desain awal dan analisis turbin helium untuk...
TRANSCRIPT
Sri Sudadiyo ISSN 0216 - 3128 63
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 4 Juli 2012
DESAIN AWAL DAN ANALISIS TURBIN HELIUM UNTUK SIKLUS PCU TANPA INTERCOOLER PADA RGTT200K
Sri Sudadiyo Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir - BATAN Kawasan Puspiptek, gedung 80 Serpong Email :[email protected]
ABSTRAK DESAIN AWAL DAN ANALISIS TURBIN HELIUM UNTUK SIKLUS PCU TANPA INTERCOOLER PADA RGTT200K. Dari sudut pandang konservasi energi, konsep RGTT200K dengan daya termal 200 MWth mempunyai kemampuan kogenerasi untuk alat pembangkit listrik dan pembangkit panas untuk produksi hidrogen dan desalinasi. Teras RGTT200K ini didinginkan dengan gas helium yang disirkulasikan oleh siklus tertutup turbin helium tanpa intercooler yang disebut unit konversi daya (Power Conversion Unit / PCU) dengan daya listrik 60 MWe. Turbin merupakan komponen dari PCU untuk penghasil daya poros sebagai fungsi dari putaran dan diameter rotor. Dimensi dari diameter rotor harus dirancang agar mampu mengubah energi termal yang diterima turbin menjadi daya poros pada kondisi putaran tertentu. Makalah ini bertujuan untuk memperoleh dimensi diameter rotor yang sesuai untuk putaran 3600 rpm dan kemudian melakukan analisis untuk mengetahui performa turbin dan siklus PCU. Metode yang digunakan yaitu dengan menentukan data masukan dan keluaran turbin menggunakan perangkat lunak Cycle-Tempo Release 5.0 dan diolah dengan memakai persamaan-persamaan dalam Mekanika Fluida dan Termodinamika untuk memperoleh dimensi diameter rotor turbin. Hasil desain berupa dimensi diameter rotor yaitu sebesar 2,58 m. Hasil perhitungan diperoleh laju aliran massa helium 107 kg/s, efisisensi turbin 95 %, dan efisiensi termal siklus PCU sekitar 34 %, sehingga dapat direkomendasikan untuk diterapkan untuk sistem pendingin RGTT200K. Kata kunci: Helium, Intercooler, Turbin, PCU, RGTT200K
ABSTRACT PRELIMINARY DESIGN AND ANALYSES ON HELIUM TURBINE FOR NON INTERCOOLED CYCLE OF PCU WITHIN RGTT200K. From the viewpoint of energy conservation, the concept of RGTT200K with thermal power of 200 MWth has cogeneration potential for electricity generation device and heat generation for hydrogen production and desalination. This RGTT200K core is cooled by helium gas which be circulated by non intercooled closed cycle of helium turbine called Power Conversion Unit (PCU) with electricity power 60 MWe. Turbin is a component of PCU for yielding shaft power as function of rotational speed dan rotor diameter. The dimension of rotor diameter must be designed to be able to convert the thermal energy that be entered to turbine to shaft power under specific rotation condition. This paper aims to obtain the corresponding dimension of rotor diameter for rotation 3600 rpm and then conducted analyses to determine the performances of turbine and PCU cycle. The used method is by determining the input and output data of turbine using Cycle-Tempo Release 5.0 software and be processed by employing the fluid mechanics and thermodynamics equations to obtain dimension of turbine rotor diameter. Design result in dimension of rotor diameter was equal to 2.58 m. Calculation results were mass flow rate of helium 107kg/s, turbine efficiency 95 %, and thermal efficiency of PCU cycle 34 %, so that it can be recommended to applied for coolant system of RGTT200K. Keywords: Helium, Intercooler, Turbine, PCU, RGTT200K
PENDAHULUAN i beberapa negara, riset tentang sistem pendingin teras reaktor gas temperatur tinggi
masih terus dikembangkan hingga saat ini(1,2). Sejalan dengan itu, Bidang Pengembangan Reaktor-Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir, Badan Tenaga Nuklir Nasioanal juga sedang mengembangkan konsep RGTT200K yang merupakan salah satu tipe reaktor gas dan mempunyai kemampuan kogenerasi. Daya termal yang dihasilkan oleh RGTT200K sebesar 200 MW. RGTT200K mempunyai sistem pendingin teras
