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.