RELAP5 SIMULATION FOR SEVERE ACCIDENT ANALYSIS OF RSG-GAS REACTOR

Abstract

The research reactor in the world is to be known safer than power reactor due to its simpler design related to the core and operational chararacteristics. Nevertheless, potential hazards of research reactor to the public and the environment can not be ignored due to several special features. Therefore the level of safety must be clearly demonstrated in the safety analysis report (SAR) using safety analysis, which is performed with various approaches and methods supported by computational tools. The purpose of this research is to simulate several accidents in the Indonesia RSG-GAS reactor, which may lead to the fuel damage, to complement the severe accident analysis results that already described in the SAR. The simulation were performed using the thermal hydraulic code of RELAP5/SCDAP/Mod3.4 which has the capability to model the plate-type of RSG-GAS fuel elements. Three events were simulated, which are loss of primary and secondary flow without reactor trip, blockage of core subchannels without reactor trip during full power, and loss of primary and secondary flow followed by reactor trip and blockage of core subchannel. The first event will harm the fuel plate cladding as showed by its melting temperature of 590 °C. The blockage of one or more subchannels in the one fuel element results in different consequences to the fuel plates, in which at least two blocked subchannels will damage one fuel plate, even more the blockage of one fuel element. The combination of loss of primary and secondary flow followed by reactor trip and blockage of one fuel element has provided an increase of fuel plate temperature below its melting point meaning that the established natural circulation and the relative low reactor power is sufficient to cool the fuel element.

Keywords: loss of flow, blockage, fuel plate, RSG-GAS, RELAP5

SIMULASI RELAP5 UNTUK ANALISIS KECELAKAAN PARAH PADA REAKTOR RSG-GAS. Reaktor riset di dunia diketahui lebih aman dari pada reaktor daya karena desainnya yang lebih sederhana pada teras dan karakteristika operasinya. Namun demikian, potensi bahaya reaktor riset terhadap publik dan lingkungan tidak bisa diabaikan karena beberapa fitur tertentu. Oleh karena itu, level keselamatan reaktor riset harus jelas ditunjukkan dalam Laporan Analisis Keselamatan (LAK) dalam bentuk analisis keselamatan yang dilakukan dengan berbagai macam pendekatan dan metode dan didukung dengan alat komputasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk mensimulasikan beberapa kecelakaan parah pada reaktor RSG-GAS yang dapat menyebabkan kerusakan bahan bakar untuk memperkuat hasil analisis kecelakaan parah yang sudah ada dalam LAK. Simulation dilakukan dengan program perhitungan RELAP5/SCDAP/Mod3.4 yang memiliki kemampuan untuk memodelkan elemen bahan bakar tipe pelat di RSG-GAS. Tiga kejadian telah disimulasikan yaitu hilangnya aliran primer dan sekunder dengan kegagalan reaktor untuk dipadamkan, tersumbatnya beberapa kanal pendingin bahan bakar pada daya penuh, dan hilangnya aliran primer dan sekunder yang diikuti dengan tersumbatnya beberapa kanal pendingin bahan bakar setelah reaktor padam. Kejadian pertama akan membahayakan pelat bahan bakar dengan naiknya temperatur kelongsong hingga titik lelehnya yaitu 590 °C. Tersumbatnya satu atau beberapa kanal pada satu elemen bahan bakar menyebabkan konsekuensi yang berbeda pada pelat bahan bakar, dimana paling sedikit tersumbatnya 2 kanal akan merusak satu pelat bahan bakar, apalagi tersumbatnya satu elemen bahan bakar. Kombinasi antara hilangnya aliran pendingin primer dan sekunder yang diikuti dengan tersumbatnya satu kanal bahan bakar setelah reaktor dipadamkan menyebabkan naiknya temperatur kelongsong di bawah titik lelehnya yang berarti sirkulasi alam yang terbentuk dan daya yang terus turun cukup untuk mendinginkan elemen bahan bakar.

Kata kunci: kehilangan aliran, penyumbatan, pelat bahan bakar, RSG-GAS, RELAP5