OPTIMASI DAN REVISI KANAL HUBUNG - INSTALASI PENYIMPANAN SEMENTARA BAHAN BAKAR BEKAS

Transkripsi

1 ABSTRAK OPTIMASI DAN REVISI KANAL HUBUNG - INSTALASI PENYIMPANAN SEMENTARA BAHAN BAKAR BEKAS Dyah Sulistyani Rahayu Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN OPTIMASI DAN REVISI KANAL HUBUNG- INSTALASI PENYIMPANAN SEMENTARA BAHAN BAKAR BEKAS. Optimasi dan revisi fasilitas KH-IPSB3 dilakukan dengan melakukan perbaikan keretakan pada dinding ruang sistem purifikasi, perbaikan peralatan mekanik, yaitu crane, perbaikan pada sistem vac-off gas yaitu perbaikan chiller, perbaikan Air Handling Unit (AHU) dan penggantian resin pada sistem purifikasi. Perawatan dan perbaikan instalasi KH-IPSB3 ini dilakukan agar tercapai hasil optimal terhadap kondisi dari kolam penyimpanan bahan bakar bekas, crane, sistem purifikasi, sistem tata udara dan sistem vac-off gasnya. ABSTRACT OPTIMIZATION AND REVISE IN TRANSFER CHANNEL INTERIM STORAGE FOR SPENT FUEL. Optimization and revise at facility ISSF was done by repairing of cracking at purification room wall, repairing of equipments of mechanic that is crane, repairing of vac off gas, that is chiller, repairing of Air Handling Unit, replacement of resin at purification system. Repair and treatment of installation is done to be reached the optimal result of from pool of spent fuel storage, purification system, Air Handling Unit system and vac gas off system. PENDAHULUAN Indonesia termasuk negara yang menganut strategi daur bahan bakar terbuka maka bahan bakar bekas dinyatakan sebagai limbah aktivitas tinggi. Bahan bakar bekas harus disimpan sementara untuk beberapa dekade (20 90 tahun) sebelum penyimpanan lestari. Penyimpanan sementara dapat dilakukan di lokasi reaktor atau jauh dari reaktor. Teknologi penyimpanan bahan bakar bekas telah dikembangkan lebih dari 50 tahun dan sebagian besar terkonsentrasi pada water filed pool (kolam air), namun pengembangan dry storage mulai banyak dipertimbangkan dan dikembangkan karena faktor ekonomi dan keselamatan. Secara umum terdapat dua metode penyimpanan sementara, yaitu metode/cara basah (wet storage) dan metode/cara kering (dry storage). Pembangunan fasilitas Instalasi penyimpanan sementara bahan bakar bekas IPSB3 (Interim Storage Facility for Spent Fuel/ISFSF) merupakan bagian dari strategi jangka panjang dalam perkembangan pemanfaatan reaktor Serbaguna GA. Siwabessy. Berdasarkan keputusan Kepala BATAN Nomor 392/KA/XI/2005, PTLR memiliki tambahan satu fasilitas lagi yaitu Kanal Hubung Instalasi Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Bekas (KH-IPSB3). Pengelolaan KH-IPSB3 yang sebelumnya menjadi tanggung jawab PRSG beralih menjadi tanggung jawab Pusat Teknologi Limbah Radioaktif (PTLR). Fungsi utama dari IPSB3 adalah untuk menerima dan menyimpan bahan bakar bekas yang telah digunakan oleh RSG-GAS. Kapasitas penyimpanan sebesar 1458 bahan bakar bekas. Perpindahan bahan bakar nuklir dari instalasi RSG-GAS, IPR dan IRM ke IPSB3 dilaksanakan melalui Kanal Hubung. Bahan Bakar Bekas ditempatkan di dalam rak-rak penyimpan dengan konfigurasi tertentu untuk menghindari kekritisan. Syarat-syarat perisai radiasi dipenuhi selain oleh ketinggian air di dalam kanal hubung, juga oleh ketebalan dinding beton yang memanjang sesuai dengan panjang saluran kanal hubung. Perawatan dan perbaikan instalasi KH- IPSB3 ini dilakukan agar tercapai hasil optimal terhadap kondisi dari kolam penyimpanan bahan bakar bekas, sistem purifikasi dan vac-off gasnya. Reaksi fisi yang terjadi dalam reaktor nuklir, selain menghasilkan energi yang sangat besar juga menghasilkan zat radioaktif. Setelah pemakaian elemen bakar ini tidak lagi menghasilkan energi panas yang cukup, secara otomatis kandungan radioaktifnya 294

