BASIC PROFESSIONAL TRAINING COURSE ON NUCLEAR SAFETY JULY 19 – 30, 2004
ANALISIS KESELAMATAN DETERMINISTIK
Anhar R. Antariksawan Bidang Analisis Risiko dan Mitigasi Kecelakaan P2TKN E-mail:
[email protected]
PENGANTAR
1. Diktat “Analisis Keselamatan Deterministik” (mainly, IAEA SRS No. 23, Accident Analysis for NPP) 2. Diktat “Penyatuan Metodologi Analisis Keselamatan Maju ke Dalam Laporan Analisis Keselamatan” (terjemahan dokumen IAEA TECDOC-1351)
ISI PRESENTASI •PENDAHULUAN •LANGKAH ANALISIS KECELAKAAN •KEJADIAN AWAL •KRITERIA PENERIMAAN •COMPUTER CODES •JENIS ANALISIS
PENDAHULUAN (1) • Analisis keselamatan deterministik = analisis kecelakaan • Adalah perhitungan untuk mengetahui respon sistem terhadap suatu kondisi kecelakaan • Perhitungan dimulai dari kejadian pemicu (initiating event) dan dengan skenario (ketersediaan sistem dan tindakan operator) tertentu • Bantuan piranti analitis yang berupa program perhitungan komputer (computer codes) • Dalam codes: Modelisasi sistem, fenomena
PENDAHULUAN (2) • Analisis keselamatan deterministik digunakan untuk berbagai tujuan: permohonan ijin instalasi baru/ modifikasi instalasi, peningkatan atau pembenaran BKO, EOP, rencana kedaruratan • Untuk keperluan perijinan, hasil analisis (harga parameter keselamatan) memenuhi kriteria penerimaan yang telah ditetapkan • Konservatif (pesimis) atau best estimate (perkiraan terbaik, realistik)
Spesifikasi fasilitas, tujuan dan lingkup analisis kecelakaan
Persyaratan
Pengembangan kumpulan data
Pemilihan pendekatan
Persyaratan
Data
Pemilihan program
metodologi
Pengembangan buku pegangan keteknikan
Modifikasi
Data untuk verifikasi dan validasi
Pengumpulan data instalasi
Mengubah data instalasi sesuai dg yg diperlukan input program
Pengembangan model instalasi
Nodalisasi
Verifikasi dan validasi model instalasi
Perhitungan steady state
LANGKAH ANALISIS
Modifikasi
Definisi model fisis
Penyiapan skenario, modifikasi model instalasi
Kondisi awal dan batas
Kejadian pemicu
Eksekusi perhitungan Pemeriksaan hasil
Presentasi hasil
Kriteria penerimaan
KEJADIAN PEMICU / AWAL • Berbagai kategorisasi. Contoh untuk RR (dan PLTN): 1. Kehilangan catu daya listrik 2. Kehilangan aliran 3. Penyisipan reaktivitas lebih 4. Kesalahan manusia • Bergantung pada jenis dan desain
KRITERIA PENERIMAAN
• Untuk menilai hasil analisis kecelakaan • Dapat berupa: Batas numerik (PCT < 1204°C) Kondisi status instalasi (tidak ada b.b. rusak) • Untuk kejadian dg. Probabilitas tinggi, kriteria lebih ketat
METODE ANALISIS • Pendekatan konservatif:
PCT konservatif > PCTaktual • Pendekatan perkiraan terbaik (+ ketidakpastian):
PCTBE – PCTtdk pasti ≤ PCTaktual ≤ PCT BE + PCTtdk pasti • Analisis sensitivitas: untuk mengetahui parameter yang berpengaruh besar thd. respon sistem (cliff edge effect)
COMPUTER CODES (1) JENIS PROGRAM Fisika Reaktor
Perilaku [11]
Sistem [12]
bahan
bakar
Termohidraulika
NAMA (NEGARA*)
KETERANGAN
WIMS, DYN3D, KIKO (Hungaria), HEXTRAN (Finlandia) dan COCCINELLE (Prancis)
Program dapat mencakup efek ruang, 1-3D dan model termohidraulik sederhana. Beberapa program telah digabung dengan program termohidraulik untuk analisis transient dan DBA
