KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI...

10
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir Badan Tenaga Nuklir Nasional ISSN 1979-1208 58 KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIA Yohanes Dwi Anggoro ¹ , Sahala M. Lumbanraja², Rr. Arum Puni Rijanti S³ Pusat Pengembangan Energi Nuklir (PPEN) BATAN Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan Jakarta 12710 Telp/Fax : (021)5204243 Email : [email protected] ABSTRAK KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIA. Dewasa ini terdapat tiga permasalahan besar hidup manusia yang dihadapi yaitu energi, air, dan lingkungan. Untuk mengatasi permasalahan tersebut System-integrated Modular Advanced ReacTor (SMART) dapat menjadi solusi yang baik. SMART merupakan Reaktor Air Tekan (PWR) generasi maju yang didesain oleh Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI), untuk pembangkit listrik dan desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART dapat memasok 40.000 ton air bersih per hari dan listrik 90 MWe. Karakteristik utama SMART menggunakan konsep reaktor integral, dimana komponen-komponen utama berada di dalam bejana reaktor sehingga dapat meningkatkan keselamatan reaktor dan mengurangi kemungkinan terjadi Large Break Loss of Coolant Accident (LBLOCA). Tujuan studi ini adalah mengkaji kehandalan teknologi reaktor SMART jika diterapkan di Indonesia dengan memahami karakteristik reaktor SMART dan kemungkinan penerapannya di Indonesia. Hasil kajian menunjukkan bahwa teknologi SMART layak dimanfaatkan di Indonesia yang didasarkan pada prinsip-prinsip operasi sederhana, sistem keselamatan handal dan waktu pembangunan relatif pendek. Kata kunci: reaktor, SMART, LBLOCA ABSTRACT STUDY OF APPLICATION SMART REACTOR IN INDONESIA. Today there are three major problems facing human life, namely energy, water, and environment. To overcome these problems System-integrated Modular Advanced Reactor (SMART) can be a good solution to solve all three problems. SMART is a Pressurized Water Reactor (PWR) designed by the advanced generation of Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). SMART can be used for power generation and desalination of seawater using the concept of eco-friendly application. SMART nuclear power plant can supply 40,000 tons per day of cleanwater and electricity 90 MWe. The main characteristics of SMART uses the concept of integral reactor, where the main components inside the reactor vessel so as to improve reactor safety and reduce the possibility of Large Break Loss of Coolant Accident (LBLOCA). The purpose of this study is to examine the reliability of SMART reactor technology if implemented in Indonesia to understand the characteristics of SMART reactor and their possible application in Indonesia. The study results showed that theSMART technology utilized in Indonesia worth based on the principles ofoperation is simple, reliable safety systems and the development time is relativelyshort. Keywords: reactor, SMART, LBLOCA

Transcript of KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI...

Page 1: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 58

KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIA

Yohanes Dwi Anggoro¹, Sahala M. Lumbanraja², Rr. Arum Puni Rijanti S³

Pusat Pengembangan Energi Nuklir (PPEN) BATAN

Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan Jakarta 12710

Telp/Fax : (021)5204243 Email : [email protected]

ABSTRAK KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIA. Dewasa ini terdapat tiga

permasalahan besar hidup manusia yang dihadapi yaitu energi, air, dan lingkungan. Untuk

mengatasi permasalahan tersebut System-integrated Modular Advanced ReacTor (SMART) dapat

menjadi solusi yang baik. SMART merupakan Reaktor Air Tekan (PWR) generasi maju yang

didesain oleh Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI), untuk pembangkit listrik dan

desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART dapat memasok

40.000 ton air bersih per hari dan listrik 90 MWe. Karakteristik utama SMART menggunakan

konsep reaktor integral, dimana komponen-komponen utama berada di dalam bejana reaktor sehingga

dapat meningkatkan keselamatan reaktor dan mengurangi kemungkinan terjadi Large Break Loss of

Coolant Accident (LBLOCA). Tujuan studi ini adalah mengkaji kehandalan teknologi reaktor

SMART jika diterapkan di Indonesia dengan memahami karakteristik reaktor SMART dan

kemungkinan penerapannya di Indonesia. Hasil kajian menunjukkan bahwa teknologi SMART layak

dimanfaatkan di Indonesia yang didasarkan pada prinsip-prinsip operasi sederhana, sistem

keselamatan handal dan waktu pembangunan relatif pendek.

