alat ukur daya reaktor

@batan

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 11 September 2013

PERBAIKAN DAN PENGUJIAN CARD PERIODE PADA NL W2(ALAT UKUR DAY A REAKTOR)

Dewita, Wagirin, MarsudiPusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan - BATAN

[email protected]

ABSTRAK

PERBAIKAN DAN PENGUJIAN CARD PERIODE PADA NLW2 (ALA T UKUR DA YAREAKTOR. Salah satu parameter operasi reaktor adalah periode. Periode reaktordidefinisikan sebagai waktu yang diperlukan daya reaktor meningkat dengan faktor e(2,71828). Card periode ada di dalam alat ukur daya logaritmik NLW2 buatan GeneralAtomic. Keluaran pengukuran % daya merupakan masukan pengukuran periode.Pada tahun 2010 tampilan periode menunjukkan kegagalan pengukuran. Perbaikandilakukan dengan mengganti OpAmp IC 3307/12C dengan IC LF351 dan tahananzero offset 5000. Pengaturan kalibrasi dilakukan dengan mengatur kemiringangenerator ramp menjadi 58 mV/detik. Hasil pengaturan ini diuji pada saat reaktorberoperasi. Tampilan meter periode menunjukan perubahan perdekade daya reaktorrata-rata dalam 1menit adalah 0.97DPM.

ABSTRACT

REPAIRMENT AND TESTING OF NLW2 PERIOD CARD (REACTOR POWERMEASUREMENT INSTRUMENT). One of the reactor operating parameters areperiod. Reactor period is defined as the time is takes for a reactor's power to increaseby a factor of e (2,71828). Card periode is inside NL W2, the logarithmic reactor powermeasurement instrument, made by General Atomic. The Output of % powermeasurement is as an period measurement input. In 2010, the display of periodeshowed the measurement failure. Repairment carried out by replacing IC 3307/12COpAmp with IC LF351 and zero offset resistance, soon. Calibration settings was doneby adjusting the slope of ramp generator become 58 mV/sec. The results of theadjusment was examined on operasional reactor. The display of meter period showeaverage reactor power changes per decade in 1minute is 0.97DPM

PENDAHULUAN

Pengukuran daya reaktor Kartini salah satunyamenggunakan alat ukur daya jangkau lebarlogaritmik NLW2 buatan General Atomic sepertipada Gambar 1. Selain pengukuran persen dayapada alat tersebut ditampilkan pula pengukuranperi ode dalam satuan DPM (dekade per menit).Apabila periode menunjukan angka 1 DPM berartiada kenaikan daya 10 kali dalam waktu 1 menit,sehingga pengukuran periode membutuhkanmasukan pengukuran daya. Pada tanggal 11Februari 2010 dilaporkan periode tidak berfungsi.Gejala kerusakan diinformasikan ada 2 hal. yang

pertama apabila batang kendali dinaikan daya naik,penunjukan meter periode turun hal ini tidakdiperkenankan dan yang kedua saat period trip test

Gambar 1. NLW2, alat ukur % daya dan periode.

Dewita, dkk. ISSN 1410 - 8178 Buku II hal. 439

PRO SIDING SEJ.\.flNARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR


&>batan

(1)

(2)

dilakukan jarum penunjukan tidak dapat mencapainilai maksimum. Card periode terdiri dari 2 buahIC operasional amplifier (OpAmp), 3307l12Cbuatan Burr Brown. OpAmp yang pertama Al padamode operasi sebagai penguatan inverting denganpenguatan 0.5, sedang pada mode kalibrasi sebagaiintegrator atau generator ramp. Sedang OpAmpyang kedua A2 membentuk rangkaian deferensiatoratau laju perubahan. Penelusuran kerusakanditekankan pada kedua OpAmp tersebut. Pengujiandilakukan dengan mengkalibrasi nilai I DPMkemudian mengamati penunjukan peri ode saatreaktor beroperasi.

TEORI DAN TAT A KERJA

Periode reaktor didefinisikan sebagaiwaktu yang dibutuhkan daya reaktor untuk berubahdengan faktor e = 2,71828. Daya reaktor P sebagaifungsi dari waktu dapat direpresentasikan denganpersamaan (1)[1J

P = Poea/

dimana Po adalah daya reaktor pada t = 0 dan e =2,71828, t =T=I/cx. didefinisikan sebagai waktu(dalam detik) yang diperlukan untuk daya berubahdengan faktor e = 2.718 atau disebut juga sebagaiperiode reaktor dan a adalah laju perubahan dayareaktor atau disebut juga sebagai Reaktor Start UpRate atau (SUR)[J], dan satuan yang dipakai DPM(dekade per menit) yaitu perubahan daya oleh faktor10 per menit rumusnya menjadi sepertipersamaan (2)

P = PolO SUR (I).

