Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi Yogyakarla. 22 Nopember 2000
ISSN: 0854 -8803
INVESTIGASI EKSPERIMENTAL TERHADAP FENOMENA ALmAN
TERBALIK P ADA SISTEM KONVEKSI ALAMI UDARA
Priyanto Joyosukarto
Pusat Pengembangan Energi Nuklir -Batan
ABSTRAK
INVESTIGASI EKSPERI:MENTAL TERHADAP FENOMENA ALIRAN TERBALIK PADA SISTEM KONVEKSI ALAMI UDARA. Makalah ini membahas basil investigasi terhadap Fenomena Aliran Terbalik (FAT) yang ditemukan pada saat eksperimen efek sumbatan pada peralatan NADHRS. Peralatan yang dilengkapi dengan bagian masukan, plenum-bawah dan plelmm-atas, sumber panas, kanal pendinginan anmllar, dan sepasang stack (A dan B) ini merupakan model sederhana dari RCCS MHTGR buatan GA Technology. Telah diukur parameter terkait dengan FAT, yaitu temperatur dinding silinder serta temperatur dan laju udara. Bila terjadi penyumbatan aliran, laju alir massa udara masuk ke sistem (mo) berkurang sampai melewati nilai kritisnya (moc) yang tak lagi sepadan dengan laju alir massa udara yang terinduksi ke atas oleh gaya apung yang diperkuat efek stack (ms). Ketaksepadanan aliran ini memicu timbulnya daerah defisit-massa di dalam sistem, ke arab mana udara luar terhisap masuk melalui ujung atas stack B untuk mempertahankan kesepadanan aliran. Kejadian inilah yang disebut sebagai FAT. Untuk sistem NADHRS ini, sensitivitas terjadinya FAT berbanding terbalik terhadap nilai hambatan keluaran (Ke). Pada input listrik 3 x 100 Watt, nilai moc pada ketiga tahap eksperimen tercapai pada 3,21 x 10-3 kg/det., 1,91 x
10-3 kg/det., dan 1,36 x 10-3 kg/det. berturut-turut untuk Ke=I,10;6,40; dan 15.00.
ABSTRACT
EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON THE REVERSED FLOW PHENOMENON TAKING PLACE IN THE NATURAL AIR CONVECTION SYSTEM This paper discusses the result of experimental investigation on the Buoyancy-induced Reversed Flow (BIRF) Phenomenon occurs during flow blockage experiment in NADHRS experimental apparatus. Such an experiment was primarily intended to research the nature of natural air circulation mechanism adopted in the design of MHTGR-RCCS developed by GA Technology. The apparatus is a simple model of RCCS, equipped with inlet port, lower and upper plenum, heat source, annular cooling channel, and twin stacks at the upper part serves as outlet port. Some parameters relevant to BIRF phenomenon such as wall and air temperature as well as
air velocity are measured. This phenomenon occurs when inlet port being severely blocked so that the decreasing air mass flow rate entering the system (mo) surpasses its critical value (moc) , which no longer matches the mass flow induced by the stack-effect assisted buoyancy force (mJ. This mismatching flow in turn triggers a region of deficit mass into which outside ambient air was drawn in through one-side stack to conserve the mass flow, i.e. BIRF Phenomenon. For such a NADHRS system, the sensitivity of the onset of BIRF phenomenon is inversely proposional to the value of flow resistance at the outlet channel (Ke). With the electric input of 3 x 100 Watt, the value ofmoc are 3.21 x 10-3 kg/sec, 1.91 x 10-3 kg/sec, .and 1,36 x 10-3 kg/sec for Ke=1.10, 6.40, and 15.00' respectively.
