Reaktor Air Tekan

5/22/2018 Reaktor Air Tekan

1/20

REAKTOR AIR TEKAN (PRESSURIZED WATER REACTOR, PWR)

RINGKASAN

Dalam PLTN tipe Reaktor Air Tekan, air ringan digunakan sebagai pendingin dan mediumpelambat neutron (moderator neutron). Teras reaktor diletakkan dalam satu bejana. Sistem airpendingin yang melalui teras reaktor disebut sistem pendingin primer. Di dalam sistem primer tidakdiperbolekan terjadi pendidian, karena itu sistem dibuat bertekanan yang tinggi. Dari sistempendingin primer yang bertekanan tinggi dan bertemperatur tinggi ini, air pendingin dialirkan kepipa!pipa dalam alat pembangkit uap. Di luar pipa ini air (dalam sistem pendingin sekunder)menerima panas dari air pendingin primer dan mengalami penguapan. "ap yang terjadi dari airpendingin sekunder ini kemudian dialirkan ke turbin untuk memutar generator listrik.

Reaktor Air Tekan yang beroperasi pada saat ini dapat dibagi menjadi dua, yaitu tipe reaktor #arat(Amerika!$ropa) dan tipe reaktor Rusia (%%$R). Tipe reaktor #arat di&akili ole tipe 'ombustion$ngineering ('$) dan #ibok *ilok (# *). +edua tipe mempunyai bentuk perangkat baanbakar yang sama dengan tampang lintang potongan berbentuk bujur sangkar, dan menggunakanpembangkit uap ertikal. Terdapat sedikit perbedaan dalam sistem pendingin dan pembangkit uap.#entuk tampang lintang potongan perangkat baan bakar reaktor air tekan Rusia adala segienam, dan pembangkit uap diletakkan seara orisontal.

+ini sedang dikembangkan reaktor air tekan yang lebi aman dan ekonomis. Reaktor tersebutadala Reaktor Air Tekan -aju (Advanced Pressurized Water Reactor) buatan *estingouse(*), System/01 buatan '$. +eduanya berukuran besar. "ntuk yang berukuran menenga

dengan pembangkitan daya sebesar 200 -*t, terdapat reaktor AP200 buatan *. Dalam &aktudekat di 3epang direnanakan akan dibangun reaktor air tekan maju.

URAIAN

Reaktor air tekan pada a&alnya dikembangkan ole perusaaan *estingouse dan Puslit


2/20

pemerinta Amerika Serikat di Argonne. Pada mulanya reaktor ini dikembangkan untuk penggerakkapal selam. Nautilus adala sala satu nama kapal selam bertenaga nuklir yang beroperasi daritaun 4567 sampai taun 45/0. #erbekal keberasilan membuat reaktor untuk kapal selam,perusaaan *estingouse membangun reaktor untuk pembangkitan listrik di pelabuan dengandaya 400 -&e. Reaktor ini beroperasi dari Desember 4568 ingga 9ktober 45/:. Reaktor ini

dikenal sebagai reaktor air tekan berdaya besar pertama di dunia. Dalam pengoperasiannya untuktujuan perobaan, pada saluran pendingin primer yang masuk dan keluar bejana reaktorditempatkan saluran nosel. Pada teras reaktor dilakukan uji oba dengan menempatkan konstruksiselimut beni (seed-blanket), dan menggunakan batang kendali a;nium berbentuk 1 (silang).#erbeda dengan reaktor air tekan standar, pada reaktor ini pembangkit uap masi diletakkandengan posisi orisontal (mendatar).

#eberapa lama kemudian didirikan reaktor air tekan dengan menggunakan stainless!steel sebagaibaan kelongsong, dan batang kendali berpenampang 1 (silang). #aru pada taun 4580, yaitupada PLTN #eirkalloy!7, kendalikompensasdi kimia&i (chemical-sim), kluster batang kendali, dan pembangkit uap yang diletakkan

berdiri tegak. Reaktor ini menjadi standar reaktor air tekan ingga saat ini. Pemasok atau pembuatreaktor air tekan di antaranya adala *estingouse, #ro&n #oeri 'ombustion $ngineeringNulear Po&er dan #ibok *ilok 'o. dari Amerika Serikat. Pemasok dari $ropa adala?ramatome!Peranis, Siemens!3erman dan -intya


3/20

=ambar @ memperliatkan konstruksi dan struktur!dalam bejana tekan dari reaktor air tekandengan kapasitas daya 4400 -*. Di dalam bejana reaktor terdapat teras reaktor yang disusundari gabungan perangkat baan bakar, batang kendali dalam bentuk kluster. Pada bagian atasteras terdapat pengara dan penggerak batang kendali. Di sekitar teras terdapat ba;el teras danperisai termal teras.

