LAPORAN ILMIAH PLTN DAN PEMBANGKIT KONVE

(1)

LAPORAN ILMIAH

PLTN DAN PEMBANGKIT KONVENSIONAL

REAKTOR AIR DIDIH KONVENSIONAL

Disusun Oleh:

Liza Julianti (021400396)

Marili Santi (021400397)

M. Setiawan Bahari (021400399)

M. Aminudin (021400400)

M. Kamal Marsetianto (021400402)

M. Yasir (021400403)

M. Zaenal Ikhsan (021400404)

Nungky Noor Abita S (021400405)

Rahmat Satyawan (021400408)

Kelompok : 3

Prodi : Elektronika Instrumentasi

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR

BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL

(2)

Reaktor air didih konvensional 1

DAFTAR ISI

Daftar Isi ... 1

Bab 1. Pendahuluan ... 2

Bab 2. Pembahasan ... 3

2.1 Prinsip Kerja Umum ... 3

2.2 Komponen Sistem Penyusun Bwr ... 4

2.2.1 Sistem Teras reaktor ... 4

2.2.2 Sistem Uap Dan Air Umpan ... 10

2.2.3 Sistem Turbin Dan Generator ... 11

2.2.4 Sistem Pengukung ... 12

2.2.4 Sistem Pengaman ... 12

2.3 Pengoperasian Simulator ... 14

2.3.1 Simulator Start Up ... 14

2.3.2 Tampilan Layar Pada Simulator Bwr ... 14

2.3.3 Tampilan Fitur Umum Pada Simulator Bwr ... 14

2.3.4 Manuver Daya: Penurunan Daya 10 % Dan Kembali Ke Daya Penuh ... 18

2.3.5 Penurunan Daya Hingga 0% Daya Penuh Dan Kembali Ke 100 % Daya Penuh ... 22

2.4 Analisis Kecelakaan ... 25

2.4.1 Kehilangan Air Umpan ... 25

2.4.2 Meningkatnya Laju Aliran Inti Karena Kegagalan Control Aliran ... 27

2.4.3 Langkah Turbin Dan Katup Bypass Gagal Ditutup ... 28

2.4.4 Reaktor Sengaja Terisolasi ... 29

Bab 3. Penutup ... 31

(3)

Reaktor air didih konvensional 2 BAB I

PENDAHULUAN 1.1.TUJUAN

 Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja umum PLTN tipe BWR

 Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja sistem komponen penyusun BWR

 Mahasiswa dapaat melakukan simulasi menggunakan Simulator BWR

 Mahasiswa dapat Menganalisa berbagai jenis kecelakaan pada BWR

1.2.DASAR TEORI

Reaktor Air Didih adalah salah satu tipe reaktor nuklir yang digunakan dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Merupakan tipe reaktor nuklir nomer dua yang banyak digunakan setelah PWR. Reaktor tipe ini menggunakan air (H2O) sebagai pendingin dan moderator.

Konsep BWR dikembangkan sedikit lebih lambat dari konsep PWR. Pengembangan BWR dimulai pada awal 1950-an, dan merupakan kolaborasi antara General Electric (GE) dan beberapa laboratorium nasional AS.

Pada saat ini reaktor tipe air didih telah banyak dioperasikan, bahkan modifikasi. Ada dua tipe reaktor BWR yang pertama disebut Reaktor Air Didih Maju (Advanced Boiling Water Reactor/ ABWR) juga sudah mulai dioperasikan di beberapa negara maju. Yang kedua Reaktor Air Didih Kompak (Simplified Boiling Water Reactor/ SBWR) atau bisa juga disebut BWR konvensional.

(4)

Reaktor air didih konvensional 3 BAB II

PEMBAHASAN

2.1. PRINSIP KERJA UMUM

Pada reaktor air didih, air pendingin dididihkan di dalam bejana reaktor sehingga menghasilkan uap. Uap ini kemudian secara langsung dialirkan ke turbin yang memutar generator listrik. Setelah uap air menggerakkan turbin,uap disalurkan ke kondenser dan diubah menjadi air kembali. Dengan pompa utama, air kemudian dikembalikan ke bejana reaktor. Sebagian air pendingin yang berada dalam bejana reaktor disirkulasi dengan pompa (disebut pompa resirkulasi). Air yang keluar dari pompa resirkulasi disalurkan ke bagian bawah teras reaktor melalui katup yang bekerja sebagai pompa jet. Tekanan dari pompa resirkulasi ini akan menaikkan kecepatan aliran air pendingin dalam teras reaktor. Secara umum bentuk konstruksi dari reaktor BWR diperlihatkan pada gambar 1.

