Due to TRIGA fuel elements are no longer produced by General Atomic, it is necessary to find a solution so that the Bandung TRIGA 2000 reactor can still be operated. One solution is to replace the type of fuel elements. Study on using the MTR plate type fuel elements as used in RSG-GAS Serpong has been done for the Bandung TRIGA 2000. Based on the results of the study using CFD computer program, it is found that Bandung TRIGA 2000 with plate type fuel elements cannot be operated up to 2000 kW power by natural convection cooling mode. Therefore, the reactor must be cooled by forced convection. The analysis using forced convection showed that for cooling flow rate of 50 kg/s and various temperatures of 35oC, 35.5 oC and 36 oC, the surface temperature of the fuel element is between 110.37 oC and 111.27 oC. Meanwhile, the cooling water temperature in the corresponding position is between 61.03 oC and 61.95 oC. In this operation condition, the surface temperatures of fuel elements can approach the saturation temperature and nucleat boiling started to occur. Hence, the use of cooling flow rate entering core less than 50 kg/s should be avoided. The surface temperature of fuel elements decreased under saturation temperature if cooling flow rate is greater than 65 kg/s. The surface temperature of fuel elements is achieved at 96.65 oC and coolant temperature in the corresponding position was 54.38 oC. Keywords: Bandung research reactor, plate type fuel element, thermohydraulic, CFD code ANALISIS TERMOHIDROLIK TERAS REAKTOR RISET BANDUNG BERELEMEN BAKAR TIPE PELAT MENGGUNAKAN PROGRAM CFD. Mengingat tidak diproduksinya lagi elemen bakar TRIGA oleh General Atomic, maka perlu diusahakan suatu solusi agar reaktor TRIGA 2000 Bandung dapat tetap beroperasi. Salah satu solusi adalah dengan melakukan penggantian tipe elemen bakar. Pada studi ini telah dianalisis penggunaan elemen bakar tipe pelat yang sejenis dengan yang digunakan di RSG-GAS Serpong, untuk digunakankan pada teras reaktor TRIGA 2000 Bandung. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan program komputer CFD, diketahui bahwa reaktor TRIGA berelemen bakar tipe pelat tidak dapat dioperasikan pada daya 2000 kW dengan menggunakan moda pendinginan konveksi alamiah seperti yang digunakan saat ini. Untuk kondisi ini, pendinginan dilakukan dengan moda pendinginan konveksi paksa. Hasil analisis konveksi paksa menunjukkan bahwa dengan menggunakan laju alir pendingin pompa 50 kg/s dan variasi temperatur pada 35 oC, 35,5 oC dan 36 oC, diperoleh temperatur permukaan pelat elemen bakar antara 110,37 oC – 111,27 oC dan temperatur pendinginnya pada posisi terkait antara 61,03 oC – 61,95 oC. Temperatur permukaan pelat elemen bakar ini mendekati temperatur saturasi dan tentunya telah mulai terjadi pendidihan inti, sehingga penggunaan laju alir pendingin masuk teras reaktor kurang dari 50 kg/s perlu dihindari. Temperatur permukaan pelat elemen bakar mulai menurun menjauhi temperatur saturasi jika digunakan laju alir pendingin lebih besar dari 65 kg/s, dengan temperatur permukaan pelat elemen bakar 96,65 oC dan temperatur pendinginnya pada posisi terkait 54,38 oC.Kata kunci: Reaktor riset Bandung, elemen bakar tipe pelat, termohidrolik, program CFD
ABSTRAKKARAKTERISTIK PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI ALAMIAH ALIRAN NANOFLUIDA AL 2 O 3 -AIR DI DALAM PIPA ANULUS VERTIKAL. Hasil beberapa penelitian menunjukkan bahwa nanofluida memiliki karakteristik termal yang lebih baik dibandingkan dengan fluida konvensional (air). Berkaitan dengan hal tersebut, saat ini sedang berkembang pemikiran untuk menggunakan nanofluida sebagai fluida perpindahan panas alternatif pada sistem pendingin reaktor. Sementara itu, konveksi alamiah di dalam pipa anulus vertikal merupakan salah satu mekanisme perpindahan panas yang penting dan banyak ditemukan pada reaktor riset TRIGA, reaktor daya generasi baru dan alat konversi energi lainnya. Namun di sisi lain karakteristik perpindahan panas nanofluida di dalam pipa anulus vertikal belum banyak diketahui. Oleh karena itu penting dilakukan secara berkesinambungan penelitian-penelitian untuk menganalisis perpindahan panas nanofluida di dalam pipa anulus vertikal. Pada penelitian ini telah dilakukan analisis numerik