Peran Perguruan Tinggi Swedia dalam Mend

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

PERAN PERGURUAN TINGGI SWEDIA DALAM
MENDUKUNG KEGIATAN SSM DI BIDANG
ANALISIS KESELAMATAN DETERMINISTIK
Alexander Agung1), József Bánáti1), Christophe Demazière1),
Mathias Stålek1), Ninos Garis2), Oddbjörn Sandervåg2)
1) Nuclear Engineering Division, Department of Applied Physics, Chalmers University of
Technology, SE-412 96 Gothenburg, Sweden, emails: alex@nephy.chalmers.se,
joska@nephy.chalmers.se, demaz@nephy.chalmers.se, stalek@nephy.chalmers.se
2) Swedish Radiation Safety Authority, Solna Strandväg 96, SE-171 16 Stockholm, Sweden,
emails: ninos.garis@ssm.se, oddbjorn.sandervag@ssm.se
ABSTRAK
PERAN PERGURUAN TINGGI SWEDIA DALAM MENDUKUNG KEGIATAN SSM DI
BIDANG ANALISIS KESELAMATAN DETERMINISTIK. Penelitian terkait keselamatan
nuklir dan proteksi radiasi sangat penting untuk menjaga kompetensi lembaga otoritas. Tujuan
SSM (badan pengawas keselamatan nuklir Swedia) di bidang penelitian keselamatan reaktor nuklir
adalah untuk mendukung regulasi dan memberikan sumbangan kepada kompetensi nasional di
bidang keselamatan nuklir. Oleh karena itu dibentuklah organisasi pendukung teknis di bidang

analisis keselamatan deterministik (TSO-DSA) untuk mendukung SSM dalam memenuhi tujuan
tersebut. Fungsi TSO-DSA tersebut kemudian diserahkan kepada dua perguruan tinggi teknik yang
mempunyai program nuklir, yaitu Royal Institute of Technology (KTH) di Stockholm dan
Chalmers University of Technology di Gothenburg. Telah dilakukan kegiatan-kegiatan yang terkait
dengan fungsi ini dengan menitikberatkan kepada penggunaan koda tergandeng (yaitu
PARCS/RELAP5 dan PARCS/TRACE). Kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh Chalmers akan
dibahas di kertas kerja ini sebagai contoh. Di samping itu kegiatan-kegiatan yang sedang berjalan
ini merupakan salah satu contoh yang bagus tentang bagaimana kerjasama yang baik dilakukan
oleh lembaga otoritas dengan pihak perguruan tinggi. Penggunaan kode tergandeng memberikan
hasil yang memuaskan dan sesuai dengan data terukur. Di samping itu penggunaan koda
tergandeng dapat menunjukkan fenomena yang sulit ditangkap apabila koda tersebut dijalankan
secara terpisah.
Kata kunci: analisis keselamatan deterministik, koda tergandeng, PARCS, RELAP, TRACE,
kerjasama.
ABSTRACT
THE ROLE OF SWEDISH UNIVERSITIES IN SUPPORTING SSM ACTIVITIES IN THE
FIELD OF DETERMINISTIC SAFETY ANALYSIS. Research within nuclear safety and
radiation protection is necessary in order to maintain the high level of competence required by
an expert authority. In the field of reactor safety research, SSM’s goals are to support
regulation and contribute to national competence in the area of nuclear safety. A technical

support organization on deterministic safety analysis (TSO-DSA) has been set up to help SSM in
fulfilling these goals. The TSO-DSA function was then established by SSM at two nuclear
universities, i.e. Royal Institute of Technology (KTH) in Stockholm and Chalmers University of
Technology in Gothenburg. Activities related to this function have been performed, emphasizing the
use of best-estimate coupled codes (i.e. PARCS/RELAP5 and PARCS/TRACE) for the analyses. The
activities performed by Chalmers are reported in this paper as examples. The on-going activities give
a good example on how the safety authority co-operates with universities. The use of coupled codes
gives satisfactory results and in good agreements with measured data. Moreover, it may reveal some
phenomena that are difficult to capture with stand-alone codes.
Keywords: deterministic safety analysis, coupled codes, PARCS, RELAP, TRACE, co-operation.

