daTi stringer iradiasi 4 kalak. Sebagai bahan pembanding ditampilkan laju alir elemen bakar posisi D-5, yaitu posisi elemen bakar yang dipakai sebagai acuan untuk perhitungan telIDohidrolika, pacta konfigurasi teras ke- 7, 10 clan 11 yaitu masing-masing 51,25 , 48,92 clan 46,54 m3/jam, maka masing-masing mempunyai perbedaan -0,86%, 1,29%
clan 0,49%, menunjukkan bahwa laju alir Terata elemen bakar tidak berbeda jauh dibanding laju alir pacta posisi D-5. Dari label di alas menunjukkan, bahwa batas keselamatan reaktor terpenuhi, terlihat daTi Iaju alir elemen bakar Terata hasil pengukuran maupun perhitungan masih berada di atas batas minimum 12, 5 kg/del. Adapun Iaju alir pacta stringer 4 kalak terlalu besar (mencapai 9,77 kg/del pacta konfigurasi teras ke-ll), namun kecepatan pendinginnya sangat kecil yaitu 2,2 m/det.
Tabel 2. Perbandingan Hasil Pengukuran clanPerhitungan Laju Alir RSG-GAS pacta Konfigurasi Teras ke-7 , 10 clan 11
Calalan.. Hasil pengukuranda/GlnmJ/jam, sedangkan da/am perhilungan hasilnya dalam kg/del baru dikonversi ke m3/jam
Jenislajualir Konfigurasiteraske-7 Konfigurasiteraske-10 Konfigurasiteraske-11 Ukur Caudvap Ukur Caudvap Ukur Caudvap
Sistemprimer,m3 3269 3269 3269 3269 3085 3085
kg/del 904 900 850
Elemenbakar,kg/del 14,00 13,66 12,89
m3 50,79 50,81 48,63 49,55 46,54 46,77
(perbedaan%) (0,04%) (1,89%) (0,49%)
kecep,pend,nVdet 4,13 4,02 3,80
Fas,Iradiasi,kg/det -- 0,49 -- 10,35 -- 9,77
m3 1,78 37,56 35,46
keceppend,m/det 0,19 2,33 2,20
Penurunan -- 0,64 -- 0,61 -- 0,55
tekanan(bar)
Prosiding Seminar Hasil Penelitian P2TRR Tahun 2003
Adapun hasil pengukuran clan perhitungan laju alir pada elemen bakar clan stringer iradiasi berpengarah 3 pipa yang memp).lnyai diameter lubang endfitting sebesar 15 mm tertera pada Tabel 4 clan 5. Perhitungan dilakukan berdasarkan data laju alir total pendingin
ISSN 0854-5278
primer pada konfigurasi teras ke-36 rerata dari 3 panel yaitu lEO1 CF811, CF821 clan CF831 untuk kombinasi 2 pompa primer lEOI APO1 clan AP02, sedangkan untuk 1 pompa primer digunakan lEO1 APO1 yang tertera pada
Tabel 3
Tabel3. Hasil pengukuran laju alir pendingin primer total untuk I dan 2 pompa
Dari hasil pengukuran laju alir total sistem pendingin primer, terlihat bahwa ketiga sensor pengukur lEO1 CF811, CF821 clan CF831 mempunyai perbedaan yang cukup besar. lika dibandingkan antara laju alir terkecil clan terbesar dari dua sensor yang berbeda, maka untuk kondisi operasi 1 pompa diperoleh perbedaan pengukuran laju alir sebesar 6,99% clanuntuk kondisi operasi 2 pompa sebesar 2,08%. lika dibandingkan dengan laju alir rerata ketiga alat ukur tersebut maka laju aliI' yang terukur oleh lEO1 CF811, CF821 clan CF831 untuk 1 pompa primer beroperasi masing-masing mempunyai perbedaan -2,84%, -1,11% clan 3,95%, sedangkan untuk kondisi beroperasi dengan dua pompa masing-masing mempunyai perbedaan 1,12% , -0,94%
clan -0,16%. Perbedaan ini diakibatkan kurangnya perawatan khususnya kalibrasi alat ukur yang ada di RSG-
GAS, yang mana menyulitkan bagi operator untuk menentukan nilai laju alir yang benar.
Dari Tabel 4 clan 5 menunjukkan bahwa untuk laju alir pada stringer berpengarah 3 pipa saar berisi 3 kapsul untuk kondisi laju aliI' masing-masing dengan 1 clan 2 pompa terlihat bahwa, perbedaan antara hasil perhitungan clan pengukuran sebesar -19,59% clan -
10,38%. Hal ini disebabkan antara lain:
(1) di dalam perhitungan tidak dimodelkan adanya aliran silang (crossfloM~, sedangkan di dalam pengarah dibuat lubang kecil yang memungkinkan terjadinya aliran silang, (2) metode pengukuran laju aliI' pada stringer iradiasi berpengarah 3 pipa yang kurang tepat, karena alat ukur turbine flowmeter (FFM) yang mempunyai diameter 45 mm diletakkan sesudah lubang endfitting yang berdiameter 15
mill.
