Ke Daftar Isi Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan serla Fasililas Nllklir
Serpong, 9-10 Febrllari 1993 PRS G, PPTKR - BATAN
PLTN
KARAKTERISTIK SURU BAHAN BAKAR RSG-G.A. SIWABESSY SAAT TERJADI KEGAGALAN PEMASOK DAYALISTRIK PLN. Oleh Sudarmono, Iman Kuntoro Pusat Reaktor Serba Guna - Badan Tenaga Atom Nasional
ABSTRAK. KARAKTEIDSTIKSUHUBAHANBAKARSAATTERJADIKAGAGALANPEMASOK DAY A LISTIDK PLN. Akibatgagal pemasok daya listrikPLN menyebabkan pompa primermaupun sekunderpadam. Beberapa saat kemudian karena laju alirsistem primermencapai batas minimal 2771 m3/jam, RPS ( Reactor Protection System) memadamkan reaktor secara otomatis, sehingga menyebabkan terjadi akumulasi panas hasiI fisi elemen bakar secara langsung. Akibatnya semua suhu plat bahan bakar akan naik dari kondisi setimbang sebelumnya. Hal ini ditunjukan dengan Survegor460 yaitu 1,9 detiksetelah pompa mati terjadi scram. Pada keadaan ini suhu plat bahan bakar mencapai maksimum (kondisi transien) dan 4 detik kemudian turun mencapai minimum dan selanjutnya kembali naik (kondisi konveksi bebas) hingga mencapai maksimum setelah 96 detikdari pompa mati. Eksperimen karakteristik suhu bahan bakar dilakukan dengan menggunakan 2 buah bahan bakar yang berinstrumen yang diletakkan di posisi D-5 dan E-8 di dalam teras. Kemudian dilakukan dengan cara mematikan kedua pompa dan menutup katup isolasi sistem primer secara bersamaan. Hasil eksperimen menunjukanbahwa karakteristik suhu bahan bakar kondisi mantap mencapai puncak sebesar 122,7 °c, kemudian mengalami kenaikan karena daya reaktor relatif konstan seperti kondisi setimbang,tetapi laju alir turon sampai dengan batas laju alir minimal. Kenaikan suhu yang terjadi adalah 124,7 °C pada kondisi transien serta 127,7 pada kondisi konveksi bebas. Komparasi hasil yang diperoleh pada kondisi mantap,transien dan konveksi bebas dengan program Coolod-N masing-masing adalah 124 °C,125.1°C dan 129,3 °C masih berada dalam penyimpangan dibawah 3 %, Demikian pula masih aman bila dibanding dengan batas aman yang di ijinkan,yaitu dibawah 145°C.
ABSTRACT. FUEL
ELEMENT
TEMPERATURE
CHARACTEIDSTIC
ON THE
PLN POWER
SUPPLY FAILURE ACCIDENT. The PLN power supply failure is causing primary pump and secondary pump are scram. The PLNPowersupplyfailure causing primary pump and secondary pump are scram. The reactor automaticalIy scrammed due to minimal flow rate from the primary system. Heat accumulation fission from the fuel element takes place are occure directly. Fuel plate temperature increases from the steady state condition. Scram happened 1,9 seconds after ward and recorded by servogor 460 instrument after pump off, fuel plate temperature reaches the maximum temperature at transient. 4 seconds after that, the temperature decrease to the minimum temperature and 96 seconds after the pump off,temperature increase to the maximum at the free convection condition. Fuel element temperature characteristic experiment done by using two instrumented fuel element at D-5 and E-8 core position. Fuel plate temperature characteristicresuIt from the steady state condition reached the max imum 122,7 °C. Max imum temperature at the transition condition 124,7°C and 127,7°C at the free convection. From the Coolod-N Code, steady state temperature 124°C,125,1 °C at the transition condition and 129,3 °C at the free convection. Comparation between experiment and calculation have 3% deviation. The safety design fuel element temperature 145°C.