dengan media gas helium yang disirkulasikan oleh kompresor dalam siklus tertutup turbin helium. Temperatur keluar teras RGTT200K dirancang sebesar 950 ºC (1223 K)(3) karena itu diharapkan mampu kogenerasi untuk produksi hidrogen, listrik, dan desalinasi. Pendingin teras temperatur tinggi memerlukan alat sirkulasi yang mengaplikasikan siklus tertutup turbin helium yang disebut unit konversi daya (Power Conversion Unit / PCU). PCU ini mempunyai komponen utama yang terdiri dari turbin, kompresor, Intermediate Heat Exchanger (IHX), precooler, rekuperator, dan tidak menggunakan intercooler. Alasan utamanya adalah
D
64
karensehingdiutambahwaefisien
dalamkonfigyang bantalkinetiuntukdimanmenghmengmemudihasiuntukBangksikluspertamPCU persyaterlebturbinkompmenydan g(inputanalisyang mengRelea25 kasehingcocokMetodanalispersamdan Tturbinkemuperhithelium
siklusinstalamempiterasikonseRGTTRGTTturbinberulaparamdiingikuat setiap
Prosiding Pert
a PCU diragga kekompamakan walaupa penggunaannsi termal sikl
Secara mem PCU untuk pgurasi satu po
diletakkan lan (bearingik dari ekspank memutar rotnfaatkan untukhasilkan dayagerakkan koutar generator ilkan oleh PC
k ditempatkanka Belitung. s termodinamma dalam m
untuk RGaratan pertam
bih dahulu akn dilakukan ponen dari ediakan daya
generator listrt and output sis proses termdiawali dengagunakan pe
ase 5.0(4) dengali yang memgga diperolehk buat siklus Pdologi yang sis yaitu demaan yang teTermodinamikn berupa ddian dilanjtungan untuk m dengan vari
Gambar 1s tertutup turasi RGTTperlihatkan dii perhitungan
ep desain T200K. KoT200K yang n helium tanang-ulang (25
meter terminkan(4). Sifatmempengaruh
p komponen
temuan dan PrPus
ancang dalaakan komponpun telah dikn intercooler lus dari PCU. ekanis, konfigpembangkit lioros untuk turhorizontal d
g) Turbin mnsi helium settor. Kerja yank memutar poa mekanik yaompresor dalistrik. Daya
CU ini sebesn di daerah s
Konservasi mika merup
melakukan desGTT200K. Uma tersebut, dkan dibahas te
karena tPCU yangyang diperluk
rik. Data masdata) turbin dmodinamika uan membuat serangkat lungan iterasi permpunyai keteh parameter dPCU untuk k
digunakan engan menerersedia dalamka. Hasil desdimensi diamnjutkan den
analisis perfiasi putaran. 1 memperliharbin helium (
T200K. Gaiagram T-s tinn yang telasiklus PCU
onsep desaimenggunak
npa intercoole5 kali iterasi) modinamika t (properties) hi ukuran, tdari PCU te
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
m bentuk mnen utamanya ketahui denganakan meningk
gurasi yang distrik menggurbin dan komdan ditumpu
mengekstrak telah melewatng dihasilkanoros sehinggaang berguna an sisanya listrik yang m
sar 60 MW, seperti Madur
dari karaktepakan persysain konsep Untuk memdalam makalaentang desainturbin meru bertugas kan oleh komsukan dan kediperoleh dariuntuk konsepskenario dari nak Cycle-Trhitungan seb
elitian hinggadesain turbin
konsep RGTTuntuk desain
rapkan persam Mekanika Fsain awal geometer rotor ngan melaforma siklus
atkan skematik(siklus PCU)
ambar 1 ngkat keadaanah dilakukan
U untuk inin PCU an siklus teer telah dilauntuk memp
seperti gas helium
tipe, dan perermasuk turbi
ISSN0216 -
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
modul lebih
n baik katkan
dipakai unakan
mpresor oleh
energi ti IHX n rotor a dapat
untuk untuk
mampu cocok
ra dan ristika
yaratan siklus
menuhi ah ini
n awal upakan
untuk mpresor
luaran i hasil
p PCU siklus
Tempo banyak a 10-4 n yang T200K. n dan amaan-Fluida ometri
yang akukan
turbin
k dari ) pada
juga n hasil n dari nstalasi
untuk ertutup akukan eroleh
yang secara rforma in. Ini
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
berarti bahwdiantara gaseperti turbPerubahan dapat dituliyang berbandiameter rodapat digun
2
4Dh ω
Δ =
dimana Δh rotasi, dan D
Dadituliskan se
TW m h= Δ
dimana WTpersatuan wproposionalaliran mass(2), dapat daya yang diameter rot
Gambar 1.
