Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
ABSTRAK
Dalam sistem perpindahan panas, Two-Phase Closed Thermosyphon (TPCT) sangat efektif dan efisien. Thermosyphon adalah sebuah pipa kapiler tertutup yang berisi fluida kerja yang berfungsi sebagai media untuk menghantarkan panas dari sisi panas ke sisi dingin dari pipa. Thermosyphon terdiri dari tiga bagian yaitu: evaporator, adiabatik, dan kondensor. Salah satu permasalahan yang sering muncul pada penggunaan thermosyphon adalah kekeringan atau "dry out". Kekeringan dapat menyebabkan melelehnya dinding evaporator karena laten panas yang berlebih sehingga menyebabkan fluida kerja di area evaporator berubah semua menjadi uap dan air kondensat hasil kondensasi tidak bisa kembali lagi ke area evaporator karena tertahan oleh uap. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat sistem yang dapat mencegah terjadinya kekeringan pada TPCT, simulasi CFD dilaksanakan untuk memahami karakteristik fenomena kekeringan pada TPCT dan sebagai bahan referensi dalam perancangan sistem kendali. Pengujian sistem dilaksanakan dengan menguji 3 jenis variasi filling ratio pada TPCT, yaitu 30%, 45% dan 60%. Bagian evaporator TPCT dipanaskan melalui kolam yang diberi pemanas dengan beban konstan sebesar 6000 watt. Dalam pengujian, filling ratio 30% mengalam 4 kali kekeringan pertama kali di suhu 336.05 K , 45% 1 kali di suhu 339.2 K, dan filling ratio 60% tidak mengalami kekeringan ditandai dengan nilai hambatan termal yang paling rendah sebesar 5.15446 K/W. Semakin sedikit volume fluida kerja yang ada pada TPCT menyebabkan semakin cepatnya terjadi kekeringan. Dalam pengujian, ketika kekeringan terjadi fluida kerja tambahan di injeksi ke TPCT untuk mencegah rusaknya dinding evaporator karena kekeringan yang terjadi, kemudian air hasil kondensasi kembali ke reservoar penampung fluida kerja tambahan sebelum kembali ke bagian evaporator.

---

ABSTRACT
In a heat transfer system, a Two-Phase Closed Thermosyphon (TPCT) is highly effective and efficient. A thermosyphon is a closed tube that contains working fluid that serves to transfer heat from the hot section to the cooler section of the tube. A thermosyphon consists of three sections, namely: evaporator, adiabatic, and condenser. One of the problems that occur in thermosyphon applications is "dry out". Dry out can cause the evaporator wall to melt due to excessive heat latency, which causes the working fluid in the evaporator area to turn all into steam and condensate water resulting from condensation can not return to the evaporator area because it is blocked by steam. The purpose of this study is to create a system that can prevent dry out in TPCT, CFD simulations are carried out to understand the characteristics of dry out phenomena in TPCT and as a reference parameter in the design of control systems. System testing is carried out by experiment with 3 variation of filling ratio on TPCT, namely 30%, 45% and 60%. The TPCT evaporator section is heated through a pool that is heated with a constant load of 6000 watts. In experiment, 30% filling ratio occur 4 times dry out at first temperature 336.05 K, 45% 1 time at temperature 339.2 K, and 60% filling ratio did not occur dry out marked by the lowest thermal resistance value of 5.15446 K/W. The less volume of working fluid available in the TPCT causes more rapid dry out. In experiment, when dry out occurs additional work fluid is injected into the TPCT to prevent damage to the evaporator wall due to dry out, then the condensed water returns to the reservoir of additional working fluid before returning to the evaporator section.