149
ProsiJing Seminar Teknologi Jan Kesdamalan serla Fasililas Nuk/ir
Serpollg, 9·10 Februari 1993 PRS G, PPTKR • BATAN
PLTN
PENDAHULUAN Reaktor Serba Guna G.A Siwabessy adalah reaktor riset dengan bahan bakar U3 08 - AI yang berbentuk plat dan berpendingin ~ 0. Di RSG - G.A Siwabessy pada operasi nonnal, panas hasil fisi diambil dari teras reaktor oleh sistem pendingin primer dan selanjutnya dibuang melalui menara pendingin ("Cooling tower") ke atmosfir lewat sistem pendingin sekunder. Sistem pendingin yang ada di RSG-GAS di disain untuk mampu mengambil panas sejumlah 34 MW. Kegagalan salah satu saja dari sistem pembuangan panas utama tersebut, yaitu sistem pendingin primer dan sistem pendingin sekunder, akan berpengaruh pada kesetimbangan panas yang ada. Eksperimen ini di lakukan dengan eara mengoperasikan reaktorsampai daya 30 MW. Setelah keadaan mantap± 24 jam, reaktor dan pompa primer maupun sekunder dipadamkan seeara bersamaan serta menutup katup isolasi. Dalam eksperimen karakteristik suhu bahan bakar digunakan 2 buah bahan bakar yang berinstrumen. Akibat akumulasi panas hasil fisi elemen bakar seeara langsung akan menyebabkan suhu plat bahan bakar naik hingga meneapai suhu tertentu. Hasil eksperimen diperoleh, puneak suhu maksimum kondisi mantap sebesar 122,7 ·C, puneak suhu maksimum kondisi transien sebesar 124,7 ·C saat 1.9 detik setelah pompa mati dan puncak suhu maksimum kondisi konveksi bebas sebesar 127,7·C saat 96 detik setelah pompa mati. Sedangkan jika dibanding dari disain, reaktor dapat dioperasikan pada suhu plat bahan bakar maksimum 145 ·C.
Besar harga dq dalam suatu elemen bakar yang bervolume q'" Ar dz dapat disama ratakan, sehingga : W C p dT b = qlll A r dz Dimana Ar = tampang lintang elemen bakar dalam bundel elemen bakar. Besamya harga Tbpada sepanjang kanal ditentukan menurut persamaan ( 6 ) : Tb = Tho+[ {(qlllmnAr H In W C) (I+Sin(n z/H»}] Tho+[(q'llmaxVInWC) {1+Sin(nZ/H)}] (3) Dimana Vr adalah volume bundel elemen bakar. Suhu pendingin pada pusat kanal terpanas diberikan dalam persamaan (3). Menurut persamaan (3), harga suhu maksimum yaitu : T",maks = Tho+ {(2q'" maks Vr)ln W
Cp
•••••••••••••••
(4)
Suhu pendingin berkurangjika bergerak menjahui pusat kanal. Tc merupakan fungsi posisi disepanjang kanal. Sehingga Tc dapat dihitung dengan menentukan panas yang dipindahkan dari tiap satu-satuan panjang dz dalam bundel elemen bakar yaitu h Ce dz (Te-Tb), sebanding panas yang dihasilkan dalam tiap satu-satuan panjang dz dari bundel elemen bakar, yaitu : q'" maksA,. dZ Cos (n ZIH).
TEOR! Bila pendingin bergerak sepanjang elemen bakar, ia menyerap panas, sehingga suhu pendingin bertambah seeara kontinyu. Panas yang dibebaskan dari elemen bakar adalah : q = q mlksCos (TIZIH)
(1)
Panas yang dihasilkan elemen bakar dan bertambahnya panas pada pendingin seeara kontinyu merupakan fungsi Z. Tiap plat dalam bundel elemen bakar memberikan panas ke pendingin dalam suatu satuanlunit sel. Jika pendingin dengan tebal dz bergerak sepanjang kanal pendingin, maka volume pendingin ini . sarna dengan Acdz, dimana Ac adalah tampang lintang luas kanal. Sedangkan masanya adalah r Acdz, dim ana r adalah rapat pending in. Dengan demikian bila untuk menaikan suhu pendingin sebasar dT b pendingin harus bergerak pada kana I sejauh dz, maka perubahan dTb sebanding dengan r Acdz Cp' dimana Cp adalah panas spesifik persatuan massa. Sedangkan pertambahan panas pending in sebagai fungsi waktu dirumuskan sebagai berikut : dq =
