Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN-BATAN, 14 November 2013
BASIC DESAIN PABRIK ELEMEN BAKAR NUKLIR TIPE PWR 1000 MWeUNTUK PLTN DIINDONESIA: DIVISI PROSES
Bambang G. Susanto, Prayitno, Abdul Jami, Marliyadi P., dan Hafni Lissa Nuri
PRPN - BAT AN , Kawasan Puspiptek, Gedung 71, Tangerang Selatan, 15310
ABSTRAK
BASIC DESAIN PABRIK ELEMEN BAKAR NUKLIR T1PE PWR 1000 MWeUNTUK PL TN DIINDONESIA: DIVISI PROSES. Te/ah dilakukan perekayasaan padatahapan basic desain pabrik elemen bakar nuklir tipe PWR 1000 MWe untuk PL TN diIndonesia me/alui konversi jalur AUK (Ammonium Uranil Karbonal) dan JKT (Jalur KeringTerintegrasi) dan dilanjutkan dengan fabrikasi. Dari hasil tahapan perekayasaan yangtelah dilakukan untuk divisi proses data teknis telah dihasilkan yaitu: informasi umummengenai pabrik elemen bakar nuklir; basic engineering design data; unit desain basis;deskripsi proses; diagram alir kualitatif dan kuantitatif dan process flow diagram; neracamassa dan energi; spesifikasi dan data sheet pera/atan proses; equipment list; diagrampipa dan instrumentasi; perhitungan ukuran pipa nominal pabrik; ke/as bahan berbahaya;keterangan katup pengendali, safety analysis function evaluation chart (SAFE Chart);preliminary HAZOP study; data aspek keuangan, kriteria seleksi dan aspek ekonomikhusus untuk JKT.
Kata kunci: PWR 1000 MWe, PL TN , jalur AUK, jalur kering terintegrasi, elemen bakarnuklir.
ABSTRACT
The design has been done at basic design steps of nuclear fuel element plant PWR type1000 MWe for Indonesia NPP through ammonium uranyl carbonate and integrated dryroute up to fabrication step. Technical data's obtained during the basic design steps (forprocess devision only) are: general information for nuclear fuel element plant; basicengineering design data; process description, qualitative and quantitative flow diagrams;process flow diagram (PFD); mass and energi balance; specification and process datasheet; equipment list; hazard material class, piping and instrumentation diagram; plant linesizing; control description, safety analysis funtion evaluation chart (SAFE Chart),preliminary HAZOP study; the data for financial aspect; selection criteria and economicalaspect for integrated dry route only.
Keywords: PWR 1000 MWe, NPP, AUC route, integrated dry route, nuclear fuel element.
- 1 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
1. PENDAHULUAN
Berbagai negara pemilik PLTN yang ada di dunia, ada yang memasukkan opsi
pendirian pabrik elemen bakar nuklir setelah PLTN nya dibangun untuk menjamin
kesinambungan penyediaan bahan bakar nuklir dalam jangka panjang [1].
Undang-undang Nomor 17 tahun 2007 tentang Rencana Pembangunan Jangka
Panjang Nasional tahun 2005 - 2025 telah menegaskan bahwa pengembangan
diversifikasi energi untuk jangka panjang akan mengedepankan energi terbarukan
khususnya bioenergi, geo thermal, tenaga air, tenaga angin, tenaga surya, bahkan tenaga
nuklir dengan mempertimbangkan faktor keselamatan secara ketat [2].
Untuk mengantisipasi opsi PLTN dipilih sebagai salah satu pembangkitan energi di
Indonesia, BATAN melalui Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir telah melakukan pra studi
kelayakan pendirian pabrik elemen bakar nuklir tipe PWR 1000 MWe mulai tahun 2006
sampai tahun 2009. Kesimpulan dari pra studi kelayakan tersebut menyebutkan bahwa
pendirian pabrik elemen bakar nuklir sangat strategis dan menguntungkan bila dibangun
segera setelah PLTN pertama beroperasi di Indonesia [3].
Pada tahun 2011 BATAN melalui Pusat Rekayasa Perangkat Nuklir (PRPN) telah
menindak lanjuti hasil pra studi kelayakan dengan melakukan studi lebih lanjut ke tahap
"Basic Desain Pabrik Elemen Bakar Nuklir Tipe PWR 1000 MWe untuk PLTN di
Indonesia"[4]. Pada tahap ini, rencana skedul pendirian pabrik elemen bakar nuklir
disesuaikan dengan kemungkinan pendiriannya setelah tahun 2025. Peralatan proses
konversi UFe menjadi U02 melalui jalur kering terintegrasi (JKT) dilakukan desain ulang
dengan menurunkan kapasitas menjadi 400 ton U02/tahun, sedangkan jalur AUK
kapasitasnya tetap 710 ton U02/tahun. Seluruh harga peralatan baik konversi maupun
fabrikasi termasuk harga gas UFe diperkaya sampai 5% U-235 disesuaikan melalui
estimasi cost Index mulai tahun 2024 yaitu ketika pabrik elemen bakar nuklir diperkirakan
mulai dikonstruksi dan mulai beroperasi tahun 2028.
Bahan bakar nuklir adalah salah satu komponen utama beroperasinya sebuah
reaktor nuklir. Fabrikasi bahan bakar nuklir adalah langkah proses paling akhir untuk
memproduksi bahan bakar uranium untuk reaktor tenaga nuklir komersial. Selama
fabrikasi, gas UFe (biasanya diperkaya antara 3 - 5 % U-235) diubah menjadi serbuk U02•
Proses secara kimia menjadi serbuk U02 yang memenuhi tingkat keramik (ceramic grade)
dapat dilakukan melalui jalur Ammonium Uranil Karbonat (AUK) atau Jalur Kering
Terintegrasi (JTK) [1, 3, 5].
- 2 -
(3)
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
Bila proses konversi melalu jalur AUK, mama gas UFs diubah menjadi uap dengan
cara pemanasan di dalam sehingga gas UFs yang terbentuk, dan dialirkan ke dalam
larutan amonium karbonat bersama-sama dengan pereaksi gas CO2, gas NH3, dan air
sehingga terbentuk endapan senyawa kompleks AUK yang stabil dan berwarna kuning.
