ANALISIS DAN PEMODELAN FILTER HEPA PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM RGTT200K

216

ISSN 0216 - 3128

Sriyono

ANALISIS DAN PEMODELAN FILTER HEPA PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM RGTT200K Sriyono Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir, BATAN Gd. 80 Kawasan Puspiptek Serpong Tangerang Tlp 021-7560912, Fax 021-7560913 E-mail : [email protected]

ABSTRAK ANALISIS DAN PEMODELAN FILTER HEPA PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM RGTT200K. Tahapan pertama dari sistem pemurnian helium pada RGTT200K (Reaktor Berpendingin Gas Temperatur Tinggi 200 MW th Kogenerasi) adalah penyaringan pengotor helium berbentuk partikulat. Partikulat ini adalah debu karbon dan radionuklida produk fisi. Kedua partikulat ini bercampur dalam pendingin dan harus dihilangkan. Penyaringan dilakukan menggunakan filter HEPA (High Efficiency Particulate Air). Filter HEPA akan menangkap debu karbon melalui mekanisme intersepsi, impaksi inersia, dan difusi. Tujuan pemodelan filter HEPA adalah untuk menentukan jumlah stage yang harus digunakan agar mendapatkan helium yang terbebas dari pengotor berbentuk partikulat. Metodologi yang digunakan dalam mendesain filter HEPA adalah dengan membuat flowsheet diagram, menentukan kebutuhan jumlah stage, kemudian menganalisis konsentrasi debu pada masukan dan keluaran berdasarkan efisiensi filter HEPA. Aliran masuk ke filter HEPA dibagi menjadi 3, dua aliran selalu beroperasi dan sebuah aliran stand by untuk digunakan pada saat perawatan atau kejadian aliran blockage. Agar filter HEPA berumur panjang maka aliran sebelum masuk filter didinginkan dengan cooler. Jumlah minimum stage pada setiap aliran adalah 2 buah, terdiri dari filter 0,5 µm (F1), dan 0,3 µm (F2). Kedua filter ini akan menangkap debu karbon melalui mekanisme impaksi inersia, intersepsi dan difusi sesuai karakteristik kinerja masing-masing filter. Dengan efisiensi 99,97% (F1) dan 99,99% (F2) maka dapat disimpulkan bahwa hampir seluruh debu karbon dalam aliran sistem purifikasi akan dibersihkan. Kata kunci: pemodelan, filter, HEPA, debu, karbon, helium

ABSTRACT ANALYSIS AND MODELLING HEPA FILTER OF RGTT200K HELIUM PURIFICATION SYSTEM. The first stage of helium purification system is a helium impurities particulate filtering. Both particulates should be removed in helium coolant. This process is done by using HEPA filters (High Efficiency Particulate Air Filter). HEPA captures carbon dust and fission product particles by interception, inertia impaction and diffusion mechanism. By designing the number of HEPA filter stages require in the helium purification system, the coolant will be free from both particles. The methodology used in HEPA filters design is creating the flow sheet diagram, determining the number of stages need, and analysis dust concentration at the input and output. The main primary coolant divides into 3 parallel flows, two flows are in operation and one flow is standby. The standby flow is used during maintenance operation or flow blockage incident. Due to year life consideration the intake flow is cooled by cooler. The minimum number of stage in each flow is consisting 2 types of HEPA filters. The HEPA filters sizes are 0.5 µm (F1) and 0.3 µm (F2). Both filters will capture the carbon dust through inertia impaction, interception, and diffusion mechanism as well as each characteristic. Due to 99.97% (F1) and 99.99% HEPA filter efficiency, it can be concluded that almost all carbon dust in the purification system flow will be removed. Key words: modeling, HEPA, filter, carbon dust, helium

PENDAHULUAN

R

GTT200K adalah Reaktor Berpendingin Gas Temperatur Tinggi berdaya 200 MW th selain menghasilkan listrik dapat pula untuk kogenerasi sebagai sumber panas dalam produksi hidrogen, desalinasi, serta gasifikasi/liquifaksi batu bara[1]. RGTT200K menggunakan gas helium sebagai pendinginnya. Salah satu konsep desain sistem konversi energi RGTT200K adalah menggunakan sistem konversi energi siklus tidak langsung (indirect

cycle). Ada 2 aliran pendingin yang dipisahkan oleh steam generator dalam siklus ini, yaitu sisi primer adalah pendingin helium yang dipanaskan oleh teras, sedangkan sisi sekunder menggunakan air sebagai pendinginnya. Steam yang dihasilkan oleh sisi sekunder akan digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga menghasilkan listrik. Kajian tentang sistem konversi energi siklus tidak langsung ini masih dilakukan.[1,2]. Temperatur keluaran RGTT200K adalah sekitar 950-1000°C, yang dapat digunakan