r A 0 (dz/dt) CpopdTb =
dimana V = keeepatan pendingin W = laju alir pendingin yang besamya maka
d q =WC
P
dTb
A V C dTb
Ac V
....................... (2)
150
Dengan demikian :
Dengan substitusi Tb ke persamaan diatas didapat harga : To = [ Tho+ (q maksVI W Cp) {1+Sin (n ZIH)} + { q Pmaks A/h Co }{Cos (Cos(n Z/H } ]
(5)
Dimana ~ = Tahanan pindah panas konvcktif. Besamya suhu (Tj pada pusat elemen bakar dapat dihitung. Kesamaan dari panas yangdihasilkan dan fluks panas memberikan hasil sebagai berikut : (Tm- Tb I ~ = q maksA c Cos (n Z/h), Dengan memasukan harga Tb kedalam persamaan (3) akan didapat harga Tm' sebagai berikut : Tm = Tho+[(q maksVr I W Cp) ( 1 + Sin (n ZIH)] + qmaksVc ~ Cos ( Z/H ) (6) Besamya q ditentukan dari beda suhu Tm - Tb' Karena itujika Tb bertambah maka Tm besar sehingga besar q dapat ditentukan lebih teliti. Setelah melewati pusat kanal, q menurun dengan eepat akhimya Tm berkurang. Dan j ika Tbnaik maka q berkurang dan letak
Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamalan serla Fasililas Nuklir
Serpong, 9-10 Februari 1993 PRS G, PPTKR - BATAN
PLTN
suhu maksimum clemen bakar dapat ditentukan. Suhu maksimumini didapatdengansubstitusi harga TcatauTm kedalam persamaan (5), sehingga didapat :
.................. (7) Dari persamaan sebcsar :
(6), juga akan diperoleh
hasil
................ (8) Harga maksimum Tcdan Tmdapatdiperoleh dengan substitusi persamaan (7) dan (8) kedalam persamaan (6). Tc.man= Too+ q moks Vr l\
[(l+h+
a2)/
a
(9)
Dimana : .................................
(10)
Dengan demikian harga - harga Tb,Tcdan Tmdapat diperoleh dari persamaan diatas.
iradiasi yang terisi air. Dari hasil pengukuran reaktivitas elemen bakar /2/, dibuktikan pula bahwa RI-38 dan RI40 yang masing masing terletak pada posisi D-5 dan E8 mempunyai reaktivitas yangterbesar. Hasil pengukuran distribusi laju alir /3/ menunjukan pula bahwa laju alir pada kedua posisi elemen bakar tersebut lebih rendah dibandingkan laju alir pada posisi posisi yang lain. Sehingga, diharapkan pada posisi tersebut diperoleh informasi suhu yang tertinggi. Penempatan RI-II pada posisi E-8 dengan eara mengaturtitikpengukuran RI-I1/ yang terletak pada plat terluar, menghadap posisi iradiasi E-7. Pada plat terluar tersebut, secara radial diperkirakan terjadi suhu yang tertinggi. Mengingat pada plat terluar tersebut diharapkan terjadi PPF yang paling besardan pendinginan pada plat terluar kurang sempurna dibandingkan dengan pendingin pada kanal bahan bakar yang lebih dalam. Estimasi penempatan IFE untuk mendapatkan informasi suhu yang paling tinggi, seeara radial,telah dieoba dan dibuktikan dalam ekperimen teras I, ref.l4/, dengan cara mengubah - ubah posisi IFE pada beberapa posisi radial. Data suhu keluaran dan masukan sistem primer, laju alir sistem primer, posisi katup sirkulasi alam dan sistem sistem lain yang . menunjang eksperimen diamati melalui kanal kanal instrumentasi pada panel ruang kontrol utama. Data yangpenting diamati dan direkam seeara kontinyumelalui rekorder.