Reaksi pengendapan melalui jalur AUK yang terjadi :
UFs + 5H20 + 10 NH3 + 3C02 --+ (NH4)4U02 (C03) 3 + 6NH4F (1)
Reaksi proses kalsinasi yang terjadi :
200 ° C(2)
6U03 + O2
Reaksi proses reduksi yang terjadi :
800 °cU30a + 2 H2 • 3U02 + 2H20 (4)
Proses konversi gas UF6 melalui JKT adalah sebagai berikut:
UFs + 2H20 • U02F2 + 4HF (5)
Serbuk uranil fluoride (U02F2) hasil hydrolysis selanjutnya dikonversi menjadi U02 dengan
mengalirkan gas H2 dan uap air panas sesuai dengan reaksi sebagai berikut:
4U02F2 + 2H20 + 2H2 • U30a + U02 + 8HF (6)
U30a + 2H2 • 3U02 + 2H20 (7)
Proses konversi melalui jalur JKT akan mengubah gas UFs menjadi U02, dan dihasilkan
limbah yang paling sedikit sehingga disebut proses yang ramah lingkungan [5].
Pada tahap basic desain, pabrik yang akan didirikan mempunyai kapasitas 710 ton
U02/tahun bila proses konversi UFs menjadi U02 dipilih jalur pengendapan Ammonium
Uranil Karbonat (AUK). Kapasitas konversi melalui jalur AUK ini setara dengan 5 bundel
elemen bakar nuklir/hari untuk PLTN tipe PWR kapasitas 1000 MWe [3, 4]. Namun
demikian Jalur Kering Terintegrasi (JKT) juga dipersiapkan sebagai pilihan teknologi
proses bila proses konversi melalui jalur AUK tidak beroperasi. Kapasitas produksi untuk
Jalur Kering Terintegrasi diputuskan diturunkan menjadi 400 ton U02/tahun untuk
memperkecil biaya investasi awal [4].
- 3 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - SA TAN, 14 November 2013
2. METODOLOGI/TAHAPAN KEGIATAN BASIC DESAIN PABRIK ELEMEN BAKARNUKLIR TIPE PWR 1000 MWe
Kegiatan perekayasaan melalui tahapan basic desain pabrik elemen bakar nuklir
tipe PWR 1000 MWe untuk PLTN di Indonesia dilakukan menurut format (hanya untuk
divisi proses) sebagai berikut:
1. Informasi Umum mengenai pabrik elemen bakar nuklir yang akan dibangun (untuk
tahapan sekarang ada tambahan data yang dimasukkan),
2. Basic engineering design data (ada tambahan data yang dimasukkan),
3. Penyiapan unit desain basis,
4. Penyusunan deskripsi proses, diagram alir kualitatif dan kuantitatif, dan Process Fow
Diagram (PFD),
5. Penyempurnaan diagram pipa dan instrumentasi,
6. Penyiapan indeks item peralatan/Equipment List (ada perubahan data design),
7. Perhitungan neraca massa dan energi,
8. Penyiapan spesifikasi dan data sheet proses,
9. Revisi perhitungan ukuran pipa nominal (Line Indeks),
10. Penyiapan kelas material berbahaya,
11. Penyusunan Keterangan Katup Pengendali (Control Description),
12. Penyusunan savety analysis function evaluation chart,
13. Penyiapan Preliminary HAZOP Study,
14. Penyusunan data aspek keuangan, kriteria seleksi dan aspek ekonomi.
3. HASIL KEGIATAN BASIC DESAIN DAN PEMBAHASAN (DIVISI PROSES)
Hasil kegiatan dari basic-desain pabrik elemen bakar nuklir tipe PWR 1000 MWe
untuk PLTN di Indonesia khusus divisi proses adalah data teknis dan dalam makalah ini
diuraikan secara singkat sebagai berikut [6]:
3.1 Tambahan data untuk Informasi umum pabrik elemen bakar nuklir tipe PWR 1000MWe untuk PLTN di Indonesia
Data teknis proses untuk Pabrik elemen bakar nuklir ini terdiri dari 3 unit, yaitu :
1. Unit Proses Dan Fabrikasi Elemen Bakar Nuklir terdiri dari 3 Sub Unit:
• Proses konversi gas UF6 menjadi U02 melalu Jalur Kering Terintegrasi (JKT).
• Proses konversi UF6 menjadi U02 melalui Jalur AUK
• Proses Peletisasi dan Fabrikasi
-4-
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - SA TAN, 14 November 2013
Proses Jalur Kering Terintegrsi beroperasi secara bergantian dengan Proses
Jalur AUK
2. Unit Utilitas, untuk penyiapan uap panas, air pending in, air proses (air bebas
mineral) dan udara kering bertekanan
3. Unit Pengolahan Limbah radio aktif
Selain itu data lain yang disiapkan adalah battery limits yaitu batas yurisdiksi dari
pabrik elemen bakar nuklir yang akan dibangun dengan kapasitas normal diharapkan
710 ton U02/tahun untuk jalur AUK dan 400 ton U02/tahun untuk jalur JKT. Dengan
battery limit itu ditunjukkan interface antara unit proses produksi elemen bakar nuklir
dengan unit utilitas lainnya. Untuk memperoleh gambaran battery limit, diperlukan
Gambar Proses Flow Diagram, P&ID dari pabrik elemen bakar nuklir.
3.1.1 Kondisi Batery limit
Pabrik elemen bakar nuklir yang akan didirikan berupa suatu unit produksi yang
terintegrasi antara proses konversi dan proses fabrikasi untuk menjadi elemen bakar
nuklir. Batery limit hanya menerangkan dua jalur proses konversi, karena prosesnya
yang rumit dan dapat menjadi interface dengan proses yang lainnya (utilitas).
3.1.2 Batery limit untuk Proses Konversi gas UF6 menjadi Serbuk U02(diperkaya U-235 antara 3-5%) melalui jalur Ammonium Uranil Karbonat.
NO. POSISI ARUS MASUK POSISI ARUS KELUAR
1
Blower (B-0201) udara tekan Blower (B-0201) udara ke HVAC
2.
Pompa (P-0203) untuk air utilitas P-0209 (Pompa limbah) dari scrubber3.
Tangki ammonium karbonat (T-0204)P-0210 ( Pompa Limbah cair scrubber)4.
Penukar Panas (HE-0202dan 0203)TP -0201 sd 0203(Tangki Penyimpanproduk U02)5
T-0201 (tangki CO2)
6
T-0202 ( Tangki UF6)
7.
T-0203 (Tangki ammonia)
8T-0205 Hidrogen
9
T-0206 (Tangki Nitrogen)
- 5 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
3.1.3 Battery Limit untuk Proses Konversi gas UF6 menjadi Serbuk U02(diperkaya U235 antara 3-5%) melalui Jalur Kering Terintegrasi.
NO POSISI ARUS MASUK POSISI ARUS KELUAR
1
Penguap T-01 01 (Tangki T-0104 (Tangki limbah Cair)Penguap UF6) 2.
HE-0101 (Penukar Panas) T-0102A/B/C (TangkiPenyimpan produk U02)3.
