Post on 23-Feb-2018
7/24/2019 Komputasional Dinamika Fluida Digunakan Untuk Memprediksi Sirkulasi Natural Aliran Antara Reaktor Vessel Yang
1/4
Abstrak
Komputasional dinamika fuida digunakan untuk memprediksi sirkulasi aliran
natural antara reaktor vessel yang disimplikasi dan steam generator dari PWR
saat terjadi severe accident. Hasil prediksinya lebih akurat dari prediksi tentang
steam generator inlet plenum yang bercampur dengan inklusi dari seluruhsirkulasi natural loop antara upper plenum reactor vessel dan steam generator.
Kebocoran tube dan aliran massa pada pressurier surge line juga
dipertimbangkan. Prediksi ini digunakan sebagai eksperimen numerik untuk
meningkatkan dasar dari model simplkasi di kode sistem satu dimensi yang
digunakan saat prediksi dari severe accident sirkulasi aliran natural. model inlet
plenum mi!ing yang baru diusulkan untuk memasukkan masalah mi!ing di hot
leg juga. "odel yang baru konsisten dengan si#at yang telah diprediksi dan
memasukkan aliran pada side mounted surge line jika itu ada. Korelasi nomor
#raude yang berbasis densitas digunakan untuk menyediakan metode untuk
menentukan laju aliran dari vessel ke hot leg secara langsung dari conditionspada ujung dari pipa hot leg. Hal ini menyediakan pendekatan secara sika
untuk menentukan aliran hot leg. Parameter dan korelasi mi!ing diusulkan
sebagai pendekatan estimasi terbaik untuk memperkirakan laju aliran dan
mi!ing di kode sistem satu dimensi yang diaplikasikan pada kondisi sirkulasi
natural saat severe accident. $tudi sensitivitas mendemonstrasikan aplikabilitas
dari pendekatan pada beberapa kondisi. Prediksi ini sangat sensiti# pada
perubahan di side temperatur steam generator sekunder atau laju trans#er panas
ke steam generator. %rid independence didemonstrasikanmelalui perbandingan
dengan model sebelumnya dan dengan meningkatkan jumlah cells di model.
Peningkatan modelling selanjutnya disarankan mengenai aplikasi dari e#ekthermal entrance di hot leg dan sirge line. Karya ini mendukung studi komisi
regulasi nuklir &.$. tentang integritas steam generator tube saat kondisi severe
accident.
'() "*)+,,-% APPR*A'H
%eomtri sik yang direpresentasikan dengan volume mesh nite dimana
persamaan navier/stokes didiskretrkan dan diselesaikan. $emua model
dikembangkan untuk fuent version 0.1 unstructured '() code.
$olusinya diperkirakan akan tidak stabil2 sehingga solusi transien diaplikasikan
dengan boundari conditions stabil. Prediksinya didapatkan pada interval tetap
dan dirata/ratakan untuk mendapatkan solusi rata/rata untuk tiap/tiap kasus.
(itur spesik dari model '() dan asumsi major di/outline/kan diba3ah ini.
4asic solver settings
*psi basic solver yang dipilih untuk analisis ini ada di ba3ah ini5
7/24/2019 Komputasional Dinamika Fluida Digunakan Untuk Memprediksi Sirkulasi Natural Aliran Antara Reaktor Vessel Yang
2/4
/ $transient reynolds averaged navier 6stokes solution dengan steady
boundary conditions/ 7.78 s 3aktu step/ 9ertical symmetry plane untuk : upper plenum model/ "odel reynolds stress turbulence ;orde dua< dengan non/e=uilibrium 3all
#unctions/ +#ek #ull buoyancy untuk turbulence ;seperti yang didenisikan di model
(,&+>otal B cell terletak di sepanjang diameter tube2 dan
3all cell mempunyai ketebalan 7.770 m. $etiap tube mempunyaikira/kira volume
8777 antara plenum inlet dan outlet.
%ambar 8 menunjukkan mesh pada plane aligned dengan hot leg yang melalui
plenum inlet dan outlet. "esh di plenum inlet menggunakan desain core
he!agonal. +ll/cell di region tengah dari plenum inlet adalah 7.78 m kubus
;aspek rasio E .7< aligned dengan a!is hot leg. Region transisi kecil dari elementetrahedral terletak diantara central region dan the 3all2 yang paved dengan
7/24/2019 Komputasional Dinamika Fluida Digunakan Untuk Memprediksi Sirkulasi Natural Aliran Antara Reaktor Vessel Yang
3/4
7.7@ m segitiga. Fumlah total dari cell di plenum inlet kurang lebih satu juta.