2 semakin tinggi dan temperaturnyapun sangat tinggi. Oleh karenanya sebelum dikelola sebagai limbah radioaktif, bahan bakar bekas reaktor nuklir perlu disimpan sementara atau didinginkan, minimum selama 100 hari di Kolam Penyimpanan Sementara RSG-GAS (KPS RSG-GAS). Hal ini dilakukan agar unsur-unsur hasil fisi yang bersifat radioaktif itu mengalami peluruhan dan radiasi yang dipancarkan menjadi rendah. Penyimpanan sementara ini disebut juga sebagai proses pendinginan. Proses pendinginan elemen bakar ini biasanya dilakukan dalam kolam penampung bahan bakar bekas yang terintegrasi dalam gedung reaktor, sebelum dipindahkan melalui kanal hubung ke instalasi penyimpanan sementara bahan bakar bekas. Bahan bahan bekas disimpan di dalam rak-rak penyimpan yang juga dapat berfungsi sebagai wadah transfer bahan bakar bekas. Permukaan air kolam setinggi 2,5 m dimaksudkan sebagai penahan radiasi. Dengan kondisi seperti itu paparan yang ada di atas permukaan kolam lebih kecil dari 5 μsv/jam. Dosis radiasi tersebut sesuai dengan syarat yang diberikan ICRP 60. Fasilitas KH- IPSB3 didukung oleh beberapa sistem, antara lain sistem vac-off gas. Sistem ini didisain untuk : - Menyediakan udara dengan tingkat kelembaban dan suhu yang memenuhi syarat, yaitu suhu maksimum di daerah kolam 25ºC dan RH (random humidity) 86%. - Mengatur aliran udara sehingga diperoleh kecepatan aliran udara tetap - Menjaga agar udara di dalam gedung KH-IPSB3 bebas dari debu sehingga tidak ada debu yang dapat mengotori kolam dan kanal. - Menjamin bahwa kelayakan fasilitas selama operasi normal maupun abnormal dapat mudah dimonitor. Sistem ini terdiri dari : 1. Instalasi Mesin Pendingin (Chilled Water) Fungsi utama dari instalasi ini adalah untuk mendinginkan air yang digunakan untuk mendinginkan beban-beban pendinginan pada Air Handling Unit (AHU) dan sistem purifikasi. Air dingin yang dihasilkan mesin pendingin (Chiller) akan didistribusikan oleh pompa sirkulasi melalui pompa distribusi. 2. Instalasi Tata Udara Fungsi utama instalasi ini adalah untuk mengatur aliran udara dan menyaring udara kotor yang masuk ke dalam gedung KH-IPSB3, sehingga kualitas udara dalam gedung tersebut dapat dikondisikan dan kotoran dari udara luar yang masuk dapat disaring sehingga tidak mengotori air kolam. Salah satu sistem yang tedapat di KH-IPSB3 adalah sistem purifikasi yang berfungsi untuk membersihkan kotoran dalam air pendingin, memindahkan panas air pendingin yang diakibatkan dari pelepasan panas peluruhan bahan bakar bekas yang disimpan di dalam kolam. Dalam proses sistem purifikasi ini, pengotor air yang telah teraktivasi maupun yang tidak teraktivasi terlebih dahulu akan disaring dan ditangkap dengan cara pertukaran ion sehingga akan menurunkan konduktivitas dan aktivitas air pendingin bahan bakar. Komponen utama dalam sistem purifikasi ini adalah pompa, Pre-treatment (Cartridge filter), cesium Filter, Mixed-Bed Filter, Resin trap (Disposal Cartridge). Pre-treatment dimaksudkan untuk melakukan penyaringan awal air kolam atau kanal hubung sebelum melewati cesium filter dan Mixed-bed filter. Filter yang digunakan berupa disposal cartridge, yang berfungsi untuk menangkap atau menyaring kotoran yang berbentuk partikel-partikel padatan tidak terlarut di dalam air kolam atau kanal. Filter cesium adalah menangkap ion-ion radioaktif cesium dan ion-ion positif dari mineral lainnya, sedangkan mixed-bed filter digunakan untuk menyaring ion radioaktif dari yang masih belum tertangkap oleh filter cesium maupun filter Cartridge. Resin trap merupakan filter terakhir dari sistem purifikasi yang berfungsi untuk menangkap kotoran yang tidak larut atau resin yang lolos dari filter resin sehingga air pendingin yang dihasilkan menjadi benar-benar bersih. Resin ini berfungsi 295