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

17

Seminar Keselamatan Nuklir

Makalah ini memaparkan keterlibatan

1. PENDAHULUAN

Energi nuklir telah digunakan di
banyak negara dan kebutuhan akan
listrik mengalami peningkatan. Untuk
memenuhi kebutuhan tersebut, pihak
utilitas

banyak

yang

menerapkan

power uprate, yaitu menaikkan daya
keluaran reaktor. Upaya uprate ini
merupakan cara yang ekonomis untuk
menghasilkan lebih banyak listrik
pada

PLTN


dan

menarik

untuk

dilakukan karena naiknya harga listrik
[1].
Situasi yang serupa juga terjadi di
Swedia.

Swedish

Authority/SSM

Nuclear

(kala

itu


Safety
bernama

Swedish Nuclear Power Inspectorate/
SKI) menerima permohonan power
uprate di Swedia. Oleh karena itu
identifikasi

konsekuensi-konsekuensi

yang dihasilkan dari kenaikan tingkat
daya

reaktor

terhadap

ISSN: 1412-3258


beserta

dampaknya

keselamatan

pembangkit

menjadi sangat penting. SSM harus
memutuskan apakah tindakan power
uprate masih memenuhi persyaratan
keselamatan operasi reaktor. Untuk
membantu SSM dalam melaksanakan
tugas ini, dibentuklah suatu organisasi
khusus yang disebut dengan Technical

perguruan

tinggi


Swedia

dalam

kegiatan TSO-DSA. Susunan makalah
ini adalah sebagai berikut. Bagian 2
menjelaskan secara ringkas situasi
terkini

energi

Aktivitas

nuklir

di

Swedia.

terkait TSO-DSA akan


dijabarkan di Bagian 3, sementara
Bagian 4 akan menjelaskan secara
ringkas kegiatan yang dilakukan oleh
Chalmers University of Technology.
Bagian 5 akan merangkum makalah ini.
2. TINJAUAN RINGKAS ENERGI
NUKLIR DI SWEDIA
Program nuklir Swedia dimulai tak
lama setelah Konferensi Jenewa tahun
1955.

Pada

program

awal

pengembangan,


dititikberatkan

kepada

reaktor air berat dengan uranium alami
sebagai bahan bakarnya. Hal ini
selanjutnya

mengarah

kepada

pengembangan proyek Ågesta dan
Marviken. Reaktor Ågesta merupakan
pembangkit

kogenerasi

yang


menghasilkan 10 MW listrik dan 55
MW termal untuk pemanasan distrik.
Proyek Marviken adalah reaktor air
didih dengan daya 200 MWe dan
mampu untuk menghasilkan uap panas
lanjut.

Support Organization on Deterministic
Safety Analysis (TSO-DSA).

Sampai dengan akhir tahun 1960,
PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

18

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

listrik dari sumber daya air masih


parlemen Swedia memutuskan untuk

menjadi

menutup PLTN Barsebäck unit 1 dan

fokus

menumbuhkembangkan

untuk
di

2 yang pelaksanaannya baru berjalan

1965

untuk

pada tanggal 30 November 1999 dan 1

menghindari

ketidakpastian

harga

Juni 2005.

minyak

untuk

Swedia.

Pada
dan

tahun

industri

meningkatkan

Meskipun demikian, pada tanggal 5

jaminan pasokan listrik, diputuskan

Februari

untuk

listrik

Swedia mengumumkan persetujuan

dengan energi nuklir. Selama tahun

untuk membatalkan undang-undang

1960-an industri utilitas sangat tertarik

yang melarang pembangunan reaktor

dengan reaktor air ringan, dikarenakan

nuklir baru. Hal ini menandakan

adanya terobosan secara komersial di

berhentinya

Amerika Serikat dan juga karena

Selanjutnya pada bulan Juni 2010,

adanya kemungkinan untuk menjamin

parlemen menyetujui keputusan yang

pasokan uranium diperkaya melalui

mengizinkan penggantian reaktor yang

kontrak jangka panjang. Pada tahun

sekarang beroperasi dengan reaktor

1970-an enam reaktor telah beroperasi

nuklir baru, yang berlaku efektif mulai

secara komersial dan enam reaktor

1 Januari 2011.

yang lain beroperasi pada tahun 1980-

Produksi

an. Kedua belas reaktor tersebut

memberikan sumbangan sekitar 37 –

berada di empat tapak dekat pantai di

45% dari produksi nasional dengan

bagian selatan Swedia.

total produksi sebesar 50 – 70 TWh

Sebagai konsekuensi dari kecelakaan

per tahun di tahun 2005 – 2010 [2].