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2011 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 19 Juli 2011

Sriyono

ISSN 0216 - 3128

sebagai supplai energi untuk produksi hidrogen dan gasifikasi/liquifaksi batu bara. RGTT200K didesain menggunakan bahan bakar berbentuk pebble dengan diameter bola bahan bakar 6 cm. Bahan bakar pebble ini berintikan ribuan kernel bahan bakar yang dilapisi TRISO (Tripple Isotropic Carbon Coated). Tiga lapis itu adalah lapisan buffer, lapisan pyrocarbon (PyC) dan lapisan silikon karbida (SiC). Berdasarkan pengalaman pengoperasian RGTT didunia, desain RGTT yang menggunakan bahan bakar pebble lebih banyak menghasilkan debu daripada RGTT berbahan bakar prismatik. Debu karbon ini akan terbawa dalam aliran sistem pendingin[1,3]. Dengan adanya sisi primer dengan aliran helium yang banyak mengandung debu karbon, maka pada sisi ini harus didesain sistem pemurnian yang mampu menghilangkan debu karbon tersebut. Salah satu tahapan proses pada sistem pemurnian helium adalah dengan penyaringan menggunakan filter HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter). Agar didapatkan proses pengambilan debu yang efektif dan efisien sehingga didapatkan helium terbebas dari debu, maka konfigurasi dan kebutuhan stage filter HEPA harus ditentukan. Metodologi yang digunakan untuk mendesain konfigurasi filter HEPA adalah dengan membuat flowsheet diagram, menentukan kebutuhan jumlah stage, kemudian menganalisis konsentrasi debu pada masukan dan keluaran filter HEPA. Tujuan pemodelan adalah mendapatkan konfigurasi stage filter HEPA sehingga mampu membersihkan sistem pendingin helium dari pengotor debu karbon dan radionuklida produk fisi. Karakteristik, konfigurasi, dan analisis dari filter HEPA yang digunakan akan dijelaskan secara lebih detil dalam makalah ini.

METODOLOGI Metodologi yang digunakan dalam mendesain kebutuhan stage filter HEPA adalah dengan membuat flowsheet diagram, menentukan kebutuhan jumlah stage, kemudian menganalisis konsentrasi debu pada masukan dan keluaran filter HEPA. Jumlah kebutuhan stage ditentukan berdasarkan pada kuantitas/jumlah dan ukuran partikel debu yang masuk ke sistem pendingin. Data jumlah dan kuantitas ukuran partikel debu diperoleh dari beberapa literatur yang melaporkan berbagai pengalaman pengoperasian RGTT di dunia. Filter HEPA yang digunakan adalah HV HEPA (High Volume HEPA), terbuat dari bahan fiberglass, dengan kerangka aluminium tahan pada temperatur dan tekanan tinggi.

SUMBER-SUMBER DEBU KARBON PADA RGTT RGTT200K adalah reaktor nuklir yang menggunakan siklus tidak langsung dalam sistem

217

konversi energinya seperti halnya desain PBMR Afrika Selatan. Garis besar sistem konversi energi RGTT200K seperti ditunjukkan pada Gambar 1[2]. Helium disirkulasi sebagai pendingin primer yang panasnya diambil oleh air pada sistem sekunder melalui steam generator. Pada sistem primer, helium mengalir mengambil panas dari teras dan bersinggungan langsung dengan bahan bakar.

Gambar 1.