Kata kunci: reaktor, SMART, LBLOCA

ABSTRACT STUDY OF APPLICATION SMART REACTOR IN INDONESIA. Today there are three major

problems facing human life, namely energy, water, and environment. To overcome these problems

System-integrated Modular Advanced Reactor (SMART) can be a good solution to solve all three

problems. SMART is a Pressurized Water Reactor (PWR) designed by the advanced generation of

Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). SMART can be used for power generation and

desalination of seawater using the concept of eco-friendly application. SMART nuclear power plant

can supply 40,000 tons per day of cleanwater and electricity 90 MWe. The main characteristics of

SMART uses the concept of integral reactor, where the main components inside the reactor vessel so

as to improve reactor safety and reduce the possibility of Large Break Loss of Coolant Accident

(LBLOCA). The purpose of this study is to examine the reliability of SMART reactor technology if

implemented in Indonesia to understand the characteristics of SMART reactor and their possible

application in Indonesia. The study results showed that theSMART technology utilized in Indonesia

worth based on the principles ofoperation is simple, reliable safety systems and the development time

is relativelyshort.

Keywords: reactor, SMART, LBLOCA

Page 2: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 59

1. PENDAHULUAN Pertumbuhan penduduk dunia yang semakin meningkat berdampak terhadap

peningkatan kebutuhan energi, air bersih dan lingkungan. Pertumbuhan kebutuhan listrik

yang diperkirakan akan meningkat 2,5 kali pada tahun 2050, menjadi salah satu

permasalahan yang harus segera diatasi. Begitu pula hal nya dengan permasalahan air

bersih dan pelestarian lingkungan yang perlu di perhatikan dengan baik. Untuk

mengantisipasi kebutuhan listrik tersebut perlu dilakukan perencanaan energi jangka

panjang dan penggunaan teknologi yang ramah lingkungan. SMART (System-integrated

Modular Advanced ReacTor) dapat menjadi solusi permasalahan yang terkait dengan energi,

air dan lingkungan karena SMART digunakan untuk sumber energi pembangkit listrik dan

desalinasi air laut dengan konsep teknologi yang ramah lingkungan.

SMART adalah Reaktor Air Tekan (PWR) generasi maju yang menghasilkan tenaga

panas 330MW. Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) menyelesaikan desain dasar

(basic design) dari sistem SMART pada tahun 2002. Konsep desalinasi nuklir dengan SMART

dikembangkan untuk memasok 40.000 ton air bersih per hari dan 90MWe listrik untuk

daerah dengan populasi 100.000 atau sebuah kompleks industri. SMART sangat cocok

digunakan oleh negara berkembang seperti Indonesia, dengan kapasitas jaringan listrik

kecil, infrastruktur belum memadai dan kemampuan investasi terbatas[1].

Dalam desain SMART, semua komponen sistem utama primer, seperti bahan bakar

dan teras, dua belas generator uap (Steam Generator), pressurizer dan empat pompa

pendingin utama (Main Coolant Pumps), ditempatkan di sebuah bejana tekan reaktor

(Reactor Pressure Vessel) terintegrasi. Desain tersebut dapat meminimalisir kemungkinan

terjadinya Large-Break Loss-Of-Coolant-Accident (LB-LOCA).

Selain itu, sistem keselamatan berasal dari fitur desain yang inovatif, sistem

keamanan ditingkatkan dengan konsep keselamatan pasif. Sistem keselamatan pasif pada

SMART terdiri dari Reactor Shutdown System (RSS), Passive Residual Heat Removal System

(PRHRS), Emergency Core Cooling System (ECCS), Safety Vessel (SV) dan Containment

Overpressure Protection System (COPS).