Three Miles Island 2 tahun 1979,

Dari

referendum tentang masa depan energi

beroperasi tersebut, PLTN Ringhals

nuklir dilaksanakan pada tanggal 23

yang terletak 60 kilometer di selatan

Maret

hasil

kota Gothenburg adalah penghasil

referendum tersebut, parlemen Swedia

listrik terbesar. Ringhals memiliki 3

memutuskan

untuk

tidak

lagi

buah PWR dan 1 buah BWR serta

membangun

PLTN

dan

akan

membangkitkan 28 TWh listrik per

melakukan phase-out semua PLTN

tahun, atau memasok sekitar 20%

pada tahun 2010. Pada tahun 1997,

terhadap konsumsi listrik di Swedia

menambah

1980.

kapasitas

Berdasarkan

2009

pemerintah

kebijakan

listrik

kesepuluh

dari

koalisi

phase-out.

10

reaktor

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

PLTN

yang

19

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

[3]. Daftar dari PLTN Swedia dapat
dilihat di Tabel 1.

Pembangkit

Tabel 1. PLTN Swedia [4].
Daya Listrik (MWe)
Daya Termal
Neto
Bruto
(MWt)
600
615
1.800
600
615
1.800
978
1.016
2.928
990
1.028
2.928
1.170
1.212
3.300
473
492
1.375
638
661
1.800
1.400
1.450
3.900
859
908
2.540
866
910
2.652
1.051
1.066
3.144
935
970
2.775
** Dekomisioning 2005

Jenis Reaktor

Barsebäck 1*
Barsebäck 2**
Forsmark 1
Forsmark 2
Forsmark 3
Oskarshamn 1
Oskarshamn 2
Oskarshamn 3
Ringhals 1
Ringhals 2
Ringhals 3
Ringhals 4
* Dekomisioning 1999

BWR
BWR
BWR
BWR
BWR
BWR
BWR
BWR
BWR
PWR
PWR
PWR

Penelitian terkait keselamatan nuklir
dan proteksi radiasi sangat penting
untuk menjaga kompetensi lembaga
Lagipula

teknologi

yang

perkembangan

cepat

di

bidang

tersebut memberikan tuntutan untuk
memperoleh hasil-hasil terkini.

keselamatan reaktor nuklir adalah
untuk mendukung proses regulasi dan
sumbangan

kompetensi

nasional

keselamatan

nuklir.

mencerminkan

di

kepada
bidang

Penelitian

kebutuhan

berdasarkan pada perhitungan best-

ini

regulasi

yang berasal dari tantangan yang
dihadapi oleh SSM. Penelitian harus

untuk

estimate

proses

perizinan.

Dengan melakukan hal semacam ini
beberapa

tantangan

regulasi

diharapkan dapat diatasi, misalnya
meningkatnya

pemahaman

atas

kejadian-kejadian di PLTN, power
uprate

Tujuan SSM di bidang penelitian

memberikan

1975
1977
1980
1981
1985
1972
1975
1985
1976
1975
1981
1983

menggunakan metode-metode modern

3. KEGIATAN TSO-DSA

otoritas.

Awal operasi
komersial

dan

meninjau

optimasi

teras

laporan

serta

analisis

keselamatan. Di sisi lain, muncul
kekuatiran

akan

menurunnya

kompetensi nasional seandainya tidak
dilakukan

langkah-langkah

yang

terarah, terutama ke perguruan tinggi.
Untuk

menjawab

tersebut,

dibentuklah

permasalahan
organisasi

pendukung teknis di bidang analisis
keselamatan

deterministik

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

(TSO20

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

DSA). Tujuan utama dari TSO-DSA

3.1. Analisis Pembangkit

adalah [5]: (i) untuk meningkatkan

Kegiatan yang terkait dengan analisis

kompetensi nasional di bidang analisis

pembangkit

keselamatan deterministik, (ii) untuk

melakukan

membentuk

terhadap transien batasan (limiting

kelompok

yang

dapat

diarahkan
analisis

independen

mendukung SSM dalam melakukan

transient)

tinjauan

dasar untuk melakukan pertimbangan

maupun

penyelidikan,

dan

berpartisipasi

dalam

melakukan
(iii)

untuk

proyek-proyek

dan

untuk

kecelakaan

keselamatan.

sebagai

Pengaruh

dari

peningkatan daya reaktor diharapkan

internasional.

dapat

Fungsi TSO-DSA kemudian dibentuk

perhitungan-perhitungan transien yang

oleh SSM di dua perguruan tinggi yang

dilakukan terhadap tingkat daya dan

memiliki program nuklir, yaitu Royal

pemuatan teras yang berbeda-beda.