HE-0103 (Penukar Panas) F-0101 (Flare)
4
HE-0104 (Penukar panas)
5.
T-0103 (Tangki HF Cair)
6.
P-0101 (Pompa Scrubber)
3.2 Basic Engineering Design Data
Data engineering dan data desain lainnya yang diperlukan untuk basic desain pabrik
elemen bakar nuklir tipe PWR 1000 MWe sebagai berikut:
3.2.1 Standard dan code untuk design/konstruksi
Berbagai standard dan code yang terkait dan diperlukan selama tahap desain dan
konstruksi pabrik elemen bakar nuklir dipersiapkan sebagai acuan dan dalam makalah ini
hanya sebagian yang ditampilkan antara lain:
• ASCE - American Society of Civil Engineers
• ASME - American Society of Mechanical Engineers Boiler and Pressure Vessel Code:
- Section II - Materials Specification
- Section V - Non-destructive Examination
- Section VIII- Rules for Construction of Pressure Vessels
- Section IX - Qualification Standard for Welding and Brazing Procedures,
Welders, Brazers, and Welding and Brazing Operators
- ASME B31.1 - Power Piping
- PTC 22 - Performance Test Code
• ASNT - American Society for Non-destructive Testing
• AWS - American Welding Society AWA-D-100 Welded Steel Tanks for Water Storage
• EJMA - Expansion Joint Manufacturing Association
• EPA - Environmental Protection Agency
• HI- Hydraulic Institute
• IEEE - Institute of Electric and Electronics Engineers
- 6 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN- BATAN, 14 November 2013
• ISA -Instrument Society of America
• NBS - National Bureau of Standards
• NEMA - National Electrical Manufacturers Association
• OSHA - Occupational Safety and Health Administration, Department of Labor
• PFI- Pipe Fabrication Institute
• TEMA - Tubular Exchanger Manufacturers Association
• ASTM - American Society for Testing and Materials
3.2.2 Standards For Criticality
• ANSI/ANS-8.1, Nuclear Criticality Safety in Operations with Fissionable Materials
Outside Reaktors.
• ANSI/ANS-8.3, (ANSI N-16.2), Criticality Accident Alarm System
• ANSljANS-8.5, (ANSI N-16. 4l Use of Borosilicate-Glass Raschig Rings as a Neutron
Absorber in Solutions of Fissile Material.
• ANSljANS-8.7, Guide for Nuclear Criticality Safety in the Storage of Fissile Materials.
• ANSI/ANS-8.~ Nuclear Criticality Safety Criteria for Steel-Pipe Intersections Containing
Aqueous Solutions of Fissile Materials.
• ANSIjANS-8.10, Criteria for Nuclear Criticality Safety Controls in Operations With
Shielding and Confinement.
• ANSIj ANS-8.12, Nuclear Criticality Control and Safety of Plutonium-Uranium Fuel
Mixtures Outside Reaktors.
• ANSI/ANS-8.15, Nuclear Criticality Control of Special Actinide Elements.
• ANSIjANS-8.17, Criticality Safety Criteria for the Handling, Storage and Transportation
of LWR Fuel Outside Reaktors.
• ANSI/ANS-8. 19, Administrative Practices for Nuclear Criticality Safety.
• ANSI/ANS-8.21, Use of Fixed Neutron Absorbers in Nuclear Facilities Outside Reaktors.
• ANSI/ANS-8.22, Nuclear Criticality Safety Based on Limiting and Controlling
Moderators.
• ANSI/ANS-8.23, Nuclear Criticality Accident Emergency Planning and Response.
• ANSI/ANS-13.3, Dosimetry for Criticality Accidents.
-7-
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
3.2.3 Informasi Utilitas
Untuk menggerakkan pabrik elemen bakar nuklir baik pada saat proses start-up
dan komissioning dan saat operasi rutin diperlukan air untuk keperluan utilitas
seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 3.2.3 di bawah ini:
Tabel 3.2.3 : Kebutuhan utilitas ( Air bebas mineral)
No Unit yang membutuhkan air prosesJumlah kebutuhan air (kg/jam)
1
Jalur AUK
Reaktor Bubble Column (RB)
39,822 kg/ jam
Scrubber (S - 02)
1143,23 kg/jam
2
Jalur JKT
Cooler HE-03
124,860 kg/jam
Scurbber S-01
11,08 kg/jam
3
Kebutuhan untuk boiler water 300 kg/jam
4
Kebutuhan air untuk peletisasi dan fabrikasi 28.5990 kg/jam
Total kebutuhan untuk keperluan 8 jam/hari
1798 kg/jam = 43152 kg/hari =
43,152 m3/hari = 5,394 m3/jam,(bekerja 8 jam per hari)4
Faktor keamanan 20 % 6,47 m3/jam
5
Diambil sistem beroperasi 8 jam per hari, 7 m3/jam
kapasitas per jam ( pembulatan )
3.2.4 Informasi kondisi site (Iokasi pabrik)
Informasi kondisi site berisi data mengenai informasi umum tentang pemilihan
lokasi pabrik, kondisi site, ketinggian site, kondisi iklim calon lokasi (data cuaca,
curah hujan, data kegempaan calon lokasi dan lain-lain.). Dalam tahap basic
desain pabrik elemen bakar nuklir ini, site yang kita pilih adalah lokasi BATAN
Serpong yang berdekatan dengan gedung 65. Di dalam gedung itu ada unit
penelitian elemen bakar eksperimental untuk reaktor daya.
- 8 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN- BATAN, 14 November 2013
3.2.5. Regulasi/peraturan yang berkenaan dengan pollusi ling kung an (udara, limbah air,
suara dan sebagainya.)
Peraturan yang berkenaan dengan polusi lingkungan (udara, limbah, air, suara dan
lain-lain) dalam desain dan konstruksi pabrik elemen bakar nuklir yang berlaku di
Indonesia dipersiapkan antara lain:
No. Perundangan/Peraturan Tentang
1
UU Nomor 23 Tahun 1997 Pengelolaan Lingkungan Hidup2
PP Nomor 27 Tahun 1999 Analisis Mengenai Dampak Lingkungan
3
PP Nomor 82 Tahun 2001 Pengelolaan Kualitas Air Dan PengendalianPencemaran Air.4
PP Nomor. 85 Tahun 1999 Perubahan atas PP No. 18 Tahun 1999
Tentang Pengelolaan Limbah Bahan BerbahayaDan Beracun5PP Nomor 18 Tahun 1999 PengelolaanLimbahBahanBerbahaya dan
Beracun6
PP Nomor 19 Tahun 1999 Pengendalian dan latau Perusakan Laut
7
PP Nomor 41 Tahun 1999 Pengendalian Pencemaran Udara
8
KeputusanMenteriNegaraBaku Mutu Limbah Cair Bagi Kawasan IndustriLingkungan
HidupNomor:KEP-03/MENLH/1/1998
3.3 Unit Desain Basis
Data unit desain basis yang dipersiapkan selama proses desain meliputi:
1. Kapasitas normal dan kapasitas desain dan turn down rasio dan hasil yang
diharapkan dari produk elemen bakar nuklir.