Prosiding ke-5 Keliltla Reaktor Temperatur Tinggi Yogyakal1a, 22 Nopember 2000
ISSN: 0854 -8803
PENDAHULUAN
Dalam keselamatan reaktor, kelancaran pembuangan panas luruh (decay heat) clan panas sisa (residual heat) dari teras merupakan salah satu masalah utama yang menjadi perhatian. Pada era paska kecelakaan TMI-II tahun 1979, pengembangan sistem keselamatan reaktor, khususnya yang berkaitan dengan pembuangan panas luruh ini, ditandai dengan kecenderungan untuk mendayagunakan tenaga-tenaga dasar alam sebagai tenaga penggerak. Tenaga dasar pasif yang meliputi evaporasi, gravi~asi, konveksi, konduksi, clan radiasi ini didayagunakan untuk keandalan clan kesederhanan
desain sistem
Reactor Cavity Cooling System (RCCS) merupakan salah satu contoh sistem dimaksud, yang saat ini tengah dikembangkan oleh General Atomic Technology sebagai sistem pembuan~an panas luruh clan panas sisa pada Modular High Temparature Gas-cooled Reactor ( MHTGR) 450 MWr) .Jenis reaktor yang termasuk kategori Reaktor Maju (Advanced Reactor) ini disebut juga sebagai Modular Helium Reactor (MHR) clan dimaksudkan untuk produksi uap/panas clan listrik untuk berbagai macam aplikasi 2). Pada desain RCCS, ketiga mode perpindahan panas, yaitu radiasi, konduksi, clan konveksi dengan fluida kerja udara didayagunakan untuk membuang panas luruh clan panas sisa dari teras reaktor, dengan diperkuat oleh struktur menyerupai dua buah stack pada bagian atasnya 3,4),
Pemanfaatan kombinasi tiga mekanisme perpindahan panas yang diperkuat dengan stack seperti pada RCCS ini relatif barn sehingga ,masih diperlukaneksperimen untuk memahami pola clan watak dasar aliran udara agar diperoleh kepastian yang tinggi mengenai keandalan clan ketersediaan sistem barn ini, khususnya untuk menjamin tersedianya laju alir massa (mass flow rate) udara yang cukup untuk efektivitas bekerjanya sistem pada segala mode operasi. Beberapa hal yang masih perlu diteliti antara lain adalah lebar optimal celah kanal pendinginan (gap), fisiko penyumbatan (blockage) bagian masukan clan keluaran, peranan stack, serta pengaruh laj u daD
arab angin.
Eksperimen berkaitan dengan hat tersebut di atas telah dilakukan oleh Penulis se1ama menja1ani Program Research Student clan Program Master di Tokai University, Jepang antara tahun 1992 sampai 1995. Eksperimen yang merupakan bagian dari
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatllr Tinggi Yogyakarla, 22 Nopember 2000
ISSN: 0854 -8803:
kegiatan penelitian dalam bidang keselamatan pasif Reaktor Maju ini dilakukan di Laboratorium Perpindahan Panas pada Nuclear Engineering Department, Tokai University. Eksperimen menggunakan model sederhana dari RCCS, disebut sebagai Natural Air Draft Decay Heat Removal System (NADHRS).
Makalah ini membahas hasil eksperimen tersebut, yaitu tentang investigasi eksperimental terhadap Fenomena Aliran Terbalik (FAT) terinduksi gay a apung, yang disebut juga sebagai Buoyancy-induced Reversed FloJV (BIRF) Phenomenon. Fenomena ini untuk pertama kali ditemukan pada saat eksperimen pengaruh lebar celah kanal pendinginan terhadap kemampuan pendinginan sistem. Fenomena ini secara
kualitatif telah dibahas pad a makalah terdahulu yang telah dipiesentasikan pacta forum lain.S) Sedangkan pada makalah ini akan dibahas lebih lanjut aspek kuantitatifnya dengan diawali pembahasan tentang peralatan NADHRS dan cara kerjanya, pembahasan data basil pengukuran dan pengamatan, dan diakhiri dengan kesimpulan mengenai keterkaitan antara FAT dengan perubahan hambatan aliran udara di dalam sistem NADHRS, serta kemungkinan terjadinya pada RCCS-I\1HTGR.
PERALA TAN EKSPERIMEN
Pada Gambar 1 ditunjukkan konsep dasar pembuangan panas dari teras MHTGR, sedangkan pada Gambar 2 ditunjukkan konfigurasi RCCS. RCCS merupakan sistem sirkulasi udara secara alami yang didesain untuk memindahkan panas dari felling (cavity) reaktor ke pembuang panas akhir dengan fluida kerja udara. Komponen utama RCCS meliputi: kanal pendinginan, panel pendinginan, plenum atas dan plenum bawah, serta struktur yang menyerupai stack(chimney) di bagian atasnya yang sekaligus berfungsi sebagai bagian masukan dan bagian keluaran udara. Aliran udara masuk RCCS semata-mata dipicu oleh meningkatnya suhu panel pendinginan sebagai akibat menerima panas dari bejana reaktor.