Pada makalah ini akan dibahas kehandalan teknologi SMART sebagai salah satu

alternatif sistem energi untuk mensuplai kebutuhan energi listrik dan air bersih di masa

depan. Dengan demikian, kita dapat mengikuti dan memahami perkembangan teknologi

PLTN generasi maju.

1. KARAKTERISTIKA SISTEM DAN KESELAMATAN REAKTOR Reaktor SMART merupakan sumber energi yang digunakan untuk menghasilkan

listrik dan air bersih. Gambar 1 menunjukkan skema pendayagunaan reaktor SMART

dengan kemampuan satu unit reaktor SMART dapat menghasilkan listrik 90 MWe dan

40.000 ton air bersih tiap hari untuk kota dengan populasi 100.000[2].

1.1. Karakteristik Utama SMART

Desain yang menonjol dari SMART adalah adopsi dari pengaturan yang tidak

terpisahkan. Semua komponen primer seperti teras (core), generator uap (steam generators),

pompa pendingin utama (main coolant pumps), dan pressurizer diintegrasikan ke dalam

bejana tekan tunggal (single pressurized vessel) tanpa sambungan pipa antara komponen-

komponen tersebut seperti ditunjukan pada gambar 2.

Page 3: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 60

Gambar 1. Skema Pendayagunaan Reaktor SMART[1]

Gambar 2. Perbedaan Konfigurasi Struktur Reaktor SMART dan PWR Konvensional[1]

Gambar 2 menunjukkan perbedaan konfigurasi struktur reaktor SMART dan PWR

konvensional. Empat pompa pendingin utama dipasang secara vertikal di bagian atas bejana

tekan reaktor (RPV). Pendingin reaktor mengalir ke atas melalui teras dan masuk ke dalam

sisi lapisan generator uap (SG) dari bagian atas. SG berada di ruang melingkar teras dan

RPV atas teras. Volume besar di bagian atas RPV digunakan sebagai pressurizer.

Keuntungan sistem bejana tekan terintegrasi yaitu dapat mengurangi interkoneksi

sistem pemipaan, sehingga dapat mengeliminasi kemungkinan terjadinya Large-Break Loss-

Of-Coolant-Accident (LB-LOCA). Bejana utama juga berperan mencegah keluarnya zat

radioaktif yang dihasilkan oleh reaktor karena bejana reaktor dan komponen-komponen

sekunder juga dikungkung dalam satu pengungkung.

Page 4: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 61

1.2. Teras Reaktor dan Bahan Bakar

Informasi dasar desain PLTN SMART ditunjukkan pada Tabel 1. Teras SMART

dirancang untuk menghasilkan panas 330 MWt pada operasi daya penuh. Teras terdiri dari

57 perangkat bahan bakar dengan panjang bahan bakar aktif 200 cm. Setiap perakitan bahan

bakar berisi 17x17 array yang terdiri dari 264 batang bahan bakar, 24 batang kendali dan

tabung instrumentasi. Bahan bakar yang digunakan uranium yang diperkaya dalam bentuk

pelet keramik UO2. Panjang siklus isi ulang adalah 36 bulan.

Perakitan bahan bakar SMART adalah 17x17 array UO2 batang bahan bakar keramik

dilapisi oleh Zircaloy yang telah terbukti baik digunakan pada Reaktor Air Tekan PWR)

komersial. Dalam konsep pengisian bahan bakar SMART melibatkan mesin pengisian bahan

bakar, mesin pengalokasian bahan bakar, dan lapisan perisai.

Tabel 1. Informasi Dasar Desain SMART[3]

Perancang KAERI, Korea

Tipe reaktor PWR integral

Daya termal 330 MWt

Daya listrik 100 MWe (kasus desalinasi : 90 MWe)

Umur desain 60 tahun

Kapasitas penghasil air bersih 40.000 ton/hari

Tinggi teras efektif 2 meter

Bahan bakar Keramik UO2 diperkaya rendah (kurang dari 5 %)

Jumlah batang bahan bakar per FA 264 (17x17 FA)

Jumlah rakitan bahan bakar (FA) 57

Total jumlah batang bahan bakar 15.048

Siklus isi ulang bahan bakar 36 bulan

Pengendalian reaktivitas Rakitan batang kendali, larutan boron

Komponen utama reaktor

Sistem Pendingin Reaktor (RCS), Generator Uap

(SG), Pressurizer (PZR), Pompa Pendingin Reaktor

(RCP), Mekanisme Pengarah Batang Kendali

(CRDM), pendingin sirkulasi, spiral melingkar,

glandless canned motor pumps, magnetic-jack.