+onstruksi perangkat baan bakar ditunjukkan pada =ambar 7. Pada gambar tersebutdiperliatkan sala satu onto perangkat baan bakar dengan penampang lintang bujur sangkaryang terdiri dari susunan 48 C 48 ( :27) batang baan bakar. Dalam bejana reaktor terdapat 4bua teras reaktor, :7 bua pengara baan batang kendali dan 5 bua kisi. Pada bagian atasdan bagian ba&a teras terdapat nosel. #atang baan bakar terbuat dari pelet uranium oksidadengan pengayaan renda asil proses sinter. Pelet baan bakar dimasukkan ke dalamkelongsong


4/20

neutron) ke dalam pendingin sistem primer. +onsentrasi asam ini diatur sedemikian rupa seinggadapat mengendalikan proses penyerapan neutron yang mengambat reaksi ;isi dalam terasreaktor. 3ika asam borak ini menyerap neutron, unsur borak akan mengalami reaksi inti danberuba manjadi unsur lain (terbakar). 9le karena itu senya&a kimia seperti asam borak disebutsebagai raun!dapat!bakar !burnable poison$. Pelarutan airan asam borak akan menyebabkandistribusi reaksi ;isi (distribusi daya panas) menjadi rata pada seluru teras seingga menurunkan

daya maksimum relati; dalam teras reaktor. Dalam sistem primer, jumla untai ( loop) dan jumlaperangkat pembangkit uap bergantung pada daya yang akan dibangkitkan. Pada reaktor air tekanterdapat perangkat pengatur tekanan sistem primer yang di dalamnya terdiri dari pemanas untukmenaikkan tekanan dan penyemprot air untuk menurunkan tekanan. Perangkat pengatur tekananini dapat mengendalikan tekanan, termasuk jika terjadi kenaikan tekanan pada sistem primerkarena perubaan temperatur.

al penting yang perlu diatat tentang ubungan antara reaktor dan turbin pembangkit listrik(turbin listrikF turbin dan generator listrik) adala, daya reaktor arus selalu mengikuti beban listrikyang dipikul ole turbin pembangkit listrik. Pada reaktor air tekan, berdasarkan prinsip koe;isienreaktiitas temperatur moderator (dalam al ini adala sama dengan pendingin sistem primer)

daya reaktor dapat mengikuti beban yang dipikul ole turbin pembangkit listrik. 3ika beban listrikmeningkat, maka diperlukan kenaikan jumla pembangkitan uap (kapasitas uap naik). al inimenyebabkan temperatur air pendingin yang masuk ke bejana tekan turun. Penurunan temperaturpendingin primer akan menaikkan kemampuan moderasi neutron dan meningkatkan daya termalyang dibangkitkan reaktor. ?enomena ini seara otomatis menyebabkan reaktor melakukanpengendalian diri untuk mengikuti beban listrik, namun prinsip ini anya akan bekerja dengan baikuntuk perubaan beban listrik yang keil. #ila beban listrik mengalami perubaan ukup besar,maka untuk mengikuti perubaan listrik digunakan ara pengendalian dengan mekanisme batangkendali. Dengan demikian dapat dikatakan ba&a pengendalian reaktor air tekan mengikuti prinsipEreaktor mengikuti beban turbin listrikE.

1.*. Siste$ Kese#a$atan Rekaasa

=ambar 2 menunjukkan diagram alir sistem pendingin darurat reaktor !%mergency &ore &ooling'ystem# %&&'$. Sistem pendingin darurat ini digunakan, jika terjadi kebooran (misalnya pipa!pipapenyalur air pendingin primer terpotong atau boor) pada sistem pendingin primer yangmengakibatkan air pendingin keluar dari sistem primer seingga sistem primer kekuranganpendinginan. Dalam kondisi kekurangan pendingin, untuk menjaga keutuan baan bakardigunakan sistem pendingin teras reaktor darurat. $''S terdiri dari tiga sistem, yaitu sistem injeksipendingin tekanan tinggi, sistem injeksi pendingin tekanan renda dan sistem injeksi pendingindari akumulator atau penampung air pendingin.