menggunakan program computer CFD (computational of fluids dynamic) terhadap karakteristik perpindahan panas konveksi alamiah aliran nanofluida Al 2 O 3 -air konsentrasi 2% volume di dalam pipa anulus vertikal. Hasil kajian ini menunjukkan terjadi peningkatan kinerja perpindahan panas (bilangan Nuselt-N U ) sebesar 20,5% -35%. Pada moda konveksi alamiah dengan bilangan 2,471e +09 ≤ R a ≤ 1,955e ABSTRACT THE CHARACTERISTICS OF NATURAL CONVECTION HEAT TRANSFER OF AL 2 O 3 -WATER NANOFLUID FLOW IN A VERTICAL ANNULUS PIPE. Results of several researches have shown that nanofluids have better thermal characteristics than conventional fluid (water). In this regard, ideas for using nanofluids as an alternative heat transfer fluid in the reactor coolant system have been well developed. Meanwhile the natural convection in a vertical annulus pipe is one of the important mechanisms of heat transfer and is found at the TRIGA research reactor, the new generation nuclear power plants and other energy conversion devices. On the other hand, the heat transfer characteristics of nanofluids in a vertical
ABSTRAKKAJIAN NUMERIK KORELASI PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI ALAMIAH ALIRAN NANOFLUIDA ZrO 2 -AIR PADA ANULUS VERTIKAL. Salah satu aspek penting dalam keselamatan reaktor nuklir adalah kemampuan fluida pendingin mengambil panas dari sumber panas. Sejalan dengan hal tersebut telah berkembang banyak pemikiran terhadap penggunaan nanofluida sebagai fluida pendingin alternatif menggantikan air untuk memaksimalkan pengambilan panas dari sumber panas di dalam teras reaktor. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan nanofluida pada sistem pendingin reaktor nuklir dapat meningkatkan CHF (critical heat flux), mengurangi penyerapan neutron, dan meningkatkan konduktivitas panas fluida pendingin, sehingga akan menaikkan batas-batas keselamatan pengoperasian reaktor. Belum banyak dilakukan penelitian yang berkaitan dengan karakteristik perpindahan panas nanofluida di dalam reaktor untuk menunjang analisis termohidrolika reaktor berpendingin nanofluida. Berkaitan dengan hal tersebut pada penelitian ini dilakukan kajian numerik korelasi perpindahan panas aliran nanofluida ZrO 2 -air pada model berkas bahan bakar reaktor melalui pendekatan aliran pada anulus vertikal menggunakan paket program computer FLUENT. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nanofluida ZrO 2 -air dengan konsentrasi 1 % meningkatkan nilai bilangan Nusselt (N U ) sekitar 8 -15% dibandingkan menggunakan air. Diperoleh juga korelasi teoritik perpindahan panas konveksi bebas tidak bergantung posisi untuk aliran nanofluida ZrO 2 -air pada saluran anulus vertikal dengan nilai konstanta a = 2,350, b = 0,158 dan korelasi teoritik perpindahan panas konveksi bebas bergantung posisi dengan nilai konstanta a = 0,688, b = 0,211.Kata kunci: nanofluida ZrO 2 -air, konveksi alamiah, saluran anulus vertikal. ABSTRACT NUMERICAL STUDY OF NATURAL CONVECTION HEAT TRANSFER CORRELATION OF ZrO 2 -H 2 O NANOFLUIDS FLOW IN VERTICAL ANNULUS.One important aspect of the nuclear reactors safety is the ability of the cooling fluid in removes heat from the heat source. In line with this has progressed a lot of thought to the use of nanofluids as an alternative cooling fluid to replace water to maximize heat removal from the heat source in the reactor core. The results showed that the use of nanofluids in a nuclear reactor cooling system can improve CHF (critical heat flux), reducing the neutron absorption, and improve the thermal conductivity of the cooling fluid, so it will increase the safety limits of reactor operation. Has not done much research related to the heat transfer characteristics of nanofluids in a reactor to support the analysis of nanofluids-cooled reactors thermo hydraulics. Relating to the matters in this research study the numerical correlation of heat transfer of ZrO 2 -H 2 O nanofluids flow in model of the reactor fuel bundle through a approach flow in the vertical annulus using FLUENT computer code. The results showed that ZrO 2 -H 2 O nanofluids concentration of 1 % increase in the value of Nusselt number (N U ) about 8 -15 % compared to using water. Retrieved the the...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.