Gambar 1. Reaktor Air didih

(5)

Reaktor air didih konvensional 4 2.2. KOMPONEN SISTEM PENYUSUN BWR

2.2.1.Sistem inti reactor 2.2.1.1. Komponen

1) Bejana tekan reactor

Bejana tekan reaktor adalah bejana tekan yang berisi selubung inti dan teras reaktor.

Gambar 2. Bejana Tekan Reaktor

1. Selubung inti

Selubung inti adalah silinder berbahan stainless steel yang mengelilingi teras reaktor nuklir yang mana berfungsi untik mengatur aliran air pendingin. Karena reaksi pada teras reaktor adalah eksotermis, maka dibutuhkan air pendingin untuk mencegah pelelehan (melting down ) pada teras reaktor. Yaitu dengan menjaga kestabilan reaksi nuklir.

(6)

penahan termal tersebut sehingga membentuk kesatuan struktur yang solid.

2. Inti reactor

Teras reaktor adalah tempat dimana reaksi nuklir terjadi dan juga tempat dimana dihasilkannya panas.

2) Elemen bakar nuklir

Elemen bakar BWR berbentuk batang silinder, setiap batang tersebut dikumpulkan menjadi satu bundle yang mana bundle tersebut dibungkus kembali dengan pipa pelapis yang tipis. Hal ini ditujukan agar dapat mengurangi keberbedaan kerapatan yang mana akan mempengaruhi dinamika neutronik dan hidrolika termal dari teras reaktor. Pada satu bundle biasanya berisi banyak batang bahan bakar antara 91, 92 maupun 96 batang bahan bakar tiap pemasangan tergantung pada produsen reaktor. Umumnya untuk BWR digunakan 368 bundle hingga 800 bundle. Untuk setiap batang bahan bakar diberi helium sehingga memiliki tekanan 3 atmosphere.

Gambar 3. Elemen Bakar Nuklir 3) Batang kendali

(7)

penyerapan neutron tanpa mengalami aktivasi. Dikarenakan senyawa-senyawa tersebut memiliki tingkat penangkapan neutron yang berbeda untuk berbagai tingkat energy. Adapun susunan dari batang kendali diharuskan menyesuaikan spectrum neutron dari BWR.

Gambar 4. Struktur batang kendali

4) Pompa resirkulasi

Pompa resirkulasi berguna untuk melakukan sistem resilkulasi yang mana betujuan :

a. Mengendalikan tingkat daya reaktor melalui pengendalian laju pompa resirkulasi.

b. Melakukan pendinginan reaktor pada mode off-normal c. Sebagai saluran bahan kimia pemurni darurat

Komponen utama dari sistem resirkulasi terdiri dari dua loop. Setiap loop terdiri dari pipa yang terhubung ke pompa resirkulasi yang mana akan terhubung kembali ke reaktor. Pompa dikendalikan dengan merekayasa laju motor. Semakin tinggi laju pompa maka akan semakin banyak gelembung yang dihilangkan dari reaktor yang mana akan mengakibatkan meningkatnya jumlah neutron termal yang diproduksi. Yang mana dengan alur tersebut akan berdampak pada meningkatnya daya.

Yang dilakukan pada saat air melalui loop resirkulasi

a. Sistem pembersih air reaktor digunakan untuk memurnikan pendingin reaktor

b. Sistem pendingin shutdown digunakan untuk mendinginkan reaktor dibawah 350F

(8)

Katup yang digerakkan menggunakan motor biasanya digunakan untuk memisahkan pompa resirkulasi pada saat perawatan.

Instrumen

Adapun instrument yang diperhatikan adalah laju aliran.

2.2.1.2.Sub-sistem pengendalian batang kendali

Adapun sistem pengendalian batang kendali adalah sebagai berikut

Gambar 5. Diagram sistem kendali batang kendali

1) Daya reaktor yang diinginkan (PTar) diset oleh operator yang kemudian dibandingkan dengan daya yang sudah ada pada reaktor, yang diperoleh dari detector neutron dan pengukuran suhu inti. Adapun sinyal error Perr = P act – Ptar dikirimkan ke controller batang kendali dan juga pengendali alir resirkulasi

2) Dengan adanya sinyal error kemudian batang kendali akan menyesuaikan posisi di dalam teras reaktor berdasarkan logika berikut:

a) Untuk daya reaktor< 65 %

 Jika Perr < 0, geser batang kendali keluar untuk meningkatkan daya reaktor

 Jika Perr < 0, geser batang kendali masuk untuk mennurunkan daya reaktor

 Jika Perr = 0, tidak perlu pergerakkan b) Untuk daya reaktor> 65%

 Pengendalian daya reaktor dikendalikan dengan pengontrol alir resirkulasi

(9)

pengendali alir resirkulasi mengendalikan daya reaktor melalui deadband tersebut.