FRAPCON dan FRAPT-T6 (AS), TRANSURANUS (Jerman), ENIGMA (UK), START-3 dan RAPTA-5 (Rusia), ELESIM dan ELOCA (Kanada)
Pada umumnya menguraikan perilaku bahan bakar tunggal
RELAP5, TRAC-P/B dan COBRA-TRAC (AS), CATHARE (Prancis), ATHLET (Jerman) DINAMIKA (Rusia), SMABRE dan APROS (Finlandia), CATHENA dan TUF (Kanada)
Program menguraikan perilaku system reactor meliputi hidrodinamik, perpindahan panas, kinetika reaktor, sistem kendali dan sistem komponen lainnya
COMPUTER CODES (2)
Kontainmen
CONTEMPT dan CONTAIN (AS), GOTHIC (Jerman), JERICHO, RALOC dan COCOSYS
Struktur
NASTRAN, ABAQUS, ANSYS, SAP2000, COSMOS/M
Kecelakaan parah (mekanistik) [13-15]
SCDAP/RELAP5, CATHARE/ICARE (Prancis), ATHLET-CD (Jerman), RELAP5/SCDAPSIM, IMPACT (Jepang),
Kecelakaan parah (parametrik)
ESCADRE (Prancis), ESTER, MAAP, MELCOR (AS), THALES (Jepang)
IMPACT dikembangkan untuk simulator instalasi menggunakan RELAP sebagai dasar perhitungan termohidraulik
COMPUTER CODES (3) • Kopling computer codes: neutronik dan termohidraulik • Dalam analisis kecelakaan digunakan bermacammacam computer codes • Verifikasi: checking dg. Semua dokumentasi, programming • Validasi: komparasi hasil perhitungan dengan data eksperimen atau instalasi riil • Eksperimen: integral (sistem) dan efek terpisah (fenomena lokal)
COMPUTER CODES (4)
COMPUTER CODES (5)
Nodalisasi PWR untuk RELAP5
COMPUTER CODES (6)
Nodalisasi PWR untuk MELCOR
COMPUTER CODES (7) Nodalisasi RSG untuk RELAP5
COMPUTER CODES (8) Contoh struktur input deck RELAP5 1020000 ihl branch 1020001 3 1 1020101 13.761 4.362 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.417 00 1020200 3 2242.5 589.23 1021101 100010000 102000000 0.0 0.0 0.0 0000 1022101 102010000 104000000 0.0 0.067 0.067 0000 1023101 152010000 102000000 0.7212 0.0 1021201 30464.55 0.0 0.0 1022201 30464.55 0.0 0.0 1023201 0.0 0.0 0.0
0.0
0100
COMPUTER CODES (9) Contoh output RELAP5
COMPUTER CODES (10) Contoh output RELAP5
COMPUTER CODES (11) Contoh output MELCOR
JENIS ANALISIS KECELAKAAN (1) 1. ANALISIS DESAIN • Dilakukan pada tahap desain, bahkan sejak desain konsep / dasar • Menetapkan karakteristik: 1.
Kinerja peralatan keselamatan, spt ECCS, containment spray
2.
Set points untuk parameter pemicu sistem protektif, spt scram, pembukaan katup pembuang dan pengaman
3.
Pengkajian dosis ke publik
• Umumnya pendekatan konservatif
JENIS ANALISIS KECELAKAAN (2)
2. ANALISIS PERIJINAN •Kriteria penerimaan diberikan oleh Badan pengawas •BP dapat meminta perhitungan baru, jika ada hasil eksperimen atau pengalaman operasi yang baru •Untuk modifikasi, lingkup dapat lebih kecil tapi perlu disesuaikan dengan aturan/data terkini •Umumnya, pendekatan konservatif
JENIS ANALISIS KECELAKAAN (3) 3. VALIDASI PROSEDUR OPERASI DARURAT DAN SIMULATOR INSTALASI o Analisis digunakan untuk memvalidasi EOP untuk berbagai kondisi kecelakaan o Simulator digunakan untuk melatih operator dalam melakukan EOP o Dalam simulator diperlukan ketepatan perhitungan (mis. timing) dan tidak menimbulkan misinterpretasi o Digunakan full-scope simulator, dengan model RKU seperti riil