n,
TAT A KERJA Ekspcrimcn dilakukan dcngan cara mcmadamkan kedua pompa primer maupun sckundcr serta menutup katup isolasi sistem primersecara bersamaan, selanjutnya reaktor di padamkan secara otomatis oleh RPS, karena laju alir sistem primermencapai batas minimal harga trip scram. Sebelum dilakukan eksperimen, reaktor dioperasikan pada tingkatdaya 30 MW selama±24jam. Setelah pompa mati,lajualirsistem primerakan menurun secara eksponensial. pendinginan teras reaktor secara konveksi paksa, dengan laju alir sistem primer yang menurun terus tersebut, bcrmula dari pompa mati hingga katup sirkulasi alam membuka. Katup sirkulasi alam akan membuka secara otomatis karena gaya beratnya. Setelah katup membuka, pendinginan teras dilakukan secara konveksi alam. Pengamatan dilakukan hingga ±30 menit setelah pompa mati. Karakteristik suhu clemen bakar ditentukan dengan menggunakan clemen bakar yang di Icngkapi dcngan termokopel ("Instrumented Fuel Element-IFE"), Semua ada 2 IFE,yaituRI-IO dan RI-ll. Masing masing IFE dilengkapi dengan tiga termokopel. Pada RI-l 0, satu termokopcl mengukur suhu permukaan plat bahan bakar sedangkan dua termokopel yang lain mengukur suhu pendingin masukan dan keluaran kanal bahan bakar. Pada RI-ll,ketiga termokopel yang ada mengukur suhu pcm1Ukaan plat bahan bakar. Lokasi termokopcl pada RI-IO dan RI-ll sccara tepat dapat dilihatpada gambarlAdan lB. RI-IO danRI-11 masingmasing ditempatkan pada posisi kisi D-5 dan E-8. Dari perhitungan neutronik, kcdua posisi tersebut mcmpunyai harga PPfyang tcrbcsar, karcna tcrlctak di sekitar posisi
151
Syarat Awal Percobaan I. IFE RI - 10 telah dipasang di posisi D-5 dan IFE RI-
II
di E-8
2. Parameter yang akan diukur telah dihubungkan dengan rekorder. 3. Kalibrasi daya telah dilakukan.
Parameter Yang Dlamatl 1. Suhu sistem primer, JEO1 CT811 2. Suhu inlet dan outlet teras reaktor, JEOI CT006 dan CTOO1. 3. Suhu masukan dan keluaran penukar panas (HE) JEO1 CT003 dan CT002. 4. Suhu pendingin di dalam kanal dan plat elemen bakar yang dipantau lewat rekorder 6 kanal. 5. Kanal daya JKT04 DXOOL
HASIL EKSPERIMEN DAN PEMBAHASAN Profi Ihasil karakteristik suhu elemen bakar kondisi gagalnya pemasok daya PLN ditunjukan seperti dalam Gambar I. Setelah reaktor padam dan laju alir sistem primer menurun secara eksponensial. Katup sirkulasi alam membuka seeara otomatis 72 detik setelah pompa mati. Setelah katup membuka terjadi transisi beberapa saat dari pendinginan seeara konveksi paksa (arah aliran dari atas ke bawah) ke konveksi alam (arah aliran dari bawah ke atas). Pada Awal pendinginan konveksi alam diatas menyebabkan suhu plat naik dengan cepat, dan mencapai puneaknya saat 96 detik setelah pompa mati. Setelah itu suhu akan turun secara perlahan lahan. Karakteristik suhu clemen bakar pada teras VII saat tcr-
Prosiding Seminar Teknologi dan Kesdama/all serra Fasili/as Nuklir
PLTN
Serpong, 9-10 Februari 1993 PRS G, PPTKR - BATAN
jadinya kegagalan pemasok day a listrik PLN,semua suhu plat yang terokur lebih besar di bandingkan hasil yang diperoleh pada kondisi setimbang.Hal ini terjadi karena daya reaktortetap samapi 1,9 detik.seperti kondisi setimbang dan laju alir turon sampai dengan batas laju alir minimal. Karakteristik suhu elemen bakar setelah reaktor padam tergantungpada besamya panas peluruhan dan mekanisme pengambilan panas yang terjadi.Besamya panas peluruhan tergantung pada besamya daya reaktor pada kondisi setimbang sebelum scram atau shutdown serta lamanya beroperasi pada kondisi setimbang tersebut dan waktu setelah reaktorpadam. Sedangkan mekanisme pengambilan panas pada kondisi ini tergantung sekali pada gaya inersial pompa, mekanisme penutupan katup isolasi sistem primerdan mekanisme pembukaan katup sirkulasi alamo Pada eksperimen ini. reaktor dipertahankan beroperasi pada daya tetap 3 0 MW selama 1 hari sebelum dilakukan tes kekagagalan pemasok daya listrik PLN. Mengingat