2.2.1.3.Sub-sistem Alir resirkulasi

1) Dalam rangka menanggapi sinyal error daya reaktor, kendali alir

resirkulasi menentukan “setpoint aliran inti” berdasarkan diagram

Daya dan Aliran.

2) Kendali aliran inti membandingkan setpoint terhadap laju aliran yang sudah ada, yang hasilnya akan didapat sinyal control untuk menentukan laju pompa internal reaktor

3) Pengendali laju pompa akan mengubah frekuensi induksi motor yang mengendalikan pompa hingga mendapat nilai yang sesuai dengan setpoint

4) Perbedaan laju pompa akan mengakibatkan perbedaan dinamika putaran alir pada teras reaktor. Perubahan aliran peda teras reaktor akan dapat mengubah kerapatan gelembung pada air dua fasa pada teras reaktor. Adapun digunakan pula bahan pemoderasi guna menahan fisi neutron. Kemudian pada akhirnya akan mengakibatkan perubahan reaktivitas seiring perubahan kerapatan gelembung.

Gambar 6. Diagram sistem kendali aliran resirkulasi

2.2.1.4.Sub-sistem kendali tekanan reaktor

(10)

cara membuka dan menutup katup kendali turbin dan juga katup bypass uap.

Gambar 7. Diagram sistem kendali tekanan reaktor

2.2.1.5. Sub-sistem kendali ketinggian air reaktor

Kendali ketinggian air reaktor dilakukan dengan pengendali tiga elemen. Pengendali ketinggian adalah pengendali PI (proporsional integral) yang digunakan untuk melakukan pengendalian aliran air umpan. Adapun pengendali tersebut bekerja dengan persamaan :

ML =KCL [eL + (1/τ) eL dt]

Dimana,

ML : sinyal pengendali ketinggian air reaktor untuk mengendalikan katup

KCL : kenaikan proporsional eL : error ketinggian reaktor

τ : konstanta waktu reset

Pengendali aliran air umpan juga merupakan pengendali PI.

MFS =KCF [eFS + (1/τ) eFS dt]

Dimana,

MFS : Sinyal pengendali aliran reaktor untuk mengendalikan katup KCF : Gain proporsional

eFS : Error aliran = (aliran uap-aliran air umpan)

τ : Konstanta waktu reset

(11)

untuk mengatur posisi katup kendali air umpan, yang dengan sendirinya akan menyesuaikan laju aliran air umpan terhadap generator uap.

2.2.2.Sistem uap dan air umpan 2.2.2.1.Komponen

A. Air umpan

Ketika uap keluar turbin mengalir ke kondensor yang terletak di bawah turbin tekanan rendah di mana uap didinginkan dan kembali ke keadaan cair (kondensat). kondensat tersebut kemudian dipompa melalui pemanas air umpan yang menaikkan suhu dengan menggunakan uap ekstraksi dari berbagai tahap turbin. Air umpan dari pemanas air umpan memasuki bejana tekan reaktor (RPV) melalui nozel.

B. Turbin tekanan tinggi

Jadi pada turbin tekanan tinggi ini uap air dari bejana reactor dikonversikan terlebih dahulu untuk dialirkan ke dalam turbin tekanan rendah sebelum digunakan untuk menggerakkan generator, karena untuk menggerakkan generator itu sendiri membutuhkan uap dengan tekanan rendah.

Fungsi utama:

1) Mengkonversi energi dari uap tekanan tinggi ke turbin tekanan rendah

2) Mengontrol jumlah uap turbin 3) Melumasi generator

4) Menjaga uap di dalam turbin

5) Menghilangkan uap air dari uap meninggalkan turbin tekanan tinggi sebelum mengakui uap ke turbin tekanan rendah

C. Turbin tekanan rendah

(12)

Reaktor air didih konvensional 11 Gambar 8. Perbandingan laju alir terhadap luas penampang

Rumus yang digunakan

2.2.2.2.Sub-sistem kendali daya turbin

1) Sistem kendali daya turbin melingkupi sistem kendali governor turbin yang mana akan mengatur aliran uap melalui turbin guna memenuhi nilai target dengan mengendalikan katup turbin governor.