Sistem utama dari NSSS

Teras reaktor, sistem pendingin reaktor, sistem

pendingin mati, sistem pasif pembuang sisa panas,

sistem injeksi, sistem control volume dan kimia

1.3. Sistem Keselamatan

Desain SMART menggabungkan teknologi reaktor komersial dengan desain baru

teknologi maju. Bagian penting dari desain fitur SMART sudah pernah terbukti dalam

industri, contohnya teras reaktor menggunakan standar Korea Optimized Fuel Assembly

(KOFA). Fitur tercanggih dan terbaru dari desain SMART adalah menyediakan perangkat

tambahan yang signifikan dalam sistem keselamatan.

Sumber peningkatan sistem keselamatan dapat diklasifikasikan menjadi tiga

kategori utama sebagai berikut[1]:

- Fitur desain inovatif.

- Fitur desain keselamatan melekat.

- Sistem keselamatan pasif.

SMART merupakan jenis PWR integral dan satu reaktor bejana tekanan berisi

komponen primer utama, seperti modular melalui generator uap, pompa pendingin utama,

self-pressurizing pressurizer, dll. Fitur desain tersebut akan meminimalkan kemungkinan

Page 5: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 62

terjadinya LB-LOCA dengan penghapusan perputaran pendingin. Fitur tipe reaktor integral

juga mengurangi pengaruh neutron cepat pada Bejana Tekan Reaktor (RPV). Fitur

tambahan termasuk motor pompa, yang menghilangkan kegunaan segel pompa dan

kemungkinan small-break LOCA terkait dengan kegagalan segel pompa, pressurizer pasif

yang tidak memiliki semprot aktif dan pemanas. Fitur desain pressurizer menghilangkan

kontrol rumit dan persyaratan pemeliharaan dan mengurangi kemungkinan kerusakan.

Dibandingkan dengan konsep sistem keselamatan reaktor konvensional, SMART diperkuat

oleh batas fisik tambahan dari keselamatan bejana reaktor untuk melindungi keselamatan

publik dari pelepasan radiasi. Secara umum kemampuan sistem pertahanan reaktor

konvensional meliputi beberapa tingkat pertahanan seperti batas kelongsong bahan bakar,

batas tekanan reaktor, dan batas tekanan pengungkung. Sistem yang lebih maju

menggunakan teknologi digital dan peralatan yang dapat mengurangi faktor kesalahan

manusia.

Dalam desain, SMART memiliki banyak fitur keselamatan, diantaranya adalah

koefisien temperatur moderator negatif karena konsep operasi bebas boron, kepadatan daya

teras rendah. Kecilnya ukuran teras juga menghilangkan kemungkinan tidak stabilnya

osilasi xenon (Xe).

Selain karakteristik keselamatan melekat pada SMART, peningkatan keamanan

dicapai dengan sistem keselamatan rekayasa sangat handal. Sistem keselamatan terekayasa

yang dirancang berfungsi secara pasif terdiri dari sistem shutdown reaktor, sistem pasif

pembuangan sisa panas, sistem pendingin teras darurat, keselamatan bejana, sistem

perlindungan overpressure reaktor dan sistem perlindungan containment overpressure. Dengan

semua fitur keamanan ditingkatkan, frekuensi teras krisis diperkirakan oleh PSA menjadi

8x10-7.

2. PEMBAHASAN Secara umum, PLTN SMART merupakan sistem yang sederhana dibandingkan

dengan PLTN konvensional dengan daya yang lebih besar. Adanya sistem yang

disederhanakan, seperti pengurangan jumlah pompa, pemipaan, katup dan tangki akan

meminimalkan terjadinya Large Break Loss of Coolant Accident (LBLOCA) dan meningkatkan

sistem keselamatan.