3 untuk menangkap ion pengotor di dalam air pendingin, baik yang telah teraktivasi maupun tidak dengan cara pertukaran ion. Penggantian resin penukar ion tersebut dilakukan apabila resin sudah tidak dapat menangkap lagi ion-ion pengotor dalam air pendingin, hal ini dapat dilihat pada hasil pengukuran konduktivitas sebelum dan sesudah filter resin, perbedaannya semakin kecil. Spesifikasi air bebas mineral yang berasal dari PRSG : ph : 6,0 7,7 Cl : 0,2 mol/cm 3 Konduktivitas: < 15 µ S/cm Total kandungan garam: 100 mg/l SO 4 : 0,6 mol/m 3 Fe total : 0 % CaO: 0,6 mol/m 3 asam salisilat : 0,34 mol/m 3 METODOLOGI Optimasi dan revisi pada fasilitas KH- IPSB3 dilakukan dengan melakukan perbaikan keretakan pada dinding ruang sistem purifikasi, perbaikan peralatan mekanik, yaitu crane, sistem vac-off gas yaitu perbaikan chiller, sistem tata udara dengan perbaikan Air Handling Unit (AHU) dan penggantian resin pada sistem purifikasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Optimasi dan revisi pada fasilitas KH- IPSB3 dilakukan dengan melakukan perbaikan keretakan dinding pada ruang purifikasi dengan injeksi beton, perbaikan crane dengan penggantian brake motor lift untuk mengatur putaran motor, sistem vac off gasnya yaitu perbaikan chiller dengan penggantian expantion valve, filter, fan condensor, perbaikan kontrol chiller, sensor suhu, penggantian pompa, coupling dan rewinding motor pompa. Perbaikan Air Handling Unit (AHU) dengan melakukan penggantian kontaktor untuk menghubungkan arus listrik yang menuju heating baterai. Perbaikan pada sistem mekanik, yaitu crane dengan melakukan penggantian brake motor lift untuk mengatur putaran motor sehingga crane dapat berfungsi secara optimal. Sedangkan pada sistem purifikasi dilakukan penggantian resin cesium filter dan mixed bed filter. Di dalam filter mixed-bed terdapat campuran 110 liter resin kation (H + ) tipe dowex HCRS-H-NG dan 110 liter resin anion (OH - ) tipe dowex SBR-OH-NG. Filter cesium berisi campuran 110 liter resin kation tipe dowex monosphere 550A dan 110 liter resin anion tipe dowex MSC-1- H. Resin ini berfungsi untuk menangkap ion pengotor di dalam air pendingin, baik yang telah teraktivasi maupun tidak dengan cara pertukaran ion. Hasil analisis air sebelum penggantian resin, konduktivitas = 9 µ S/cm, ph = 4-5 dan setelah penggantian resin, konduktivitas = 3 µ S/cm dan ph = 6 7. Dengan adanya penggantian resin ini, maka pengotor air yang telah teraktivasi maupun yang tidak teraktivasi terlebih dahulu akan disaring dan ditangkap dengan cara pertukaran ion sehingga akan menurunkan konduktivitas dan aktivitas air pendingin bahan bakar, sehingga kualitas dari air kolam bisa optimal. Kualitas air kolam dan kanal hubung harus memenuhi spesifikasi sebagai berikut: Derajat keasaman (ph) air pendingin primer berkisar antara 5,5 dan 6,5 Konduktivitas < 8μS/cm. Temperatur air dijaga pada suhu 40º. Perawatan dan Perbaikan dalam rangka optimasi dan revisi instalasi KH- IPSB3 ditunjukkan pada Tabel

4 No Tabel 1. Perawatan dan Perbaikan dalam rangka optimasi dan revisi instalasi KH-IPSB3 Nama Perbaikan Dinding ruang Purifikasi Sistem Purifikasi Air Handling Unit (AHU) Perbaikan crane Perbaikan chiller Jenis Perawatan/Perbaikan Setelah Perbaikan Perbaikan retak beton Tidak terjadi rembesan lagi pada dengan sistim injeksi dinding di ruang purifikasi, sehingga beton (Gambar 1) kebocoran kolam sudah teratasi Penggantian resin filter Kualitas air kolam dapat terjaga Cesium dan filter Mixed secara optimal, sesuai dengan bed kualifikasi Penggantian kontaktor Kontaktor berfungsi untuk menghubungkan arus listrik yang menuju heating baterai, sehingga sistem tata udara dapat lebih optimal Perbaikan brake motor lift, penggantian modul kontrol motor Penggantian expantion valve, filter, fan condensor, perbaikan kontrol chiller, sensor suhu, penggantian pompa, coupling dan rewinding motor pompa Penggantian brake motor lift untuk mengatur putaran motor sehingga crane dapat berfungsi secara optimal Dengan adanya penggantian beberapa peralatan tersebut, sistem VAC dapat berfungsi secara optimal 6 Chiller (di roof) Penggantian panel chiller Dengan adanya penggantian beberapa peralatan tersebut sistem VAC dapat berfungsi secara optimal Gambar 1. Gambar Kegiatan Injeksi Beton Beton 297