Bila 10 = e2.3036 • maka dari persamaan (1) dan (2)

P = PolO SUR (/).= Poe2.3036 .SUR (I)

at dalam detik sedang 2,3036.SUR dalam menitagar satuanya dalam menit maka

a.60 = 2,3036 SUR

SUR = a.(60/2,3038) = a.26,044

Batas trip periode pada alat ukur daya log ReaktorKartini (NLW2) diset T = I/a = 7 detik maka SUR= 26,044/7 = 3.7 DPM. Berarti bila terjadiperubahan tegangan keluaran daya 3,7 Volt permenit maka periode akan trip tetapi karenapenguatan Al 0,5 maka trip akan terjadi bila adaperubahan tegangan masukan A2 1,85 V oltlmenit(di TPI) atau 1,85/60 = 30 mV/detik. Hal inipenting untuk diketahui karena tampilan meterperiode dalam DPM sedang tampilan pada layarmonitor komputer dalam detik.

Bahan

1. ICLF3512. Helitrim

Peralatan

J. Multimeter digital2. Oscilloscope digital3. Toolset

4. stopwatch

Metodologi.

Tata kerja mengikuti petunjuk manual(wide Range Log Power Channel Circuitry

AIi~ment, Check out and Test procedure page 8J 0) 21 yaituI. Melakukan pengaturan zero off set kedua

OpAmp.2. Melakukan pengaturan ramp/kalibrasiApabila kedua hal tersebut belum mendapatkanhasil yang memuaskan maka dilakukan perbaikandengan penggantian komponen kemudiandilanjutkan dengan pengujian. Gambar rangkaianperi ode seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Rangkaian periode (card A 7)12J

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaturan offsetOpAmp Al zero offset diatur menjadi lebih

kecil dari 10 mV, mula-mula 40 mV dapat diaturmenjadi 9 mV, OpAmp A2 zero offset diatur lebihked 1 25 mY. mula-mula 400 mV dapat diaturmenjadi 24 mV, hasilnya tetap tidak stabil.Dilakukan penggantian helitrim untuk zero offset500 0 untuk kedua offset (R 8 dan RI8). OpAmpA2 masih belum stabil kinerjanya IC 3307/12Csudah tidak diproduksi lagi penggantinyaICOPA602AMI31, IC ini tidak mudah didapat dipasaran lokal kemudian diganti dengan LF351 (41•

Buku II hal. 440 ISSN 1410 - 8178 Dewita, dkk

@>batan

PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR


Kedua IC tersebut zero offset terhubung dengan

eatu tegangan negatip dan nilai tahanannya 100 kfldengan demikian untuk OpAmp A2 tahanan R18

diganti nilainya menjadi 100 kn .

Pengaturan ramp/ kalibrasiKalibrasi periode dengan menyimulasi

sinyal masukan OpAmp Al seolah-olah berasal dari

keluaran % daya. Skala maksimum meter alat 7DPM. berarti mampu mengukur perubahan daya 7

dekade permenit. bila 1 dekade 1 Volt (keluaran %daya) berarti 7 dekade 7 Volt penguatan OpAmp Al

0.5 sehingga untuk masukan 7 V keluaran OpAmpAl menjadi 3.5 V dan tegangan ramp harus disetagar dalam waktu 1 menit tegangannya 3.5 Voltatau dalam waktu 1 detik tegangnnya 58 mV

(3.5/60) pada TPI. (keluaran OpAmp AI) saat

tombol kalibrator dioperasikan. Sebelum

pengaturan dilakukan diamati kondisi kemiringan

sebelum pengaturan dengan menggunakan digitaloscilloscope hasilnya seperti pada Gambar 2.

Dari Gambar 2 terlihat slope 126 mV

perdetik. sehingga permenit 7.56 V. berarti nilaimaksimum 15.12 DPM (karena penguatan 0.5).

o

antara 1-2 DPM saat persen daya mulai meneapai

10.3 sampai 10 % setelah itu mulai menurun dan

dipertahankan pada 0 DPM saat peneapai 100 %daya yang diinginkan.

o·

-0.021-...•.. _1-

~ -0.04 .:.::: .<:. -0.06 .cII ----

I-O'~·E·(!. -0.1"

-0.12

-0.14 .

-0.16 I I I I I I ' I I I I ,.•t'·1'·

0

0.511.52,~Wakfu (s)

Gambar 3. Grafik kemiringan sesudah pengaturan61 mV

Tabel1. Nilai tampilan rata-rata peri ode (DPM)

dan waktu yang diperlukan saat dayareaktor berubah rata-rata perdekade(detik)

3

.0.05

>'; .0.1'·"CIC"~ .0.15I-

-0.2

2 2.5

Waktu (5)

Gambar 2. Grafik kemiringan sebelum pengaturan126 mV

Nilai 1 skala meter menjadi 2,5 DPM atau 2.5 kali

nilai sebenarnya. Oleh karena itu harus diset ulangdengan mengatur R4 sehingga didapat slopemendekati nilai 58 mY/so Setelah dilakukan

pengaturan hasilnya ditunjukan seperti padaGambar 3. Dari Gambar 3 didapat slope 61 mYls

sehingga skala maksimum 7,3 DPM atau nilai 1

skala 1.04 DPM hal ini dapat diterima.

