## TINJAUAN KESELAMATAN OPERASI REAKTOR TERHADAP KINERJA MENARA PENDINGIN SETELAH 30 TAHUN BEROPERASI

## REVIEW OF REACTOR OPERATION SAFETY ON PERFORMANCE OF COOLING TOWER AFTER 30 YEARS OPERATION
Abdul Aziz Rohman Hakim 1 ,  Sutrisno 2 ,  Dicky Tri Jatmiko 3 1.2.3 PRSG-BATAN, Kawasan Puspiptek Gd.30, Serpong, 15310 E-mail : hakim@batan.go.id
Diterima:   22 April 2019, diperbaiki : 9 Mei 2019, disetujui :  9 Mei 2019

## ABSTRAK
TINJAUAN  KESELAMATAN  OPERASI  REAKTOR  TERHADAP  KINERJA          MENARA PENDINGIN  SETELAH  30  TAHUN  BEROPERASI.  Salah  satu  komponen  penting  dari sistem  pendingin  reaktor  adalah  menara  pendingin.  Menara  pendingin  RSG-GAS  telah dioperasikan selama lebih dari 30 tahun. Telah dilakukan kajian kinerja menara pendingin pada  operasi  daya  nominal  30  MW  ditinjau  dari  keselamatan  operasi  reaktor.  Kajian dilakukan  untuk  mengetahui  kinerja  menara  pendingin  dalam  membuang  panas  ke lingkungan.  Parameter  penilaian  kinerja  menara  pendingin  yang  dipakai  meliputi  range, approach,  efektifitas,  dan  temperatur  pendingin  masuk  teras  reaktor.  Dari  kajian  data operasi  tahun  1992,  diperoleh  nilai  range  sebesar  7,2 ⁰ C,  nilai  approach  sebesar  8,0 ⁰ C, nilai efektifitas sebesar 47,37%, dan nilai temperatur  pendingin masuk teras sebesar  40,0 ⁰ C.  Dari  kajian  data  tahun  2018,  diperoleh  nilai  range  sebesar  6,7 ⁰ C,  nilai  approach sebesar  9,3 ⁰ C,  nilai  efektifitas  sebesar  41,84%,  dan  nilai  temperatur  pendingin  masuk teras sebesar 41,96 ⁰ C. Nilai temperatur pendingin masuk teras data tahun 1992 masih di bawah  batas  pengaktifan  sistem  proteksi  reaktor,  sedangkan  nilai  temperatur  pendingin masuk teras data tahun 2018 mendekati batas pengaktifan sistem proteksi reaktor yaitu 42 ⁰ C.  Dapat  disimpulkan  bahwa  kinerja  menara  pendingin  setelah  30  tahun  dioperasikan sudah tidak dapat memenuhi kriteria keselamatan operasi reaktor.
Kata kunci: kinerja, menara pendingin, temperatur, keselamatan operasi.

## ABSTRACT
REVIEW  OF  REACTOR  OPERATION  SAFETY  ON  PERFORMANCE  OF  COOLING TOWER AFTER 30 YEARS OPERATION. One important component of the reactor coolant system is the cooling tower. The RSG-GAS cooling tower has been operated for more than 30 years. The study of the performance of cooling towers has been carried out at a nominal power  operation  of  30  MW  in  terms  of  the  safety  of  reactor  operations.  The  study  was conducted  to  determine  the  performance  of  cooling  towers  in  removing  heat  into  the environment. Parameters for evaluating the performance of cooling towers used include the range,  approach,  effectiveness,  efficiency  and  coolant  temperature  entering  the  reactor core.  From  a  1992  operational  data  study,  a  range  value  of  7,2 ⁰C  was  obtained,  the approach  value  of  8,0 ⁰C, the  effectiveness value  of  47.37%,  and the  temperature  of the cooling inlet temperature was 40.0 ⁰C. From a 2018 operational data study, the range value of  6.7 ⁰C was obtained, the approach value  of 9.3 ⁰C, the effectiveness value  of 41.84%, and the cooling inlet temperature value was 41.96 ⁰C. The value of the cooling temperature
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVI , No.1, April 2019:hal. 1-21
entering the core in 1992 was below the reactor protection system activation limit, while the value  of  the  cooling  temperature  entering  the  core  in  2018  approached  the  reactor protection  system  activation  limit.  It  can  be  concluded  that  the  performance  of  cooling towers after 30 years operation cannot meet the safety criteria of reactor operations.
Keywords: performance, cooling tower, temperature, operation safety

