PRELIMINARY DESIGN OF RDE FEEDWATER PUMP IMPELLER

Abstract

Nowadays, pumps are being widely used in the thermal power generation including nuclear power plants. Reaktor Daya Eksperimental (RDE) is a proposed nuclear reactor concept for the type of nuclear power plant in Indonesia. This RDE has thermal power 10 MW_th, and uses a feedwater pump within its steam cycle. The performance of feedwater pump depends on size and geometry of impeller model, such as the number of blades and the blade angle. The purpose of this study is to perform a preliminary design on an impeller of feedwater pump for RDE and to simulate its performance characteristics. The Fortran code is used as an aid in data calculation in order to rapidly compute the blade shape of feedwater pump impeller, particularly for a RDE case. The calculations analyses is solved by utilizing empirical correlations, which are related to size and geometry of a pump impeller model, while performance characteristics analysis is done based on velocity triangle diagram. The effect of leakage, pass through the impeller due to the required clearances between the feedwater pump impeller and the volute channel, is also considered. Comparison between the feedwater pump of HTR-10 and of RDE shows similarity in the trend line of curve shape. These characteristics curves will be very useful for the values prediction of performance of a RDE feedwater pump. Preliminary design of feedwater pump provides the size and geometry of impeller blade model with 5-blades, inlet angle 14.5 degrees, exit angle 25 degrees, inside diameter 81.3 mm, exit diameter 275.2 mm, thickness 4.7 mm, and height 14.1 mm. In addition, the optimal values of performance characteristics were obtained when flow capacity was 4.8 kg/s, fluid head was 29.1 m, shaft mechanical power was 2.64 kW, and efficiency was 52 % at rotational speed 1750 rpm.

Keywords: Blade, impeller, pump, RDE

DESAIN AWAL IMPELER POMPA AIR UMPAN RDE. Saat ini, pompa digunakan secara luas dalam pembangkit tenaga termal termasuk pembangkit listrik tenaga nuklir. Reaktor Daya Eksperimental (RDE) merupakan konsep reaktor nuklir yang diusulkan untuk tipe PLTN di Indonesia. RDE ini memiliki daya termal 10 MW_th, dan menggunakan pompa air umpan dalam siklus uapnya. Kinerja pompa air umpan bergantung pada ukuran dan geometri model impeller, seperti jumlah sudu dan sudut sudu. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat rancangan awal impeller pompa air umpan untuk RDE dan untuk mensimulasikan karakteristik kinerjanya. Kode Fortran digunakan sebagai bantuan dalam penghitungan data untuk untuk mengkalkulasi secara cepat bentuk sudu impeller pompa air umpan, terutama pada kasus RDE. Analisis perhitungan dipecahkan menggunakan korelasi empiris yang terkait dengan ukuran dan geometri model impeller pompa, sedangkan analisis karakteristik kinerja dilakukan berdasarkan diagram segitiga kecepatan. Pengaruh bocoran, melalui impeler akibat celah yang diperlukan antara impeller pompa air umpan dan saluran volute, juga dipertimbangkan. Perbandingan antara pompa air umpan HTR-10 dan RDE menunjukkan kemiripan dalam garis tren bentuk kurva. Kurva karakteristik ini akan sangat berguna untuk perkiraan nilai kinerja pompa air umpan RDE. Desain awal pompa air umpan memberikan ukuran dan geometri model sudu impeller dengan 5-sudu, sudut masuk 14,5 derajat, sudut keluar 25 derajat, diameter dalam 81,3 mm, diameter luar 275,2 mm, ketebalan 4,7 mm, dan tinggi 14,1 mm. Selain itu, nilai optimal karakteristik kinerja diperoleh ketika kapasitas aliran 4,8 kg/s, head fluida 29,1 m, tenaga mekanik poros 2,64 kW, dan efisiensi 52 % pada kecepatan putaran 1750 rpm.

Kata kunci: Sudu, impeler, pompa, RDE