2. Metode test dan prosedur
3. Aspek penyimpanan, penanganan dan keselamatan
4. Persyaratan desain pabrik elemen bakar nuklir berisi antara lain persyaratan
sistem sipil dan struktur; persyaratan desain peralatan dan pipa; persyaratan
sistem listrik; persyaratan instrumentasi dan kontrol; penyederhanaan desain;
margin desain; faktor manusia dan antar muka manusia-mesin; standardisasi;
kemampuan dapat dikonstruksi; maintainability.
3.4 Penyusunan Deskripsi Proses, Diagram Alir Kualitatif dan Kuantitatif, dan Process
Flow Diagram (PFD)
Data deskripsi proses pembuatan elemen bakar nuklir bertujuan untuk memberikan
gambaran umum cara melakukan proses konversi gas UF6 menjadi serbuk U02,
- 9 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN-BATAN, 14 November 2013
proses pelletisasi, fabrikasi sampai perakitan elemen bakar nuklir. Deskripsi
menjelaskan seluruh tahapan proses konversi mulai dari awal yaitu ketika gas UF6
diuapkan kemudian dikonversi menjadi serbuk U02. Serbuk U02 kemudian dilakukan
proses sintering dan dibentuk menjadi pellet. Pellet kemudian difabrikasi menjadi
elemen bakar nuklir. Data kecepatan alir per jam dari fluida yang mengalir serta
kondisi operasi (suhu, tekanan, dll.) dijelaskan dalam deskripsi ini (sudah dilaporkan
tahun 2011). Diagram alir kualitatif dan kuantitif dari pabrik elemen bakar nuklir
diperoleh berdasarkan hasil pengembangan dari diagram alir yang sama selama
tahap pra studi kelayakan yang telah selesai dilakukan tahun 2009.
3.5 Penyiapan Diagram Pipa dan Instrumentasi [6].
Diagram Pipa dan Instrumentasi di industri khususnya untuk pabrik elemen bakar
nuklir, juga dikenal sebagai diagram alir keteknikan (DAK), flowsheets teknik,
flowsheets. P & ID membantu pemilik ataupun kontraktor yang akan membangun
pabrik ini sebagai sumber informasi rekayasa. Diagram ini digunakan sebagai dasar
untuk rekayasa, perancangan desain, memperkirakan, konstruksi dan operasi dari
pipa, peralatan dan instrumentasi untuk suatu proyek. Oleh karena itu P&ID harus
benar secara teknis, mudah dibaca, konsisten dan bagus penampilannya. Contoh
diagram pipa dan instrumentasi untuk pabrik elemen bakar nuklir untuk rotary kiln
reduksi jalur AUK:
- 10-
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - SA TAN, 14 November 2013
3.6 Penyiapan Indeks Item Peralatan/Equipment List [6].
Data yang dipersiapkan dalam indeks item peralatan adalah penyajian data
peralatan dalam bentuk Tabel dengan menyebutkan nama alat, kode nom or, dan fungsi
dari alat dalam proses operasi seperti misalnya indeks item untuk alat proses JKT
sebagai berikut:
Tabel 3.6 Indeks Item Peralatan/Equipment List [6].
Equipment No. Type of EquipmentSize (DxLxT)Material ConstructionOperating/ Number Required
m/ Power kW Pressure /Temperature(1)
(2)(3)(4)(5)Reaktor (R-01 01)
Rotary Kiln /2(0 0.2xL 4.2) /Stainless Steel SA-1.1 atm / 660°C193kW
240 CScrubber (8-0101)
Vertical Packing(0 0.2xT 5.0)Austenitic Steel SA-1.5 atm / 30°CColumnl 1
212 AHeater (HE-0101)
Double pipe 13 serio 0.05xL 3.7Carbon Steel1.5 atm /290°CHeater (HE-01 02)
Double pipe I 1o O.05xL 3.7Carbon Steel1.5 atm / 110°CCooler (HE-0103)
Double pipe I 1o O.05xL 3.7Carbon Steel1.5 atm /200°CCondenser (HE-
Vertical Shell and(0 0.3xL 3.7)Carbon Steel1.5 atm /210°C0104)
Tube 12 seriHeater (HE-0105)
Electric Heater I 10.34kWNickelin coilCompressor (C-
Single-stage14.5kWCarbon Steel2.5 atm /210°C0101)
Reciprocating
Flare (F-0101)Hydrogen Flare 11(0 0.2xT 10)Carbon Steel1.5 atm 11000°C
Storage TankCylindrical 308C 12(0 0.8xT 1.6)Stainless Steel1.5 atm /60°C
(T-0101) Storage Tank
Cylindrical flat(0 0.2xL 0.1)Carbon steel 283 C1.0 atm /30°C(T-0102)
bottom/10Storage Tank
Horizontal(0 0.9xL 9.0)Carbon steel 283 C1.0 atm / 30°C(T-0103)
torispherical /2Storage Tank
Horizontal(0 0.8xL 8.0)Carbon steel 283 C1.0 atm /30°C(T-O104)
torispherical / 2Vaporizer Tank
Cylindrical(0 1.2xT 2.3)Carbon steel 283 C1.5 atm /80°C(T-0105)
accessible roof/2
3.7 Perhitungan Neraca Massa dan Energi [6].
Untuk memperoleh perhitungan neraca massa dan energi telah dilakukan prosessimulasi dengan perangkat lunak Chemcad steady state versi 6.4.0.4941. agar diperolehhasil neraca massa dan energi yang lebih akurat. Keluaran dari Chemcad steady state6.40.0.4941 disajikan dalam bentuk tabel dan dilengkapi diagram alir per unit alat yangsedang dihitung. Contoh hasil perhitungan neraca massa dan energi dengan prosessimulasi Chemcad steady state versi 6.4.0.4941 untuk masing-masing alat disajikansebagai berikut:
Basis desain dan asumsi yang digunakan :1. Umpan berasal dari tangki gas UF6 dalam keadaan suhu sekitar 600C dan
tekanan sekitar 19 atm
2. 1 Tahun = 300 hari operasi3. 1 hari = 24 jam operasi4. Temperatur lingkungan 30°C
- 11 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
• Contoh Neraca Massa dan Energi Jalur Ammonium Uranil Karbonat (AUK).