Sistem Konversi Siklus Langsung RGTT200K [2]

Tak

Penanganan permasalahan debu pada pengoperasian RGTT sangatlah vital. Jumlah debu ini sangat bervariasi terutama sangat ditentukan oleh jenis bahan bakar yang digunakan. Berdasarkan pengalaman pengoperasiannya, pada RGTT berbahan bakar pebble ditemukan jumlah debu yang lebih banyak dibandingkan yang berbahan bakar prismatik. Sumber-sumber debu terutama dihasilkan dari: mekanisme gesekan antar bahan bakar, insersi batang kendali (terjadi pada desain AVR, Germany), dekomposisi kontaminasi minyak dalam pendingin, proses dekarburisasi paduan baja karena pelepasan debu karbon ke sistem pendingin akibat perbedaan konsentrasi karbon pada material pendingin dengan konsentrasi karbon yang terbawa pada aliran pendingin, debu grafit dari teras yang dihasilkan baik dari pengisi (filler) untuk kemurnian tinggi grafit dan pengikat (binder) grafit. Pengikat ini akan mengakibatkan grafit yang digunakan kurang murni dan mempunyai sifat yang lebih reaktif. Berdasarkan standar ASME 2007 AG-1, bahwa spesifikasi filler dan binder untuk grafit nuclear grade ukuran partikelnya antara 1,68-4 µm. Ukuran debu yang dihasilkan oleh sumbersumber penghasil debu di atas sangat bervariasi. Pada umumnya ukuran ini mulai dari 0,1 µm sampai dengan 1 µm. Ukuran debu > 1 mikron akan mudah terpresipitasi/terendapkan dalam permukaan material, sedangkan ukuran yang lebih kecil akan terbawa dalam aliran. Debu karbon yang mengendap dalam permukaan material akan terakumulasi sesuai usia reaktor dan dengan temperatur dan tekanan yang tinggi maka sifatnya akan bertambah menjadi semakin keras. Selain debu karbon, partikel pengotor pendingin helium adalah radionuklida produk fisi. Radionuklida ini terbawa dalam aliran pendingin bercampur dengan debu atau pengotor lain, radionuklida-


218

ISSN 0216 - 3128

radionuklida ini dimungkinkan akan terdeposisi pada permukaan pipa/struktur melalui mekanisme sorpsi atau kondensasi.

2.

FILTER HEPA DAN MEKANISME PENYERAPAN PARTIKEL DEBU Filter HEPA pada umumnya dibuat dari bahan fiberglass yang disusun sebagai sebuah matras. Diameter serat gelas (fiberglass) antara 0,2-0,5 µm. Faktor utama yang mempengaruhi fungsi penangkapan sebuah HEPA adalah diameter serat, ketebalan filter, kecepatan aliran permukaan (surface velocity). Ruang udara antar serat filter HEPA lebih besar dari 0,3 µm. Salah satu contoh filter HEPA tipe HV (High Volume) HEPA ditunjukkan pada Gambar 2.[4,5]

Proses tumbukan inersia (inertia impaction), dimana partikel-partikel yang berukuran lebih besar tidak dapat menghindari serat fiberglass dan langsung bertabrakan dengan serat fiberglass yang bergerak mengikuti contour aliran udara yang datang. Partikel debu akan dipaksa secara langsung untuk menyatu dalam serat. Proses impaksi mudah terjadi pada gas berkecepatan tinggi. Mekanisme proses impaksi ditunjukkan oleh Gambar 4.

Gambar 4.

3.

Gambar 2. Desain HV (High Volume) HEPA [5,8] Mekanisme penangkapan partikel pada filter HEPA sangat berbeda dengan mekanisme penangkapan pada molecular sieve atau membran. Selain partikel berukuran setara atau lebih besar dari porositas filter tertangkap, filter HEPA dimungkinkan menangkap partikel polutan yang lebih kecil dari ruang/celah antar serat. Partikelpartikel debu terjebak, dan melekat pada serat gelas melalui kombinasi 3 mekanisme sebagai berikut: [5] 1. Proses intersepsi (interception), dimana gerakan partikel mengikuti sebuah garis aliran arus udara yang datang sehingga partikel akan melekat di serat-serat gelas tersebut. Mekanisme proses intersepsi ini ditunjukkan oleh Gambar 3.

Proses penangkapan debu oleh serat HEPA melalui mekanisme intersepsi

Proses penangkapan debu oleh serat HEPA melalui mekanisme impaksi inersia

Proses difusi (diffusion), partikel-partikel debu yang berukuran ≤0,1 µm akan saling bertumbukan satu sama lain dalam aliran fluida gas. Ketika memasuki serat fiberglass gerak partikel kecil ini akan melambat dan tertunda didalam aliran celah, sehingga mengakibatkan terdifusi dan melekat di serat fiberglass. Partikel berukuran 0,1 µm setelah melambat didekat serat, akhirnya tertangkap oleh serat melalui mekanisme intersepsi atau impaksi. Probabibilitas penangkapan partikel berukuran 0,1 µm sangat dipengaruhi oleh kecepatan aliran gas. Proses difusi sangat baik untuk aliran dengan kecepatan yang rendah. Perilaku gerak partikel berukuran kecil ini mirip gerak Brown di dalam suatu koloida. Mekanisme proses difusi pada serat fiberglass ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5.