di

Setelah selesai mendukung proses

Stockholm dan Chalmers University of

peninjauan PSAR, perguruan tinggi

Technology di Gothenburg.

dapat melanjutkan melakukan analisis

Institute

Untuk

of

Technology

memenuhi

tujuan

(KTH)

tersebut,

semakin

jelas

terhadap operasi uji coba pada tingkat

dilakukan dua pendekatan yang saling

daya yang lebih tinggi.

melengkapi. Pendekatan pertama terkait

Untuk

dengan

menitikberatkan

analisis

pembangkit,

yang

kegiatannya meliputi analisis terhadap
power

dan

uprate

pembangkit

serta

analisis

modifikasi
terhadap

melalui

keperluan

ini,

KTH

analisisnya

pada

Oskarshamn 2 dan 3 serta Forsmark 3
(semuanya

BWR),

sementara

itu

Chalmers melakukan analisis terhadap

kejadian lampau. Pendekatan kedua

Ringhals

meliputi validasi koda. Kegiatan yang

Forsmark 1 dan 2 (BWR). Untuk

termasuk

meliputi

melakukan

terhadap

terhadap pembangkit-pembangkit ini,

persetujuan CAMP (Code Application

digunakan koda tergandeng kinetika

serta

neutronika dan termohidrolika tiga

memberikan
and

di

dalamnya
kontribusi

Maintenance

Program)

3

dan

4

(PWR)

analisis

melakukan evaluasi terhadap proyek-

dimensi

proyek internasional.

PARCS/RELAP5

dari

U.S.

serta

independen

NRC,

dan

yaitu

PARCS/

TRACE.

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

21

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

Penggunaan analisis best estimate juga

menggunakan

dilengkapi

analisis

Kegiatan-kegiatan ini meliputi: (i)

sensitivitas

pengkajian terhadap Marviken critical

Sensitivity

flow test dan level swell yang teramati

analisis

pada jet impingement test. (ii) validasi

meningkatkan

PARCS terhadap pengukuran TIP

SSM

(Traversing

dengan

ketidakpastian

dan

(USM/Uncertainty

Penggunaan

Methods).
ketidakpastian
dasar

and

akan

pengetahuan

untuk

hasil

eksperimen.

In-core

Probe)

di

terhadap

Forsmark dan Ringhals, (iii) validasi

dengan

terhadap eksperimen FIX-II (scale-

beberapa jenis transien. Di samping itu

down dari Oskarshamn 2), (iv) validasi

arti

terhadap

melakukan

pertimbangan

resiko-resiko

yang

pentingnya

fenomena

terkait

pada

berbeda

dapat

eksperimen CCFL di GÖTA, (v)

analisis

validasi terhadap pengukuran profil

yang

ditentukan

dan

keselamatan
melalui

spray

cooling

sensitivitas.

void di BFBT, (vi) keterlibatan dalam

Dikarenakan sebagian besar PLTN di

benchmark DNB pada PSBT, (vii)

Swedia

BWR,

terdapat

pengkajian

besar

terhadap

TRACE terhadap tes ISP-50 ATLAS,

pengaruh osilasi dikarenakan umpan

dan (viii) validasi RELAP5 terhadap

balik neutronik. Kejadian instabilitas

benchmark SB-LOCA (SBL-50) pada

yang terjadi pada tahun 1999 di

fasilitas tes PWR PACTEL.

Oskarshamn 2 membuktikan bahwa

4. KONTRIBUSI DARI

kejadian instabilitas sangat menantang

CHALMERS

untuk

4.1. Power Uprate Ringhals-3

berjenis

perhatian

yang

dilakukan

kajian.

Untuk

penggunaan

PARCS/

mengatasi tantangan ini, penyusunan

PLTN Ringhals terletak di pantai barat

metodologi

menganalisis

Swedia, sekitar 60 km di sebelah

masalah stabilitas juga menjadi bagian

selatan kota Gothenburg. Pada bulan

dari kegiatan TSO.