## PENDAHULUAN
R eaktor  Serba    Guna    G.A. Siwabessy  RSG-GAS) adalah salah satu reaktor riset yang ada di Indonesia. RSG- GAS diresmikan pada tahun 1987.  RSG- GAS  merupakan  reaktor  non  daya  yang digunakan  untuk  penelitian,  pelayanan iradiasi,  pendidikan  dan  pelatihan.  RSG- GAS  memiliki  daya  nominal  30  MW termal.  Instalasi  RSG-GAS  dilengkapi dengan  sistem-sistem  yang  terdiri  dari beberapa  komponen  penting  pendukung operasi  reaktor.  Sistem-sistem  tersebut meliputi sistem ventilasi, sistem proses 1 (sistem pendingin primer), sistem penampung  limbah  cair,  sistem  proses  2 (sistem  pendingin  sekunder),    sistem kelistrikan, proteksi radiasi, sistem monitor gempa, sistem penggerak batang  kendali,  dan  sistem  proteksi reaktor.  Salah  satu  komponen  yang merupakan  bagian  dari  sistem  pendingin sekunder reaktor adalah menara pendingin ( Cooling Tower )[1]. Menara pendingin RSG-GAS telah dioperasikan  selama  30  tahun.  Setelah beroperasi  dalam  waktu  yang  cukup lama  tersebut,  telah  terjadi  penurunan kemampuan pemindahan panas ke lingkungan  oleh  menara  pendingin.  Hal ini  menyebabkan  terjadi  kekurangan pendinginan
ketika RSG-GAS dioperasikan pada daya nominal 30 MW. Permasalahan  yang  terjadi pada menara pendingin  RSG-GAS  antara  lain:  kondisi fisik  menara  pendingin  yang  telah mengalami penuaan dan tuntutan ketersediaan  kinerja  menara  pendingin yang  dapat  memindahkan  panas  pada
operasi  daya  nominal  30  MW.  Dalam makalah  ini  diuraikan  hasil  kajian  kinerja menara  pendingin  setelah  30  tahun dioperasikan.    Kinerja  menara  pendingin dikaji  dari  data  parameter  temperatur pendingin  yang  masuk  dan  keluar  dari teras,  temperatur  pendingin  yang  masuk dan keluar dari menara pendingin,  serta kelembaban dan temperatur udara
lingkungan. Data yang digunakan merupakan  rekaman  operasi  30  MW teras  6  pada  tanggal  25  Maret  1992  dan teras 96 pada tanggal 15  Mei  2018. Dari data tersebut kemudian dihitung parameter  kinerja  menara  pendingin  dan dilakukan komparasi terhadap nilai desain  menara  pendingin.  Kajian  yang dilakukan  bertujuan  untuk  memberikan informasi tentang kondisi terkini dari  nilai parameter  kinerja  menara  pendingin  dan perubahannya terhadap nilai desain.

