PLTN Jenis Reaktor Air Ringan (Light Water Reactor, LWR)
Kadek Fendy Sutrisna
17 Januari 2o1o
Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna
Diantara PLTN yang masih beroperasi di dunia, 80 % adalah PLTN tipe Reaktor Air Ringan (LWR) yang pertama kali digunakan oleh Amerika. Saat ini, PLTN tipe reaktor air ringan secara garis besar dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu Reaktor Air Didih (Boiling Water Reactor ; BWR) dan Reaktor Air Tekan (Pressurized Water Reactor ; PWR). Selain itu, juga terdapat tipe reaktor PWR yang dikembangkan oleh Rusia (disebut VVER; di dunia hanya terdapat 30 unit PLTN tipe ini). Perbedaan konstruksi terdapat pada bentuk penampang perangkat bahan bakar VVER (berbentuk segi enam) dan letak pembangkit uap VVER (horisontal). Air ringan digunakan sebagai bahan pendingin dan moderator dan Uranium dengan pengayaan rendah sekitar 2 – 4 % digunakan sebagai bahan bakar (bukan uranium alam).
Gambar 1. Perbedaan antara PLTU dan PLTN
Dari Gambar 1, PLTU memanfaatkan energi hasil pembakaran batubara, minyak bumi dan gas alam untuk menghasilkan uap air, sedangkan PLTN mesin pembangkit uapnya berupa reaktor nuklir . Proses selanjutnya, PLTU dan PLTN menggunakan uap air ini untuk memutar turbin dan generator sehingga generator mampu menghasilkan listrik. Kedua pembangkit ini memerlukan perawatan ekstra agar air di dalam uap dapat dipisahkan (air di dalam uap dapat merusak sudu-sudu turbin). Uap yang keluar dari turbin dikondensasikan di dalam kondenser dan diumpankan kembali ke dalam boiler atau reaktor.
Gambar 2. Reaktor Air Didih (BWR)
Gambar 3. Reaktor Air Tekan (PWR)
Gambar 3. Perbedaan Batang Kendali pada Reaktor Nuklir (a) BWR (b) PWR
Gambar 2 dan Gambar 3 adalah 2 jenis PLTN tipe reaktor air ringan yang dibedakan berdasarkan kontruksi bejana reaktornya dan faktor kondisi air yang digunakan. Susunan kontruksi PWR memiliki Pressurizer, Steam Generator dan batang (boron) pengendalinya bergerak dari atas ke bawah, sedangkan BWR tidak terdapat Pressurizer, Steam Generator dan batang pengendalinya bergerak dari bawah ke atas, seperti ditunjukan pada Gambar 4. Selain itu, faktor kondisi air pendingin juga menjadi pertimbangan penggolongan tipe reaktor nuklir dalam PLTN. Jika air di reaktor dalam kondisi mendidih disebut reaktor air didih, jika tak mendidih (atau tidak diizinkan mendidih, dengan memberi tekanan secukupnya pada pendingin) disebut reaktor air tekan.
Pada PLTN tipe PWR, air sistem primer masuk ke dalam reaktor pada tekanan tinggi dan temperatur lebih kurang 290o C. Air bertekanan dan bertemperatur tinggi ini bergerak pada sela-sela batang bahan bakar (uranium) dalam perangkat bahan bakar ke arah atas teras sambil mengambil panas dari batang bahan bakar, sehingga temperaturnya naik menjadi sekitar 320o C. Air primer ini kemudian disalurkan ke perangkat pembangkit uap (Steam Generator, lewat sisi dalam pipa pada perangkat pembangkit uap), di perangkat ini air primer akan memberikan energi panasnya ke air sekunder sehingga air sekunder temperaturnya naik sampai titik didih dan terjadi penguapan. Uap yang dihasilkan dari penguapan air pendingin tersebut kemudian dikirim ke turbin untuk memutar turbin yang dikopel dengan generator listrik.