umur teras VII adalah ±24 FPD ("Full Power Day"), untuk itu perJu dihitung besamya suhu elemen bakar setelah scram j ika sebelumnya reaktor beroperasi selama 24 FPD. Karakteristik suhu elemen bakar pada kondisi setimbang dan transien dengan variasi waktu operasi kondisi setimbang (t.) disarikan dalam tabel2. Suhu maksimum setelah scram pada tabel 2 dihitung dengan asumsi mekanisme pengambilan panas pada beberapa kondisi dengan variasi to selalu sarna. Jika reaktor dioperasikan sepanjang daur ( dari tabel2) terlihat bahwa : (i) Untuk kanal terluar (T.). suhu maksimum kondisi transien setelah pompa mati terjadi pada saat scram. (ii) Untuk kanal dalam (T2• T] dan T4). suhu maksimum kondisi transien setelah pompa mati. Sehingga perJu dilakukan analisis keselamatan dengan beberapa asumsi sebagai pendekatan. Sebagai taksiran kondisi terjelek, dianalisis kondisi pada saat
152
scram dengan laju alir sistem primer telah menurun menjadi 85% dari harga nominal. Perhitungan dilakukan pada kanal terpanas dengan model perhitungan kondisi setimbang. Hasil analisis dengan coolod-N menunjukkan bahwa suhu maksimum pennukaan kelongsong 129,3 ° C. Pada kondisi ini terjadi "subcooled nucleate boiling" dengan batas keselamatan terhadap DNB dan OFI masing-masing sebesar4,7 dan 2.9 yang berarti pembentukan gelembung-gelembung udara pada bahan bakar belum terjadi dan ini sangat penting dari segi keselamatan reaktor.
KESIMPULAN Hasil karakteristik suhu plat bahan bakar yang diperoleh seperti Gambar 1. Menunjukan bahwa : 1. Suhu bahan bakar naik dibandingkan dengan kondisi mantap karena berkurangnya laju aliran sedangkan daya konstan dan karena menutupnya katup isolasi dan kemudian menurun secara tajam setelah 1.9 detik karena skrem dan kemudian naik lagi setelah 96 detiksampai dengan 127,7°C karena teIjadinya aliran balik Konveksi bebas dan kemudian turon kembali. 2. Pada kondisi setimbang dengan daya penuh teras VII, suhu maksimum pennukaan plat / kelongsong yang diperoleh melalui pengukuran adalah 122,7 °C sedangkan hasil program Coolod-N didapat suhu maksimum pennukaan kelongsong 124°C. 3. Hasil pengukuran suhu pada kondisi transien ini menunjukan bahwa suhu maksimum pennukaan kelongsong 124.7 °C. Sedangkan hasil program CoolodN didapat suhu maksimum pennukaan kelongsong 125.1 °C 4. Hasil pengukuran suhu pada kondisi konvekSi bebas menunjukan bahwa suhu maksimum permukaan kelongsong _127,7 °C. Sedangkan hasil program Coolod-N didapat suhu maksimum permukaan kelongsong 129.3°C. Komparasi hasil pengukuran dan hasil perhitungan yang didapat pada kondisi-kondisi seperti diatas masih dibawah 3%. bila dibanding dengan harga batas disain 140°C masih dalam kriteria yang diijinkan.
Prosiding Seminar Teknologi dan Keselamatan serta Fasilitas Nuklir
Serpong, 9-10 Februan 1993 PRS G, PPTKR - BATAN
PLTN
DAFfAR PUSTAKA
III BAT AN
- PRSG ,"Prosedure : Pengukuran suhu elemen bakar selama transisi sirkulasi alam ", No.ldent.: RSG EFf-TH-TT6/92.017/SA01-017-PR, 1992 ..
12/BA T AN- PRSG,"Lal'oran Data: Pengaturan l~jualirsistem bakar",No.ldent,: RSG EFf-TH-TT6/92,014/LA01-014-LD, 13/BA T AN-PRSG,"Evaluasi: 1992.
primerdan pengukurandistribusi April 1992.
laju alirpada elemen
pengukuran reaktivitas elemen bakarteras VI/I (BOC)" ,No.92.007 /REO 1-EV ,Agustus
INTERA TOM,"Evaluation 29, 1988.
of steady-state incore temperature measurement" ,Ident.No,:54.07677
141
15125 BAT AN-PRSG,"Laporan data: Pengukuran suhu elemen bakar MW", No.ldent.: RSGEFf-TH-TT6/92,017/SAOI-017-LDl,
,9,September
selama 11 Marettransisi 1992. sirkulasi alam pada tingkat daya
161 AN- PRSG,"LaporanEFf-TH-TT6/92,017/SAOI-017-LD2, data: Pengukuran suhu elemen bakar 6selama transisi 30BAT MW",No.ldent.:RSG Juni 1992 ..
sirkulasi alam pada tingkat daya
/71
S.W AT ANABE,"COOLOD:Thermal and Hydraulic Analysis Code for Research reactors with plate type fuel elements", JAERI-M 84-162,Aug.,1984.