2) Pada operasi normal, kendali tekana reaktor (RPC) akan menjaga masukkan tekanan secara konstan dengan menyesuaikan posisi buka tutup katup pengatur laju turbin governor.

3) Karena berlebihnya muatan uap ke turbin maka laju putar generator akan meningkat dan akan terjadi penolakan tiba-tiba yang mana kemudian unit kendali laju dari sistem turbin governor akan mangambil alih kendali tekanan reactor dan akan menutup katup turbin governor.tindakkan serupa akan dilakukan apabila turbin berputar terbalik maupun terdapat trip turbin.

2.2.2.3.Sub-sistem kendali jalur alternative uap turbin

Sesuai dengan (kendali tekanan), tekanan reaktor pada dasarnya dijaga agar dapat selalu bernilai konstan yang ditentukan melalui kesetimbangan panas antara masukkan ke teras reaktor dan asupan uap turbin. Pada saat terjadi penurunan masukkan turbin secara tiba-tiba, misalnya terdapat penolakkan masukkan ataupun trip turbin. Maka terdapat jalur alternative langsung uap otomatis yang digunakan untuk membuang uap kekondenser.

2.2.3.Sistem Turbin generator 2.2.3.1.Komponen

A. Generator

(13)

listrik AC untuk memasok grid. Tegangan generator nominal 20-22 KV (1 KV = 1000 volt). Frekuensi adalah baik 50 atau 60 siklus per detik. Frekuensi ini ditentukan oleh kecepatan putar generator - antara 1500 dan 3600 siklus per detik.

B. Exciter

Exciter merupakan alat yang digunakan untuk membangkitkan arus listrik DC untuk disalurkan ke rotor generator. Generator sendiri merupakan perlatan yang berfungsi untuk membangkitkan energi listrik dengan cara mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

C. Pengkondensasi/Pengembun

Fungsi kondensor adalah mengembunkan uap bekas dari turbin menjadi air kondensate melalui pipa-pipa pendingin agar dapat disirkulasikan kembali. Dalam BWR, air kembali ke teras reaktor sedangkan dalam PWR airnya kembali ke steam generator.

D. Pendingin

Pendingin dalam reaktor nuklir digunakan untuk menghilangkan panas dari teras reaktor nuklir dan transfer ke generator listrik dan lingkungan. Berupa cairan atau gas yang mengalir sepanjang teras reaktor dan memindahkan panas dari da-lam keluar. Dada-lam reaktor yang memakai air biasa, fungsi modera-tor biasanya merangkap sebagai pendingin.

E. Sambungan jaringan listrik

Connection to electricity grid berfungsi menghubungkan ke jaringan listrik.

2.2.4.Sistem Pengungkung

Yaitu struktur di sekitar teras reaktor yang dirancang untuk melindungi-nya dari gangguan luar dan melindungi bagian luar dari efek radiasi jika ada kesalahan. Bagian ini dibuat dari struktur beton dan baja dengan tebal menca-pai 1 m.

2.2.5.Sistem Keamanan 2.2.5.1.SCRAM reactor

Prosedur Scram akan dilakukan apabila :

(14)

Apabila suatu ketika daya reaktor melebihi 113% dari ketentuan design reaktor tersebut maka laju alir tersebut melalui diagram Daya/Alir maka akan dilakukan scram,

 Tingginya tekanan sumur penguras/adanya LOCA (Lost Of Coolant Accident)

 Ketinggian air reaktor terlalu rendah

Scram level rendah SP<11 m (normal level = 13.4)  Tekanan reaktor terlalu tinggi

Scram SP>7870 kPa

 Level air reaktor terlalu tinggi

Scram SP>14.5m (normal level = 13.4 m)

 Katup pengisolaso uap utama tertutup/reaktor terisolasi  Jalur uap utama mengandung tingkat radioaktif terlalu tinggi  Daya turbin maupun masukkannya tidak seimbang

 Terdapat getaran tanah yang terlalu tinggi  Scram manual

2.2.5.2.Batang kendali “tertahan”

Apabila suatu ketika daya reaktor mencapai 105% dari daya pada keadaan laju aliran tertentu (berdasarkan diagram Daya/Alir) maka penarikan batang kendali akan ditahan sampai dara turun 5% dari keadaan sebelumnya.