ngetahuan dan an - BATAN
wa terjadi pers helium dan
bin dengan laenergi persatskan sebagai nding lurus de
otor seperti tenakan persama
2D
adalah beda eD adalah diamaya yang dihebagai berikut
h
T adalah daywaktu. Ini bl terhadap pesa gas heliumdiketahui bahdihasilkan oltor untuk laju
Konsep RGPCU berikut
Teknologi Nuk
rtukaran energn komponen yaju aliran matuan massa mperubahan enengan kecepa
erlihat pada Gaan (1) dibawa
entalpi, ω adameter rotor. hasilkan oleh t(6) :
ya dan m aberarti bahwerubahan enta
m. Dari persamhwa kecepataleh turbin tergaliran massa
GTT200K dediagram T-s.
Sri Sudadiyo
klir 2012
gi yang samayang berotasiassa tertentu.
melalui turbinntalpi spesifikatan putar danGambar 2 danah(5) :
(1)lah kecepatan
turbin dapat
(2)adalah massaa daya jugaalpi dan lajumaan (1) danan rotasi dangantung padakonstan.
engan siklus
a i . n k n n
n
t
a a u n n a
s
Sri Sudadiyo ISSN 0216 - 3128 65
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 4 Juli 2012
Gambar 2. Rotor turbin helium buatan EVO-
Jerman(7).
Gambar 2 menunjukkan diameter rotor turbin helium dengan aliran aksial yang pernah dibuat oleh perusahaan Energie Versorgung Oberhausen (EVO) dari Jerman(7). Parameter lain dalam desain turbin yang perlu diperhatikan yaitu putaran spesifik seperti ditunjukkan pada persamaan (3)(8) :
0,75svn
hω
=Δ (3)
dengan ns adalah putaran spesifik poros turbin dan V adalah laju aliran gas helium. Putaran spesifik merupakan parameter tak berdimensi yang dapat dipakai untuk memperkirakan performa poros rotor turbin yang mampu dicapai pada putaran tertentu.Dalam desain awal turbin putaran spesifik ditentukan terlebih dahulu agar dimensi diameter rotor turbin dapat diketahui (dapat dihitung).
Merujuk hasil skenario termodinamika seperti diperlihatkan pada Gambar 1 diatas, dapat diketahui tingkat keadaan setiap titik pada kondisi masukan dan keluaran dari setiap komponen utama (termasuk turbin) untuk siklus PCU pada sistem RGTT200K, sehingga performa (unjuk kerja) dari turbin helium juga dapat diketahui dengan cara menganalisis beberapa parameter seperti yang ditunjukkan pada persamaan-persamaan(6) di bawah. Daya aktual turbin :
( ) ( )T T Taktual idealW Wη=
(4) Daya aktual kompresor :
( ) ( )C idealc aktual
c
WW
η=
(5) Efektivitas IHX :
( )1
1 3,59IHX Qε =
+ Δ (6)
Efisiensi termal siklus PCU :
( ) ( ) ( )T Caktual aktualth PCU
IHX R R
W WQ
ηη η
−=
(7) dimana WC adalah daya yang dibutuhkan kompresor, ΔQ adalah kerugian panas (heat loss) melalui IHX, ηIHX (= 89 %) adalah performa IHX, ηR (=89 %) adalah performa teras RGTT200K, dan QR (= 200 MWth) adalah energi termal yang dihasilkan teras RGTT200K.