Laju alir pendingin primer, m'/jam Sensor pengukur I pompa beroperasi 2 pompa beroperasi
J£O 1 APO 1 kombinasi 1£01 APOI dan AP02
J£OI CF811 1746 + 25 3240 + 55
1£01 CF821 1777 + 25 3174+55
J£O I CF83 I 1868 + 25 3199 + 55
Rerata Laju Alir, m'/jam 1797 + 25 3204 + 55
/SSN 0854-5278 Ana/isis Laju A/ir Pada....
M Darwis /snaini
Tabel 4. Perbandingan basil perhitungan clan pengukuran laju alir pad a clemen bakar clan stringer berpengarah 3 kapsul (Laju alir 2 pompa).
Catatan : Perhitungan menggzmafan aeuan data laju alir sistem primer kombinasi lEOl APOl don APO2 sebesar 3204 nl/jam (konfigurasi teras ke-36)
Tabel 5. Perbandingan basil perhitungan clan pengukuran laju alir pada elemen bakar clan stringer berpengarah 3 kapsul (Laju alir 1 pompa)
Catatan : Perhitungan menggunakan aCl/an data lajll alir sistem primer kombinasi lEOl APO 1 sebesar 1797 m3/jam (konfigl/rasi teras ke-36)
Dari hasil perhitungan menunjukkan, meskipun laju aliI di stringer berpengarah pada saat kondisi isi 3 kapsul diperoleh sebesar 7,6 m3/jam (2,094 kg/det), namun sebenarnya laju aliI terse but terbagi menjadi 2 yaitu laju aliI melalui pip a yang dipakai untuk mendinginkan kapsul hanya 0,991 kg/det (47,33%) clan laju aliI yang mengalir diluar pipa tetapi di dalam dUllY selubung sebesar 1,103 kg/det (52,67%), sedangkan pada saat kosong tidak berisi kapsul daTi laju aliI yang melalui stringer iradiasi sebesar 10,18 m3/jam (2,807 kg/det) terbagi menjadi laju aliI yang melalui pipa pengarah sebesar 1,706 kg/det (60,77%) dan yang diluar pipa sebesar 1,101 kg/det (39,23%). Adapun kecepatan pendingin yang melalui Gnu/us antara kapsul target clan pipa sebesar 3,31 m/det. Jika dibandingkan
pembangkitan panas pada pelat elemen bakar untuk daya 30 MW, diperoleh daya per pelat sebesar 31,25 kW per pelat. Untuk panas sebesar 31,25 kW di butuhkan pendingin dengan kecepatan 3,7 m/det. Sedangkan untuk 3 kapsul FPM dibangkitkan panas sebesar 33,44 kW [9], maka kecepatan pending in yang dibutuhkan sebesar (33,44 kW/ 31,25 kW) x 3,7 m/det = 3,96 m/det. Dengan kecepatan pendingin pada stringer berpengarah 3 pipa sebesar 3,31 m/det, terlihat bahwa laju aliI padastringer tersebut belum mencukupi untuk pendinginan kapsul FPM. Oleh sebab itu perlu dilakukan perhitungan ulang pendinginan pada stringer dengan cara melakukan variasi diameter lubang endfitting daTi 15, 20, 30 clan 40 mill, sebagaimana yang terangkum dalam Tabel 6.
Kondisi 2 bh Pengukuran (mo/jal11) Perhitungan dengan Caudvap (mo/jal11) Stringer Laju alir Laju alir Laju alir EB (beda Laju alir stringer
pengarah isi EB stringer %) (beda %)
3 kapsul 46,13 8,48 49,86 (8,09%) 7,6 (-10,38%)
2 kapsul 46,19 9,69 49,78 (7,77%) 10,07 (3,90%)
1 kapsul 46,15 9,98 49,78 (7,87%) 10,17 (1,90%)
Kosong 46,07 10,57 49,78 (8,05%)--- - 10,19 (3,60%)
Kondisi 2 bh Pengukuran (m-'/jam) Perhitungan dengan Caudvap (mj /jam) Stringer Laju alir Laju alir Laju alir EB Laju alir stringer
pengarah isi EB stringer (beda %) (beda %)
3 kapsul 26,40 5,36 28,04 (6,21 %) 4,31 (-19,59%)
2 kapsul 26,58 5,60 27,998 (5,33%) 5,79 (3,39%)
1 kapsul 26,57 6,64 27,996 (5,37%) 5,86 (-11,75%)
Kosong - - 27,995 5,87
----
Presiding Seminar Hasil Penelitian P2TRR Tahun 2003
ISSN 0854-5278
Tabel 6. Hasil perhitungan laju alir elemen bakar clan stringer iradiasi berpengarah dengan variasi diameter lubang endfitting.