Abstrak :
Teknologi pembuangan panas peluruhan secara pasif pada reaktor daya nuklir masih bergantung pada penggunaan penukar kalor yang memindahkan energi kalor ke dalam tangki atau kolam air dengan volume tertentu sebagai heat sink pamungkas dengan memanfaatkan konveksi alam atau gravitasi. Teknologi ini memiliki keterbatasan kapasitas dalam jangka waktu tertentu sehingga tetap mengandalkan sistem pendinginan secara aktif. Salah satu teknologi pendukung pengambil kalor peluruhan yang dapat digunakan adalah teknologi two-phased closed termosyphon (TPCT) yang telah digunakan sebagai objek penelitian dalam bentuk pemodelan maupun kegiatan eksperimen. Di sisi lain, sistem reaktor daya memiliki ukuran besar yang lebih praktis untuk dimodelkan dan disimulasikan. Salah satu program pemodelan adalah RELAP5/Mod3.4/SCDAP yang didesain untuk mensimulasikan proses pembangkitan dan pemindahan kalor pada reaktor daya nuklir berpendingin air saat kondisi operasi normal dan abnormal. Tujuan penelitian ini adalah melakukan simulasi kinerja termal TPCT yang telah dimodifikasi dengan menambahkan tangki air pendingin di sekeliling evaporator sebagai sumber kalor. Pemodelan RELAP5 yang diperoleh perlu divalidasi dengan hasil pemodelan lain seperti FLUENT dan hasil eksperimen yang telah dilakukan. Hasil validasi dengan memberikan beban kalor berbeda pada bagian evaporator menunjukkan tidak adanya fenomena dryout pada RELAP5 yang berbeda dengan hasil simulasi FLUENT. Hal ini disebabkan oleh perbedaan konsep pemodelan antara FLUENT dan RELAP5, namun demikian nilai tahanan termal TPCT memiliki kesamaan karakteristik di antara kedua metoda. Validasi simulasi dengan hasil eksperimen pada filling ratio (FR) 30 %, 45 %, 60 % menunjukkan karakterisasi perubahan temperatur dinding TPCT yang sama pada variabel FR 60 %. Pada FR lebih rendah, terdapat variasi perbedaan hasil simulasi dengan eksperimen terutama pada pencapaian temperatur pendidihan air tangki dan pola pengambilan kalor kondenser. Simulasi tambahan dengan FR 70 % dan 100 % menunjukkan kinerja termal TPCT yang lebih optimum pada FR 70 % dan menurun pada FR 100 %. Pemodelan TPCT dengan 2 volume radial menghasilkan simulasi yang lebih baik, namun demikian dibutuhkan pemahaman yang lebih tepat mengenai peranan parameter gas non-kondensibel pada nodalisasi model dengan kondisi vakum. Berdasarkan hasil validasi, simulasi TPCT dengan RELAP5 lebih tepat digunakan untuk tujuan prediksi kinerja termal TPCT berdasarkan FR yang optimum. ......The current technology in removing residual heat in passive way in nuclear power reactor still depends on the use of heat exchanger to transfer heat energy into a water tank or pool with certain volume as the ultimate heat sink utilizing natural circulation or gravitation. This technology still requires active cooling supply system in certain time period due to the limited capability. On of the proposed support technology to remove residual heat is two-phased closed thermosyphon (TPCT), which has been used as research object in form of modelling or experimental activity. In other side, power reactor system has big dimension, which is more practical to be modelled to simulate its performance and safety level. On of the modelling code is RELAP5/Mod3.4/SCDAP, designed to simulate the heat generation and removal process inside the water-cooled nuclear power reactor in normal and abnormal operation. Therefore, the research purposes are to model and simulate the TPCT, which has been modified by adding the external water tank around the evaporator. The generated model of TPCT using RELAP5 has to be validated using other modelling tool such as FLUENT and experimental results. The generated model of TPCT using RELAP5 has to be validated using other modelling tool such as FLUENT and experimental results. One of validation results by giving different heat load into the evaporator shows no indication of dry-out in the RELAP5 simulation as obtained otherwise in the FLUENT simulation. This is because the different modelling concept between FLUENT and RELAP5. However, the calculated thermal resistances had similar characteristics from both calculation tools. Simulation validation with experimental results using filling ratio (FR) of 30 %, 45 %, and 60 % shows a much more similar characteristics of the evaporator, adiabatic, and condenser wall temperature with higher FR of 60 %. In lower FR, there are several output variations in achieving the water tank boiling temperature and condenser heat transfer. Additional simulations with FR 70 % and 100 % indicated more optimum thermal performances of TPCT, especially in FR 70 %, which decreased in FR 100 %. TPCT modelling with 2 radial volumes results in a better simulation, however it requires a better understanding regarding the role of non-condensable gas in the model in the vacuum condition. Based on the validation results, TPCT simulation using RELAP5 is better conducted based on the optimum condition in term of filling ratio to predict the thermal performances of TPCT.