TATA KERJA Tata kerja yang digunakan untuk
penyelesaian masalah dilakukan sebagai berikut : − Melakukan pemodelan termodinamika memakai
perangkat lunak Cycle-Tempo Release 5.0(4), seperti terlihat pada Gambar 3 untuk siklus tertutup turbin helium (siklus PCU) pada RGTT200K. Hasil skenario dituliskan dalam Tabel 1 dan digunakan sebagai data masukan (input data) untuk memperoleh output data dalam desain awal turbin.
− Menghitung dimensi diameter rotor turbin pada putaran tertentu dengan Persamaan (1) dan Persamaan (2).
− Menghitung putaran spesifik poros turbin menggunakan Persamaan (3).
− Menghitung daya ideal untuk turbin dan kompresor dengan Cycle-Tempo Release 5.0(4).
− Menghitung efisiensi turbin dan kompresor dengan Cycle-Tempo Release 5.0(4).
− Menghitung parameter lain termasuk daya aktual turbin dan kompresor dengan Persamaan (4) dan Persamaan (5), efektivitas IHX dengan Persamaan (6), dan efisiensi termal siklus PCU dengan Persamaan (7).
− Memplotkan hasil analisis pada diagram dan tabel.
Tabel 1. Input data untuk desain awal turbin helium.
TitikLaju alir
[m3/s]
Tekanan[bar]
Temperatur [°C]
Laju alir
massa[kg/s]
Entalpi[kJ/kg]
1 25,84 27,00 40,00 107 77,90 2 18,19 50,00 135,00 107 571,243 38,51 49,99 590,93 107 2938,934 54,53 49,98 950,00 107 4803,585 50,08 49,97 850,00 107 4284,286 73,81 27,02 621,93 107 3099,917 36,14 27,01 165,00 107 727,03
66
HAS
entrop1 danadalahprosesatau spada Gisentrhasil dan pPerbetermodihasiperhitberbamenunterhad60 Hzspesifdigunrasio perhitantaramasukprogramemprasio putara3600 mempkecepdapat persamputaraTurbinberpudapat sebesa
Prosiding Pert
Gambar
SIL DAN PDiagram
pi (diagram Tn pemodelan h sangat bes-proses melasiklus PCU pGambar 1 bahopic dimana perkalian antaperubahan en
edaan temperaodinamika berilkan oleh tutungan putaragai dimensi dnjukkan kesdap putaran 36z) dan rasio pfik pada freknakan untuk
putaran dantungan menuna keduanya kan dan keam Cycle-Teperlihatkan pe
antara diaman tertentu da
rpm. Perpertahankan rpatan sudu pad
dilihat bahwmaan eksponan spesifik, din untuk PCU
utar dengan dihitung d
ar 2,58 m. S
temuan dan PrPus
r 3. Pemodela
PEMBAHAdari perubah-s) seperti terlsiklus seper
erguna dalamalui siklus tertpada RGTT2hwa proses m
daya yang ara laju aliranntalpi melaluatur yang diperbanding lurusurbin.Tabel 2an spesifik diameter rotorsetaraan anta600 rpm (sesuputaran spesifkuensi 60 Hmengetahui
n rasio putarnjukkan kecodan sesuai
eluaran yangempo Releaseengaruh putar
meter rotor yan diameter rhitungan d
rasio tekanan da rotor 487 ma trendline da
nensial dimaniameter rotor aU pada RGTkecepatan 36
dimensi diamSumbu vertik
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
an siklus PCU
ASAN han temperatulihat dalam Grti pada Gamm menggambtutup turbin h00K. Dapat d
melalui turbin adiproduksi a
n massa gas hui proses tereroleh dari sks dengan daya2 merupakan yang terjadi r turbin. Gamara rasio puai denganfrekfik terhadap pHz. Gambar
kecocokan ran spesifik. ocokan yang
dengan parag dihasilkan e 5.0. Gambran turbin teryang didapat rotor pada p
dilakukan dkompresi 1,8
m/s. Dari Gamari kurva berbna semakin akan semakinTT200K dira600 rpm seh
meter rotor kal pada Gam
ISSN0216 -
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
U untuk RGTT
ur dan Gambar mbar 3 barkan helium dilihat adalah adalah helium rsebut.
kenario a yang
hasil pada
mbar 4 utaran kuensi utaran 4 ini antara Hasil tinggi
ameter oleh
bar 5 rhadap
pada utaran
dengan 85 dan mbar 5 bentuk tinggi
n kecil. ancang hingga turbin
mbar 5
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
T200K dengan
dibuat tak analisis dimputaran sperotor turbindimensi rosebenarnya.
