CARBON DUST IN PRIMARY COOLANT OF RDE: ITS PROBLEM AND SOLUTION

Abstract

There are two kinds of impurities in primary coolant of Reaktor Daya Eksperimental (RDE) i.e. gaseous and particulate impurities. Carbon dust as a particulate impurity is generated from abrasion of pebble friction in the core and friction between pebble and refueling pipelines. Due to negative impact to the system, structure and component (SCC), therefore carbon dust must be removed from primary coolant. This paper discusses the carbon dust removal in RDE. The objected of the research is to analyze the helium purification system (HPS) capability of removing carbon dust through particle size distribution analysis. The carbon dust size particle varies from 0.1 µm up to 10 µm regarding to the experiences of high temperature gas cooled reactor (HTGR) operation. Three models have been made by using ChemCAD. First model was using single filter, second model was using 2 filters in series and the last one was using both double filters in series and cyclone. The dust removal total efficiency of first model is 88.70 %, the second model is 98.10% and the last one is 98.89%. The highest efficiency of 98.98 % was achieved in the model that used both double filters and cyclone. The cyclone should be installed in HPS of RDE if there are coarse carbon dust particle, which was found in the primary coolant to increase its dust removal capability.

Keywords: Carbon dust problem, primary coolant, particle size distribution, RDE

DEBU KARBON PADA PENDINGIN PRIMER RDE: PERMASALAHAN DAN SOLUSINYA. Ada dua jenis pengotor pada pendingin primer RDE yaitu pengotor berbentuk gas dan partikel padat. Debu karbon adalah salah satu pengotor berbentuk partikel padat. Debu ini dihasilkan dari gesekan antara bahan bakar di teras dan gesekan antara bahan bakar dengan pipa pengisian bahan bakar. Karena berdampak negatif terhadap sistem, struktur dan komponen (SSK), maka debu karbon tersebut harus dibersihkan dari pendingin primer. Makalah ini membahas proses pembersihan debu karbon pada pendingin RDE. Tujuan penelitian ini adalah untuk memahami kemampuan sistem pemurnian helium (SPH) dari RDE dalam menghilangkan debu karbon melalui analisis distribusi ukuran partikel. Ukuran distribusi debu karbon divariasikan dari 0,1 µm sampai dengan 10 µm berdasarkan pengalaman operasi HTGR. Tiga model telah dibuat menggunakan perangkat lunak ChemCAD. Model pertama menggunakan filter tunggal, model kedua menggunakan 2 filter yang disusun secara serial dan yang ketiga adalah model menggunakan 2 filter dan cyclone. Efisiensi total pembersihan debu karbon dari model yang pertama 88,70 %, model yang kedua adalah 98,10% and model yang terakhir adalah 98,89%.  Efisiensi pembersihan debu karbon tertinggi yaitu 98,98% diperoleh pada model yang menggunakan 2 filter dan cyclone. Untuk meningkatkan kemampuan pembersihan debu karbon, desain SPH RDE perlu ditambahkan cyclone jika ditemukan partikel debu karbon kasar pada saat beroperasi.

Kata kunci: permasalahan debu karbon, pendingin primer RDE, distribusi ukuran partikel