Gambar 3.

Sriyono

Proses penangkapan debu oleh serat HEPA melalui mekanisme difusi

Proses difusi akan didominasi oleh ukuran partikel dibawah 0,1 µm. Sedangkan proses impaksi dan intersepsi akan didominasi oleh ukuran partikel diatas 0,3 µm. Efisiensi filter HEPA dapat ditentukan menggunakan rumus sebagai berikut : [6]


Sriyono

ISSN 0216 - 3128

 C  Efisiensi (%) = 1 − downstream  x100 Cupstream  

(1)

dengan : • C downstream adalah konsentrasi pengotor setelah melewati filter HEPA • C upstream adalah konsentrasi pengotor sebelum melewati filter HEPA Hubungan diameter partikel dengan efisiensi filter HEPA berdasarkan pengalaman pengoperasiannya dapat dilihat pada Gambar 6. Ukuran debu dibawah 0,1 µm mekanisme penangkapan partikel adalah difusi, sedangkan untuk ukuran partikel diatas 0,3 –0,5 µm melalui mekanisme difusi dan intersepsi, diatas ukuran tersebut melalui mekanisme impaksi dan intersepsi.

•

•

•

•

219

sebaiknya temperatur dibuat serendah mungkin dengan cooler agar masa pakai filter panjang. Panas api langsung atau konsentrasi partikulat tinggi yang dihasilkan dari proses pembakaran, partikulat tinggi mengakibat tingkat kejenuhan yang tinggi. Tekanan tinggi berlebih dan tekanan mendadak (shock pressures), serat fiberglass sebagai bahan utama filter HEPA akan cepat rusak jika dihantam oleh kekuatan/tekanan berlebih. Kerusakan ini akan mengakibat celah/ruang antar fiberglass menjadi lebih longgar. Udara korosif yang dihasilkan dari penguapan larutan asam atau kaustik basa, seperti asam sulfat, asam nitrat dan lain-lain. Asam ini akan merusak rangka separator filter yang terbuat dari bahan aluminium anodized. Udara mengandung asam hydrofluoric (HF), asam HF adalah asam yang sangat kuat, termasuk mudah sekali merusak bahan-bahan yang terbuat dari gelas seperti fiberglass bahan utama filter HEPA.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Gambar 6.

Hubungan Diameter Partikel dan Efisiensi filter HEPA[6]

KONDISI LINGKUNGAN YANG MEMPERCEPAT KERUSAKAN FILTER HEPA ADALAH ANTARA LAIN[5] • Uap air, dengan tingkat humiditas tinggi 95100%. Pada udara yang banyak mengandung air, akan mudah merusak filter HEPA melalui serangan korosi yang terjadi baik itu pada kerangka ataupun separator filter HEPA • Tidak semua filter HEPA tahan temperatur tinggi, ada filter tahan sampai temperatur 500°C, ada juga sampai 200°C, bahkan ada yang dibawah 135°C. Pemilihan filter yang digunakan tergantung kondisi udara yang akan dibersihkan,

Desain sistem pemurnian helium pada RGTT200K mengacu pada berbagai pengalaman pengoperasian reaktor RGTT yang ada di dunia. Tahap pertama sistem pemurnian ini adalah filtrasi dengan filter HEPA. RGTT200K adalah reaktor gas temperatur tinggi berbahan bakar berbentuk pebble. Oleh karena itu debu karbon yang akan dihasilkan akan lebih banyak dibanding berbahan bakar prismatik. Pada Tabel 1, dijelaskan laporan jumlah debu karbon dari beberapa RGTT di dunia. Apabila kita tinjau dari Tabel 1, daya reaktor yang mendekati RGTT200K adalah THTR-300 Germany, sehingga dalam perhitungan ini diasumsikan bahwa debu karbon yang akan dihasilkan pada RGTT200K adalah berkisar 30-100 kg/tahun. Nilai ini akan digunakan untuk menghitung efisiensi filter HEPA pada disain sistem purifikasi RGTT200K. Flowsheet diagram desain filter HEPA pada sistem pemurnian helium RGTT200K ditunjukkan pada Gambar 7.