Maret 2004, SSM (saat itu bernama

3.2. Validasi Koda

Swedish Nuclear Safety Inspectorate/

Tingkat kedua dari kegiatan TSO-

SKI) menerima permohonan power

DSA diarahkan untuk mengkualifikasi

uprate untuk unit 3. Daya termal

input dari koda yang digunakan dan

Ringhals-3 ditingkatkan dari 2784 MWt

hasil

menjadi 3144 MWt dalam beberapa

yang

untuk

diperoleh

divalidasi

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

22

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

tahap.

karena itu kejadian ini dipilih sebagai

Analisis keselamatan independen untuk

dasar

untuk

melakukan

validasi

oleh

terhadap model termohidrolika dan

Chalmers. Untuk keperluan tersebut

simulasi dilakukan secara terpisah,

disusun model tergandeng kinetika

tidak

neutron

neutronika.

power

ini

uprate

dilakukan

dan

termohidrolika

tergandeng

dengan

koda

menggunakan PARCS dan RELAP5.

Transien diawali dengan hilangnya air

Beberapa

yang

umpan seketika, yang dalam RELAP5

sesungguhnya dipilih sebagai dasar

dimodelkan dengan penutupan katup

untuk validasi model yang disusun.

seketika.

4.1.1.

penurunan ketinggian air di pembangkit

transien

Transien

operasi

Loss

of

Normal

Gambar

1

menampilkan

uap nomor 2 dan mencapai kondisi trip

Feedwater
Penggantian dan pengujian terhadap

reaktor Low-Low Level sekitar 34 detik

katup kendali air umpan (feedwater

kemudian.

control valve) telah dilakukan selama

Terkait dengan suhu hotleg (Gambar 2),

masa henti operasi di tahun 2005. Pada

pada dasarnya transien dapat dicirikan

tanggal 16 Agustus 2005 terjadi gagal

dengan tiga interval: periode yang

fungsi pada transduser posisi dan

relatif ajeg sampai terjadi scram,

menyebabkan kegagalan sinyal kendali

penurunan

kepada katup. Katup menutup seketika

penurunan suhu secara perlahan pada

dan sebagai akibatnya aliran air umpan

fase final. Koda mampu memprediksi

ke pembangkit uap menjadi terhalang.

besaran-besaran dengan sangat baik

Kejadian ini menyebabkan kenaikan

selama tahapan-tahapan tersebut.

tekanan sistem primer. Ketinggian air

Pembahasan yang lebih rinci tentang

pada pembangkit uap yang mengalami

pemodelan

gagal fungsi turun dengan cepat dan

analisisnya

suhu

yang

RELAP
dapat

besar,

dan

dibaca

dan

hasil
di

[6].

memicu scram reaktor.
Kejadian

ini

berlangsung

sebelum

dilakukan power uprate. Di samping itu
saling ketergantungan dengan umpan
balik neutronika tidaklah kuat. Oleh

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

23

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

Figure 19 Narrow range level in the malf unctioning SG-2

Gambar 1. Narrow range level pada SG-2 yang gagal fungsi.

Figure 33 Hotleg temperatur e in the malf unctioning loop 2

Gambar 2. Suhu hotleg pada kalang 2 yang gagal fungsi.

4.1.2. Load Rejection Transient

Hubungan pembangkit dengan jaringan

Transien in terjadi pada tanggal 28

listrik diputuskan, namun reaktor tidak

November 2010 sebagai tes yang

sepenuhnya scram. Sistem kendali

terjadwal dan terinstrumentasi secara

dump diaktifkan dan uap dialirkan

utuh. Tujuan dari tes ini adalah untuk

menuju ke kondenser melalui saluran

memverifikasi perilaku reaktor selama

by-pass.

transien dan mengamati kemampuan

Transien load rejection dipilih untuk

sistem kendali untuk mencegah trip

memvalidasi

generator setelah dilakukan uprate ke

PARCS/RELAP5. Transien ini sangat

3144 MWt dan setelah modernisasi

menarik, namun juga sangat menantang

sistem kendali dan proteksi turbin.

untuk

model

perhitungan

gandengan

tergandeng

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

24

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

dikarenakan daya yang dibangkitkan

injeksi asam borat ke dalam pendingin.

oleh reaktor secara perlahan berkurang

Secara

mencapai sekitar 60 – 70% untuk

mereproduksi daya selama transien

operasi house-load. Hal ini berarti

dengan bagus.

pengaruh proses umpan balik menjadi

Gambar 4 menampilkan tekanan rerata

sangat penting.

saluran uap selama berlangsungnya

Gambar 3 menampilkan daya nuklir

transien. Isolasi sementara pembangkit

yang

reaktor.