2.2.5.3.Batang kendali “terperosot”

Apabila daya mencapai 110% dari yang seharusnya (berdasarkan Diagram Daya/Alir) maka batang kendali akan secara langsung dimasukkan/diperosotkan ke inti guna mengurangi daya

secara cepat dan tindakan” terperosotnya batang kendali” tersebut akan

terhenti/kembali ke posisi sebelumnya hingga daya berkurang 10% dari daya sebelumnya.

2.2.5.4.Penyuntikan darurat pendingin ke inti reactor Terjadi apabila terdapat kondisi :

 Kerusakkan sumur penguras  Rusaknya pipa air umpan  Rusaknya pipa uap  Rusaknya alas reactor

(15)

Reaktor air didih konvensional 14 2.3. PENGOPERASAN SIMULATOR

2.3.1.Simulator Start Up.

1. Setelah progam dijalankan, pilih Full Power IC to load. Lalu, tekan Ok untuk menjalankanya.

2. Kemudian akan muncul tampilan simulator BWR, dan di RUN.

2.3.2. Tampilan Layar Pada Simulator BWR

Setelah di RUN dalam simulator keluar 9 tampilan layar yaitu : Reaktor Nuklir BWR keseluruhan, Kendali BWR, Diagram Daya dan Kendali, Reaktivitas dan Set Point BWR, Parameter Scram, Turbin Generator, Air Umpan dan Ekstraksi Uap, Muatan BWR, Kecenderungan BWR.

2.3.3. Tampilan Fitur Umum pada Simulator BWR

1. Dalam simulator juga terdapat 21 alarm dan Notifikasi yaitu : Reaktor scram, High Neutron Power vs Flow, Reaktor Isolated, Turbine Trip, Reaktor Pressure Vessel High, Reactor Pressure High, Reaktor Pressure Vessel Low, Reaktor Pressure Low, Core Flow Low, Rods Run-in Req’d, Reactor Level Low, Reactor Level High, High Dryw P/LOCA, Reaktor Level Vessel Low, Turbine Governing in Manual, Turbine Runback, Low Turbine Forward Power, Loss RIP Pompa, Gen Breaker Open, Feed Water pumps Trip, Malfunction Active.

2. Dibagian atas kanan terdapat status simulator :

 Tampilan dibawah labview menunjukan Counter yang akan bertambah ketika Labview dijalankan, dan sebaliknya. Dibawah tapilan counter terdapat tampilan Cassim. Yang akan berwarna hijau, dan counter berjalan yang mengidentifikasikan simulator tidak berjalan, dan tampilan cassim akan bewarna merah jika simultor berjalan.

 Untuk meghentikan (Freeze) Labview cukup menekan tombol merah pojok kiri atas.

 Pada bagian bawah layar menunjukan nilai dari parameter reaktor : - Daya Neutron reaktor (%)

- Daya Termal reaktor, menunjukkan persentase keluaran panas dari reaktor sebesar 3926 MWth pada daya penuh. - Daya keluaran turbin generator.

- Tekanan reaktor. - Aliran inti

- Ketinggian air reaktor

- Keseimbangan aliran uap pada reaktor yaitu aliran uap setelah uap pertama

- Katup Isolasi yang utama - Aliran air umpan

 Tombol-tombol yang tersisa di pojok kanan bawah :

(16)

b. IC : pemilihan poin inisialisasi c. Malf : penyisipan malfungsi

d. Help : memanggil layar 'Bantuan' (secara online hyperlink "Bantuan" belum tersedia)

e. Freeze : Menghentikan simulator

 Pada bagian kiri atas terdapat 2 peristiwa reaktor utama - Reaktor padam atau reaktor scram

- Turbin reaktor

 Kemudian pada bagian atas kotak 2 peristiwa terdapat daftar layar simulator bwr, yaitu :

- BWR Plant Overview - BWR Control Loops

- BWR Power/Flow Map & Controls - BWR Reactivity & Setpoints - BWR Scram Parameters - BWR Turbine Generator

- BWR Feedwater & Extraction Steam - BWR Containment

- BWR Trends

 Untuk pertama membahas tampilan pada BWR Plant Overview, dan diketahui parameter reaktor yang ditampilkan pada sebelah kiri, yaitu :

-

Bagian pengungkung reaktor terdapat

T (suhu pengungkung) satuanya ºC P (tekanan pada pengungkung) satuanya kPa L (ketinggian air reaktor ) satuanya m

-

Bagian pendingin ada rektor terdapat

F (aliran uap dari inti) satuanya kg/s

T (suhu pendingin) satuanya ºC P (Tekanan pendingin) satuanya kPa X (kualitas pendingin)satuanya %

-

Suhu bahan bakar

T (suhu bahan bakar) satuanya ºC

-

Daya panas yang dihasilkan oleh inti (MW (th))

-

Kontrol Batang Kendali

Konttrol kendali dalam inti satuanya % Tingkat daya neutron satuanya %/s

-

Bagian pengungkung bawah

Pompa Reaktor internal Head (kPa) Pompa Reaktor internal (RPM)

(17)

1) Status katup isolasi uap utama, merah berarti sepenuhnya terbuka.