Tabel 1. Jenis reaktor dan debu karbon yang dihasilkan [4] Nama Reaktor Jenis Bahan Bakar Jumlah debu karbon AVR, Germany, Pebble 5 kg/tahun Eksperimental Plant , (1967(jika di-scaling up ke 400 MW setara dengan 1988) 43 kg/th) THTR-300, Germany, Demo Pebble 10 kg/th (jika di-scaling up ke 400 MW Plant, 1985-1989 setara dengan 100 kg/th) HTR-10, Cina, Pebble 2,74 kg/tahun Eksperimental, 2000(jika di-scaling up ke 400 MW setara dengan sekarang 80 kg/th)


220

ISSN 0216 - 3128

Sriyono

P-1

ALIRAN UTAMA P-1

GCS1 COOLER P-12

E-1

F1

F2

OPERATION FLOW

V-1

GCS2 E-2

P-2

E-5

F1

F2

P-20

Ke Oksidator CuO

P-3

OPERATION FLOW V-2

E-3

E-6 E-8

P-14

HEATER

P-13

STAND BY FLOW

P-7

F1

P-21

P-23

P-24

F2

V-3

E-4

E-7

Keterangan : P-6

GCS1 = Gas Chromatografi Sensor Input

P-22 P-8

GCS2 = Gas Chromatografi Sensor Output F1 = Filter HEPA 0,5 micron F2 = Filter HEPA 0,3 micron

Gambar 7. Flowsheet diagram desain filter HEPA pada RGTT200K Aliran masuk ke sistem purifikasi berasal dari pemotongan/sudetan aliran utama sistem pendingin. Aliran ini berasal dari aliran utama setelah melewati steam generator sehingga temperatur sudah menurun dari ±900°C menjadi sekitar ±300°C. Dengan daya 200MW th , aliran utama pendingin helium diperkirakan mempunyai laju alir massa sebesar 120 kg/detik, tekanan 5 MPa, dan temperatur 300°C[1]. Tidak seluruh aliran utama dipurifikasi, tetapi hanya sekitar 10% yaitu sekitar 12 kg/detik. Dalam desain, aliran masuk purifikasi ini akan dibagi lagi menjadi 3 aliran paralel, yaitu 2 aliran selalu dioperasikan, dan satu aliran sebagai aliran stand by. Aliran stand by digunakan pada saat proses penggantian filter apabila ada kejadian tak diinginkan seperti aliran blockage karena filter terlalu dini mengalami kejenuhan. Masing-masing aliran ini akan memasuki tahapan filtrasi dengan menggunakan filter HEPA berkapasitas besar. Filter ini didesain tahan sampai dengan temperatur 500°C. Masa pakai filter adalah 4 tahun apabila kondisi lingkungan adalah kondusif, tidak memicu terjadinya kerusakan seperti kelembaban tinggi, kandungan zat-zat asam, dan tekanan/temperatur berlebih. Namun demikian untuk memperpanjang usia filter maka dalam desain ini sebelum masuk proses filtrasi, aliran didinginkan terlebih dahulu menggunakan cooler, sehingga temperatur yang didapatkan sekitar 130°C (200°F) sesuai standar ASME (American Society for Mechanical Engineers) 2007 AG-1, Spesifikasi HEPA Filter untuk Aplikasi Nuklir [7]. Konsentrasi debu karbon yang bercampur dengan produk fisi di dalam pendingin helium harus serendah mungkin. Setiap aliran proses filtering