Catatan :'Perhitllngan menggllnakan aClian data /ajll a/ir sistem primer sebesar 3204 m.1/jam (teras ke-36)
Oari Tabel 6, dengan cara melakukan interpolasi, maka untuk kecepatan pendingin minimum di dalam pipa pengarah sebesar 3,96 m/det, diperoleh diameter lubang. endfitting minimum sebesar 28,6 mm.
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan di alas dapat disimpulkan bahwa :
Program Caudvap dapat dipakai untuk melakukan evaluasi perhitungan distribusi laju alir di teras RSG-GAS secara baik dengan cara membandingkan hasil perhitungan clan basil pengukuran laju alir konfigurasi teras ke- 7, 10 clan 11 RSG-GAS, clan dapat juga untuk
DAFTAR rUST AKA
melakukan perhitungan stringer iradiasi berpengarah 3 kapsul untuk menggantikan stringer 4 kotak.
Dari basil perhitungan laju alir pacta stringer berpengarah 3 kapsul dengan diameter lubang endfitting 15 mm, kecepatan pendinginnya belum cukup memenuhi.
Kecepatan pendingin yang dibutuhkan untuk mendinginkan kapsul FPM minimum sebesar 3,96 m/det.
SARAN
Agar terpenuhi batas keselamatan pacta stringer berpengarah 3 pipa, khususnya dari kecepatan pendingin, maka seharusnya diameter lubang end fitting diperbesar dari 15 mm menjadi 28,6 mm.
1. "SafetyAnalysisReportRev. 7", PRSG- BATAN,September1989.
2. ISNAINI, M.D, dkk, : Verifikasi Hargai Laju Alir RSG-GAS dengan Program Caudvap,Prosiding Pertemuan clan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Iptek Nuklir, Yogyakarta, 1998.
3. "CAUDVAP v2.60, a Computer Program For the Calculus of Flow Distribution and Pressure Drop in a MTR Type Core" Division Engenieria Nuclear, INVAP SE, Argentina,
-
4.
ISNAINI, M.D., dkk : Evaluasi termohidrolika Kondisi Tunka Teras RSG-GAS pacta Operasi Daya 15 MWt Dengan 1 Pompa Pendingin Primer, Prosiding Pertemuan clan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Iptek Nuklir, P3TM-BATAN, Yogyakarta, 14-15 Juli 1999Diameter Elemen Bakar Stringer berpengarah 3 pipa Kecep.
lubang Laju Alir di .... pendingin
endfitting Laju alir Kecep. di luar Di dalam Stringer di dalam
mm (kg/det) Pendingin plpa plpa (total) plpa
(m/det) pengarah pengarah (kg/det) pengarah (kg/det) (kg/det)
15 13,740 4,047 1,103 0,991 2,094 3,31
20 13,729 4,044 1,295 1,132 2,428 3,78
30 13,724 4,042 1,388 1,195 2,583 3,99
40 13,724 4,042 1,399 1,202 2,602 4,02
"--- --
/SSN 0854-5278 Ana/isis Laju A/ir Pada....
M. DalWis /snaini
5. Prosedur "Pengukuran Oistribusi Laju AliI' Teras VII RSG-GAS" No. Ident:
RSGEFT/92.004/TH.LA02/TT7.04/PR, Kel. Termohidrolik, Bid. Fisika Reaktor, PRSG - BAT AN, Jakarta ,1992.
6. Prosedur "Pengukuran Oistribusi Laju Alir Teras X RSG-GAS" No. Ident: RSG/
EFT/93/03/TlO.Ol/P, Kel. Termohidrolik, Bid. Fisika Reaktor, PRSG- BATAN, Jakarta ,1993.
7. Prosedur "Pengukuran Oistribusi Laju Alir Teras XI RSG-GAS" No. Ident:
RSG/EFT/94/03/Tl1.0IlP, Kel. Termohidrolik, Bid. Fisika Reaktor, PRSG- BAT AN, Jakarta ,1994.
8. Prosedur "Pengukuran Laju Alir Teras 36 RSG-GAS" No. Ident:
TRR.TR.04.04.32.01, Kel. Termohidrolik, BPTR - PPTRR - BA TAN, Jakarta ,2002.
9. K. PUTRANTA, "Laporan Analisis Keselamatan Fasilitas Loading/ Unloading Isotop" No.
190