3.7.1 Tangki Penguap UF6Fungsi : Menguapkan UF6 sebanyak 120.644 kg/jam hingga bersuhu 60°CJenis : Cylindrical dalam Shell pemanasKondisi Operasi : 70°C , 19 atm
Komponen
kg/j am
Input
OutputUF6
120,644120,644CCI4
118.320118.320
Total
I 238.964 I 238.964Komponen
kcal/jam
Input
OutputUF6
02460.92CO2
3530.501069.58
Total
3530.50 I3530.50
Out Put Uap UF6 Out Put CCI4
Component
Weight, kg/hr I % ComponentWei hI, k Ihr%
UF6
120.6441100 CCI4118.32100
Total Mass Flow
120.644-:lTotal Mass Flow118.32
Temperature
60 DCTemperature
70 DC
Heat Flow
2460.92kcal/hr Heat Flow1069.58kcal/hr
Pressure
1 atm Pressure19 atm
Input CCI4
Com anent Wei ht, k Ihr %
CCI4 118.32 100
Total Mass Flow 118.32
Temperature 76.5 DC
Heat Flow 3530.50 kcal/hr
Pressure 19 atm
3.8 Penyiapan spesifikasi dan data sheet proses [6].
Kristal UF6
Component Wei ht, k Ihr %
UF6 120.644 100
Total Mass Flow 120.644
Temperature 25 DC
Heat Flow 0 kcal/hr
Pressure 19 atm
Penentuan spesifikasi peralatan proses produksi pabrik elemen bakar nuklir dilakukan
melalui proses simulasi Chemcad steady state versi 6.4.0 4941 agar hasil perhitungan
lebih akurat. Proses simulasi dengan Chemcad steady state versi 6.4.0.4941 pada
tahapan basic design telah menghasilkan perhitungan spesifikasi dan data sheet yang
lebih detil dibandingkan dengan tahapan pra studi kelayakan yang selesai dikerjakan
tahun 2009 yang lalu. Contoh spesifikasi dan data sheet proses untuk jalur JKT adalah
sebagai berikut
- 12 -
Prosiding Pertemuan J/miah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
• Spesifikasi alat Heater (HE-01 01)
CHEMCAD6.1.4 Unit10: 5 C:\Documents and Settings\Administrator\My Oocuments~My Simule 511512013
Geometrv Oat<:l Heat Transfer DataExchanger Class.
Effective Tram;:fer Aream21.84Exchanger Type
Double PipeUserArea Required m21.39Shelll.D
m008EJC.cess% 3260Shell in Series
1 COR LMTDC7531Shell in Parallel
1 Overall Coefficient (Calculated)Wim2-K18.05Number of Tubes
1 Overall Coefficient (Serv!ce)Wlm2-K13.61Tube length
m12"t9Heat Calculated kJlh9009.81Tube 1.0.
mOJI4Heat Specified kJIh6794.49Tube 0.0.
m0.05Shell Side Film Coefficient Wfm2-K209.33Tube Pattern
Tube Side Film CoefficientWim2-K23.59Tube PItch
mShell Side Foulingm2-KIW1.l611E-04Number of Tube Passes i Tube Side Foulingm2-KI\V1.7611E-04Number of Baffles
o Tube Wall Resist<3ncem2-KI\V2.1049E-04Baffle Center Spacing
mFin Resisianc-.em2-KIWBaffle Cut (area %) Baffle Type ThermodVnamics and OthersK model
NRTLFluid Dvnamic-s Data
H oKldelLatent HeatSh(>11 Side Pressure Drop
aIm01120Data Source LibraryTube Side Pressure Drop
atmU.0009Number of Components 13Average Shell Side Velocity
misec5011Calculation Mode Raljr~Average Tube Side Veloc,ity
misec1.17
• Proses Data Sheet Heater (HE-01 01
Menoikon tern~mtur gtl5 lIF6 dati 60 ke 290C
HEATER (HE-0101)
DE SA IN PABRIK ELEMEN BAKAR NUKLIR TIPE PWR 1000 MWJALUR KERING TERINTEGRASI
~~*,~~~~"':;;.>~Aijt.J
4
PRPN - BATAN
6
Projec(7 " Purpose•
PROCESS DATA SHEETOoo:;N"~It,,", NoNo Wo'~
RPN,SD.32.2t5-A1.13R$'v A
PROSES
14 SArvir.:. of Unit It.;.", No
15 Siz. 008 '" 12.19 T U"'t'fl HwN~r1 H CctrIfl<!!r(;f.o in 1 Pelf"I"'" 1 S~IE; $urlJUnrt{Gr~tf.) U) I I e m2 Sh.nsll)ni1 ! SiJrlfShe1!(GrosSiEff. j 1.8 !.8 m217 PERFORMANCE OF ONE UNIT18 Fluid A8oc3tion SheU S.id.;- Tube S;~1'E1Fluid Name SH Slotam UFE;Z Ty~.of Pre< •• s Sans.bl9 S.",'l'ible~1 FluidCluanl<l T<>tal k Ih 411.56 7390
1 VapofllnlOul) kgih ~I U:'6 4" '.5£ =r 'l:H~() I rumlJ L \,id II.fh
J4 St"".,m k Jh 41I,.s,~ ~ 41/562:<: W:.te,- k<;Jlh
<:6 N~Cond",ru;:.JbtQ k Jh
27 Tempefatufe(lnlOut) C 304,CO 2',600 6500 290.00l Deosity{Vap.of'-'Liquid) kgJm3 0,60213 0,7.)77 19,8128 9,97002' VI$CO:S!\ N-slm2 2.0S14E·05 2.Cl14,3E-OS 1.9977E-05- 3.245-8E ..O:S
Mo~c-ullJfWel9ht_ Vapor 11'1,01 13,01 :~52.n2 3520231 Molecubr Weight. Noncond.nsabJft
32 S ec.flC Hoe>•.•t Un<.mQl_K 36.08 35.98: !34.5'" 151,56
3. ThI!rn\31 Condudivil W/m-K (HM tH.14 O.Ot 002).1 Lalani He:at kJikg3!:'.Jnlet Pf9ss.Ufe atm 2, Hi 1.~~3(, elocit nv~ f.>011 1,17)7 Pre_I!"" DfCl ,AUow.IC:alc :It"l 0-34, 0.1j 034 000)$ Fouh R~s;&tarn;:¥(M;n,) ml+KJIN J,7611E ..04 1,76tIE__04)9 H.,.••t E~ch.ao-.goN;l 15794,4<) kJth MTD(Conectw) 75:) I C$0 Tmnsfer R.,r. $o&niFC<I<' 13k'l C.,I(. 16,05 CJe,..-HI H3,1$ Win12-K
~ I CONSTRUCTIOt4 DATAfSHELL Sk~I,;h(Bundl.vNou'e Orient:<lVon}~ ShO!'JISide Tube Side -$3 Deo-inIT"1 Pre5;\§yra 31m I I44 D4tsign T~mp Ma>rJMin C I Ito<: NoPi'SSI!!'" r$hell;tC Ccn-rosion Alklw~n«lo n) m
'7 Ct>r1O•••Cti<.\fl'5 In In 005 00418 $izll!' 8. 0\<\ m 1).05 0.04:t~ R3tll,n Int<:trmediale