Tabel 2. Htu
n [rpm] 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000
Gambar 4.
ngetahuan dan an - BATAN
n Cycle-Temp
berdimensi umensi diametesifik 0,26 dipe
n sebesar 1 arotor turbin .
Hasil perhitungurbin.
ω [rad/s] 157,00 209,33 261,67 314,00 366,33 418,67 471,00 523,33 575,67 628,00
Diagram kesturbin.
Teknologi Nuk
o Release 5.0
untuk memuder rotor turbineroleh harga rrtinya dalam
sesuai den
gan dimensi d
D [m] 6,20 4,65 3,72 3,10 2,66 2,33 2,07 1,86 1,69 1,55
etaraan rasio p
Sri Sudadiyo
klir 2012
(4).
dahkan dalamn. Pada posisirasio diametermenganalisis
ngan ukuran
diameter rotor
ns 0,11 0,14 0,18 0,22 0,25 0,29 0,32 0,36 0,39 0,43
putaran
m i r s n
r
Sri Su
Tabeln [rp
300310320330340350360370380390400410420430440
Gamb
outpudaya diberitekanadan tem. DaputaraturbinkompPerhitkompdiplotkisaraPada turbinwalaumaksiditingdan eHal indan t
udadiyo
Prosiding Pert
l 3. Variasi ppm] Δh [J/k00 78147500 8344400 88914400 94558400 10037600 10636700 11253200 11887100 12538300 13206900 13892800 14596200 15316900 16054900 168103
bar 5. Variasiterhada
Tabel 3 ut data termasu
kompresor ikan. Perhituan kompresi erdiri dari 5 tinari Tabel 3 daan yang terjan akan menpresor per stungan rasio
presor, efisienstkan dalam Gan putaran da
putaran 3600n mencapai tupun efisiensiimum (ηC
gkatkan, efisieefisiensi kompni dapat dimetemperatur ga
temuan dan PrPus
performa turbikg] (WT)id5,0 81,6 84,9 94,7 1061,2 1074,3 1124,0 1210,3 1233,2 1392,7 1488,9 1421,6 1591,0 1697,0 1739,5 18
i rasio diametap putaran spe
merupakan uk beda ental
berdasarkanungan dilak1,85, laju alirngkat dengan
apat dilihat bahadi maka dayningkat dansatuan waktu
antara dayasi turbin, dan
Gambar 6 danari 3000 rpm 0 rpm, terlihtitik maksimu kompresor b= 92 %).
ensi turbin mepresor terlihaengerti bahwaas helium ak
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
in helium paddeal [MW] (3,82 9,50 5,37 01,42 07,66 14,09 20,70 27,50 34,48 41,65 49,01 56,56 64,29 72,20 80,30
ter rotor turbinesifik.
hasil perhitpi, daya turbin putaran
kukan pada ran massa 107diameter rotohwa semakin ya yang dihan berakibat u semakin a turbin dan efisiensi kom
n Gambar 7 dhingga 4400
hat bahwa efium (ηT = 9belum pada k
Apabila pengalami penuat bertambah a kenaikan tekan mengakib
ISSN 0216
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
da putaran spe(WT)aktual [M
72,25 79,39 86,59 93,81
100,99107,93114,67120,87126,68132,16136,94140,59144,08145,86147,31
n
tungan in, dan
yang rasio
7 kg/s, or 2,58
tinggi asilkan
kerja besar. daya
mpresor dengan 0 rpm. fisiensi 95 %) kondisi utaran
urunan besar.
ekanan batkan
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
sifik 0,26. MW] (WC)
volumenya massa tetap
Gambar 6.
Gambar 7.
ngetahuan dan an - BATAN
)ideal [MW] 29,65 33,88 38,16 42,48 46,84 51,25 55,70 60,19 64,72 69,29 73,90 78,55 83,24 87,97 92,73
bertambah be.