Peralatan eksperimen NADHRS, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3, merupakan model fungsional yang sederhana dari RCCS5). Sebagai sumber panas (guard vessel), digunakan sebuah silinder tembaga berdiameter 160 mm, panjang 45? mill, clan tebal 2 mm yang dipanasi bagian dalamnya dengan cara dialiri listrik
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi Yogyakarta, 22 Nopemher 2000
ISSN: 0854 -8803
buah Pemanas
Gambar
Konsep dasar pemindahan panas pada RCCS 1)Gambar 2. Konfigurasi RCCS 4)
panjang 3600 mm, dengan total input listrik 3x 100 Watt. Silinder ini dilapisi
ke bawah sepanjang 600 mm dimana bagian ujung bawahnya membentuk bagian masukan clan plenum-bawah. Ruang kosong berbentuk annular antara permukaan luar silinder dengan permukaan dala_m dinding acrylic bertindak sebagai kanal pendinginan (cooling channel) yang berfungsi sebagai jalur pendinginan. Pada bagian masukan dipasang papan penyumbat sehingga membentuk penampang masukan (Ai). Posisi
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi
Yogyakarla. 22 Nopember 2000 ISSN: 0854 -88031
sumbatan berskala ini dapat diubah-ubah sedemikian rupa sehingga luas penampang masukan berubah relatif terhadap luas penampang pada kanal pendinginan (Ao). Nilai awal (Aj/Ao) adalah 1,50
Satuan : mm
Gambar 3. Konfigurasi Peralatan NADHRS 5)
Di atas silinder clan kanal pendinginan terpasangplenum-atas berbentuk annular dari triplek ketebalan 10 mm, diameter 400 mm, clan tinggi 90 mm, serta berdinding luar dari acrylic. Pada sisi atas plenum-atas terdapat dua buah lubang berdiameter 100 mm sebagai pintu masuk bagi dua buah stack dari bahan acrylic yang berdiri tegak menjulang ke atas setinggi 1030 mm. Penggunaan bahan tembus pandang acrylic
dimaksudkan untuk memudahkan pengamatan pola clan watak aliran udara di dalam sistem dengan bantuan asap.
Untuk tujuan merubah hambatan keluaran, luas penampang keluaran stack CAe)
-.'C"
dapat dipersempit dengan memasang sumbatan yang berlobang di bagian t,engahnya dengan diameter tertentu sedemikian rupa sehingga Ae berubah relatifterhadap Ao. Pada
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi
Yogyakarla, 22 Nopember 2000 ISSN.. 0854 -8803
kondisi awal, nilai (AJ Au) adalah 1,23. Untuk pengukuran temperatur udara, dipasang beberapa termokopel tersebar di bagian masukan sistem, plemim-atas, bagian masukan clan keluaran stack. Temperatur permukaan dinding acrylic juga diukur di beberapa lokasi untuk menghitung efek radiasi panas. Khusus untuk dua termokopel yang dipasang pada bagian keluaran stack, hasil pengukuran temperaturnya ditampilkan langsung dengan dua tampilan merah-hijau dari Pen Recorder untuk membantu merekam clan mengamati saat terjadinya (onset point) FAT
CARA KERJA
Sasaran utama dari cara kerja pada eksperimen ini adalah untuk mendapatkan data yang dapat menunjukkan hubungan kuantitatif antara tingkat sumbatan pada penampang masukan clan keluaran terhadap laju alir massa udara yang masuk ke sistem NADHRS, serta pengaruh sumbatan terhadap peningkatan besarnya gaya apung clan efek stack. Untuk maksud tersebut, ditempuh tiga tahap eksperimen, yaitu RUN-I, RUN-2, clan RUN-3 yang ketiganya dibedakan oleh nilai awal hambatan aliran udara meninggalkan kanal pendinginan, yang selanjutnya disebut sebagai hambatan keluaran (Ke). Nilai Ke yang berbeda ini ditunjukkan oleh hecla nilai perbandingan antara penampang keluaran stack dengan penampang masuk kanal pendinginan (Ae/Ao), yaitu untuk RUN-l nilai Ke = 1,10 (Ae/Ao=I,23), untuk RUN-2 nilai Ke=6,20 (Ae/Ao=0,74), clan untuk RUN-3 nilai Ke=15,OO (Ae/Ao=0,50). Selanjutnya,
dengan peralatan eksperimen NADHRS dilakukan langkap-langkah ~eb!lgai berikut
A. Ta~ap RUN-l (Ke = 1,10)
1. Hidupkan Pen Recorder dan Hybrid Recorder 1300. Alirkan input listrik 3 x 100 Watt ke Pemanas Listrik. 2
3
4
5
Tunggu sampai temperatur dinding silinder tembaga mencapai kesetimbangan (steady state).