;.0 Tul>o:JrNQ 1 OD 0,0463 m .Thl<.(M;nJAvg) 00037 m : loQ.n tl1 12 19 m; PilCh "'; P~1t0m .•5-1
:;1 Tuc.., T '" Sm(' M<lloitrial INI;:ONEL-GOO S8" 1!5)AjOO:;2 Shell A-~8!.'-C ID {J,UfI 00 010 m ShoeU COY9f;3 Fin Ullsp"'-c>fi.;o.:j No NOI"min:t!Loionth €-.09£ n.54 Rho:>-V;2-lnlet Nozzle >~'1-G:2 t\:'1
-viyhttShaU I<O•.•$ign;;atron u .•••••,Rll;lm,)rks
3.9 Perhitungan ukuran pipa nominal (Line Indeks)
Semua sistem proses konversi yang
dihubungkan dengan pipa proses untuk
ada di pabrik elemen bakar nuklir ini
memindahkan sejumlah senyawa tertentu
- 13 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
dari suatu alat proses ke alat proses lainnya. Seluruh pipa tersebut harus dirancang
dan dihitung sedemikian rupa agar diperoleh diameter nominal dan material pipa
sesuai dengan beban aliran (debit) penurunan tekanan di dalam pipa itu. Untuk
memperoleh hasil yang maksimal maka seluruh data perhitungan diameter pipa
nominal yang ada dalam sistem proses konversi gas UF6 menjadi UOz masing
masing melalui jalur AUK dan JKT dihitung dan Tabel 3.9 hanya menunjukkan untuk
jalur AUK:
Tabel 3.9: Hasil Perhitungan Diameter Pipa Nominal Jalur AUK.[6]Aliran Fluida Aliran FluidaKriteriaKec. FluidaKriteria6PNPS Hasil
darikeKec.Terhitung(6 P),TerhitungPerhitungan
Fluidakg/cm2/( kg/cm2/( inchi) :
(m/detik)100 m100m)Schedule
T-UF6
Reaktor
Gelbg.(BR-
157.042.00.00163"; 40(T-0202) 0201)
T-C02
Reaktor
Gelbg. (BR-
157.042,00.00163"; 40(T-0201 ) 0201 )
Reaktor Gelbng.
Scrubber15
13.602,00.241,5"; 40(BR-0201 )
(S-0202)Bubble Reaktor
Pompa30,582,00,241"; 40
(BR-020n(P-0204) Dioilih 2*)
Pompa
Settling Tank30,582,00,241"; 40
(P-0204)(ST-0201) Dipilih 1,5*)
Settling TankTangki Limbah3
0.72,00,360.75": 40(ST-020n (TL-0201 )
Settling Tank
Pompa30,422,00,40.5":40
(ST-0201 )(P-0205) Dipilih 2 *)
PompaWashing Tank30,422,00,4
0.5" : 40
(P-0205)(WT-0201) Dioilih 1,5*)
MixerWashing Tank3
0.422,00,150.75" ; 40(M-0201 )
(WT-0201 )Washing Tank
Tangki Limbah30,812,00,570.50" ; 40(WT-0201 ) (TL-0201 )
Washing Tank
Pompa30.352,00.260,50" ; 40
(WT-0201 )(P-0207) Dipilih 2*)
PompaHomogenizer3
0.352,00.260,50" ; 40
(P-0207)(H-0201 ) Dioilih1,5*)
Homogenizer
Pompa30.352,00.260,50" ; 40
(H-0201 )(P-0208)
PompaSpray Dryer
30.352,00.260,50"; 40(P-0208) (SD-0201)
Spray Dryer
Filterlsiklon32,42.01,061,50"; 40
(SD-0201 ) (C-0201 )Scrubber
Pompa P-09 2,00.21o 50" . 40
(S-0202)(P-0209)
30.47Di'pilih ' 2 *)
Pompa
Tangki Limbah30.472,00.210,50" ; 40
(P-0209)
(TL-0201 ) Dioilih 1.5*)
*) Catatan: Pipa yang terhubung dengan pompa, diameter yang terlalu kedl diperbesar sampaimendekati ukuran nozzle pompa baik pada posisi suction atau discharge.
3.10 Hazardous Material Class
Pabrik elemen bakar nuklir dalam proses operasinya menggunakan bahan baku dan
bahan pendukung dan produk yang dihasilkan termasuk kelas yang berbahaya. Produk
- 14 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
dari pabrik ini adalah elemen bakar nuklir sebagai prod uk radioaktif. Oleh karena itu
kelas bahan-bahan yang berbahaya di pabrik elemen bakar nuklir ini perlu diketahui
seperti yang disajikan dalam Tabel 3.10 berikut ini:
TABEL 3.10: Hazardous Material Class Yang Dipakai dan yang Diproduksidalam Pabrik elemen bakar nuklir [6]
MA TERIAL CLASSNO
MA TERIALNFPA RA T/NGHMIS RA T1NGDOT/49CFR RA T1NGH
FR(S)HFR(S)1234567891
U30a 210200 72
U02 73
UF6 74
Pellet U02 75
HF 40130 1 86
CO2 10010 0 2.27
NH3 310310 2.28
H2 04 004 0 2.19
N2 100000 2.210
(NH4hC02 20020011
H2O 00000012
LPG 14 0 2.113
HN03 40030 0 814
AI(N03h 200200 5.115
Alkohol 230230 316
Zinc Stearat010010
3.11 Penyusunan Keterangan Katup Pengendali (Control Description)
Semua katup pengendali aliran dalam pabrik elemen bakar nuklir ini perlu dijelaskan
cara mengoperasikannya baik pada saat start-up maupun pad a saat shutdown untuk
memberikan data teknis pengendalian pada Divisi Instrumentasi dan Kontrol. Contoh
keterangan katup pengendali adalah pada Reaktor Bubble Column BR-0201 baik
saat start-up maupun saat shutdwn sebagai berikut [6]:
Reaktor Bubble Column Br-0201:
,
• Start UpPad a tahap permulaan valve pada jalur pipa DW-2009-1"-A1-N yaitu valve V-16,V-17 dibuka, valve V-18, V-19 ditutup. Valve pada jalur pipa UF6-2007 -2W'-IC-Nyaitu VP-13, VP-15 dibuka. Valve VP-16, VP-17 ditutup. Valve pada jalur pipaNH3-2008-3"-A 1-N yaitu V-20, V-22 dibuka, valve V-23, V-24 ditutup. Valve V-31pada jalur pipa W-2010-2"-A1-N dibuka dan valve pada jalur pipa W-2013-2"-A1-Nyaitu V-33, V35 dibuka dan V-36 ditutup sepanjang operasi normal.