Hasil pengujian saat reaktor beroperasiditunjukan pada Tabel 1. Nilai yang tereantum nilai

rata-rata karena adanya perubahan-perubahan kedl

selama 1 menit yang dilakukan operator. Operator

mengoperasikan reaktor biasanya pada nilai periode

.f.25

o 0.5 1.5

No Waktu perubahan TampilanNilaiTanggal

daya rata-rata

rata·ratarata·rataoperasl

per dekade (detik)

perlodeskalareaktor

(DPM)1DPM

160 1118/1/2011

2

58 10,96666718/1/2011

3

56 10,93333318/7/20134

35,79 1,81,073718/7/2013

5

36,79 1,71,04238318/7/2013

636,52 1,60,97386718/7/2013

7

40 1,40,93333330/7/20138

46 1,20,9230/7/20139

43 1,30,93166730/7/2013

Rata-rata

0,975

Q~_,;,iMi

0,05Standard

Untuk selanjutnya perubahan kinerjaperiode dapat juga dilihat dari kondisi slopegenerator ramp. Makin tegak slopenya. periode

tidak sensitip. makin landai makin sensitip. Apabila

terlalu sensitip berarti nilai skalanya telah berubah

menjadi lebih besar dari nilai sesungguhnya

menyebabkan ketidaknyamanan operator dalammengendalikan karena dengan perubahan daya keeil

sudah menyebabkan simpangan yang besar. Bila

tidak sensitip nilai skalanya menjadi lebih kedl dari

nilai skala sesungguhnya artinya saat kondisi

superkritis simpangan yang ditunjukan lebih kedldari nilai sesunguhnya.

Dewita, dkk. ISSN 1410 - 8178 Buku II hal. 441

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR


@>batan

KESIMPULAN

Perbaikan card periode dengan menggantiIC 3307/12C dengan IC LF351 helitrim zero offsettelah memberikan hasil yang cukup stabil. Setelahdilakukan kalibrasi diperoleh nilai rata-rata 1 skalaperiode 0.975 DPM ::::: I DPM. Berarti dapatditerima sesuai dengan penunjukan panel meter.Perbaikan card periode telah berhasilmengembalikan fungsi card tersebut.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih kami sampaikankepada Bapak Rakis Ismanto. teknisi kelompokPerawatan dan Perbaikan Instrumentasi Nuklir.

yang telah membantu perbaikan card periode.

DAFTAR PUSTAKA

1. GILBERT GEDEON, P.E .. Reactor Kineticsand Operations. DOE-HDBK-1019/2-93.

2. NONAME. Wide-Range Log Power Channel.Operation and Maintenance Manual. GeneralAtomic Technologies Inc. October 1983

3. NONAME. Burr-Brown CorporationDiscontinued Products, August 2. 1999.

4. NONAME. Datasheet LF351

TANYA JAWAB

Agung nugroho~ Dalam makalah ini telah didefinisikan bahwa

periode adalah waktu perubahan daya reaktordengan faktor t = 2.718. sedangkan dari hasilperbaikan disebutkan perubahan daya reaktor perdekade rata-rata dalam 1 menit XI = 0.97 DPM

Bagaimana cara kita memahami pernyataandiatas ?Bagaimana hubungan dari kedua pernyataantersebut ?

Dewita~ Laju perubahan daya reaktor dengan faktor

disebut periode reaktor, sedang satuan DPMuntuk /aju perubahan daya 10 kali da/am 1men it. Jadi ada kore/asi an tara periodedengan /aju perubahan daya 10 kali da/am 1men it yang disebut juga sebagai reaktor StartUp Rate (SUR).

~ ~ waktu perubahan (t) dengan faktor 2, ~ =periode da/am satuan detik (t), ~ = T da/amsatuan DPM = 26,044x«, misa/nya ~ = 7

detik, da/am satuan DPM = 3,7 DPM(26,044/7).

Suwarto

~ Apkah alat ukur tersebut sudah diuji di ReaktorKartini ?

~ Kalau sudah bagaimana pengaruhnya terhadapfluktuasi daya ?

Dewita~ A/at ukur sduah diuji dan sampai dengan saat

ini a/at terpasang di Reaktor Kartini.~ Pengaruhnya terhadap fluktuasi daya sudah

baik dan hasi/ dapat dilihat pada Tabe/ 1.Bahwa setiap ada perubahan daya responcukup baik dan sensitip setiap perubahandaya.

Sr Sukmajaya~ Apakah perlu ataupun pentingnya .cara tersebut

untuk pengendalian reaktor ? .~ Bagaimana bila Reaktor operasi tanpa alat ukur

tersebut ?Dewita~ Card Periode pada NLW-2 ada/ah sangat

penting dan bagian dari a/at ukur daya.Penting disini karena untuk ukur parameterkese/amatan dari pada pengoperasian reaktoratau termasuk da/am sistem proteksi reaktor.

~ Bi/a reaktor beroperasi tanpa a/at ukurtersebut maka akan sangat berbahaya karenareaktor dapat beroperasi tak terkendalidimana perubahan daya yang cepat tidakdapat diatur atau dikendalikan dikawatirkanbatang kendali tidak mampu untukmemadamkannya

Buku II hal. 442 ISSN 1410 - 8178 Dewita, dkk

alat ukur daya reaktor

Documents