THE THERMOHYDRAULIC ANALYSIS OF THE BANDUNG RESEARCH REACTOR CORE WITH PLATE TYPE FUEL ELEMENTS USING THE CFD CODE

Abstract

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 35^oC, 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