dengan HEPA, didesain dengan 2 stage. Stage 1 atau F1 adalah filter HEPA dengan diameter fibrous 0,5 µm; dan stage kedua atau F2 adalah filter HEPA diameter porositas 0,3 µm. Filter HEPA F1 digunakan untuk menahan/menangkap semua debu karbon dengan ukuran 0,5 µm atau lebih melalui mekanisme yang dominan adalah intersepsi atau impaksi. Pada ukuran partikel ≥ 0,5 µm, partikel akan masuk (intersepsi) atau menabrak langsung (impaksi) dengan serat fiber sehingga melekat dipermukaannya dan tertahan. Sebagian kecil debu karbon yang masih lolos dari filter F1 akan disaring kembali oleh filter F2 dengan ukuran porositas yang lebih kecil yaitu 0,3 µm. Pada filter F2 ini mekanisme dalam menangkap debu karbon adalah kombinasi intersepsi, impaksi dan difusi, tetapi yang paling dominan adalah intersepsi dan difusi, karena laju alir yang lebih lambat. Berdasarkan standar ASME AG-1 2007, efisiensi filter HEPA 0,5 µm adalah 99,97%, sedangkan filter HEPA 0,3 adalah 99,99%. Dengan efisiensi sebesar ini, apabila dihitung maka sebagian besar debu karbon akan tertahan dalam filter, seperti ditunjukkan pada Tabel 2. Berdasarkan perhitungan pada Tabel 2 diketahui bahwa setelah melalui filter F2 maka konsentrasi debu karbon tinggal 5,14 x 10-12 kg/jam (untuk nilai minimum dari kemungkinan debu karbon dihasilkan teras) dan 1,71 x 10-11 kg/jam (untuk nilai maksimum dari kemungkinan debu karbon dihasilkan teras). Dengan kata lain hampir semua debu karbon dalam pendingin akan terambil.


Sriyono

ISSN 0216 - 3128

221

Tabel 2. Hasil perhitungan konsentrasi debu karbon pada desain filter HEPA Konsentrasi debu pada Konsentrasi Konsentrasi Konsentrasi debu Konsentrasi debu aliran utama debu masuk debu masuk keluaran Filter keluaran Filter aliran purifikasi dalam 1 aliran (F1) 0,5 µm (F2) 0,3 µm (10% aliran (η=99,97%) (η=99,99%) utama) 30 kg/th = 0,0034 kg/jam (diasumsikan sama 3,42 x 10-4 1,71 x 10-4 5,14 x 10-8 5,14 x 10-12 dengan konsentrasi kg/jam kg/jam kg/jam kg/jam minimal pada pendingin THTR 300MW th , pebble bed) 100 kg/th = 0,0114 kg/jam 0,0011 kg/jam 5,71 x 10-4 1,71 x 10-7 1,71 x 10-11 kg/jam kg/jam kg/jam (diasumsikan sama dengan konsentrasi maksimal pada pendingin THTR 300MW th , pebble bed) install, harus dipastikan HEPA filter diinstall oleh Untuk memantau konsentrasi partikel debu, orang yang tepat. radionuklida atau gas-gas pengotor lain dalam aliran helium maka setiap saat keluaran dari filter HEPA ini KESIMPULAN akan dipantau menggunakan alat Gas Chromatografi. Proses penyaringan partikulat menggunakan Sedangkan untuk memantau kemampuan filter debu filter HEPA pada sistem pemurnian helium karbon apakah masih layak digunakan atau tidak RGTT200K adalah merupakan proses pengambilan maka digunakan perubahan tekanan (pressure drop) debu karbon dan radionuklida produk fisi. Aliran pada aliran pendingin. Pada batas dimana nilai helium yang masuk ke filter HEPA mempunyai laju pressure drop telah melewati nilai 25% maka filter alir massa 12 kg/s yang merupakan 10% dari aliran dapat dinyatakan sudah tidak layak dipakai dan harus utama pendingin RGTT200K. Aliran ini berasal dari segera diganti. didesain terbagi menjadi 3 aliran, yaitu 2 aliran selalu Proses penggantian filter dilakukan dengan cara beroperasi dan 1 aliran stand by. Aliran stand by menutup aliran dan mengalihkan ke aliran yang stand digunakan pada saat proses perawatan atau pada saat by. Penggantian filter harus dilakukan secara hati-hati kejadian tak diinginkan ketika salah satu aliran karena debu karbon biasanya tercampur dengan terjadi blockage. Setiap aliran terdiri dari 2 stage radionuklida produk fisi yang memancarkan radiasi. filter yaitu F1 dengan porositas fiber 0,5 µm dan F2 Paparan radiasi yang diterima pekerja harus selalu dengan porositas fiber 0,3 µm. Pada filter pertama dipantau sesuai ketentuan proteksi radiasi bagi akan menangkap debu berukuran 5 µm atau lebih pekerja. Filter debu yang telah diambil akan diolah melalui mekanisme dominan adalah intersepsi dan sebagai limbah padat dengan aktivitas tinggi. Setelah impaksi, sedangkan filter kedua menangkap debu filter diganti menjadi filter baru, maka aliran ini berukuran kurang dari 0,4 µm melalui mekanisme berganti menjadi sebuah aliran stand by. dominan adalah intersepsi dan difusi. Efisiensi filter Filter HEPA seharusnya tidak dirubah secara HEPA yang digunakan F1 adalah 99,97% dan F2 rutin selama pemakaian, karena perlakuan ini dapat adalah 99,99%. Berdasarkan hasil simulasi dengan merusak fiberglass HEPA. Filter HEPA seharusnya asumsi konsentrasi debu karbon masuk aliran adalah diuji secara berkala (6 – 12 bulan) berdasarkan 0,0114 kg/jam (nilai maksimum THTR-300 pebble jumlah pengukuran partikel, kebocoran (aerosol bed) maka konsentrasi debu karbon keluar filter F2 challenge), kecepatan dan perbedaan tekanan pada adalah 1,71 x 10-11 kg/jam. Dengan kata lain hampir media filter. Penggantian filter HEPA biasanya semua debu karbon dalam aliran sistem purifikasi dipicu oleh tiga hal, yaitu : ketika sudah terlalu sering akan terambil. diperbaiki, ketika perbedaan tekanan naik seiring dengan penurunan kecepatan (hal ini DAFTAR PUSTAKA mengindikasikan bahwa filter telah penuh dengan partikel) dan ketika perbedaan tekanan turun seiring 1. DHANDHANG P, M., “Desain Konseptual dengan kenaikan kecepatan. Ini mengindikasikan Reaktor Daya Maju Kogenerasi Berbasis filter telah rusak dan udara bergerak tanpa melewati RGTT”, Prosiding Seminar TKPFN-16, ITS filter. Kenaikan jumlah partikel mungkin terlihat atau Surabaya, 2010 mungkin juga tidak terlihat. Secara umum, kerusakan yang paling terjadi adalah ketika mereka sedang di Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah – Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Nuklir 2011 Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 19 Juli 2011