Electric Heater EH-0202 dan Electric Heater EH-0203 dalam kondisi operasi,setelah fluida yang melalui electric heater tersebut telah mencapai suhu 60°C,valve V-19 pada jalur pipa DW-2009-1"-A1-N, valve VP-17 pada jalur pipa UF62007-2~"-IC-N dana valve VP-24 pada jalur pipa NH3-2008-3"-A1-N dibuka.
- 15 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat Nuk/irPRPN - BA TAN, 14 November 2013
Valve pad a jalur pipa AUC-2011-2"-IC-N yaitu VP-18,VP-20,VP21 dibuka dan VP22, VP-23 dalam kondisi tertutup jika pompa P-0204 A dioperasikan, sebaliknyaVP-20,VP21 dalam kondisi tertutup dan VP-22, VP-23 dalam kondisi terbuka jikapompa P-0204 B dioperasikan.
Motor pompa P-0204A dikendalikan oleh switch HS-0201, motor pompa P-0204Bdikendalikan oleh switch HS-0202 dan dioperasikan seeara bergantian ketika leveleairan dalam dalam reaktor minimal 2 m (LAL) .
Laju massa fluida pada jalur pipa UF6-2007-2W'-IC-N, NH3-2008-3"-A 1-N, danDW-2009-1"-A1-N dikontrol oleh FFC-0205 dan FFC-0208 dengan perbandingan6 : 2 : 15 dengan laju massa fluida pada jalur pipa UF6-2007 -2~"-IC-N sebagaivaria bel tetap dan laju massa fluida NH3 pada jalur pipa NHr2008-3"-A 1-N dan airbebas mineral H20 pada jalur pipa DW-2009-1" -A 1-N sebagai variabel bebas yangdikendalikan oleh bukaan flow control valve FCV-0205, FCV-0206 dan FCV-0207.
Temperatur dan tekanan dalam reaktor dikontrol oleh temperature indicator controlTIC-0208, temperature transmitter TT-0208 dan pressure indicator PI-0208. Overpressure dikendalikan oleh Vent VT-0203.
Ketika Pompa P-0204A operasi dan P-0204B stand by valve VP-20, VP-21 dibukadan VP-22, VP-23 ditutup. Sebaliknya ketika Pompa P-0204B operasi dan P0204A stand by valve VP-20, VP-21 ditutup dan VP-22, VP-23 dibuka.
• Shut Down
Untuk keselamatan proses, maka ketika shut down Valve V-17, V-19, V-24 danVP-18 ditutup diikuti dengan mematikan electric heater EH-0202 dan EH-0203.Selanjutnya pompa P-0204A dimatikan melalui switch HS-0201 atau P-0204Bdimatikan melalui switch HS-0202 ketika level fluida dalam reaktor meneapai 10em tergantung pompa mana yang saat itu dioperasikan. Valve V-13 pada jalurpipa W-201 0-2"-A 1-N ditutup ketika suhu reaktor telah meneapai sekitar 40°C.Untuk mengosongkan fluida sisa dalam reaktor dengan eara membuka drain VP19.
3.12 Penyusunan safety analysis function evaluation chart [6]
Data teknis Safety Analysis Function Evaluation chart (SAFE Chart), atau Cause &
Effect (C&E) Table, salah satu penetapan teknik analisis sebab akibat yang
dinyatakan dalam ISO 10418 (ISO, 2003) dan API 14C 2003 yang dapat digunakan
untuk mengidentifikasi dampak keselamatan yang tidak diharapkan dan desain
tindakan perlindungan yang diperlukan. Sebagian besar aneaman terhadap
keselamatan proses produksi melibatkan terlepasnya bahan kimia/radioaktif ke
lingkungan. Maka analisis dan desain sistem keselamatan proses produksi
seyogyanya menitik-beratkan pad a peneegahan pelepasan tersebut, penghentian
aliran bahan kimia jika terjadi keboeoran, dan meminimalkan akibat terjadinya
- 16 -
Pros;d;ng Perlemuan IIm;ah Perokay,,,,an Pernngkat NukJ;, @PRPN- BATAN, 14 November 2013 •
pelepasan bahan kimia. Evaporator UF6(T-0105A & T-01058) jalur JKT adalah
sebagai berikut:
Tabel SAT-01 : Safety Analysis Table Evaporator UF6(T-0105A & T-01058) [6]
Undersireable CauseDetectable AbnormalEvent
ConditionAt ComponentOverpressure
-VBlock flow or restricted outletHigh Pressure-V
Inflow exceed outflow-V
Thermal expansion-V
Temperature control systemfailure-V
Excess heat input" UF6 cylinder leak
Under pressure"Withdrawal exceeds inflowLow Pressure
-V
Thermal contractionOpen outlet" Temperature control systemfailureLeak
-VDeterioration Low Pressure"
Erosion-V
Corrosion"
Impact damage-V
VibrationExcess
-VTemperature control systemHigh TemperatureTemperature
failure" High inlet temperature
3.13 Penyiapan Preliminary HAZOP (Hazard and operability) Study[6]
Studi bahaya dan Operabilitas (HAZOP) adalah metodologi, terstruktur sederhana
untuk mengidentifikasi, mengevaluasi dan memprioritaskan kejadian potensi bahaya
di fasilitas proses yang ada atau fasilitas baru yang diusulkan.
Tujuan utama dari HAZOP adalah untuk meningkatkan keselamatan personil
pabrik serta setiap wilayah penduduk terdekat dengan mengidentifikasi potensi
kecelakaan terjadi dan mengambil langkah-Iangkah untuk mengurangi resiko
kecelakaan tersebut.
Metodologi HAZOP adalah analisis keselamatan yang menggunakan dan
mendorong pemikiran yang imajinatif (atau brainstorming) dan pertama kali
dikembangkan oleh Imperial Chemical Industries (lC!), sebuah perusahaan kimia
Inggris. Hal ini dilakukan oleh tim multi-disiplin HAZOP dan memerlukan penggunaan
- 17 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - SA TAN, 14 November 2013
kata-kata panduan untuk merangsang brainstorming. Untuk fasilitas proses baru yang
diusulkan, HAZOP mungkin memerlukan beberapa minggu untuk melakukan studiterse but.