181
M.Kaminaga, Thermohydraulic analysis of the indonesian research reactor RSG-GAS using COOLODN Code",BA T"Core AN - Serpong,lndonesia, November 1989.
191
M.M. EI W AKIL, "Nuclear
Heat Transport",
American Nuclear Society, La Grange Park,IIIinois, USA,1978.
Tabel I. Hasil pengukuran suhu bahan bakar saat teIjadi kegagalan pemasok daya listrik PLN. -127,7 T1 99,5 -111,8 123,8 -T5 -107,1 121,7 123,7 102,5 93,4 - --94,4 TI T4 T6 T3 124,7 88 103,4 98,4 97,1 121,8 122,7 119,8 Waktu sctelah (detik) pompa a
Keterangan : * T1 Termokopel elemen bakar TI Termokopel clemen bakar. T3 Termokopel clemen bakar. **T4 Termokopel clemen bakar. T5 Termokopel bakar. T6 Tennokopel bakar.
***
no.1, mengukur suhu bahan bakar pada plat no.1, yang terletak 350 mm dari ujung atas no.2, mengukur suhu bahan bakar pada plat no.lO,.yang terletak 450 mm dari ujung atas no. 3 mengukursuhu
bahan bakar pada plat no. 10, yangterletak
350 mm dari ujungatas
no.4, mengukur suhu bahan bakar pada plat no.3, yang terletak 350 mm dari ujung atas no.5 mengukur kanal pendingin no.ll,
yang terletak 631 mm dari ujung atas elemen
no.6, mengukur kanal pendingin no.ll,
yang terletak - 31 mm dari ujung atas clemen
TI, T5, T6 tidak mencatat data, karena instrumentasinya ada kerusakan
153
ProsiJillg Semillar Teknologi Jail Keselamatall serta Fasi/itas Nuklir
••••• - ••---.-
"":,)
I
•••••••••••••••••
.
- ••-
•••••••••••• - •••••• -----
.
•••---.---.--
PLTN
Serpollg, 9-10 Februari 1993 PRS G, PPTKR - BATAN
._
•••• _ •••••••••• __ ••_ •••• ". u_ •••_ •••
•• _._ • __ ••• _.
•. __
._'
•
(w~., ("'~ '!I'II'"(
"
I
.ff'~ ,
'd rl• ,h'd
,A~ ~~I 'r) 'cU cU ,,.{J maU1m cU .0> .-\ CI) cUI .r! m bD O>~ 0> ::.:::p, t"l (>; ~~ '~"IIHQ F~ ':I~~~' ffi3 :;1m .{J, •. :>, CI).rj I"'''I ,Q~ ,~.p f'"''J
t;~J ,', ..~., r' I:/~ )~. n ~,J!~ ;~"I ",,,j ;.:; .t.~ .\
"
':;,
J'''''',
I \
I
.111
~Ir.~ III ,•••.
.,.
ti : •••••
0(
~I,)
t.,) .•••.• ,.1
154
I
\ ("":} ,~)
I
•.....
II II
ij.,j, (::.;~ \I~) ,.1·1 ' I!.I 'n: (fj 'I:':) {II\'\ •.~tj "t"1 .•..• "r\
"1"·
'1.1 1"1:1-1 "
f~ ~i,/ (~:~ \0
•
••.••.•
1
+f'''~
rl
~~ h CYS
.~ "--{
~;j'h -§~ ~ffi h
,0> .rj
Prosiding Seminar Telawlogi dan Keselamatan serta Fasilitas Nuklir
Serpong, 9-10 Februari 1993 PRS G, PPTKR - BATAN
PLTN
DISKUSI SUDARMONO
:
Bagaimana gambar curve laju alir pendingin setelqh Trip? Dimana/kapan
v=0
UT AJA :
Vo = 100% = 3280 m3/jam 85 % x 3280 m3/jam
I I I
I I
16 % x 3280 m3/jam
~-------I 40 detik
1.9 detik
155
Ke Daftar Isi
Prosidlng Seminar Teknologi dan Keselamalan serla Fasililas Nuklir
PLTN
Serpong. 9-10 Februari 1993 PRS G. PPTKR - BATAN
ANALISIS KEANDALAN SISTEM AKUMULATOR UNTUK PLTN JENIS PWR DUA LOOP DI JEPANG* oleh
Ir. SON! SOLISTIA WIRAWAN Kelompok Uji Keselamatan Pembangkit Energi, Direktorat Teknologi Energi, BPP Teknologi, Indonesia.