Lakukan penyumbatan aliran masuk dengan secara bertahap merubah posisi sumbatan sedemikian rupa sehingga nilai (Aj/Ao) berubah dari nilai awalnya
1,50 berturut-turut menjadiO, 75; 0,50; 0,40; 0,30; 0,20; clan 0,10.
Amati hasil pengukuran temperatur dinding clan temperatur udara untuk setiap posisi nilai (Ail Ao).
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi
Yogyakarla, 22 Nopember 2000 ISSN: 0854 -8803
Lakukan pengukuran laju aliran udara dengan Anemometer untuk setiap posisi
6
nilai (Ail Ao) pada beberapa lokasi, yaitu penampang masukan sistem, penampang masuk kanal pendinginan, dan penampang keluaran stack. .
Gunakan sumber asap untuk pengamatan pola dan watak aliran di dalam sistem. Lakukan pemotretan terhadap pola dan watak alirail udara di dalam plenum-atas
8
untuk posisi nilai (Ai/Ao) tertentu sebelum, pada saat, clan selama terjadi FAT
B. Tahap RUN-2 (Ke = 6,20)
Pasang sumbatan aliran keluaran pada ujung atas kedua stack sedemikian sehingga (AJAo) = 0,74. Ulangi langkah -8 pada tahap RUN-l
c. Tahap RUN-3 (Ke = 15,00)
Pasang sumbatan aliran keluaran pada ujung atas kedua stack sedemikian sehingga (AJAo) = 0,50. Ulangi langkah 1 -8 pada tahap RUN-I
PEMBABASAN BASIL EKSPERIMEN
Bila input listrik dialirkan ke Pemanas di dalam silinder maka temperatur permukaan dinding silinder meningkat, yang selanjutnya memanaskan udara di dalam kanal pendinginan. Udara panas ini akan turun densitasnya sedemikian sehingga timbul gradien tekanan di dalam clan di luar sistem, yang pada akhirnya menimbulkan clara pemompaan (pumping power) pada bagian masukan sistem. Daya pemompaan yang diperkuat oleh efek stack pada bagiari atas inila."h yang menghisap masuk udara ke dalam sistem, mendinginkan permukaan dinding silinder, clan selanjutnya menyatu di plenum-atas, sebelum akhirnya keluar melalui ujung kedua stack di bagian atas. Pola aliran ini disebut sebagai pola aliran normal. Pada Gambar 4 ditunjukkan foto-foto pola clan watak aliran udara yang diambil dengan bantuan asap untuk berbagai tingkat sumbatan pada penampang masukan 5).
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi Yogyakarta, 22 Nopember 2000
ISSN:
0854 -8803
Gambar 4.1 Po1a aliran normal
(sebelum terjadi FAt)
Gambar
4.2
Pola aliran transisi
(onset point terjadinya FAT)
Gambar4.3
Pola aliran taknonnal (selama terjadi FAn
Gambar 4. Foto-foto hasil visualisasi pola clan watak aliran udara di dalamplenum-atas dengan menggunakan asap sebelum, pada saat, clan selama terjadinya FAT (tahap RUN-I, Ke=I,IO)
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi
Yogyakarla.22Nopember2000 0854 -88031
Dengan input listrik 3 x 100 Watt, pada tahap RUN-l (Ke = 1,10), pola aliran normal ini terjadi antara nilai (Ai/Ao)= 1,50 sampai 0,40. Gambar 4.1 menunjukkan foto pola dan watak aliran pada bagian kanan plenum-atas pada posisi (Ai/Ao) = 0,40.
