INVESTIGASI TRANSIEN TEKANAN DAN TEMPERATUR SUNGKUP REAKTOR AP1000 DALAM KECELAKAAN SBO DENGAN SET-POINT TEKANAN PENGGUYURAN BERBEDA

Abstract

Reaktor AP1000 menerapkan konsep pendinginan eksternal untuk mengantisipasi naiknya tekanan akibat terjadinya kecelakaan kehilangan seluruh catu daya listrik atau Station Black Out (SBO). Mekanisme pembuangan kalor peluruhan secara pasif dilakukan melalui Passive Residual Heat Removal System (PRHRS) yang diteruskan ke In-containment Refueling Water Storage Tank (IRWST) dan selanjutnya pada sungkup reaktor. Sungkup didinginkan secara eksternal melalui konveksi alamiah pada celah udara dan melalui penguapan air pendingin yang diguyurkan di permukaan luar dinding sungkup ketika tekanan sungkup mencapai 1,7 bar sesuai set-point yang diterapkan. Dengan mekanisme ini, tekanan akan naik sampai mencapai nilai maksimum tertentu dan kemudian turun kembali ketika pendinginan sungkup sudah mulai efektif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana pengaruh perbedaan set-point tekanan pengguyuran tersebut terhadap tekanan dan temperatur maksimum yang dicapai. Metode yang digunakan adalah dengan melakukan simulasi menggunakan model perhitungan analitik berbasis Matlab-07 pada kondisi transien yang mampu mengestimasi daya kalor yang dievakuasi, tekanan dan temperatur di dalam sungkup terhitung mulai terbentuknya uap di dalam sungkup. Hasil simulasi menunjukkan pola transien tekanan dan temperatur yang naik hingga maksimum dan turun kembali ke suatu nilai yang relatif tetap. Dengan variasi set-point mulai dari 1,7 bar hingga 5 bar, tekanan maksimum yang dicapai meningkat dari 3,5 bar hingga 5 bar dan temperatur maksimum dari 117 °C hingga 125 °C. Dapat disimpulkan bahwa di AP 1000, dengan naiknya set-point tekanan dimulainya pendinginan eksternal melalui pengguyuran air berpengaruh menaikkan tekanan dan temperatur maksimum yang terjadi akibat SBO.

Kata kunci: Transien tekanan, set-point pendinginan eksternal sungkup, AP1000, SBO.

AP1000 reactor applying external cooling concept to anticipate the increase in pressure due to Station Black Out (SBO). Disposal mechanism of decay heat conducted through the Passive Residual Heat Removal System (PRHRS) to In-containment Refueling Water Storage Tank (IRWST) and subsequently forwarded to the reactor containment. Containment is externally cooled through natural convection in the air gap and through evaporation cooling water poured on the outer surface of the containment wall when the pressure attaints 1.7 bars according to the applied pressure set-point. With this mechanism, the pressure will increase until it reaches certain maximum value and then decrease when containment cooling already begun effectively. The purpose of this study was to determine the effect of the set-point to the maximum pressure and temperature reached. The utilized method is to perform simulations using Matlab-07 model of analytical calculations based on a transient state that is capable of estimating the power of heat evacuated and the pressure in the containment. The simulation results show the pattern of pressure and temperature transient rises to a maximum and drops back to a value that is relatively constant. With the set-point variation ranging from 1.7 bars to 5 bars, the maximum pressure varies from 3.5 bars to 5 bars and the maximum temperature varies from 117 °C to 125 °C. It can be concluded that with increasing the set-point pressure of starting the external cooling with water, the maximum pressure and temperature increase.

Keywords: Transient pressure, containment external cooling set-point, AP1000, SBO.