PEMODELAN TERMOHIDROLIKA SUB-KANAL ELEMEN BAKAR AP-1000 MENGGUNAKAN RELAP5

Sari

ABSTRAK

PEMODELAN termohidrolika SuB-KANAL Elemen BAKAR AP-1000 menggunakan RELAP 5. Investigasi terhadap karakteristik termohidrolika elemen bakar merupakan langkah penting berkaitan dengan aspek desain teras reaktor. Makalah ini menganalisis termohidrolika sub-kanal elemen bakar AP-1000 menggunakan paket RELAP5. Pendekatan model sub-kanal lazim dipakai dalam analisis termohidrolika elemen bakar. Paket program RELAP5 dapat menganalisis karakteristik termohidrolika teras dan sistem reaktor yang dalam analisis sub-kanal ini menggunakan nodalisasi yang terdiri dari model pipa, time dependent junction, time dependent volume dan struktur kalor. Untuk itu, data desain yang terkait dengan parameter termohidrolika dan data geometri sub-kanal dipakai sebagai acuan. Investigasi kondisi steady dilakukan untuk menganalisis data termohidrolika sub-kanal elemen bakar dan simulasi transient untuk mengetahui awal pembangkitan fraksi void dengan cara pengurangan laju aliran pendingin. Hasil analisis meliputi distribusi temperatur aksial kelongsong, temperatur pendingin, heat flux dan fraksi void. Pada kondisi steady, model ini diverifikasi dengan data parameter desain termohidrolika AP-1000 yang mana secara umum telah menunjukkan kesesuaian. Hasil simulasi yang dilakukan dengan pengurangan laju alir menunjukkan bahwa fraksi void terbentuk setelah laju alir turun menjadi 0,1230 kg/s. Hal ini penting untuk dikaji karena berkaitan dengan kondisi kritis teras reaktor.

Kata kunci: pemodelan sub-kanal, elemen bakar AP-1000, dan RELAP5.

ABSTRACT

Sub-channel thermal-hydraulic MODELING of AP-1000 fuel element using RELAP 5. Investigation of fuel element thermal-hydraulic characteristic is important step related to aspect of reactor core design. This paper analysis the AP-1000 fuel element sub-channel thermal-hydraulic using RELAP5 code. The sub-channel model approach is usual in the fuel element thermal-hydraulic analysis. The RELAP5 code is capable to analyze the core and reactor system thermal-hydraulic, that used the nodalization, consists of pipe model, time dependent junction, time dependent volume and heat structure. Therefore, data of design include thermal-hydraulic parameter and sub-channel geometry is applied as a references. The analysis is carried out in case of steady-state and transient simulation for the cost down flow of coolant. The steady state investigation is used to analyze the sub-channel thermal-hydraulic of fuel and transient simulation to know beginning of void fraction respectively appear by decreasing of coolant flow rate. The analysis result including of distribution temperature of axial cladding, cooling temperature, heat flux and void fractions. The model of steady-state was verified with the parameter of AP-1000 thermal-hydraulic design in which shows a good agreement. Simulation results carried out by reducing the flow rate shows that the voids fraction formed after the flow rate fell to 0.1230 kg/s. It is important for assessment in the future because it is relate to the critical condition of the reactor core.

Keywords: Sub-channel modeling, fuel element of AP-1000,and  RELAP5.