2) Jalur uap utama memiliki koneksi cabang ke katup pengaman (srvs) yang terhubung ke kolam peredam dalam pengungkung tersebut. Di sini

semua srvs yangditunjukkan dalam simbol “satu katup setara”; sebenarnya ada 8 srvs, dengan 2 srvsterkait dengan setiap baris uap utama; dan ada empat jalur uap utama yang terpisah.Jadi aliran uap yang ditampilkan adalah total aliran uap melalui semua srvs.

 Selanjutnya Tampilan pada BWR Control Loops, pada layar ini menunjukan kontrol loops penting untuk BWR dan memiliki Parameter yaitu :

- Keluaran generator dan frekuensi - Aliran air umpan

- Tekanan reaktor - Ketinggian air reaktor - Fluks neutron

- Aliran inti

Kemudian Kontrol Loops yang penting yaitu : - Kontrol Batang Kendali

- Kontrol Daya Reaktor - Kontrol Tekanan Reaktor - Kontrol Level Air Reakor - Kontrol Turbin

- Kontrol Turbin memotong uap

 Kemudian Tampilan pada BWR Power/Flow Map & Controls pada layar ini menunjukan :

- Hubungan antara daya neutron reaktor terhadap alirn inti - Kondisi teras reaktor sehubungan dengan ketinggian air

mendidih, level air, suhu bahan bakar, suhu pendingin, tekanan dan aliran, tekanan uap, aliran dan tekanan.

- Kontrol untuk scramming reaktor, untuk ngeset ulang scrram secara auto ataupun manual untuk batang kendli (FMCRD) dan pompa internal yang RIP

 Tampilan selannjutnya yaitu tampilan pada BWR Reactivity & Setpoints,pada layar ini menunjukkan perangkat input yang memfasilitasi masuk setpoint daya reaktor , sertamemfasilitasi reaktor 'Manual Scram', atau 'Manual Rods Run-in".

 BWR Scram Parameters, pada tampilan ini menunjukan semua parameter yng akan menyebabkan scram reaktor yaitu :

(18)

- Ketinggian air reaktor rendah - Ekanan rektor tinggi

- Permukaan air reaktor sangat tinggi - Isolasi uap katup utama ditutup - Jalur uap utama radioaktivitas tinggi - Percepatan gempa besar

- Manual Scram.

 BWR Turbine Generatorpada tampilan ini menunjukkan parameter utama dan kontrol yang terkait dengan turbin dangenerator. Parameter yang ditampilkan adalah :

- Tekanan uap sisi reaktor utama ( sebelum katup isolasi) - Aliran Uap ke Turbin (kg/s)

- Keluaran Output (MW) - Status Turbin Mati

- Kecepatan turbin / putarangenerator (rpm) Menu yang disediakan :

- Turbin Runback - Turbin Trip Status

- Turbin Kontrol Kenaikan Air / Speedup

 BWR Feedwater & Extraction Steam pada mode ini maka akan muncul tampilan yang menunjukan sistem air umpan

 BWR Containment

Parameter yang ditampilkan pada layar adalah: - Tekanan Drywell, temperatur

- Tekanan Wetwell, suhu kolam.

- simulasi dinamis dari kliring ventilasi dalam hal LOCA. - ketinggian air teras reaktor; tekanan uap kubah, Tingkat

juga model.

 BWR Trends, pada mode ini yang ditampilkan yaitu beberapa bentuk grafik yaitu adalah:

- Dari sebelah kiri yaitu Daya Termal Inti (MWth) , Suhu ratarata bahan bakar (Deg. C), Reaktor Power (%), Suhu rata-rata bahan bakar yang berada di tengah (Deg.C)

(19)

Reaktor air didih konvensional 18 2.3.4.Manuver daya : penurunan daya 10% dan kembali ke daya penuh.

