ANALISIS TRANSFER KALOR DARI LIMBAH PRODUK FISI BERBENTUK GARAM CAIR DI DALAM KONTAINER LIMBAH PASSIVE COMPACT MOLTEN SALT REACTOR (PCMSR)

ASAD HAIDAR, Dr. Ir. Andang Widiharto, M.T.; Ir. Kutut Suryopratomo, M.T., M.Sc.

2014 | Skripsi | TEKNIK NUKLIR

Pada penelitian ini dilakukan simulasi mengenai sistem pendinginan pasif pada kontainer limbah PCMSR secara konduksi, konveksi bebas, dan radiasi. Simulasi diasumsikan dalam kondisi transien saat produk fisi berbentuk garam cair 7LiF-BeF2 baru memasuki kontainer. Kemudian analisis transfer kalor dilakukan pada kondisi steady. Dalam kondisi seperti ini suhu fluida garam dipertahankan tidak melebihi titik didihnya 1600 K untuk menghindari potensi kecelakaan yang parah. Dengan demikian pendinginan dilakukan melalui transfer panas ke arah horisontal kontainer yang di luarnya terdapat saluran untuk air mendidih sebagai media penukar panas. Simulasi dilakukan pada nilai pembangkitan kalor 12667 kW∙m-3. Pemodelan dilakukan secara 2 dimensi axisymmetric dengan FLUENT, menggunakan pendekatan low-Reynolds k –ε. Hasil simulasi software FLUENT menunjukkan bahwa pendinginan dengan transfer panas konveksi bebas ke arah radial kontainer cukup untuk mengantisipasi panas peluruhan produk fisi pada pembangkitan kalor 12667 kW∙m-3. Suhu fluida limbah tidak melebhi batas termal. Suhu mencapai 1350 K (<1600 K) pada kondisi steady. Grid dengan jumlah elemen ɸh(640000) digunakan dalam penelitian ini. Nilai koefisien transfer kalor konveksi pada limbah sebesar 7509 W∙m-2∙K-1 dengan fluks kalor 633 kW∙m-2

In this research, the simulation of passive cooling system in PCMSR’s waste container has been done by conduction, free convection heat transfer. Simulation was first assumed in transient condition when the fission product liquid salt 7LiF-BeF2 just entered the waste container. Then, heat transfer analysis was done in steady state condition. Under these conditions, the fluid temperature was kept below its boiling point of 1600 K to avoid the potential of severe accidents. Thus cooling was carried out by radially heat transfer to the surface of the waste container, where a channel of boiling water as a heat exchanger media was located. Simulation was conducted for heat generation values at 12667 kW/m3. Low-Re model is used in FLUENT to predict free-convection behaviour. The simulation results using the FLUENT software showed that cooling process by free convection heat transfer to the surface of waste container was not capable to reduce fission product decay heat of 12667 kW∙m-3. The liquid waste temperature reached 1350 K in steady state condition. The grid with total elements of 640000 is used. Heat transfer coefficient value is 7509 W∙m-2∙K-1 with 633 kW∙m-2 heat flux.

Kata Kunci : PCMSR, heat transfer, simulation, natural convection.