## DASAR TEORI
Menara pendingin ( Cooling Tower ) adalah sebuah perangkat
yang digunakan untuk menurunkan temperatur air  pendingin  dengan  memindahkan panas  dari  air  pendingin  ke  udara lingkungan[2].  Fungsi  dasar  menara pendingin adalah mendinginkan air dengan  cara  kontak  langsung  antara  air dengan udara. Proses pendinginan terjadi dengan
cara
kombinasi perpindahan  panas  sensibel  antara  air dan  udara  dan  perpindahan  panas  laten yang terjadi melalui penguapan sejumlah kecil  air[3].  Diagram  skematik  menara pendingin ditunjukkan oleh Gambar 1.
Gambar 1 . Diagram Skematik Sistem Menara Pendingin[2]
Terdapat dua tipe  utama menara pendingin, yaitu natural draft-atmospheric dan mechanical  draft. Menara  pendingin tipe natural draft menggunakan cerobong beton yang sangat besar untuk mengalirkan udara. Tinggi menara pendingin tipe natural draft adalah 155 m dan diameter 122 m[4]. Karena ukurannya  sangat  besar,  menara  tipe  ini umumnya  digunakan  pada  laju  aliran  air lebih  dari  45.000  m 3 /jam.  Tipe  ini  hanya digunakan  pada  pembangkit  listrik[5]. Aliran  udara  dalam    menara  disebabkan oleh  perbedaan  kerapatan  yang  terjadi antara udara yang dipanaskan (kerapatan  rendah)  pada  sisi  dalam cerobong  dan  udara  lingkungan  yang relatif dingin (kerapatan lebih tinggi) pada sisi  luar  menara.  Menara  tipe  ini  juga dikenal  dengan hyperbolic  natural  draft [6].
Menara pendingin tipe Mechanicl draft menggunakan  kipas  yang  besar untuk  mendorong  atau  menghisap  udara melewati  air  yang  disirkulasikan.  Tinggi menara  pendingin  tipe mechanical  draft bervariasi dari 2 meter sampai 12 meter. Komponen  utamanya  meliputi shell ,
sistem  distribusi  air,  kolam  penampung air dan kipas untuk menciptakan artifisial draft  [7].  Air  jatuh  sepanjang  permukaan pengisi  ( fill ),  sehingga  menambah  waktu kontak antara air dan udara. Bertambahnya  waktu  kontak  antara  air dan  udara  dapat  meningkatkan  besaran perpindahan  panas.  Laju  pendinginan tipe mechanical  draft tergantung  pada diameter
kipas
dan kecepatan operasinya.  Karena  ukurannya  relatif kecil,  maka  menara  tipe  ini  banyak digunakan pada pendinginan sekala kecil atau  industri  non  pembangkit  listrik[5]. Menara  tipe  ini  dapat  menggunakan kipas  tunggal  maupun  banyak  untuk menyediakan  aliran  udara    dengan jumlah  volum  yang  diketahui  melalui menara.  Hal  ini  menjadikan  menara  tipe ini  memiliki  kinerja  termal  yang  lebih stabil dan hanya dipengaruhi oleh sedikit variabel psychrometric dibanding menara tipe atmospheric. Keberadaan kipas juga menyediakan  alat  untuk  mengendalikan aliran  udara  untuk  mengkompensasi perubahan  atmosfer  dan  kondisi  beban dengan memanipulasi kapasitas kipas[6]. Menara  tipe  ini  diklasifikasikan  menjadi
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVI , No.1, April 2019:hal. 1-21
dua  yaitu: force  draft (kipas  dipasang  di sisi  masuk  udara  lingkungan)  dan induced  draft (kipas  dipasang  di  sisi keluar  udara  lingkungan).  Berdasarkan arah  aliran  air  dan  udara,  menara pendingin  dapat  diklasifikasikan  menjadi
counterflow  cooling  tower (berlawanan arah) dan crossflow  cooling  tower (bersilangan  arah).  Gambar  menara pendingin counterflow dan crossflow ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 . Mechanical Draft Counterflow (a) and Crossflow Cooling Tower (b)[4]
Pengambilan  panas  oleh  udara dalam  menara  pendingin  tergantung pada  temperatur  dan  kadar    uap  air    di udara.  Indikasi  kadar  air  dalam  udara adalah  temperatur  bola  basah  ( wet  bulb temperature-WBT ). Idealnya, WBT adalah  temperatur  paling  rendah  dimana air  dapat  didinginkan.  Kenyataannya, pendekatan  temperatur  air  dingin  ( cold water    temperatur-CWT )    tidak  sama dengan WBT udara karena tidak mungkin  terjadi  kontak  antara  air  dan udara  secara  keseluruhan  saat  air  jatuh melalui fill ke kolam penampung. Besarnya nilai pendekatan WBT tergantung pada desain menara pendingin.  Faktor  pentingnya  adalah
lama waktu kontak udara dan air, jumlah luasan  permukaan fill dan  jumlah  air yang  menjadi  tetesan[8].  Semakin  kecil perbedaan  antara  WBT  dan  CWT  maka kinerja menara pendingin semakin bagus. Kinerja menara pendingin dievaluasi untuk menilai keadaan terakhir dari range , approach ,  dan effectiveness menara  pendingin  terhadap  nilai  desain. Skematik  nilai range dan approach menara pendingin ditunjukkan oleh Gambar 3.
Gambar 3. Range dan Approach Menara Pendingin[5]
Berikut  ini  beberapa  parameter terukur  yang  dapat  digunakan  untuk menentukan kinerja menara pendingin[2]:
a.  Range Range adalah selisih antara
temperatur air masuk menara pendingin  dan  temperatur  air  keluar menara  pendingin.  Nilai range yang tinggi  menunjukkan  bahwa  menara pendingin
dapat
mengurangi temperatur  air  secara  signifikan  dan kinerjanya baik. Berikut rumusnya[9]:
Range ( o C)= T 2 ( o C) - T 1 ( o C) (1) b.  Approach Approach adalah selisih antara temperatur  air  keluar  dan  temperatur bola  basah  udara  luar  ( wet  bulb temperature-WBT ).  Nilai approach yang lebih rendah menunjukkan kinerja  menara  pendingin  yang  lebih baik.  Meskipun  nilai range dan approach harus dipantau, nilai approach merupakan  indikator  yang
lebih  baik  untuk  menunjukkan  kinerja menara pendingin. Berikut rumusnya[9]: Approach ( o C) = T 1 ( o C) – T wb ( o C) (2) c.  Effectiveness Effectiveness adalah  perbandingan antara range dan range ideal  (dalam persen). Range ideal  adalah  selisih antara  temperatur  air  masuk  dan temperatur  bola  basah  udara  (WBT), Semakin tinggi perbandingan ini maka semakin  tinggi effectiveness menara pendingin[10].
𝐸𝑓𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑒𝑛𝑒𝑠𝑠 (%) = 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑒 (𝑅𝑎𝑛𝑔𝑒 + 𝐴𝑝𝑝𝑟𝑜𝑎𝑐ℎ) x 100%