Pengaruh put
Pengaruh putkompresor d
Teknologi Nuk
(WC)aktua36,340,244,248,252,356,460,564,768,973,177,481,886,190,594,9
esar pada kond
taran pada efi
taran pada efian rasio WC /
67
klir 2012
al [MW] 2
25 23 25 1
41 4
72 93 9
47 80 6 5
98
disi laju aliran
isiensi turbin.
isiensi / WT.
n
68 ISSN0216 - 3128 Sri Sudadiyo
Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah - Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2012 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN
Yogyakarta, 4 Juli 2012
Tabel 4 merupakan hasil analisis energi termasuk rasio antara daya kompresor dan daya turbin dan rasio kerugian panas (heat loss) dari IHX terhadap energi termal yang ditransfer ke turbin dan energi termal dari teras RGTT200K. Dari Tabel 4 terlihat bahwa pada putaran 3600 rpm, heat loss (ΔQ) yang terjadi pada IHX sebesar 21,6 MW yang berarti besarnya kerugian panas 10,8 % dari daya termal dihasilkan teras RGTT200K atau sekitar 18,4 % dari daya termal yang ditransfer ke turbin. Dapat dilihat juga bahwa harga rasio WC/WT semakin naik dengan semakin tingginya putaran dan harga-harga ΔQ/WT dan ΔQ/QR semakin besar dengan berkurangnya putaran.Hal ini dapat dijelaskan bahwa dengan semakin besarnya energi termal yang dialirkan ke turbin mengakibatkan semakin cepatnya putaran rotor yang terjadi. Dari Gambar 6, penurunan efisiensi turbin mengakibatkan daya yang ditransfer ke kompresor dan generator semakin berkurang. Untuk kondisi pada putaran sama dan daya ideal yang dibutuhkan kompresor bernilai tetap, maka akan dihasilkan efisiensi kompresor yang lebih tinggi (semakin baik) akibat menurunnya daya yang dihasilkan turbin, seperti terlihat pada Gambar 7. Dari hasil perhitungan efisiensi termal untuk siklus tertutup turbin helium (sistem PCU) pada RGTT200K diperoleh nilai sekitar 34 % untuk proses siklus pendinginan teras tanpa mengaplikasikan intercooler. Harga efisiensi termal ini lebih rendah dibandingkan dengan siklus pendinginan teras RGTT200K yang menggunakan intercooler yang mempunyai harga efisiensi termal sekitar 43 %(9). Dapat dikatakan bahwa siklus PCU tanpa intercooler mengalami penurunan performa sekitar 21 % dibandingkan dengan yang mengapikasikan intercooler. Tabel 4. Hasil analisis rasio energi pada putaran
spesifik 0,26.
n [rpm] WC / WT [%] ΔQ [MW]
ΔQ / WT [%]
ΔQ / QR [%]
3000 50,3 53,6 74,2 26,8 3100 50,7 46,0 57,9 23,0 3200 51,1 41,0 47,3 20,5 3300 51,4 35,6 37,9 17,8 3400 51,8 30,0 29,7 15,0 3500 52,3 25,6 23,7 12,8 3600 52,8 21,6 18,8 10,8 3700 53,5 17,4 14,4 8,7 3800 54,4 14,4 11,4 7,2 3900 55,4 11,6 8,8 5,8 4000 56,6 9,6 7,0 4,8 4100 58,2 8,0 5,7 4,0 4200 59,8 7,2 5,0 3,6 4300 62,1 7,2 4,9 3,6 4400 64,5 7,0 4,8 3,5
KESIMPULAN Dari bahasan diatas, dapat ditarik
kesimpulan bahwa siklus tertutup turbin helium (atau siklus PCU) tanpa intercooler mempunyai efisiensi termal 34 % yang berarti mampu digunakan sebagai sistem pendingin teras RGTT200K. Pada kondisi putaran tetap (3600 rpm) diperoleh desain awal turbin dengan dimensi diameter rotor sebesar 2,58 m. Hasil analisis dengan menggunakan nilai dari dimensi diameter rotor ini, dapat diketahui bahwa turbin mampu menghasilkan efisiensi sebesar 95 % pada laju aliran massa gas helium sekitar 107 kg/s.
UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kami sampaikan kepada
rekan-rekan di Bidang Pengembangan Reaktor (BPR) dan kepada semua pihak yang telah membantu dalam perbaikan makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA 1. IAEA, High Temperature Gas Cooled Reactor
Technology Development, (TECDOC No. 988), IAEA, Vienna, 1996.
2. ABRAMS, B., A Technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems, U.S. DOE Nuclear Energy Research Advisory Committee and the Generation IV International Forum, 2002.
3. PURWADI, MD., Desain Konseptual Sistem Reaktor Daya Maju Kogenerasi Berbasis RGTT, Prosiding Seminar Nasional ke-16 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir, Surabaya, 28 Juli 2010.
4. Perangkat lunak Cycle-Tempo Release 5.0. 5. FOX, RW., McDONALD, AT., Introduction to
Fluid Mechanics, 3rd Edition, John Wiley and Sons, New York, 1985.
6. REYNOLD, WC., PERKINS, HC., Engineering Thermodynamics, 2nd Edition, McGraw Hill, 1977.
7. NO, HC., KIM, JH., KIM, HM., A Review of Helium Gas Turbine Technology for High Temperature Gas Cooled Reactors, Nuclear Engineering and Technology, Vol. 39, No. 1, February 2007.
8. BOYCE, MP.,Gas Turbine Engineering Handbook, 2nd Edition, Gulf Professional Publishing, Texas, 2002.
9. SUDADIYO, S.,Analisis Termal Siklus Turbin Helium Untuk RGTT200K Pada Kondisi Spesifik Daya Maksimum, Prosiding Seminar Nasional ke-17 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir, Yogyakarta, 2011.
Sri Su
TAN
Djoko− Moh
mensetin
Sr• E
ammpPsR
udadiyo
Prosiding Pert
NYAJAWA
o Heri Nugrohon dapat dijnigkatkan efisinggi-tingginya
ri Sudadiyo Efisiensi termadalah 34%. mampu dihamenaikkan efpeningkatan dPCU yang bsemakin baiRGTT200K.
temuan dan PrPus
AB
oho jelaskan bagaiensi turbin gaa (>34%)?
mal yang dEfisiensi turb
asilkan adalaefisiensi turbidalam efisiensberarti kemaik untuk m
resentasi Ilmiasat Teknologi A
Y
aimana untuk as agar dicapa
dicapai oleh bin gas heliumah 95%. Din akan dipsi termal dari ampuan alat endinginkan
ISSN 0216
h - Penelitian DAkselerator daYogyakarta, 4 J
dapat ai nilai
PCU m yang Dengan
eroleh siklus PCU teras
- 3128
Dasar Ilmu Penan Proses BahaJuli 2012
Dari gperbaikheliumtemperefisien
Dr. Abu Kh− Mengapa
siklus Pkeunggula
Sri Suda• Dalam
dalam kompodan awalauppengguefisienKeung
Dig(mo
Efi Leb
maKekura
Uktida
Efi Sul
ma
ngetahuan dan an - BATAN
gambar diagrakan atau pen
m dapat dicratur keluar tu
nsi turbin gas h
halid Rivai dalam desain
PCUnya taan dan kekura
adiyo m desain kon
bentuk modonen utama (tealat penukar pun telah dikunaan inter
nsi termal sikluggulan: gunakan uodularity) isiensi termal bih mudah un
aintenance angan:
kuran PCU meak kompak) isiensi termal lit untuk d
aintenance
Teknologi Nuk
am T-S dapat ningkatan eficapai denganurbin. Jadi T2helium semak
n ini turbin hanpa intercoanganya?
nsep PCU indul sehingga ermasuk turbikalor) lebih
ketahui denganrcoolerakan us dan PCU.
untuk bent
PCU menjadintuk di-manufa
enjadi lenih be
PCU lebih redi-manufactur
69
klir 2012
dilihat bahwafisiensi turbinn penurunan2≈T2s, berartikin baik.
helium untukooler? Apa
ni dirancangkekompakan
in, kompresorh diutamakann baik bahwamenigkatkan
tuk modul
i lebih baik acture dan di-
esar (menjadi
endah re dan di-
a n n i
k a
g n r n a n
l
-
i
-