Selanjutnya, setelah posisi penyumbat diubah ke posisi nilai (Ail Ao )=0,30, pola aliran uclara berubah. Dalam hat ini, segera setelah papan penyumbat diubah ke posisi nilai (Ail Ao )=0,30, pola aliran di plenum-atas berubah secara gradual ke arab bawah seperti ditunjukkan oleh pecah-terurainya lapisan asap pada Gambar 4.2. Pola seperti ini disebut sebagai pola aliran transisi. Kejadian ini disebabkan oleh adanya aliran udara
segar
dari ujung atas slack B turun ke bawah menuju
plenum-atas.
Masuknya udara iuar ke daiam plenum-alas membuat poia aliran di plenum-alas yang semula ke arah atas, berbalik ke arah bawah, bahkan sampai terjadi penetrasi udara segar ke dalam kanal pendinginan, seperti ditunjukkan pada Gambar 4.3. Fenomena aliran dengan pola tak normal inilah yang disebut sebagai FAT dan, watak serta pola aliran yang ditunjukkan pada Gambar 4.2 menunjukkan detik-detik terjadinya FAT. Selanjutnya, gabungan aliran udara yang masuk dari bawah clan dari ujung stack B menyatu di dalam plenum-atas sebelum akhirnya keluar melalui stack A. Pola aliran terakhir ini tetap bertahan rneskipun surnbatan diubah ke posisi (Ai/Ao)=0,20 clan 0,10.
Selanjutnya, hasil pengarnatan rota clan watak aliran pada tahap RUN-2 (Ke =6,20) clan RUN-3 (Ke =15,00) secara kualitatif rnenunjukkan rota clan watak yang harnpir sarna. Akan tetapi, pada tahap RUN-2, FAT terjadi pada nilai (Ai/Ao)=0,20, sedangkan pada tahap RUN-3, FAT terjadi pada nilai (Ai/Ao) yang lebih kecil lagi, yaitu 0,10.
Dari hasil pengukuran temperatur clan laju udara telah dilakukan perhitungan laju alir massa udara pada penampang masuk kanal pendinginan (mo) untuk setiap posisi nilai (Ail Ao) pada ketiga posisi nilai Ke. Besarnya laju alir massa udara terukur sebagai fungsi tingkat penyumbatan ditunjukkan pada Gambar 5.1 sampai 5.3 berturut-turut untuk posisi nilai Ke =1,10; 6,20; dan 15,00. Analisis terhadap kecenderungan perubahan laju alir massa udara menunjukkan bahwa terjadinya penyumbatan penampang masukan telah meningkatkan hambatan aliran Kief yang pada akhirnya memperkecillaju alir mass a udara yang masuk sistem. Dalam eksperimen ini, nilai Kief berkisar antara 1,96 sampai 273,97 yang relevan untuk (Ai/Ao)= 1,50 sampai 0,10.' Perhitungan besarnya nilai hambatan aliran menggunakan teori aliran gas dalam pipa
Prosidingke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi
Yogyakarla, 22 Nopember 2000 ISSN: 0854 -8803
yang dipanasi dengan mempertimbangkan berbagai perubahan bentuk penampang aliran.6,7,8)
Parameter penting lain yang diperhitungan sangat berpengaruh terhadap terjadinya FAT adalah besarnya massa udara yang seharusnya terangkat ke atas (terinduksi) oleh gaya apung (buoyancy force) yang diperkuat oleh efek stack (ms). Nilai ms yang sebenarnya tidak mungkin dapat diukur dengan tepat secara langsung dalam eksperimen karena bagaimanapun juga massa yang keluar sistem akan selalu sarna. dengan massa yang masuk ke sistem Oalam hat ini, ms dihitung berdasarkan hasil pengukuran temperatur clan laju udara keluar dari stack.
Sebagai akibat dari terns berkurangnya mo akibat penyumbatan bertahap maka udara akan mengalami pamanasan berlebih di dalam kanal pendinginan sehingga densitasnya terns menurnn. Densitas yang terns menurnn ini pada akhirnya akan memperbesar gaya apung di dalam sistem sehingga semakin memperbesar ms, dengan konsekuensi semakin dibutuhkan mo yang makin besar pula.
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Ternperatur Tinggi
Yogyakarta, 22 Nopernber 2000 ISSN: 0854 -88031,
~
~ "C ~ ~ VI VI ~ E .: iij ~ "in" -J .ms -mo 0 0.3 0.6 0.9 1.2Tingkat penyumbatan aliran
1.5
Gambar5.2 pengaruh penyumbatan terhadap laju alir
massa udara dan efek stack (Ke=6.20)
10 8 6 4
e
CG "C ~ CG 1/1 1/1 CG E..