1. Inisialisasi reactor pada 100% full power, kemudian dijalankan simulasinya

2. Amati parameter yang adaketika full power

3. Lalu buka tab reaktivitasdansetpoint, tekantombol‘reaktor power

setpoint’. Laluakanmuncul pop up dang anti target menjadi 90% dan Rate

(20)

(21)

5. Pada tab power/flow map and controls, dapat dilihat perubahan pada daya menjadi 90%. Dan aliran inti menjadi 90%.

6. Kemudian kembalike tab reaktivitasdansetpoint, tekantombol ‘reaktor

power setpoint’. Laluganti target menjadi 100% dan Rate menjadi

5%FP/s. kemudiantekan accept dan return.

(22)

(23)

2.3.5. Penurunan daya hingga 0% daya penuh dan kembali ke 100% daya penuh.

1. Pilih IC 100% FP dan atur reaktor power setpoint target 100%, 75%, 50%, 25%, 0%, dan 100%

(24)

3. Tampilan saat penurunan daya

b. 75%

(25)

d. 25%

(26)

Reaktor air didih konvensional 25 2.4.ANALISIS KECELAKAAN

2.4.1 Kehilangan Air Umpan

Kehilangan umpan air dapat disebabkan dari kegagalan pompa, kehilangan tenaga listrik, kesalahan petugas, atau variabel sistem reaktor seperti level ketinggian air yang tinggi pada bejana menyala (L8).

Skema kejadian Kehilangan Air Umpan

 Kehilangan air umpan menghasilkan pengurangan persediaan pada bejana, menyebabkan level ketinggian air pada bejana turun.

 Ketinggian air terus-menerus turun dan aliran resirkulasi kembali ke level 4(L4).

 Ketika ketinggian bejana mencapai level 3(L3). Maka set poin untuk terjadinya scram tercapai. Menyebabkan pengurangan pada level tenaga inti dan tekanan. Ketika level tenaga mulai menurun, aliran uap turbin mulai jatuh dan regulator tekanan berusaha untuk mempertahankan tekanan.  Level air pada bejana terus-menerus turun dan jatuh ke level 2(L2). Pada

saat itu, tersisa 6 RIP(reaktor internal pump) yang akan jatuh dan operasi RCIC(Reactor core isolation cooling) mulai berjalan

Dalam plan sebenarnya, petugas harus memastikan aktuasi dari RCIC sehingga persediaan air dipertahankan dalam bejana reaktor. Selain itu operator harus memantau ketinggian air reaktor dan kontrol tekanan serta T-G pembantu selama di matikan (shutdown). Berikut merupakan urutan tindakan petugas ketika adanya kejadian dan diasumsikan tidak adanya kondisi mulai kembali (restart) :

1. Verifikasi semua batang yang ada , termasuk untuk scram 2. Verifikasi perjalanan dari empat RIP

3. Verifikasi inisiasi RCIC

4. Verifikasi bahwa sisa pompa resirkulasi tersedia untuk perjalanan reaktor rendah (L2)

5. Lanjutan pengoperasian Sistem RCIC sampai peluruhan panas berkurang ke titik dimana Sistem RHR (residual heat removal system) dapat di jalankan.

6. Memantau turbin coastdown, dibutuhkan istirahat vakum 7. Laporan lengkap scram dan persyaratan perawatan survei

Untuk mengamati gejala ini, pilih BWR Feedwater & Extraction Steam Screen. Isi 100% FP IC, kemudian masukan kerusakan diatas. Kerusakan ini menyebabkan total dari air umpan ke Tekanan Bejana Reaktor. Ketika terjadi kerusakan maka :

(27)

 Buka Power/Flow Map Screen. Level reaktor berkurang drastis karena kehilangan umpan air.

 Tekanan kubah menurun secara bertahap sesuai penurunan level air reaktor. Untuk memulihkan tekanan reaktor pada set poin, kontroller tekanan turbin reaktor katup berkurang sedikit, menyebabkan daya generator (MW) menurun.

 Ketika level air turun ke L4, aliran resirkulasi akan kembali.  Perhatikan pergerakan kursor kuning pada Power/Flow Map

 Setelah beberapa saat, reaktor akannn scram oleh Low Water Level 3  Ketika mencapai Level 2, RIP yang tersisa akan jatuh, ECC(inti pendingin

(28)

Reaktor air didih konvensional 27 2.4.2.Meningkatnya Laju Aliran Inti Karena Kegagalan Kontrol Aliran

Kerusakan ini akan menyebabkan gagalnya pengontrol aliran resirkulasi sehingga variabel inputan proses untuk kontroller pada nilai

“rendah”. Tapi pembacaan pemancar aliran menampilkan kondisi normal. Konsekuensinya adalah Sistem Kontrol Aliran Resirkulasi “tertipu” dengan

berfikir bahwa aliran resirkulasi lebih rendah dari set poin aliran sehingga akan aliran sehingga meningkatkan kecepatan RIP(reaktor intenal pompa) untuk meningkatkan aliran.

