Electronic Theses and Dissertation

Penelitian tentang pengaruh variasi tinggi moderator dan kecepatan aliran garam terhadap sirkulasi alamiah garam cair pada Molten Salt Breeder Reactor (MSBR) telah dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan sirkulasi alamiah yang terjadi pada MSBR jika variabel tinggi geometri moderator dan kecepatan aliran garam mengalami perubahan. Metode Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan perangkat lunak ANSYS Fluent digunakan pada penelitian ini. Simulasi dilakukan melalui beberapa tahapan, dimulai dengan pembuatan geometri moderator, dilanjutkan dengan meshing dan pengecekan kualitas mesh. Setelah didapatkan kualitas mesh yang baik, ditinjau dari nilai skewness dan orthogonal quality, maka dapat dilakukan proses setup dan solution yang selanjutnya hasil simulasi dapat diketahui menggunakan tahapan post processing berupa kontur warna dan grafik distribusi temperatur di dalam moderator. Hasil simulasi dengan variasi ketinggian menunjukkan bahwa beda temperatur antara inlet dan outlet channel garam sebesar 16 K pada ketinggian 3,96 m, 9 K untuk ketinggian 2,96 m, dan 3 K di ketinggian 1,96 m, sehingga dapat diketahui bahwa distribusi rerata nilai temperatur keluaran meningkat setiap kenaikan ketinggian. Sedangkan pada perubahan kecepatan aliran garam, beda temperatur sebesar 24 K didapatkan pada kecepatan 0,47 m/s, 17 K pada kecepatan 1,47 m/s, dan 15 K untuk kecepatan 2,47 m/s dengan radius channel garam konstan, sehingga diperoleh temperatur keluaran paling besar pada kecepatan 0,47 m/s. Sirkulasi alamiah ditentukan oleh adanya beda temperatur di sepanjang channel garam. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa perbedaan temperatur dalam teras MSBR akan meningkat jika tinggi moderator meningkat dan kecepatan aliran garam diperlambat. Beda temperatur yang terjadi akan mempengaruhi sistem sirkulasi alamiah dalam reaktor.

Kata Kunci: Moderator, Kecepatan, Garam Cair, Temperatur, Tinggi, Molten Salt Breeder Reactor (MSBR), Computational Fluid Dynamic (CFD), ANSYS

The research of simulation on moderator height and molten salt flow velocity variation effect to natural circulation in molten salt breeder reactor has been carried out. This study aims to simulate the natural circulation that occurs when the moderator geometry height and salt flow velocity are changed. The computational Fluid Dynamics (CFD) method with ANSYS Fluent software was used in this study. The simulation is carried out through several stages, starting with creating a geometric moderator, then meshing and checking the quality of the mesh. After getting a good quality mesh, in terms of skewness and orthogonal quality, the setup process and solutions can be carried out and the simulation results would be determined using CFD post-processing in the form of color contours and temperature distribution graphs in the moderator. The results of the salt temperature difference between inlet and outlet in height variations are 16 K at an altitude of 3.96 m, 9 K for a height of 2,96 m, and 3 K at 1,96 m, so it can be seen that the average distribution of the output value increases with every moderator high increase. Meanwhile, for changes in the velocity of salt flow, a temperature difference of 24 K is obtained at a velocity of 0,47 m/s, 17 K at the velocity of 1,47 m/s, and 15 K for a velocity of 2,47 m/s with a constant salt channel radius, so that the maximum output temperature is obtained at a speed of 0,47 m/s. Natural circulation is determined by the presence of temperature differences along the salt channel. It can be said that the temperature difference in the MSBR core will increase if the moderator height is increased and the salt flow rate is slowed down. The temperature difference that occurs will affect the natural circulation system in the reactor. Keywords: Moderator, Velocity, Molten Salt, Temperature, Height, Molten Salt Breeder Reactor (MSBR), Computational Fluid Dynamic (CFD), ANSYS