Kualitas tinggi dari mesh di bulk dari plenum inlet adalah ideal untuk
memprediksi mi!ing dan entrainment dari plenum inlet. "esh di plenum outlet
adalah mesh coarse tetrahedral. "asalah mi!ing di dalam plenum outlet tidak
dipertimbangkan signikan pada analisis ini. $tudi sensitivitas grid diselesaikan
dimana dimensi cell plenum dipotong menjadi setengah dan jumlah cell/cell di
plenum inlet ditingkatkan menjadi C juta. $tudi ini mengindikasikan bah3a
densitas base mesh cukup untuk memprediksi mi!ing.
%ambar 0 menunukkan mesh di hot leg pada centerline hot leg dan pada satu
tampang lintang sebelum the elbo3 menuju ke plenum inlet. $udut pandang
yang lebih jelas dari tampang lintang mesh didapatkan pada sisi kanan dari
gambar. "esh di hot leg didesain untuk konsisten dengan mesh yang digunakan
di re#erensi 8. >he 3all cells mempunyai ketebalan 7.78 m dan total 17 cell
terletak sepanjang diameter. $tretching minimal digunakan untuk mayoritas hot
leg sehingga menyebabkan aspek rasio mendekati untuk bulk dari region hotleg. 'ell/cell tidak di/stretch pada region ini karena aliran di dalam hot leg
dianggaG aliran comple! countrcurrent.
"esh di reactor vessel upper plenum mempertahankan kualitas cell dari hot leg.
"esh di komponen vessel kebanyakan he!agonal dengan region kcil transisi
tetrahedral.
4oundary conditions
4oundary conditions membuat perbedaan temperatur antara reactor vessel
upper plenum dan steam generator tube bundle yang mendorong aliran sirkulasi
natural . kondis/kondisi ini dibentuk untuk menyamai snapshot in time o# a
transient $R8 simulation untuk me/set kondisi yang aplikati# dengan kondisi
severe accident. "odel ini membuat temperatur panas di vessel upper plenum
dengan menggunakan pendekatan temperatur tetap di region vessel
sekelilingnya. $emua aliran di region #uel dan upper dome di/set untuk
temperatur tetap sehingga secara e#ekti# mengontrol temperatur di upper
plenum. >emperatur sekeliling ini di atur sampai aliran yang meninggalkan upper
plenum sama nilainya dengan nilai dari model $R8. "odel tube bundle diatur
untuk kehilangan panas ke sisi sekunder ;region boiler< pada laju yang konsisten
dengan prediksi transien $R8. 4oundary conditions ini mengi!inkan prediksi
=uasi/steady '() untuk mempunyai laju trans#er panas yang termasuk
pemanasan transien dari steam generator tube bundle. Hal ini membuat prediksi
'() lebih bisa diaplikasikan pada analisis transien. $isi sekunder diatur untuk
mempunyai suhu yang konsisten dengan prediksi $R8. $elain itu2 boundary
conditions dibentuk untuk mendapatkan spesikasi aliran massa pada
pressurier surge line. Aliran massa ini diganti di model dengan menginjeksikan
aliran massa melalui komponen vessel ba3ah untuk menyebabkan steam/
hydrogen mi!ture naik dari core. Komponen vessel hanya merepresentasikan
dari #ull vessel didalam core barrel2 dan symmetry planes digunakan padavertical end #aces dari seksi ini.
7/24/2019 Komputasional Dinamika Fluida Digunakan Untuk Memprediksi Sirkulasi Natural Aliran Antara Reaktor Vessel Yang
4/4
)engan pengecualian dari steam generator tubes dan temperatur tetap di
komponen vessel. $emua 3all diasumsikan adiabatik dan mempunyai no/slip
shear condition. $hear stress dihitung menggunakan 3all #unctions didalam
(,&+> code. %ambar B memberikan overvie3 dari principal region dari model.
)etail dari specic region di/outline/kan di ba3ah ini.