ANALISIS DESAIN GEOMETRI ROD BAHAN BAKAR PWR-1000 TIPIKAL BUATAN MITSUBISHI DAN WESTINGHOUSE

ABSTRAK
ANALISIS DESAIN GEOMETRI ROD BAHAN BAKAR PWR-1000 TIPIKAL BUATAN
MITSUBISHI DAN WESTINGHOUSE. Telah dilakukan verifikasi desain geometri rod bahan bakar
PLTN jenis PWR-1000 Tipikal buatan Mitsubishi dan Westinghouse. Pada saat yang akan datang,
pemerintah RI berencana membangun pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) untuk menjamin terpenuhinya
kebutuhan energi nasional, sehingga pertumbuhan ekonomi di dalam negeri dapat dipertahankan. BATAN
sebagai organiasi penunjang teknis (Technical Support Organization – TSO) mempunyai tugas dan fungsi
memberikan pertimbangan teknis dalam memilih desain PLTN. Dari desain PLTN jenis PWR yang ada di
dunia, salah satunya adalah PWR-1000 Tipikal. Desain PLTN jenis PWR-1000 Tipikal dikembangkan oleh
dua perusahaan yang berbeda yaitu Mitsubishi Jepang dan Westinghouse Amerika Serikat. Sebagai latar
belakang penelitian ini adalah kedua PLTN jenis PWR ini adalah mempunyai daya termal reaktor yang sama
3411 MWt, jumlah perangkat bahan bakar sama 193 buah, tekanan operasi 15,4 MPa, tetapi mempunyai
ukuran diameter rod yang berbeda yakni 0, 950 dan 0,914 cm. Dalam analisis ini dilakukan perhitungan
untuk reaktor tersebut, dengan mengacu pada data yang ada dengan perbedaan ukuran diameter rod bahan
bakar. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik termohidrolika sub kanal akibat perbedaan
ukuran geometri rod. Dari hasil perhitungan pada rod bahan bakar yang memiliki faktor kanal panas
bervariasi dari 1,013 sampai 1,144, dan pada kondisi terburuk dengan faktor kanal panas 2,50 menunjukkan
bahwa code COBRA-EN telah tervalidasi dengan baik terhadap data desain PWR Tipikal Mitsubishi dan
Westinghouse, selain itu menunjukkan bahwa PWR Tipikal Westinghouse memiliki kelebihan suhu meat dan
kelongsong yang lebih rendah, sebaliknya PWR Tipikal Mitsubishi memiliki kelebihan marjin keselamatan
terhadap DNBR yang lebih tinggi. Perhitungan marjin keselamatan terhadap DNBR dengan korelasi W-3
memberikan hasil yang lebih konservatif. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa rod bahan bakar
dengan diameter 0,95 dan 0,914 cm memenuhi standar dan dapat digunakan untuk PWR dengan daya tinggi
dan distribusi daya yang tidak merata.
Kata kunci : Analisis desain, diameter rod, PWR-1000 Tipikal.
ABSTRACT
DESIGN ANALYSIS OF MITSUBISHI AND WESTINGHOUSE’S TYPICAL PWR-1000 FUEL ROD
GEOMETRY. The desain verification of Mitsubishi and Westinghouse Typical PWR-1000 fuel rod geometry
was carried out. In the future, the Indonesian government has planned to build the nuclear power plants
(NPP) to assure the sufficiency of national energy demand, in such that the economic growth should be
maintained. BATAN as the Technical Support Organization has task and function to give technical review in
choosing NPP design. Among the PWR design, there is a Typical PWR-1000 design, that developed by two
different corporations, i.e., Mitsubishi from Japan and Westinghouse from US. The background of this
research, the two design of Typical PWR-100 have same thermal power of 3411 MWt, the number of fuel
assemblies of 193, operation pressure 15.4 Mpa, however the rod diameter geometry are different, 0.950 and
0.914 cm, respectively. The objectives of this analysis is finding out the influence of rod diameter size
against sub channel thermal-hydraulics. The calculations were performed using COBRA-EN. The
calculation result several rods using variation engineering hot channel factorof 1.013 to 1.144, and the worst
condition of hot channel factor of 2.5, show that the COBRA-EN code has been well validated against design
data of Mitsubishi and Westinghouse’s Typical PWR, in addition show that the Westinghouse’s PWR has
lower cladding and meat temperatures than the Mitsubishi’s ones, whereas the Mitsubishi’s PWR has greater
safety margin against DNBR than the Westinghouse’s ones. The safety margin calculation using W-3
correlation gave result more conservative. From this result, it can be concluded that the fuel rods of 0.95
and 0.914 cm diameter had up to standard and could be used for PWR plant with high power and unflatted
power distribution.
Keywords: Design analysis, fuel rod diameter,Typical PWR-1000