ANALISIS GETARAN ELEMEN BAKAR UJI UNTUK REAKTOR NUKLIR SERBA GUNA G.A. SIWA BESSY TIPE PELAT BERINTI DISPERSI U3SI2/Al

Sari

Abstrak

Analisis Getaran Elemen Bakar Uji untuk Reaktor Nuklir Serba Guna G.A. Siwa Bessy Tipe Pelat Berinti Dispersi U₃Si₂/Al. Di dalam makalah ini disajikan analisis dinamika getaran terimbas aliran pendingin pada berkas elemen bakar Reaktor Serba Guna GA Siwabessy (RSG-GAS) terdiri dari 21 pelat sejajar. Analisis berdasarkan pada anggapan bahwa defleksi semua pelat dalam berkas adalah sama. Sistim persamaan diferensial pada pelat dan fluida pendingin dikembangkan dan diselesaikan dengan transformasi Fourier, sehingga diperoleh hubungan antara frekuensi alami dan kecepatan aliran. Dari hubungan ini diformulasikan kecepatan kritis untuk ketidakstabilan statis dan kecepatan resonan vortex. Penerapan pada elemen bakar RSG telah dilakukan dengan menggunakan data terbuka yang diperoleh dari pengukuran , sedangkan bagi yang tidak ditemukan dilakukan dengan pendekatan konservatif pada data sejenis. Hasil analisis menunjukkan bahwa batas minimum kecepatan alir untuk mencapai frekwensi alami pelat elemen bakar RSG dalam teras adalah sebesar 281 m/s. Nilai ini berada jauh di atas disain pengoperasian 8 m/s. Kecepatan minimum untuk resonan vortex tumpah (vortex sheding resonance) adalah 5.7 m/s untuk pelat-pelat terkelam (tersambung-padu) sempurna pada dinding perakitan. Jadi desain pendinginan elemen bakar RSG jauh dari kecepatan kritis ketidakstabilan, sehingga tidak perlu analisa lebih rinci. Kecepatan resonansi shedding vortex dalam analisis ini lebih rendah dari desain kecepatan aliran pendingin, karena selisihnya kecil ada baiknya dilakukan analisis dengan model yang lebih rinci.

Kata kunci: Elemen bakar nuklir, tipe pelat sejajar, U₃Si₂ / Al, analisis getaran.

Abstract

Analysis of fuel plates vibration induced by coolant flow on nuclear fuel element for GA Siwabessy (RSG-GAS) multi purpose reactor PLATE TYPE that WERE U₃Si₂/Al CORE CONTENT. The assumption of  the analysis was that deflection of all plates be identical. The differential equation system on plates and coolant, were solved by Fourrier transform, to obtain the relationship between natural frequencies and flow velocity. The critical velocity for static instability and vortex's resonant velocity have been formulated from his relationship. Implementing the relations on RSG fuel element was done by use of open data of measurement and by conservative approach of existing data in case no data available. The results shows that limits of critical natural frequencies of RSG fuel element in the core is 281 m/s, that lies far beyond operation design of  8 m/s. The minimum vortex's resonant velocity is 5.7 m/s plates firmly attached on assembly wall. Design of cooling system for fuel nuclear element in the RSG core is so far from evaluated instability critical velocity, so it is not necessarily further analysis. The velocity of vortex shedding resonance in this analysis is lower compared to design velocity of coolant, so it is recommended to analyze by better approach to compare with this work.

Key word: Nuclear fuel element, equal plate type, U₃Si₂ / Al, vibration analysis.