Secara umum pembangkit listrik daya kecil sulit berkompetisi secara ekonomi

dibandingkan dengan pelmbangkit listrik daya besar, biaya pembangkitan yang ekonomis

dapat dicapai melalui[4] :

- Penyederhanaan sistem dengan jumlah komponen yang lebih sedikit

- Peningkatan umur operasi reaktor panjang (60 tahun)

- Mempercepat waktu konstruksi (kurang dari 3 tahun)

- Meningkatkan faktor ketersediaan (availability factor) hingga lebih dari 90 %

- Memperkecil risiko investasi

- Adanya sistem modularisasi komponen

- Meminimalkan biaya operasi dan perawatan

- Kemudahan penyesuaian dengan penawaran dan permintaan

- Kemudahan penyesuaian dengan infrastruktur yang ada

- Memperpanjang siklus pergantian bahan bakar

PLTN SMART merupakan rancangan dari Korea Atomic Energy Reasearch Institue

(KAERI). Gambar 3 menunjukan proses perkembangan SMART, awal konsep desain

SMART dimulai pada Juli 1997 sampai dengan Maret 1999, penyusunan desain dasar

SMART dilakukan pada periode April 1999 sampai dengan Maret 2002, selama 4 tahun

dilakukan penyempurnaan teknologi SMART-P tepatnya pada bulan Juli 2002 sampai

Page 6: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 63

dengan Februari 2006. PLTN SMART juga telah melewati tahap Pre-project service pada Juli

2006 sampai dengan Juni 2007, sampai pada akhirnya pada Desember 2011 SMART sudah

mempunyai ijin dari Standard Design Approval (SDA) bahwa SMART merupakan teknologi

PLTN yang layak untuk dikomersialkan.

Gambar 3. Perkembangan PLTN SMART[1]

2.1. Analisis Teknologi SMART

PLTN SMART menggunakan konsep teknologi reaktor integral, dimana komponen-

komponen utama seperti teras (core), uap generator (steam generators), pompa pendingin

utama (main coolant pumps), dan pressurizer berada di dalam bejana reaktor seperti

ditunjukan pada Gambar 4. Penggunaan PLTN SMART selain digunakan sebagai

pembangkit listrik, juga dapat digunakan sebagai desalinasi air laut. Gambar 5 menunjukan

skema diagram sistem pembangkit pada teknologi SMART.

Page 7: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 64

Keterangan :

1. Pengendali batang kendali 7. Susunan pendukung bejana reaktor

2. Pipa instrumentasi 8. Pressurizer

3. Kepala penutup reaktor 9. Susunan pemandu bagian atas

4. Pompa pendingin reaktor 10.Penyangga teras reaktor

5. Pipa semprot uap 11.Flow mixing header assembly

6. Pipa semprot air 12.Teras reaktor

Gambar 4. Komponen Reaktor Integral SMART[3]

Keterangan :

PRHRS : Passive Residual Heat Removal System

TFS : Turbine and Feedwater System

CSS : Containment Spray System

CVCS : Chemical and Volume Control System

SCS : Shutdown Cooling System

SIS : Safety Injection System

Gambar 5. Skema Diagram Sistem Pembangkit SMART[1]

Page 8: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 65

Komponen pada sistem reaktor SMART terbagi menjadi 2 kategori, yaitu komponen

utama dan komponen tambahan. Komponen utama terdiri dari Bejana Tekan Reaktor

(RPV), Reaktor Internal, Generator Uap (SG), Pressurizer (PZR), Mekanisme Pengarah

Elemen Kendali (CEDM) dan Pompa Pendingin Utama (MCP), sedangkan komponen

tambahan yaitu: Sistem Pendingin Komponen (CCS) dan Sistem Pemurnian (PUS)[5].

