OPTIMASI PENDINGINAN EKSTERNAL PADA MODEL SUNGKUP PWR-1000 MENGGUNAKAN METODE ESTIMASI ANALITIK

Abstract

Sungkup reaktor merupakan benteng terakhir dalam menahan terlepasnya zat-zat radioaktif ke lingkungan ketika terjadi suatu kecelakaan reaktor. Oleh karena itu integritasnya harus selalu dipertahankan yang antara lain dilakukan dengan cara mencegah dilampauinya batas desain tekanan dan temperatur yang bisa terjadi pada kondisi kecelakaan melalui pendinginan sungkup yang mencukupi. Pada reaktor generasi III+ yang menerapkan konsep pendinginan pasif seperti AP1000, sungkup didinginkan secara eksternal melalui konveksi alamiah pada celah udara dan guyuran air pendingin di permukaan luar sungkup. Karakteristik pendinginan eksternal ini akan diteliti secara eksperimental melalui model sungkup PWR1000 berskala 1/40. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai debit optimal yang diperlukan dalam pendinginan model sungkup sebelum konfirmasi secara eksperimental dilakukan. Metode yang digunakan adalah dengan melakukan pemodelan analitis dan pemrograman berbasis Matlab yang mampu mengestimasi nilai-nilai parameter pendinginan eksternal seperti laju alir, temperatur dan daya kalor yang dievakuasi. Penerapan program pada sungkup AP1000 juga dilakukan untuk bisa dibandingkan dengan data desain. Hasilnya menunjukkan kesesuaian dengan data desain sungkup AP1000 dengan debit optimal sebesar 9,5 liter/detik yang mampu mengevakuasi kalor sebesar 21,6 MW. Sedangkan pada model sungkup diperoleh debit optimal sebesar 22 cc/detik yang mampu mengevakuasi kalor sebesar 37 KW. Disimpulkan bahwa dengan penelitian ini karakteristik pendinginan eksternal sungkup reaktor PWR mampu diestimasi dan bersamaan dengan itu dapat diketahui nilai optimal dari debit pendingin yang diperlukan.

Kata kunci: pendinginan eksternal, sungkup PWR, estimasi analitik, AP1000.

Reactor containment is the last barrier in avoiding the release of radioactive substances into the environment in the event of a reactor accident. Therefore, its integrity must always be maintained, among others, performed in a manner to prevent the exceeding of pressure and temperature design limit that could occur in an accident, through adequate containment cooling. In generation III + reactors which passive cooling concepts are applied such as the AP1000, the containment is externally cooled by natural convection in the air gap and a splash of cooling water in the outer surface. External cooling characteristics will be investigated experimentally through PWR1000 containment models of 1/40 scale. The purpose of this research is to determine the optimal flow of cooling required in the model before confirming experimentally performed. The method used is to perform analytical modeling and programming based on Matlab which is able to estimate the values of external cooling parameters such as flow rate, temperature and heat power evacuated. Implementation of the program on the AP1000 containment is also performed to be compared with the design data. The results shows the conformity with the AP1000 containment design data with optimal flow of 9.5 liters/sec that is able to evacuate the heat of 21.6 MW. While for the containment model, the optimal flow obtained at 22 cc / sec which is capable of evacuating the heat by 37 KW. This study concluded that the characteristics of the external cooling of PWR containment could be estimated and in conjunction, the optimal cooling flow required can be determined.

Keywords: external cooling, PWR containment, analytical estimation, AP1000.