Untuk melakukan studi awal (preliminary) HAZOP pabrik elemen bakar nuklir telah
digunakan software HAZOP dari P'RIMATECH, P-1-614-841-9800,dan data/gambar
berikut harus sudah tersedia untuk dipelajari:
1. Piping and Instrumentation Diagram (P&ID) untuk proses konversi jalurAUK danJKT.
2. Process Flow Diagram baik untuk jalur AUK maupun JKT.
3. Sifat-sifat bahan baku dan bahan produk akhir yang berbahaya harus dikenali dari
hazardous material class.
4. Deskripsi proses termasuk didalamnya neraca massa dan neraca energi
5. Tata letak peralatan proses.
3.14. Penyusunan Data Aspek Keuangan, Kriteria seleksi dan Aspek ekonomi (Jalur JKT)
Data aspek keuangan berikut adalah data untuk proses JKT (proses jalur AUK
belum selesai dikerjakan) kriteria se/eksi dan aspek ekonomi menyajikan nilai
investasi dan biaya produksi pabrik elemen bakar nuklir jika dibangun, dan indikator
periode pengembalian, NP, IRR, ROI, Indeks profitabilitas, benefit cost rasia,
penerimaan pajak dari pendirian pabrik tersebut. Data keekonomian pabrik elemen
bakar nuklir (JKT) dari hasil perhitungan adalah sebagai berikut [6,7,8,9]:
1. Periode pengembalian moda/1.39 tahun;
2. Pengembalian atas investasi (ROI) 45,8 %;
3. Rentabilitas usaha pabrik ini cukup baik dan menghasilkan laba sejak tahun
pertama produksi (Th 2028) sebesar US $ 54.500.000,- dan akumulasi
keuntungan selama 20 tahun adalah US$ 4.669.267.700,- ,
4. Nilai netto sekarang (NPV) pada capital cost 15% menunjukkan harga positif yaitu
sebesar US$ 544.913.300,-;
5. Arus pengembalian internal (IRR) sebesar 36,01 % ;
6. Nilai indeks profitabilitas 6,62 lebih besar dari 1,0 yang mengindikasikan pabrik
sangat menarik untuk dibangun;
7. Benefit Cost Ratio (BCR) bernilai >1 yaitu 10,42 yang menunjukkan bahwa pabrik
akan memberikan manfaat dan layak untuk dibangun,
- 18 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - SA TAN, 14 November 2013
8. Selain itu untuk mendirikan pabrik elemen bakar nuklir, diperlukan total biaya
investasi permanen sebesar US$ 171.925.000,- biaya modal kerja sebesar US $
152.518.000,- serta biaya produksi sebesar US$ 617.497.508,-/tahun
4. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari basic desain pabrik elemen bakar nuklir tipe
PWR 1000 MWe untuk PLTN di Indonesia khusus divisi proses adalah diperolehnya data
teknis basic desain antara lain: informasi umum pabrik elemen bakar nuklir, basic
engineering design data; unit desain basis, deskripsi proses, diagram alir kualitatif dan
kuantitatif dan process flow diagram; neraca massa dan energi; spesifikasi dan data
sheet peralatan proses; equipment list; diagram pipa dan instrumentasi; perhitungan
ukuran pipa nominal pabrik; kelas bahan berbahaya; keterangan katup pengendali, safety
analysis function evaluation chart; preliminary HAZOP study, data aspek keuangan,
kriteria seleksi dan aspek ekonomi jalur JKT.
5. DAFT AR PUST AKA
1. SUSANTO, B.G. dkk, "Laporan Tim Pra Studi Kelayakan Pembangunan Pabrik
Elemen Bakar Nuklir Tahun 2006", PTBN-BATAN, Serpong 2006.
2. ANONYM, " Undang-Undang Republik Indonesia nomor 17 Tahun 2007, Tentang
Rencana Pembangunan Jangka Panjang Nasional Tahun 2005- 2025"
3. SUSANTO , BG, dkk, "Pra Studi Kelayakan Pabrik Elemen Bakar Nuklir Tipe
Pressurized Water Reactor (PWR) di Indonesia", Volume 1 dan 2, PTBN-BATAN, 5
Desember 2008.
4. SUSANTO, BG., dkk, Laporan Tahun 2011 (tahun ke 1), Desain Pabrik Elemen Bakar
Nuklir Tipe PWR 1000 MWe Untuk PLTN di Indonesia", PRPN-BATAN Desember
2011.
5. Technical Report Series IAEA, No. 221, "Guidebook on Quality Control of Water
Reaktor Fuel', Vienna 1983.
6. SUSANTO, BG., dkk, Draft Laporan Tahun 2013 (tahun ke 3), Desain Pabrik Elemen
Bakar Nuklir Tipe PWR 1000 MWe Untuk PLTN di Indonesia", PRPN-BATAN 2013.
7. NICKKICH,H., Program of Profitability Analysis 1.1 XLS. 2003
- 19 -
Prosiding Pertemuan IImiah Perekayasaan Perangkat NuklirPRPN - BA TAN, 14 November 2013
8. JOHNSON C.R., AND HEYBURN D.E., " The Manufacture of Fuel Elements and Their
Assembly For PWR System", Commercial Nuclear Fuel Department Lynchburg,
Virginia, 1970,
9. SEIDER W.o., SEADER J.D. and LEWIN D.L., "Product And Process Design
Principles", Synthesis, Analysis and Evaluation, John Wiley and Sons, Inc. 2nd Edition,2004.
TANYA JAWAB
Pertanyaan:
1. Apakah pembangunan pabrikasi bersamaan dengan PLTN atau lebih dulu pabrik?
(Utomo)
2. Lokasi pabrik apa harus dekat dengan tam bang uranium? (Utomo)
3. Apakah instalasi pabrikasi sudah dimasukkan dalam perhitungan biaya? (Maradu)
Jawaban:
1. Biasanya PLTN dibangun terlebih dahulu kalau pabrik EBN mau didirikan atau
dipersiapkan setelah PLTN beroperasi dan EBN produksi local baru masuk teras ke-2.
2. Lokasi pabrik tidak harus dekat tambang, karena gas UF6 yang dipakai adalah
uranium diperkaya. Lokasi dekat PLTN lebih menguntungkan ditinjau dari sisi
transportasi.
3. Instalasi fabrikasi sudah dimasukkan dalam perhitungan biayanya. Berdasar scale-up
dari harga pabrik, yang kemudian dilakukan perubahan cost indeks untuk tahun 2024.
Harga alat fabrikasi ± US $ 35.000.000,-.
- 20 -