-
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
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
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
$ropa adala?ramatome!Peranis, Siemens!3erman dan -intya
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
3/20
=ambar @ memperliatkan konstruksi dan struktur!dalam bejana
tekan dari reaktor air tekandengan kapasitas daya 4400 -*. Di dalam
bejana reaktor terdapat teras reaktor yang disusundari gabungan
perangkat baan bakar, batang kendali dalam bentuk kluster. Pada
bagian atasteras terdapat pengara dan penggerak batang kendali. Di
sekitar teras terdapat ba;el teras danperisai termal teras.
+onstruksi perangkat baan bakar ditunjukkan pada =ambar 7. Pada
gambar tersebutdiperliatkan sala satu onto perangkat baan bakar
dengan penampang lintang bujur sangkaryang terdiri dari susunan 48
C 48 ( :27) batang baan bakar. Dalam bejana reaktor terdapat 4bua
teras reaktor, :7 bua pengara baan batang kendali dan 5 bua kisi.
Pada bagian atasdan bagian ba&a teras terdapat nosel. #atang
baan bakar terbuat dari pelet uranium oksidadengan pengayaan renda
asil proses sinter. Pelet baan bakar dimasukkan ke
dalamkelongsong
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
4/20
neutron) ke dalam pendingin sistem primer. +onsentrasi asam ini
diatur sedemikian rupa seinggadapat mengendalikan proses penyerapan
neutron yang mengambat reaksi ;isi dalam terasreaktor. 3ika asam
borak ini menyerap neutron, unsur borak akan mengalami reaksi inti
danberuba manjadi unsur lain (terbakar). 9le karena itu senya&a
kimia seperti asam borak disebutsebagai raun!dapat!bakar !burnable
poison$. 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 :).
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
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
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
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
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
7/20
Ta%e# Dan Ga$%ar0
Ta%e# 1.
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
8/20
Ga$%ar 1
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
9/20
Ga$%ar "
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
10/20
Ga$%ar '
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
11/20
Ga$%ar *
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
12/20
Ga$%ar
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
13/20
Ga$%ar 2
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
14/20
Ga$%ar 3
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
15/20
Ga$%ar 4
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
16/20
Ga$%ar 5
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
17/20
Ga$%ar 16
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
18/20
Ga$%ar 11
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
19/20
Ga$%ar 1"
-
5/22/2018 Reaktor Air Tekan
20/20
Ga$%ar 1'
Sumber( """*batan*go*id