ANALISIS KESELAMATAN DETERMINISTIK

Anhar R. AntariksawanBidang Analisis Risiko dan Mitigasi Kecelakaan

P2TKNE-mail: anharra@centrin.net.id

BASIC PROFESSIONAL TRAINING COURSE ON NUCLEAR SAFETYJULY 19 – 30, 2004

1. Diktat “Analisis Keselamatan Deterministik” (mainly, IAEA SRS No. 23, Accident Analysis for NPP)

2. Diktat “Penyatuan Metodologi Analisis Keselamatan Maju ke Dalam Laporan Analisis Keselamatan” (terjemahan dokumen IAEA TECDOC-1351)

PENGANTAR

ISI PRESENTASI

•PENDAHULUAN

•LANGKAH ANALISIS KECELAKAAN

•KEJADIAN AWAL

•KRITERIA PENERIMAAN

•COMPUTER CODES

•JENIS ANALISIS

PENDAHULUAN (1)

• Analisis keselamatan deterministik = analisis kecelakaan

• Adalah perhitungan untuk mengetahui respon sistem terhadap suatu kondisi kecelakaan

• Perhitungan dimulai dari kejadian pemicu (initiating event) dan dengan skenario (ketersediaan sistem dan tindakan operator) tertentu

• Bantuan piranti analitis yang berupa program perhitungan komputer (computer codes)

• Dalam codes: Modelisasi sistem, fenomena

PENDAHULUAN (2)

• Analisis keselamatan deterministik digunakan untuk berbagai tujuan: permohonan ijin instalasi baru/ modifikasi instalasi, peningkatan atau pembenaran BKO, EOP, rencana kedaruratan

• Untuk keperluan perijinan, hasil analisis (harga parameter keselamatan) memenuhi kriteria penerimaan yang telah ditetapkan

• Konservatif (pesimis) atau best estimate (perkiraan terbaik, realistik)

Spesifikasi fasilitas, tujuan dan lingkup analisis kecelakaan

Pengembangan kumpulan data

Pengembangan buku pegangan keteknikan

Verifikasi dan validasi model instalasi

Penyiapan skenario, modifikasi model

instalasi

Eksekusi perhitungan

Pemeriksaan hasil

Presentasi hasil

Pemilihan pendekatanPengumpulan data instalasi

Pemilihan program

metodologi

Pengembangan model instalasi

Persyaratan

Data

Pers

yara

tan

Dat

a un

tuk

verif

ikas

i dan

va

lidas

i

Kriteria penerimaan

Kondisi awal dan batas

Definisi model fisis

Mod

ifika

si

Mod

ifika

si

LANGKAH

ANALISIS

Mengubah data instalasi sesuai dg yg diperlukan input program

Perhitungan steady state

Kejadian pemicu

Nodalisasi

KEJADIAN PEMICU / AWAL

• Berbagai kategorisasi. Contoh untuk RR (dan PLTN):

1. Kehilangan catu daya listrik

2. Kehilangan aliran

3. Penyisipan reaktivitas lebih

4. Kesalahan manusia

• Bergantung pada jenis dan desain

KRITERIA PENERIMAAN

• Untuk menilai hasil analisis kecelakaan

• Dapat berupa:

Batas numerik (PCT < 1204°C)

Kondisi status instalasi (tidak ada b.b. rusak)

• Untuk kejadian dg. Probabilitas tinggi, kriteria lebih ketat

METODE ANALISIS

• Pendekatan konservatif:

PCT konservatif > PCTaktual

• Pendekatan perkiraan terbaik (+ ketidakpastian):

PCTBE – PCTtdk pasti ≤ PCTaktual ≤ PCT BE + PCTtdk pasti

• Analisis sensitivitas: untuk mengetahui parameter yang berpengaruh besar thd. respon sistem (cliff edge effect)

JENIS PROGRAM NAMA (NEGARA*) KETERANGAN

Fisika Reaktor WIMS, DYN3D, KIKO (Hungaria), HEXTRAN (Finlandia) dan COCCINELLE (Prancis)

Program dapat mencakup efek ruang, 1-3D dan model termohidraulik sederhana. Beberapa program telah digabung dengan program termohidraulik untuk analisis transient dan DBA

Perilaku bahan bakar [11]

