EVALUASI DESAIN KONDISI TUNAK KEPALA PENUTUP BEJANA TEKAN REAKTOR DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

ABSTRAK
EVALUASI DESAIN KONDISI TUNAK KEPALA PENUTUP BEJANA TEKAN REAKTOR
DENGAN METODE ELEMEN HINGGA. Integritas struktur dan keamanan komponen bejana
tekan reaktor khususnya kepala penutup harus benar-benar terjamin untuk menunjang aspek sistim
keselamatan reaktor. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan nilai tingkat keamanan
komponen dengan cara melakukan evaluasi terhadap desain. Metodologi yang digunakan adalah
membuat simulasi permodelan dua dimensi (2D) komponen kepala penutup menggunakan perangkat
lunak PATRAN untuk menghitung nilai distribusi tegangan akibat tekanan dalam dan tegangan
termal kondisi tunak dengan skenario kondisi operasi reaktor dalam keadaan normal, keadaan
kelebihan tekanan dan kondisi kehilangan cairan pendingin. Tahapan yang dilakukan adalah
membuat model untuk kemudian dimasukkan sifat material, kondisi batas dan tegangan untuk
mendapatkan keluaran berupa nilai distribusi tegangan. Nilai ini akan dianalisis dan dibandingkan
dengan nilai batas tegangan yang diizinkan sesuai standar ASME section III. Dari perhitungan
menggunakan perangkat lunak PATRAN berbasis metode elemen hingga diperoleh distribusi
tegangan masih dibawah tegangan yang diizinkan yaitu sebesar 2 kali tegangan luluh yaitu sebesar
496 MPa. Namun terdapat tegangan puncak (peak stress) pada daerah yang kritis sebesar 499 MPa.
Tegangan ini harus dianalisis lebih lanjut dengan analisis fatik untuk mendapatkan tingkat
keamanannya. Secara umum jika dibandingkan dengan tegangan yang diizinkan maka hasil evaluasi
desain komponen ini dapat disimpulkan bahwa integritas struktur komponen tersebut masih dalam
batas aman.
Kata kunci: Kepala Penutup,Bejana Tekan Reaktor, Metode Elemen Hingga, Evaluasi Desain.
ABSTRACT
DESIGN EVALUATION CLOSURE HEAD COMPONENT REACTOR PRESSURE VESSEL
IN STEADY STATE USING FINITE ELEMENT METHOD. Structural integrity and safety of
reactor pressure vessel components, especially the closure head must be fully guaranteed to
support aspects of reactor safety systems The purpose of this study is to obtain the value of security
level of the component by evaluating design.The methodology used is to make simulation modeling
two dimension (2D) component of the closure head using PATRAN software to calculate the value of
the stress due to pressure and thermal stress in steady state condition, with a scenario of reactor
operating condition in normal, over pressure, and lost of cooling accident. The first step is creating
a model for later incorporated with material properties, boundary conditions, and loading to obtain
a value of stress distribution. This value will be analyzed and compared with the allowable value
according to requirements in ASME section III. From calculations using PATRAN obtain the value
is still below the allowable stress 496 MPa or two times of yield stress point. But there is a peak
stress 499MPa on the critical area. This stress should be analyzed further by the fatigue analysis to
obtain the level of safety. In general when compared with the allowable stress, the evaluation design
of this component can be concluded that the structural integrity of the component is still in safe limit.
Keywords: Closure Head, Reactor Pressure Vessel, Finite Element Method, Design Evaluation.