ABSTRAK Makalah ini menampilkan metoda perhitungan kebolehjadian gagal dari salah satu sistcm keselamatan PLTN jenis PWR yaitu Sistem Akumulator, dengan menggunakan analisis pohon kegagalan sebagai salah satu hasil studi yang telah dilaksanakan penulis pada bulan Februari 1991 ketika mengikuti program "On The Job Training" di Mitsubishi Atomic Power Industries,Inc., Jepang. PLTN yang ditinjau adalah PL TN Mihama Unit-I, yaituPL TNjenis PWRdua loop di Jepang yang memiliki 2 buah akumulator (A dan B). Penyusunan pohon kegagalan sistem akumulator ini didasarkan pada perandaian kejadian puncak atau "Top Event" sebagai berikut : - Gagalnya akumulator B menggantikan fungsi operasi akumulator A yang dianggap tidak dapat bekerja efektif akibat terjadi kebocoran besar (untuk kasus LOCA besar). - Gagalnya operasi kedua akumulator (A dan B) untuk kasus LOCA keci!. Dari hasil perhitungan didapatkan harga kebolehjadian gagal sistem akumulator untuk PL TN Mihama Unit-I di Jepang ini adalah 3.6E-06 per permintaan untuk kasus LOCA kecil dan 5.4E-04 per permintaan untuk kasus LOCA besar.
ABSTRACT This Paper presents an analysis method for accumulator system of PWR type Nuclear Power Plant (NPP) by using Fault Tree Analysis. The result of the analysis came out from a study that was during the job training program at Mitsubisihi Atomic Power Industries, Inc., Japan. The NPP to be analyzed was Mihama Unit-I, a two loop PWR type NPP which is equiped with 2 accumulator tanks (accumulator A and B). The fault tree construction is based on tap event as follows: 1. Failure of accumulator B to replace the function of accumulator A operation because of large LOCA. 2. Failure of both A & B accumulators in case of small LOCA. According to the analysis, the unavailability LOCA is 5.4E-04.
1. Pcndahuluan Pengkajian keselamatan suatu Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PL TN) dapat dilaksanakan melalui dua pendekatan, yaitu dengan Pendekatan Deterministik (Deterministic Approach) dan pendekatan probabilistik (Probabilistic Approach). Dengan cara pendekatan deterministikdapat dianalisis kelakuan dari operasi pus at pembangkit (Plant) pada kondisi-kondisi tidak normal atau kecelakaan, sedangkan dengan pendekatan probabilistik, selain dapat menganalisis kelakuan operasi plant juga dapat menghitung secara kuantitatif harga besamya kebolehjadian dari jenis kecelakaan yang dianalisis. U ntuk pelaksanaan pengkajian keselamatan dengan cara-cara pendekatan di atas, perlu ditentukan suatu daftar perun1pamaan kejadian-kejadian penyebab sebab
156
number for small LOCA is 3.6E-06 and for large
kegagalan/kecelakaan operasi plant sebagai kondisi awal dari pelaksanaan kajian tersebut. Daftar perumpamaan kejadian-kejadian yang lebih dikenal dengan nama "Initiating Event" ini mungkin akan berbeda antara satu negara pengoperasi PLTN yangsatudengan yang lainnya, daftar ini dibuat berdasarkan pengalaman operasi dan pedoman evaluasi keselamatan negara masing-masing. Berdasarkan Buku Pedoman Evaluasi Keselamatannya, Jepang membagi daftar initiating event untuk PL TN jenis PWR menjadi dua kelompok, yaitu Loss Of Coo/ant Accident (LOCA) yang terbagi lagi dalam tiga kelas, LOCA besar untuk ukuran diameter kebocoran lebih besar dari 8 inch, LOCA menengah untuk ukUran diameter antara 2 inch sampai 8 inch dan LOCA Kecil untuk diameter antara 3/8 inch sampai 2 inch. Kelompok kedua adalah Transien seperti misalnya