FRAPCON dan FRAPT-T6 (AS), TRANSURANUS (Jerman), ENIGMA (UK), START-3 dan RAPTA-5 (Rusia), ELESIM dan ELOCA (Kanada)

Pada umumnya menguraikan perilaku bahan bakar tunggal

Sistem Termohidraulika [12]

RELAP5, TRAC-P/B dan COBRA-TRAC (AS), CATHARE (Prancis), ATHLET (Jerman) DINAMIKA (Rusia), SMABRE dan APROS (Finlandia), CATHENA dan TUF (Kanada)

Program menguraikan perilaku system reactor meliputi hidrodinamik, perpindahan panas, kinetika reaktor, sistem kendali dan sistem komponen lainnya

COMPUTER CODES (1)

Kontainmen CONTEMPT dan CONTAIN (AS), GOTHIC (Jerman), JERICHO, RALOC dan COCOSYS

Struktur NASTRAN, ABAQUS, ANSYS, SAP2000, COSMOS/M

Kecelakaan parah (mekanistik) [13-15]

SCDAP/RELAP5, CATHARE/ICARE (Prancis), ATHLET-CD (Jerman), RELAP5/SCDAPSIM, IMPACT (Jepang),

IMPACT dikembangkan untuk simulator instalasi menggunakan RELAP sebagai dasar perhitungan termohidraulik

Kecelakaan parah (parametrik)

ESCADRE (Prancis), ESTER, MAAP, MELCOR (AS), THALES (Jepang)

COMPUTER CODES (2)

COMPUTER CODES (3)

• Kopling computer codes: neutronik dan termohidraulik

• Dalam analisis kecelakaan digunakan bermacam-macam computer codes

• Verifikasi: checking dg. Semua dokumentasi, programming

• Validasi: komparasi hasil perhitungan dengan data eksperimen atau instalasi riil

• Eksperimen: integral (sistem) dan efek terpisah (fenomena lokal)

COMPUTER CODES (4)

COMPUTER CODES (5)

Nodalisasi PWR untuk RELAP5

COMPUTER CODES (6)

Nodalisasi PWR untuk MELCOR

COMPUTER CODES (7)

Nodalisasi RSG untuk RELAP5

1020000 ihl branch

1020001 3 1

1020101 13.761 4.362 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 2.417 00

1020200 3 2242.5 589.23

1021101 100010000 102000000 0.0 0.0 0.0 0000

1022101 102010000 104000000 0.0 0.067 0.067 0000

1023101 152010000 102000000 0.7212 0.0 0.0 0100

1021201 30464.55 0.0 0.0

1022201 30464.55 0.0 0.0

1023201 0.0 0.0 0.0

COMPUTER CODES (8)

Contoh struktur input deck RELAP5

COMPUTER CODES (9)

Contoh output RELAP5

COMPUTER CODES (10)

Contoh output RELAP5

COMPUTER CODES (11)Contoh output MELCOR

JENIS ANALISIS KECELAKAAN (1)

1. ANALISIS DESAIN• Dilakukan pada tahap desain, bahkan sejak desain konsep / dasar

• Menetapkan karakteristik:

1. Kinerja peralatan keselamatan, spt ECCS, containment spray

2. Set points untuk parameter pemicu sistem protektif, spt scram, pembukaan katup pembuang dan pengaman

3. Pengkajian dosis ke publik

• Umumnya pendekatan konservatif

2. ANALISIS PERIJINAN•Kriteria penerimaan diberikan oleh Badan pengawas

•BP dapat meminta perhitungan baru, jika ada hasil eksperimen atau pengalaman operasi yang baru

•Untuk modifikasi, lingkup dapat lebih kecil tapi perlu disesuaikan dengan aturan/data terkini

•Umumnya, pendekatan konservatif

JENIS ANALISIS KECELAKAAN (2)

3. VALIDASI PROSEDUR OPERASI DARURAT DAN SIMULATOR INSTALASI

o Analisis digunakan untuk memvalidasi EOP untuk berbagai kondisi kecelakaan

o Simulator digunakan untuk melatih operator dalam melakukan EOP

o Dalam simulator diperlukan ketepatan perhitungan (mis. timing) dan tidak menimbulkan misinterpretasi

o Digunakan full-scope simulator, dengan model RKU seperti riil

JENIS ANALISIS KECELAKAAN (3)