Pendingin bertemperatur tinggi dan bertekanan tinggi yang keluar dari sistem primer memba&amaterial radioakti; dan tidak diperbolekan keluar dari sistem. +arena itu pada reaktor nuklirdisediakan bejana tekan pengungkung (containment). Dalam sistem pengungkung tersebut diantaranya terdapat bejana tekan, perangkat yang berkaitan dengan sistem pendinginan terasreaktor serta perangkat yang berkaitan dengan sistem proteksi keselamatan terekayasa. 3ikaterjadi keelakaan, baan bakar yang keilangan pendingin dapat melele dan kemudian diikutidengan kenaikan temperatur dan tekanan dalam bejana tekan. Pada saat ini unsur!unsur radioakti;(radioisotop) yang berbentuk gas dapat keluar dari sistem. "ntuk itu, agar tidak terjadi pelepasanradioisotop ke luar sistem, pada bagian atas bejana tekan pengungkung diletakkan sistempenampung air yang dapat memanarkan air pada bagian!bagian di ba&anya ( =ambar :).


5/20

Selain itu, untuk menega terjadinya iradiasi udara di sekitar bejana pengungkung ole baanradioakti; yang ada dalam bejana, maka di luar bejana terdapat konstruksi anulus yangmengalirkan udara di sekitar bejana pengungkung ke bagian pemurnian udara.

". +entk !an Konstrksi Teras Reaktor

#entuk dan konstruksi reaktor air tekan dapat digolongkan atas reaktor buatan *estingouse(*), #ibok *ilok (#*), 'ombustion $ngineering ('$) dan reaktor Rusia (%%$R).Reaktor tipe *, #* dan '$ menganut prinsip yang sama dalam al pemisaan sistem primerdan sekunder, tetapi konstruksi sistem pendingin, konstruksi pembangkit uap dan beberapa allain terdapat perbedaan di antara ketiganya.

".1. Reaktor Air Tekan Westinose

Dengan penambaan daya pembangkitan listrik, reaktor tipe * mengalami penambaan jumlapembangkit uap dan sistem pendingin pendukungnya. Seperti terliat pada =ambar 8, reaktor *dengan kapasitas daya 4000 -*e mempunyai 7 bua sistem pendingin (7 bua pembangkit uap

dan sistem saluran pendingin, 7 bua pompa pendingin). =ambar / memperliatkan konstruksidari pembangkit uap reaktor tipe *. Terliat pada gambar tersebut ba&a pembangkit uapdiletakkan berdiri tegak lurus dengan pipa!pipa " berada di dalamnya. Pipa " berisi air panas daripendingin sistem primer, sedangkan air di luar pipa " akan menerima panas dan mengalamipendidian. #eberapa pembangkit uap yang sama dengan tipe ini adala buatan -itsubisi!3epang, ?ramatom!Peranis dan +*"!3erman.

Reaktor N7 (4642 -*e) buatan ?ramatom!Peranis diranang berdasarkan pengalamankeelakaan reaktor Tree -ile Gsland (pada taun 4585), yaitu peningkatan keandalan operasidengan sentralisasi kendali, selain itu dilakukan juga peningkatan e;isiensi ekonomi. Sementara itureaktor 'oo

Sementara itu, perusaaan *estingouse mengembangkan reaktor air tekan dengan nama AP*R46@0 -*e (Tabel 4). Reaktor air tekan ini diranang dengan peningkatan pada ;aktor keandalan(tingkat redundansi tinggi, rapat daya renda), ;aktor ekonomi (perangkat baan bakar tingkat


6/20

kriteria pendinginan pasi; (liat konstruksi bejana pengungkung reaktor, pada =ambar 5),penyederanaan desain (seara umum dibandingkan dengan reaktor air tekan saat ini 60 lebisederana, perpipaan /0 lebi renda, pengkabelan 80 lebi renda dlsb.), dibuat dengankonsep modul, sesuai konsep keselamatan publik (pada saat keelakaan, selama @ ari tidakdiperlukan operator untuk mengatasinya), sangat muda diterima dan mendapat peri


7/20

Ta%e# Dan Ga$%ar0

Ta%e# 1.


8/20

Ga$%ar 1


9/20

Ga$%ar "


10/20

Ga$%ar '


11/20

Ga$%ar *


12/20

Ga$%ar


13/20

Ga$%ar 2


14/20

Ga$%ar 3


15/20

Ga$%ar 4


16/20

Ga$%ar 5


17/20

Ga$%ar 16


18/20

Ga$%ar 11


19/20

Ga$%ar 1"


20/20

Ga$%ar 1'

Sumber( """*batan*go*id

Documents

Reaktor Air Tekan