5 KESIMPULAN Optimasi dan revisi pada fasilitas KH-IPSB3 dilakukan dengan melakukan perbaikan sistem tata udara termasuk perbaikan chiller, Air Handling Unit (AHU), perbaikan crane dan penggantian resin filter cesium dan filter mixed bed pada sistem purifikasi. Perawatan sistem purifikasi air kolam sangat diperlukan untuk menjaga unjuk kerja dari air kolam tersebut. Perawatan dan perbaikan instalasi KH-IPSB3 ini dilakukan agar tercapai hasil optimal terhadap kondisi dari kolam penyimpanan bahan bakar bekas, peralatan mekanik, sistem purifikasi, sistem tata udara dan sistem vac-off gasnya. DAFTAR PUSTAKA 1. AEA Engineering UK, Preliminery Design TC-ISFSF, England, Laporan Analisis Keselamatan Kanal Hubung dan Instalasi Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Bekas (LAK KH-IPSB3), Bidang Operasi Reaktor, PRSG-BATAN, IAEA, Guidebook on Spent Fuel Storage, Second Edition, Technical Report Series No.240, International Atomic Energy Agency, Vienna, SUDIYONO, Sistem Penanganan di KH- IPSB3, Coaching Pengelolaan KH- IPSB3, PRSG, BATAN,

6 DAFTAR RADIOAKTIF PADAT HASIL PENGOLAHAN BULAN SEPTEMBER L KOMPAKSI IMMOBILISASI KONTAK JARAK 1 M 100 L & ASAL Juli September ,33 0, ,126,1263,1268,1267 (PTLR) Juli September ,21 0, ,1273,1270,1266 (PTLR) September ,23 0, (Petrokimia Gresik) September ,28 0, (Petrokimia Gresik) September ,27 0, (Petrokimia Gresik) September ,28 0, (Petrokimia Gresik) September ,19 0, (Petrokimia Gresik) September ,22 0, (Petrokimia Gresik) September ,18 0, (Petrokimia Gresik) September ,22 0, (Petrokimia Gresik) September ,22 0, (Petrokimia Gresik) September ,24 0, (Petrokimia Gresik) September ,25 0, (Petrokimia Gresik) September ,17 0, (Petrokimia Gresik) September ,26 0, (Petrokimia Gresik) September ,22 0, (Petrokimia Gresik) September ,22 0, (Petrokimia Gresik) September ,23 0, (Petrokimia Gresik) 299

7 DAFTAR RADIOAKTIF PADAT HASIL PENGOLAHAN BULAN NOPEMBER - DESEMBER L KOMPAKSI IMMOBILISASI KONTAK JARAK 1 M 100 L & ASAL Oktober Nopember ,83 0, ,1265,1290,1272,1269 (PTLR) Nopember ,21 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,18 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,26 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,32 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,18 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,19 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,14 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,26 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,19 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,19 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,17 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,19 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,17 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,19 0, (Petrokimia Gresik) 300

8 200 L KOMPAKSI IMMOBILISASI KONTAK JARAK 1 M 100 L & ASAL Nopember ,26 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,39 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,27 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,21 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,49 0, (Petrokimia Gresik Yellow cakec Nopember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,52 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,27 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,19 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,25 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,21 0, (Petrokimia Gresik) Nopember ,26 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,27 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,21 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,40 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,29 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,20 0, (Petrokimia Gresik) 301

9 200 L KOMPAKSI IMMOBILISASI KONTAK JARAK 1 M 100 L & ASAL Desember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,25 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,40 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,19 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,25 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,26 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,26 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,18 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,91 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,39 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,66 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,32 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,60 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,58 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,37 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,41 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,65 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,30 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,31 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,33 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,31 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,33 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,30 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,42 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,34 0, (Petrokimia Gresik) 302

10 200 L KOMPAKSI IMMOBILISASI KONTAK JARAK 1 M 100 L & ASAL Desember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,23 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,24 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,38 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,22 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,20 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,26 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,31 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,34 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,27 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,29 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,42 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,55 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,34 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,27 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,28 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,32 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,50 0, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,45 2, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,45 1, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,20 0, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,31 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,37 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,50 0, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,31 2, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,50 0, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,99 0, (Petrokimia Gresik y.c Desember ,25 0, (Petrokimia Gresik) Desember ,65 1, (Petrokimia Gresik y.c 303

11 200 L KOMPAKSI IMMOBILISASI KONTAK JARAK 1 M 100 L & ASAL Desember ,40 1, (Petrokimia Gresik Desember ,83 2, (Petrokimia Gresik Desember ,09 1, (Petrokimia Gresik Desember ,28 1, (Petrokimia Gresik Desember ,11 1, (Petrokimia Gresik Desember ,78 2, (Petrokimia Gresik Desember ,17 0, (Petrokimia Gresik Desember ,32 1, (Petrokimia Gresik Desember ,20 0, (Petrokimia Gresik Desember ,11 1, (Petrokimia Gresik Desember ,18 0, (Petrokimia Gresik) *) y.c = yellow cake 304