Air primer yang ada dalam bejana reaktor dengan temperatur 320o C akan mendidihjika berada pada tekanan udara biasa (sekitar 1 atm). Namun agar air primer ini tidak mendidih, maka sistem air primer diberi tekanan hingga 157 atm. Pada reaktor tipe PWR, air primer yang membawa unsur-unsur radioaktif dialirkan hanya sampai ke pembangkit uap, tidak sampai turbin, oleh karena itu pemeriksaan dan perawatan sistem sekunder (komponen sistem sekunder: turbin, kondenser, pipa penyalur, pompa sekunder dan lain-lain) menjadi mudah dilakukan. Bejana reaktor pada tipe PWR tidak terdapat uap air sama sekali, sehingga memungkinkan untuk memanfaatkan gaya gravitasi untuk menggerakan batang kendali dari atas ke bawah.
Sebaliknya karakteristik unik dari reaktor air didih (BWR) adalah uap dibangkitkan langsung dalam bejana reaktor dan kemudian disalurkan ke turbin pembangkit listrik. Air dalam bejana reaktor berada pada temperatur sekitar 285o C dan tekanan jenuhnya sekitar 70 atm. Berbeda dengan PWR, reaktor ini tidak memiliki perangkat pembangkit uap tersendiri . Karena itu pada bagian atas bejana reaktor terpasang perangkat pemisah dan pengering uap, akibatnya konstruksi bejana reaktor menjadi sedikit lebih rumit. Air yang tidak diuapkan di dalam bejana reaktor, akan terakumulasi di bagian bawah bejana dan sistem sirkulasi ulang pada BWR akan memompa dan mencampur dengan air umpan yang dipompa balik agar seluruh air di dalam reaktor dapat diubah menjadi uap air.
Perbedaan batang bahan bakar BWR dan PWR (ukuran pelet, jumlah pelet yang dimasukan ke dalam batang bahan bakar, dan perangkat sistem bahan bakar pada reaktor) dapat dilihat pada Gambar 4 dan Gambar 5.
Gambar 4. Batang Bahan Bakar (Uranium) dalam Perangkat Bahan Bakar pada Reaktor Air Didih (BWR)
Gambar 5. Batang Bahan Bakar (Uranium) dalam Perangkat Bahan Bakar pada Reaktor Air Tekan (PWR)
PLTN tipe VVER :
Reaktor PWR buatan Westinghouse :
Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy Sutrisna
Menerima jasa Konsultasi Studi Kelayakan (Feasibility Study, FS) untuk proyek Pembangkit Listrik, konsultansi meliputi pemilihan lokasi pembangunan pembangkit listrik, studi perhitungan daya dan energi listrik, studi sistem kelistrikan, membuat estimasi biaya pembangunan pembangkit listrik mencakup analisis harga satuan pekerjaan sipil, peralatan elektrikal-mekanik, peralatan jaringan transmisi-distribusi-instalasi rumah, pajak serta biaya pengembangan; memperkirakan komponen biaya operasional (fixed & variable O&M Cost); menghitung harga tarif yang tepat, analisa finansial, dan mematangkan segala langkah pembangunan dan operasional proyek pembangunan pembangkit listrik.
WA/Line : 0813378-01378,
Email : ir.fendysutrisna@gmail.com
Artikel menarik lainnya tentang nuklir di kategori tenaga nuklir:
Reference :
1.. http://konversi.wordpress.com/2009/02/18/pembangkit-listrik-masa-depan-indonesia/
3. http://ja.wikipedia.org/wiki/ロシア型加圧水型原子炉
4. Westinghouse：AP1000，http://www.westinghousenuclear.com/AP1000/index.shtm
5. AREVA：EPR，the first generation III＋ reactor currently under
Indone5ia 
Pingback: PLTN di Dunia « Indone5ia
lulusan mana pak?????
Mas Kadek ini alumni Teknik Elektro Arus Kuat ITB
Suatu keharusan PLTN di Indonesia. Akan terjadi penghematan yang luar biasa, tidak memboroskan gas dan batubara dan BBM !