Bejana Tekan Reaktor (RPV) adalah sebuah bejana tekan berbentuk silinder yang

mengakomodasi semua komponen utama dari sistem utama. RPV terdiri dari kerangka

berbentuk silinder dengan bagian bawah berbentuk elips dan bagian atas disatukan dengan

kerangka. Semua tekanan terbatas diwilayah kepala bejana kecuali Generator Uap (SG)

pengumpan air dan katup uap untuk memastikan cukupnya persediaan cairan pendingin

untuk menghilangkan kondisi yang tidak diinginkan didalam teras reaktor, contohnya

kecelakaan pada pipa pemurnian.

Struktur internal reaktor terletak di RPV dan dibagi menjadi tiga bagian, yaitu : Core

Support Barrel (CSB), Side Screen dan Upper Guide Structure (UGS). Perakitan CSB

menyediakan struktur dukungan untuk teras dan jalur aliran yang cocok didalam bejana

tekan reaktor (RPV) untuk memandu pendingin primer melewai teras reaktor. Perakitan

Side Screen tersusun dari beberapa struktur lapisan berbentuk silinder yang menyediakan

perlindungan RPV terhadap kerusakan radiasi (fluks neutron). Perakitan UGS memandu

elemen kendali menuju ke teras reaktor dan mempertahankan kondisi teras reaktor

sebagaimana mestinya.

Dua belas modul generator uap (SG) terletak di antara RPV dan CSB. Uap yang

keluar dari SG dengan temperatur 40O C pada kondisi operasional normal dan tidak

diperlukan pemisah uap. Dengan adanya konsep modular pada SG, memungkinkan

penggantian secara individual pada setiap SG yang rusak.

Pressurizer (PZR) pada SMART adalah sebuah pressurizer yang mampu

mengendalikan diri sendiri dan terletak di bagian atas reaktor berisi air, uap dan nitrogen.

Desain self-pressurizing pada PZR dapat menghilangkan mekanisme aktif seperti

penyemprot dan pemanas. Sistem tekanan pada PZR ditentukan oleh banyaknya tekanan

parsial nitrogen dan uap. Untuk meminimalkan tekanan parsial dipasang pendingin PZR

untuk menjaga temperatur PZR tetap rendah dan dipasang isolator panas untuk

mengurangi perpindahan panas dari pendingin primer.

Pada teknologi Makanisme Pengarah Elemen Kendali (CEDM) operasi larutan bebas

boron, merupakan persyaratan penting pada desain CEDM SMART karena digunakan

untuk mengontrol reaktivitas teras reaktor berlebih. Konvensional jack tipe-magnetik

CEDM tidak dapat memenuhi persyaratan ini. Sebanyak empat puluh sembilan (49)

CEDMs dipasang di lima puluh tujuh (57) perangkat bahan bakar dari teras SMART.

2.2. Analisis Keselamatan SMART

Disamping karakteristik keselamatan melekat, peningkatan sistem keselamatan

pada SMART disempurnakan menggunakan sistem keselamatan teknis yang telah teruji

penuh. Sistem keselamatan teknis didesain untuk dapat beroperasi secara pasif, terdiri dari

Reactor Shutdown System (RSS), Passive Residual Heat Removal System (PRHRS), Emergency Core

Cooling System (ECCS), Safety Vessel (SV) dan Containment Ovepressure Protection System

(COPS). Sistem keselamatan teknis tambahan diantaranya Reactor Overpressure Protection

System (ROPS) dan Severe Accident Mitigation System (SAMS):

- Reactor Shutdown System (RSS)

Shutdown SMART dapat dilakukan dengan salah satu dari dua sistem yang berbeda.

Sistem yang pertama adalah dengan batang kendali yang mengandung bahan

Page 9: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 66

penyerap Ag-In-Cd. Dalam kasus terjadinya kegagalan batang kendali maka dapat

menggunakan cara lain, yaitu sistem darurat injeksi boron sebagai cadangan.

- Passive Residual Heat Removal System (PRHRS)

Sistem pasif berfungsi untuk membuang panas sisa dan panas yang muncul pada

kondisi darurat seperti tidak tersedianya feedwater supply. Disamping itu, PRHRS

juga digunakan pada kondisi pendinginan jangka panjang untuk perbaikan atau

pengisian ulang bahan bakar. PRHRS didisain untuk menjaga teras reaktor selama

72 jam tanpa adanya tindakan perbaikan oleh operator.