Abstrak :
ABSTRAK
Pelajaran penting dari kecelakaan parah yang terjadi di pembangkit listrik tenaga nuklir Fukushima Daiichi Jepang menunjukkan bahwa panas sisa hasil peluruhan yang dibangkitkan dari bahan bakar nuklir bekas harus dapat didinginkan dengan baik. Dalam rangka menyerap panas sisa hasil peluruhan saat terjadi kecelakaan yang dipicu oleh kejadian station blackout, maka perlu dipertimbangkan penggunaan teknologi heat pipe tanpa wick (two-phase closed thermosyphon) dengan orientasi vertical sebagai sistem pendingin pasif di kolam penyimpanan bahan bakar nuklir bekas. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik termal berupa pengaruh dari initial pressure, filling ratio, dan beban kalor pada unjuk kerjavertical two-phase closed thermosyphon yang akan digunakan sebagai sistem pendingin pasif di kolam penyimpanan bahan bakar nuklir bekas. Metode yang dilakukan dalam penelitian ini adalah dengan melakukan studi secara eksperimental dan simulasi menggunakan perangkat lunak RELAP5/MOD3.2. Vertical two-phase closed thermosyphon terbuat dari Cooper dengan geometri sebagai berikut: diameter dalam 0,1016 m, diameter luar 0,1031 m, dan panjang 6 m. Thermosyphon ini terdiri atas bagian evaporator, adiabatic dan condenser dengan rasio panjang yang sama. Air bebas mineral digunakan sebagai fluida kerja di dalamnya. Pembuangan kalor pada sisi condenser menggunakan air pendingin di dalam water jacket yang dipertahankan temperatur dan laju aliran volumetriknya. Dari eksperimen diperoleh hambatan termal terkecil sebesar 0,0151 C/W pada pengujian dengan filling ratio 80%, beban kalor 2500 W, temperatur air pendingin 26 C, laju aliran volumetrik pendingin 4 liter/menit, dan initial pressure -74 cm Hg. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pemodelan yang dibangun dengan menggunakan perangkat lunak RELAP5/MOD3.2 menghasilkan distribusi temperatur yang hampir sama dengan eksperimen, sehingga dapat digunakan untuk simulasi selanjutnya dengan parameter yamg berbeda. Diharapkan hasil yang didapatkan dari eksperimen dan simulasi ini dapat menambah pengetahuan untuk mengetahui manajemen termal keselamatan nuklir bila terjadi station blackout.

---

ABSTRACT
The valuable lesson from a severe accident occurring in a nuclear power plant Fukushima Daiichi in Japan showed that the residual heat generated from the decay products of spent nuclear fuel must be cooled properly. The use of heat pipe technology without a wick (two-phase closed thermosyphon) with a vertical orientation as a passive cooling system in a spent fuel storage pool needs to be considered to absorb the decay heat during an accident triggered by station blackout.The purpose of this study was to determine the thermal characteristics such as the effect of the initial pressure, filling ratio, and the heat load on the performance of vertical two-phase closed thermosyphon to be used as a passive cooling system in a spent fuel storage pool. The method employed in this research were to conduct experimental and simulation studies using software RELAP5/MOD3.2. Vertical two-phase closed thermosyphon made of Copper with geometry as follows: an inside and outer diameter are 0.1016 m and 0.1031 m, respectively and 6 m long. Thermosyphon consists of the evaporator, adiabatic and condenser with the same length ratio. It uses demineralized water as the working fluid. Disposal of heat on the condenser side using cooling water in the water jacket that kept the temperature and volumetric flow rate. From the experiments showed that the smallest thermal resistance by 0.0151 ⁰C/W on testing by filling ratio of 80%, the heat load of 2500 W, cooling water temperature 26 ⁰C, the volumetric flow rate coolant4 liters/minute, and the initial pressure - 74 cm Hg. The simulation results show that the modeling software built using RELAP5 / MOD3.2 produce temperature distribution similar to the experiment. Expected results obtained from experiments and simulations can add knowledge to determine the thermal management of nuclear safety in station blackout

Abstrak :
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mencari karakteristik termal dari Vertical Two Phase Closed Thermosyphon (VTPCT) yang berfungsi sebagai pendingin pasif Spent Fuel Storage Pool di reaktor nuklir. Metode yang digunakan dalam penelitian ini ialah eksperimental. Eksperimen yang dilakukan berfokus pada pencarian nilai resistansi termal dan performa terbaik dari VTPCT dengan beberapa variasi parameter uji. Parameter yang divariasikan adalah tekanan inisiasi, laju aliran air pendingin, dan beban kalor. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa tekanan inisiasi -740 mmHg dan laju aliran pendingin 4 liter/menit akan menghasilkan resistansi termal dan performa terbaik pada beban kalor maksimal.

---

ABSTRACT
The objective of this research is to find the thermal characteristic of vertical two-phase closed thermosyphon as a passive cooling system in spent fuel storage pool nuclear reactor. The method that used in this research is experimental. The focus of the experiment is to investigate the influence of some parameters on VTPCT?s performance and thermal resistance. Parameters are varied in initial pressure, coolant flow rate, and heat input. Based on the experiment result, we can conclude that the performance and thermal resistance of VTPCT will reach the best value when the initial pressure and the coolant flow rate are -740 mmH and 4 liters/minutes.