"'(ij ~ ';--J 2 0 0 0.3 0.6 1.2Tingkat penyumbatan aliran
Gambar 5.3 Pengaruh penyumbatan aliran terhadap
laju alir massa udara dan efek stack (Ke=15.00)
~ Qj
~
CI .¥ M q W 0 ~~
~
'0-
CI ~ M q W 0 ~~
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi Yogyakarla, 22 Nopember 2000
ISSN: 0854 -8803
Jadi, bila nilai Kier menjadi demikian besar akibat penyumbatan yang parah, maka nilai mo terns berkurang sedemikian besarnya sampai melewati nilai kritisnya yang tak lagi sepadan dengan ms. Nilai laju alir massa udara pada kondisi kritis ini disebut sebagai massa kritis (ffioc). Selanjutnya, sebagai akibat terjadinya ketaksepadanan aliran (mismatching flow), maka di dalam sistem timbul daerah defisit massa udara (daerah tekanan minimum) ke arah mana udara lliar terhisap masuk untuk mempertahankan kesepadanan aliran di dalam sistem. Hal inilah yang mernpakan karakteristik internal dari FAT.
Hasil perhitungan ms pada ketiga tahap eksperimen, yaitu RUN-1 (Ke =1,10), RUN-2 (Ke =6,20), clan RUN-3 (Ke =1,10) berturut-turut ditunjukkan pada Gambar 5.1 sampai 5.3 bersama -sarna dengan harga mo- Titik perpotongan antara ffio clan ffis adalah titik moc, yaitu titik dimana mulai terjadi ketaksepadanan antara laju alir rnassa udara
.
..
masuk ke sistem (mo) dengan laju alir massa udara yang seharusnya terinduksi oleh gaya apung yang diperkuat oleh efek stack (ms). Besarnya nilai Inoc untuk ketiga posisi
)rosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi 'ogyakarta, 22 Nopember 2000
ISSN: 0854 -8803i
tlilai K adalah 3,21 x 10-3 kgidetik, X 10-3 kgidetik ,36 x 10.3 kgidetik
berturut-turut untuk Ke = 1,10; 6,20; dan 15,00.
~..
~elanJutnya, anallSlS terhadap (jambar 5.1 sampai 5.3 menunjukkan pula bahwa n!lai moc bervariasi terhadap nilai Ke seperti ditunjukkan pada Gambar 6. Hal ini menunjukkan bahwa meningkatnya hambatan. keluaran akan memperkecil nilai kritis laju alir massa udara sehingga meskipun terjadi penyumbatan di bagian masukan, pada kondisi Ke yang lebih besar, FAT terlambat terjadi. Jadi, sensitivitas sistem terhadap terjadinya FAT berbanding terbalik dengan nilai Ke. Keterlambatan terjadinya FAT pada K
yang lebih besar
ini selalu diikuti dengan konsekuensi meningkatnya temperatur dinding silinder menuju keseimbangan barnKESIMPULAN
Dalam eksperimen ini telah dilakukan investigasi terhadap F AT yang terj adi pada sistem konveksi udara secara alami dengan kanal pendinginan berbentuk annular yang diperkuat dengan dua buah stack. di bagian atasnya. Terjadinya FAT diawali oleh terjadinya penyumbatan penampang masukan sehingga mengurangi laju alir massa udara masuk ke sistem sampai melewati nilai kritisnya sedemikian rupa sehingga tak lagi sepadan dengan massa udara yang seharusnya dapat terangkat ke atas (terinduksi) oleh gaya apung yang diperkuat oleh efek stack. Ketaksepadanan aliran ini menimbulkan daerah defisit massa udara di dalam sistem ke arah mana udara luar terijisap masuk untuk mempertahankan kesepadanan aliran.
Sensitivitas terjadinya FAT ini sangat berkaitan dengan besarnya hambatan aliran sepanjang lintasan u,dara sebelum clan sesudah meninggalkan kanal pendinginan (Kief clan Ke). Meskipun terjadi penyumbatan pada penampang masukan (Kief meningkat), FAT terlambat terjadi pada sistem dengan Ke yang lebih bes,ar. Atau, semakin besar nilai Ke maka F AT akan terjadi pada tingkat penyumbatan yang lebih besar (Kief yang lebih besar) , Pada peralatan NADHRS, dengan input listrik sebesar 3 x 100 Watt, maka nilai kritis dari laju alir massa udara tercapai berturut-turut pada moc-1=3,21 x 10-3 kg/detik, moc-2 =1,91 x 10-3 kg/detik, clan pada moc-3 =1,36 x 10-3 kg/detik, masing-masing untuk Ke =1,10; 6,20; clan 15,00.