222

2.

3.

ISSN 0216 - 3128

IAEA, “Pebble Bed Modular Reactor (PBMR)”, Status Report for Advanced Nuclear Reactor Designs, Report 70, Vienna, Austria, 2010 GASTALDI, O., LIGER K., et.al.,”Helium Purification”, 3rd International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology, October 1-4, 2006, Johannesburg, South Africa

4.

NATESAN K., A., PUROHIT, S.W. TAN, “Material Behavior in HTGR Environments”, Argonne National Laboratory, NUREG/CR6824 ANL-0237, (2003)

5.

PORTACOUNT, “Mechanism of Filtration for High efficiency Fibrous Filters”, Health and Safety Respirator Testing, Application Note ITL-041, TSI-INCORPORATED, Minnesota, USA, 2006

6.

US Dept of Energy, “Specification for HEPA Filters Used By DOE Contractors”, DOE Standard, DOE-STD-3020-97, Washington DC, USA, 1987

7.

ASME AG-1, Section 15862S, “High Efficiency Particulate Filtration: HEPA Filters Used In Nuclear Applications”, USA, 2007

8.

NAFA (National Air Filter Association), “High Volume HEPA Filter”, FILTRAIR, York, USA, 2008

Sriyono

TANYA JAWAB Bangun Pribadi −

Mengapa harus ada 3 aliran dalam desain filter HEPA?

Sriyono •

Desain pemurnian Helium RGTT mengadopsi desain pemurnian HTR-10 China, dengan 3 aliran masuk filter, 2 aliran selatu beroperasi, dan satu aliran stand by.

Andy Sofrany − −

Apa pentingnya sumber debu pada RGTT? Apakah filter HEPA mempunyai ketahanan terhadap temperature tinggi mengingat pendingin helium beroperasi pada >600⁰C.

Sriyono •

•

RGTT 200k didesain menggunakan bahan bakar berbentuk pebble, dengan demikian sudah dipastikan akan menghasilkan debu. Debu tidak boleh mengotori pendingin karena menggunakan proses pengambilan panas. Filter HEPA ada yang didesain sampai ⁰C, tetapi dalam pada temperatur 500 desain dipasang cooler sebelum masuk ke HEPA.


ANALISIS DAN PEMODELAN FILTER HEPA PADA SISTEM PEMURNIAN HELIUM RGTT200K

Recommend Documents