uap menghasilkan loncatan tekanan

Dibandingkan dengan data terukur

yang cukup besar. Selama periode full

sampai

dumping,

dibangkitkan
dengan

di

100

detik

setelah

umum,

PARCS

tekanan

mampu

mengalami

dimulainya transien, penurunan daya

penurunan. Ketika katup kendali turbin

mempunyai landaian yang sama. Hal

mulai membuka, katup pembuang uap

ini

kendali

menutup sebagian dan kemudian terjadi

dimodelkan secara akurat di PARCS.

represurisasi. Sinyal masukan untuk

Perilaku pergeseran waktu disebabkan

mengendalikan

terutama karena tidak adanya puncak

penutupan

daya

merupakan fungsi dari suhu rerata

menandakan

kedua

batang

akibat

umpan

balik

pembukaan

katup
primer.

atau

pembuang
RELAP5

uap

reaktivitas tidak cukup tinggi. Setelah

kalang

dapat

transien berlangsung lebih dari 120

mensimulasikan represurisasi kalang

detik, perilaku daya ditentukan oleh

sekunder dengan bagus. Untuk diskusi

interaksi yang kompleks antara suhu

lebih lanjut mengenai transien ini,

bahan bakar dan pendingin, penurunan

pembaca dipersilakan mengacu ke [7].

batang kendali ke dalam teras dan
105
Calculated (PARCS)
Measured

100
95

Power (%)

90
85
80
75
70
65
60

0

100

200
Time (s)

300

400

500

Gambar 3. Daya nuklir sebagai fungsi waktu selama transien

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

25

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

70
69
68

Pressure (bar)

67
66
65

Calculated
Measured

64
63
62
61

0

100

200
Time (s)

300

400

500

Gambar 4. Tekanan rerata saluran uap

4.1.3.

Main

Steam

Line

Break

reaktivitas untuk empat kasus yang

Hipotetis

berbeda. Tidak satu kasus pun yang

Model tergandeng PARCS/RELAP5

menyebabkan rekritikalitas. Gambar 6

diaplikasikan terhadap transien Main

menampilkan

Steam Line Break hipotetis. Transien ini

maksimum di masing-masing perangkat

penting untuk dianalisis pada PWR

bahan bakar untuk kasus satu batang

dikarenakan reaktivitas positif yang

kendali macet. Kenaikan daya terbesar

kuat akibat pendinginan yang berlebih

terjadi di sekitar posisi macetnya batang

pada teras. Karena pengaruh ini lebih

kendali.

kuat ketika koefisien suhu moderator

informasi semacam ini hanya mungkin

(MTC) mempunyai nilai yang besar,

diketahui

hasil yang konservatif akan diperoleh

pemodelan neutronika tiga dimensi.

pada derajat-bakar (burnup) bahan

Informasi

bakar yang tinggi akibat MTC yang

pemodelan dan hasilnya dapat dilihat di

lebih negatif di akhir siklus operasi.

[8].

kenaikan

Perlu

diperhatikan

dengan
lebih

daya

bahwa

menggunakan
lanjut

mengenai

Gambar 5 merangkum kecenderungan

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

26

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

Gambar 5. Reaktivitas untuk empat kasus yang berbeda.

Gambar 6. Kenaikan daya maksimum di masing-masing perangkat bahan bakar untuk kasus satu
batang kendali macet.

4.2. Penggantian Pembangkit Uap

Effekthöjning

pada Ringhals-4

Pembangkit uap yang lama diganti

Untuk menyiapkan Ringhals-4 agar

dengan pembangkit uap baru dari

dapat beroperasi pada daya uprate

AREVA

sebesar 3300 MWt, dilakukan beberapa

pertukaran kalor lebih besar, pemanasan

proyek. Salah satu dari proyek-proyek

awal yang lebih bagus dan rasio

tersebut

resirkulasi yang lebih tinggi.

adalah

penggantian

yang

och

ÅG-byte).

mempunyai

luasan

pembangkit uap yang dilaksanakan

Model RELAP5 dibangun berdasarkan

pada proyek FREJ (Ringhals Fyra –

spesifikasi desain yang diperoleh dari

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

27

Seminar Keselamatan Nuklir

AREVA Report. Penyusunan model

bagian

dilakukan sepenuhnya menggunakan

internasional. Benchmark exercise ini

SNAP Model Editor, yang menyatakan

diselenggarakan

sistem

University of Technology di Finlandia

hidrodinamika

dan

sistem

dari

ISSN: 1412-3258

kegiatan
oleh

proyek

Lappeenranta

kendali dalam moda grafis.