 Pilih bagian Power/Flow Map, isikan 100% FP IC. Jalankan simulator. Masukan malfungsi, ketika terjadi kerusakan :

 Pada layar Power/Flow Map amati pergerakan kursor kuning.

 Amati bahwa aliran pendingin meningkat. Karena aliran pendingin meningkat maka kualitas inti X(%) berkurang. Akibatnya, fluks neutron reaktor bertambah.

 Begitu daya reaktor melebihi set poin, maka sistem kontrol daya reaktor akan mencoba untuk menurunkan daya reaktor dengan memasukkan batang kendali

(29)

Reaktor air didih konvensional 28 2.4.3.Langkah turbin dan katup bypass gagal ditutup

Kerusakan ini akan menyebabkan dua kegagalan terjadi pada saat yang sama:

1) Langkah turbin

2) Katup bypass turbin uap gagal ditutup.

Konsekuensinya adalah bahwa tekanan uap reaktor akan tinggi, dan katup pengaman akan terbuka untuk penekanan kolam dalam rangka untuk meringankan tekanan uap. Layar Turbin Generator BWR, Memuat 100% FP IC. Jalankan simulator. Sisipkan malfungsi ini ketika kerusakan ini terjadi:

Pada Layar Turbin Generator BWR, teramati bahwa katup turbin utama berhenti

dan katup pengaman ditutup. Alarm menunjukkan bahwa turbin bermasalah (tersandung).

Perhatikan tekanan reaktor di bagian bawah layar dan Tekan alarm

“Reaktor High”.

Perhatikan setiap pembukaan katup pengaman keselamatan untuk penekanan kolam.

Tekanan reaktor akan meningkat pesat, yang mengarah ke alarm

“Tekanan Reaktor. V. High”, diikuti oleh scram reaktor.

(30)

Reaktor air didih konvensional 29 2.4.4. Reaktor Sengaja Terisolasi

(31)

 Pada Layar Turbin Generator BWR, mengamati status katup isolasi reaktor.

 Perhatikan aliran uap dari kubah reaktor. Mengamati status katup

pengaman penekanan

kolam.

 Aapabila katup isolasi reaktor menutup, tekanan reaktor meningkat pesat.

Alarm “Tekanan Reaktor High” akan berbunyi.

 Karena kekosongan uap tekanan tinggi, maka terjadi kekosongan fraksi dalam inti, ada penyisipan reaktivitas positif. Oleh karena itu, daya reaktor meningkat.

 Karena kenaikan daya reaktor melebihi batas daya yang diijinkan oleh Power, maka alarm berbunyi. Reaktor daya menurun untuk mengontrol penyisipan batang.

 Karena kehilangan aliran uap ke generator turbin, keluaran generator

(%) akan

menurun, dan kemudian turbin tersandung karena Turbin meneruskan tenaga rendah.

 Ketika katup isolasi reaktor sepenuhnya ditutup, reaktor scram karena reaktor

isolasi. Ini dilakukan dengan melihat parameter layar scram BWR.  Ulangi pemeriksaan kerusakan ini dengan pengecekan ulang 100% FP

(32)

BAB. III

PENUTUP

KESIMPULAN

1. Reaktor air didih konvensional bekerja dengan cara langsung mengubah air menjadi uap melalui inti reactor.

2. Sistem utama reactor air didih adalah Sistem inti, sistem uap dan air umpan, sistem turbin generator dan sistem pengaman.

(33)

Reaktor air didih konvensional 32 DAFTAR PUSTAKA

Nuclear Power Technology Development Section IAEA. 2009. Boiling Water Reactor Simulator With Active Safety System.Vienna;IAEA

Tim Ensiklopedi BATAN. 2001. Ensiklopedi Teknologi Nuklir Batan. Jakarta; JST.

Suwoto, dkk. 2002. Simulasi Penurunan Level Daya Reaktor Dengan Simulator BWR. Jakarta; Prosiding Seminar Nasional Teknologi dan Keselamatan PLTN serta Fasilitas Nuklir