- Emergency Core Cooling System (ECCS)

SMART didesain untuk menjaga keselamatan dari beberapa kemungkinan Large

Break Loss of Coolant Accident (LBLOCA). ECCS berfungsi melindungi teras reaktor

dari mitigasi konsekuensi desain dasar seperti Small Break LOCA.

- Safety Vessel (SV)

Fungsi utama dari bejana keselamatan adalah untuk menjaga produk radioaktif

antara vessel dan melindungi beberapa pendingin utama yang rentan mengalami

kerusakan di dalam pengungkung reaktor.

- Containment Ovepressure Protection System (COPS)

Pada saat terjadi kecelakaan yang menyebabkan temperatur naik dan tekanan

meningkat di dalam pengungkung, kondisi pasif pendingin pengungkung

membuang panas dari dalam pengungkung. Panas dihilangkan melalui steel

structure dan melalui tangki pendingin darurat yang dipasang di dalam

pengungkung.

- Reactor Overpressure Protection System (ROPS)

ROPS berfungsi untuk mengurangi tekanan reaktor terkait kegagalan sistem

kendali. Pada saat tekanan sistem utama meningkat melebihi batas, maka 3 unit

Pilot Operated Safety Relief Valves (POSRV) terbuka untuk mengurangi uap di tangki

penutup luar melalui perangkat sparging.

3. KESIMPULAN Penerapan reaktor SMART di Indonesia dapat menjadi jawaban dari tiga

permasalahan yang dihadapi, yaitu energi, air dan lingkungan karena selain sebagai

pembangkit listrik, SMART juga dapat digunakan sebagai desalinasi air laut dan penerapan

teknologi SMART menggunakan konsep ramah lingkungan. Kehandalan reaktor SMART

menggunakan konsep reaktor integral yaitu suatu konsep teknologi yang dapat

meningkatkan keselamatan reaktor dan mengurangi kemungkinan terjadi LBLOCA. Selain

itu reaktor SMART juga memiliki fitur keselamatan pasif diantaranya adalah RSS, PRHRS,

ECCS, COPS, ROPS dan SAMS yang dapat mengantisipasi terjadinya kegagalan operasional

perangkat.

Kondisi wilayah Indonesia yang terdiri dari pulau-pulau dengan populasi

penduduk tdak merata, keterbatasan sumber pendanaan pemerintah untuk membangun

pembangkit daya besar beserta jaringannya (interkoneksi), dan sistem transportasi yang

kurang memadai untuk mendukung kelancaran suplai bahan bakar pembangkit daya fosil

akan membuka peluang pendayagunaan reaktor SMART untuk mensuplai energi dan air

bersih Indonesia di masa datang.

DAFTAR PUSTAKA [1] KAERI, “System-integrated Modular Advanced ReacTor”, Korea Atomic Energy Research

Institute, 2010.

Page 10: KAJIAN PENERAPAN REAKTOR SMART DI INDONESIAdigilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1979-1208-2012-058_A07_YO...desalinasi air laut dengan menerapkan konsep ramah lingkungan. PLTN SMART

Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir V, 2012 Pusat Pengembangan Energi Nuklir

Badan Tenaga Nuklir Nasional

ISSN 1979-1208 67

[2] LEE, W. J., “The SMART Reactor”, 4th Annual Asian-Pacific Nuclear Energy Forum,

KAERI, 2010.

[3] _______, http://smart.kaeri.re.kr, diakses pada tanggal 2 April 2012.

[4] LUMBANRAJA, S.M. , “Kajian Prospek Reaktor SMART Inovatif Daya Kecil”, Jurnal

Pengkajian Sains dan Teknologi Nuklir, Volume 9, ISSN 0852 – 8047, BATAN, 2003.

[5] IAEA, “Status of Advanced Light Water Reaktor Designs”, IAEA-TECDOC-1391,

International Atomic Energy Agency, Vienna, 2004.