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi Yogyakarta, 22 Nopember 2000
ISSN: 0854 -8803
Mempertimbangkan keterkaitan antara terjadinya fenomena aliran terbalik dengan perubahan hambatan aliran. di dalam sistem maka sangat dimungkinkan fenomena tersebut bisa terjadi pada RCCS sejauh kondisi yang sarna terpenuhi.
DAFTARPUSTAKA
1 23
4 5. 6. 7. 8.Dilling, D.A., et. al., "Passive Decay and Residual Heat Renloval in MHTGR ", Work Sponsored by the US DOE under contract No. DE-AC03-89SF1788, Washington, 1990.
Shenoy, A, "Modular Helium Reactor for non-electric Application. ", IAEA-Advisory Group Meeting, Jakarta, 1995.
Hills, R.P., "Air Natural Circulation Decay Heat Removal for Small Gas-cooled Reactor.", Study Sponsored by the US DOE and Gas-cooled Reactor Associates under contract no. GCRA/BEC/81-202, Washington, 1990.
General Atomic Technology, "Seminar on Modular High Temperature Gas-cooled Reactor. ", Tokyo, October 30, 1992.
Joyosukarto, P., "Fenomena Aliran Terbalik Pad a Sistem Pendinginan Udara Secara Konveksi Alami.", Seminar Keenam Teknologi dan Keselamatan PLTN serta Fasilitas Nuklir, Jakarta, 10-11 Oktober 2000.
Melese, G. and Kats, R., "Thermal and FloJV Design of Helium-Cooled Reactor. ",
ANS,lllinois, 1984. .
Idelchick, I.E., "Handbook of Hydraulic Resistance. ", Hemisphere Publishing Co., New York, 1986.
Joyosukarto, P., "Prediksi Laju Alir Massa Pada Sistem Konveksi Alami Udara.", akan dimuat dalam Jomal Pengembangan Energi Nuklir, Vol. 2, No.3, Desember, 2000.
DISKUSI:
I. PERTANYAAN: (Utaja -P2PN)
.
Apakah membandingkan F AT yang natural dengan HTR yang konveksi paksa cukup pas?
Apakah menyimpulkan dengan harga K makin cukup valid?
.
JA W ABAN: (Priyanto.l)
.Pada RCCS MHTGR sepenuhnya pembuangan panas dilakukan secara pasif
dengan
mekanisme
konduksi,
konveksi
dan radiasi.
..,
Prosiding ke-5 Kelima Reaktor Temperatur Tinggi Yogyakarla, 22 Nopember 2000
ISSN: 0854 -88031
Kesimpulan masih ketidakpastian lemah. Sejauh didasarkan pada teori yang penulis ketahui, maka kesimpulannya adalah sebagaiman tersebut diatas, tapi penulis masih berusah untuk menelaah dengan berbagai teori lain hila ada. Jadi tidak tertutup kemungkinan terjadi perubahan kesimpulan pada masa mendatang.
PERTANY AAN: (Ferhat Aziz -P2SRM)
.Berapa ukuran system Stack RCCS MHTGR yang sesungguhnya? Apakah FAT
dapat terjadi pada real size?
maksudnya pada> 90% pengambilan RCCS masih ok pada MHTGR.
JAWABAN: (PriyantoJ
Ukuran sebenamya 22 m tinggi. Data eksperimen yang lain menunjukan bahwa pada sumber panas yang lebih besar dan pada ukuran stock yang lebih tinggi, fenomena aliran terbalik lebih muydah terjadi karena itu sangat
dimungkiunkan, bahwa hila mo mencapai moc maka FAT bisa terjadipada RCCS
MHTGR.
Menurut general atomic 95 % blochage pada bagian masalah RCCS masih bisa diterima. 99 % blochage masih bias diterima dengan degradasi kemampuan pendingin RCCS. Bila RCCS gagal maka panas bias dikonduksikan.