untuk memberikan kesempatan kepada

Simulasi kondisi ajeg telah dilakukan

pengguna koda sistem untuk melakukan

dan beberapa parameter kunci yang

exercise

dihitung

oleh

dibandingkan

menggunakan

model

RELAP5

kemudian

konfigurasi fasilitas yang PACTEL

dengan

spesifikasi

yang baru [10]. Dari sudut pandang

AREVA (lihat Tabel 2). Dapat dilihat

SSM,

dengan

perhitungan

menguntungkan karena fasilitas PWR

RELAP5 mempunyai kesesuaian yang

PACTEL menggunakan pembangkit

sangat tinggi dengan data yang ada.

uap yang mirip dengan EPR, seperti

Gambar 7 menampilkan tampilan SNAP

halnya yang dipasang di Ringhals-4.

untuk

dalam

Transien yang dipilih untuk benchmark

pembangkit uap. Dengan menggunakan

exercise ini adalah small break loss-of-

piranti grafis yang ada di SNAP,

coolant

pengguna

memperoleh

dilakukan dalam dua tahapan, yaitu

pemahaman yang lebih baik terhadap

perhitungan buta (blind calculation)

proses

dan diikuti dengan perhitungan pasca

jelas

bahwa

distribusi

suhu

dapat
yang

di

berlangsung

selama

benchmark exercise ini sangat

(SB-LOCA).

Benchmark

simulasi [9].

tes. Gambar 8 dan 9 menunjukkan hasil

4.3. PWR PACTEL Benchmark

RELAP5

Chalmers berpartisipasi dalam PWR

Chalmers.

yang

diperoleh

oleh

PACTEL benchmark exercise sebagai
Tabel 2 . Parameter Kunci Model Pembangkit Uap Baru.
RELAP5
Spesifikasi AREVA
Sisi Primer
Daya (MW)
1104,1
1100,0
Suhu masukan (K)
597,1
597,1
Suhu keluaran (K)
555,4
555,7
Tekanan masukan (bar)
158,90
158,91
Tekanan keluaran (bar)
155,90
155,91
Sisi Sekunder
Daya (MW)
1103,0
1100,0
Tekanan jenuh pada U-turn (bar)
63,67
63,90
Narrow range level (m)
13,54
13,55
Rasio sirkulasi (keseluruhan)
3,08
3,08
Parameter

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

28

Seminar Keselamatan Nuklir

ISSN: 1412-3258

Gambar 7. Tampilan SNAP untuk suhu fluida di dalam pembangkit uap.

Gambar 8. Collapsed level antara LP dan UP.

Gambar 9. Tekanan diferensial pada Cold Leg 1.

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

29

Seminar Keselamatan Nuklir

DAFTAR PUSTAKA

5. KESIMPULAN
Telah

dijabarkan

ISSN: 1412-3258

kegiatan-kegiatan

yang terkait dengan fungsi TSO-DSA.

[1] IAEA, Power Uprate in Nuclear

Secara keseluruhan kegiatan-kegiatan

Power Plants: Guidelines and

tersebut memberikan hasil yang bagus

Experience,

dan memuaskan, yang mana hal ini

Energy

menunjukkan

Vienna, 2011.

bahwa

organisasi

IAEA

Nuclear

No.

NP-T-3.9,

Series

berfungsi dengan baik seperti yang

[2] Swedish Energy Agency, Energy in

diharapkan untuk mendukung tugas-

Sweden 2011, Eskilstuna, 2011.

tugas SSM. Hal ini menunjukkan

[3]

Ringhals

AB.,

Technical

on

Ringhals,

contoh pula tentang bagaimana pihak

Information

otoritas

Väröbacka, 2009.

keselamatan

bekerjasama

dengan perguruan tinggi.

[4] KSU, Erfarenheter från driften av
de

Terkait

dengan

penggunaan

koda

tergandeng best-estimate untuk analisis

svenska

kärnkraftverken,

Nyköping, 2010, (dalam bahasa
Swedia).

keselamatan, telah ditunjukkan pula

[5] O. Sandervåg, ”Swedish CAMP-

bahwa dapat diperoleh hasil yang

related Activities”, Spring CAMP

memuaskan dan sesuai dengan data

Meeting, Garching, June 17 – 19,

terukur. Lebih lanjut lagi, simulasi

2009.

tergandeng dengan diskretisasi tiga

[6] J. Bánáti, C. Demazière, M. Stålek,

dimensi dapat menunjukkan fenomena

Analysis of a Loss of Normal

yang

bila

Feedwater

dibandingkan dengan penggunaan koda

Ringhals-3

secara terpisah.

RELAP5/Mod3.3,

sulit

untuk

ditangkap

Transient

at

NPP

the
Using

NUREG/IA-

0234, U.S. NRC, Washington D.C.,
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih ditujukan kepada

2010.
[7] A. Agung, J. Bánáti, M. Stålek C.

Magnus Holmgren, Urban Sandberg dan

Demazière,

Ulrik Svensson dari Ringhals AB atas

PARCS/RELAP5 Coupled Codes

kerjasamanya.

against

a

“Validation
Load

of

Rejection

Transient at the Ringhals-3 NPP”,
diajukan ke Nuclear Engineering
PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

30

Seminar Keselamatan Nuklir

melibatkan penggunaan CFD sebagai

and Design, 2012.
[8] M. Stålek, J. Bánáti, C. Demazière,
“Main

ISSN: 1412-3258

Steam

Line

Break

salah satu tools?
Jawaban:

Coupled

Riset yang meng-couple CFD dengan

RELAP5/PARCS Model for the

neoutronic aspect di Reaktor. Topik ini

Ringhals-3

Pressurized

menjadi salah satu topik kerjasama SSM

Reactor”,

Proc.

Calculations

using a

Water

ICONE-16,

dan Chalmers University.

Orlando, Florida, May 11 – 15,

Riset-riset termohidraulik mendukung

2008.

code RELAP5, misalnya menentukan

[9] J. Bánáti, “Modeling Activities
Related to Power Uprates of
Ringhals-3 and 4”, Spring CAMP

loss friction factor di tubes.
2. Dr. Khairul Huda (BAPETEN)
a. Dalam

mensimulasikan

aliran

Meeting, Stockholm, June 9 – 11,

dalam dan luar 'U-tube bundle'

2010.

dalam steam generator, apakah

[10] V. Kouhia, H. Purhonen, V.

perubahan sudut kemiringan di

Riikonen, M. Puustinen, R. Kyrki-

bagian atas 'tube bundle' secara

Rajamäki,

kontinu itu sudah diperhitungkan?

J.

Vihavainen,

”PACTEL and PWR PACTEL Test

atau

Facilities

adalah

for

Versatile

LWR

Applications”,

Science

and

Technology

of

548513, Hindawi Publishing Corp.
doi: 10.1155/2012/548513, 2012.

bagian

sambungan

dari

itu
'tube

bundle' lurus yang dimiringkan
dengan berbagai sudut?

Nuclear

Installations, Vol. 2012, Article ID

diasumsikan

b.

Apakah

simulasi

tersebut

dilakukan secara 3-D?
c. Apakah hasil simulasi ini (code
ini) telah divalidasi dengan 'real
data' (hasil eksperimen)?

TANYA JAWAB

Jawaban:

1. Diah Hidayanti (BAPETEN)
Perkembangan

riset

di

Chalmers

a. Karena

alasan

nodalisasi,

University yang terkait dengan CFD

perubahan secara kontinyu tidak

dalam kasus-kasus termohidraulik di

dilakukan,

reaktor?

sudut

Apakah dalam tugas-tugas kerjasama
SSM dan Chalmers University ada yang

sehingga

harus

perubahan

dilakukan

secara

diskret (beda dengan CFD yang
bisa menggunakan finite element).

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

31

Seminar Keselamatan Nuklir

Meskipun

demikian

bisa

ISSN: 1412-3258

AREVA yang dipasang di PLTN

digunakan faktor koreksi dengan

Olkiluoto-3

menyesuaikan loss coefficient.

pandang SSM, kegiatan benchmark

b. Code

yang

digunakan

(EPR).

Dari

sudut

adalah

ini menarik karena steam generator

RELAP5/MOD 3.3 patch 4 yang

tipe yang sama juga baru saja

menggunakan model aliran 1-D.

dipasang

c. Simulasi ini merupakan bagian dari

di

Ringhals-4

bagian dari kegiatan power uprate.

kegiatan code benchmark SBL-50
terhadap fasilitas PWR PACTEL di
Finlandia. Tujuan dari kegiatan ini
adalah untuk melakukan validasi
model yang dibuat oleh peserta
menggunakan beberapa code yang
berbeda.

Steam

dipasang

pada

generator
fasilitas

yang

tersebut

merupakan scaled-down dari steam
generator

jenis

baru

sebagai

produksi

PROSIDING | SKN BAPETEN 2012

32