## METODOLOGI
Menara  RSG-GAS  merupakan  menara pendingin evaporatif (penguapan) tipe mechanical  draft (menggunakan  kipas) jenis induced  draft (tarikan  paksa) dengan  bahan  pengisi  jenis  film  yang didesain  untuk  daerah  tropis . Air  hangat disemprotkan  di  bagian  atas  menara melalui  nosel  distribusi  dan  mengalir  ke bawah sepanjang packing (sarang tawon) , memindahkan  panas  ke  udara yang  melewatinya  melalui  penguapan sebagian  air  yang  mengalir.  Kehilangan air  pendingin  sekunder  melalui  proses penguapan  dan  pancaran  digantikan dengan  melakukan  penambahan  air pendingin  ( make  up  water )[1].  Data desain  menara  pendingin  ditunjukkan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Data Desain Menara Pendingin[1] Kapasitas desain (diluar eksperimen) 33.000 kW Jumlah unit paralel 2  50 % Kapasitas  per unit 16.500 kW Jumlah modul paralel 3 Jumlah modul total (di luar modul eksperimen)  6 Kapasitas per modul 5.500 kW
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVI , No.1, April 2019:hal. 1-21
Laju alir nominal per modul 650 m 3 /jam Suhu air  masuk 39,2  C Suhu air keluar 32  C Range 7,2  C Suhu Approach di bagian bawah menara 4  C Temperatur udara basah ( Wet Bulb ) 28  C Temperatur udara kering ( Dry Bulb ) 32  C Efektifitas (%) (hasil perhitungan) 64,29 Metode Kajian 1.  Penelusuran dan pengamatan parameter  temperatur  pendingin  yang masuk dan keluar dari teras, temperatur  pendingin  yang  masuk dan  keluar  dari  menara  pendingin, serta  kelembaban  dan  temperatur udara lingkungan. Data tersebut merupakan  rekaman  operasi  30  MW teras  6  pada  tanggal  25  Maret  1992 dan  teras  96  pada  tanggal  15  Mei 2018.
2.  Studi pustaka terhadap kajian menara pendingin yang pernah dilakukan
3.  Perhitungan kinerja menara pendingin
4.  Analisis hasil
pengamatan, pengukuran dan hasil perhitungan
5.  Mengambil kesimpulan

## PEMBAHASAN
Pembelahan  inti  uranium  pada  bahan bakar di teras reaktor RSG-GAS menghasilkan  neutron  dan  panas.  Pada reaktor  riset,  panas  yang  dihasilkan dibuang ke lingkungan, sedangkan neutron digunakan untuk proses pembelahan  berantai  dan  penelitian. Pembuangan panas dilakukan oleh sistem  pemindah  panas  yang  terdiri  dari dua  buah loop ,  yaitu  sistem  pendingin primer  dan  sistem  pendingin  sekunder. Pemindahan panas dari sistem pendingin primer  ke  sistem  pendingin  sekunder terjadi  di  dalam  penukar  panas  ( heat exchanger ).  Pada  sistem  pendingin
sekunder,  panas  selanjutnya  dibuang  ke lingkungan  melalui  menara  pendingin
evaporatif . Menara pendingin merupakan  bagian  ujung  dari  sistem pemindah panas RSG-GAS yang membuang panas ke lingkungan. Diagram  sistem  pendingin  RSG-GAS ditunjukkan pada Lampiran 1.

## 1. Kinerja menara pendingin
Operasi  reaktor  RSG-GAS pada  daya  30  MW  ditujukan  untuk mengetahui kemampuan menara pendingin  dalam  membuang  panas  ke lingkungan. Operasi  ini  didahului dengan operasi  rutin  pada  daya  15  MW  dengan menggunakan empat buah menara pendingin  selama  lima  hari.  Setelah operasi  rutin  selama  lima  hari,  kemudian dua  blower  menara  pendingin  lainnya dihidupkan sehingga enam blower menara  pendingin  beroperasi.  Data operasi  pada  daya  15  MW  dapat  dilihat pada  Tabel  2.  Dari  Tabel  2.  dapat diketahui bahwa pada operasi daya yang sama,  penambahan  jumlah  menara pendingin  yang  beroperasi  pada  sistem pendingin  sekunder  berpengaruh  pada penurunan  parameter  temperatur  baik pada sistem pendingin sekunder maupun pada  sistem  pendingin  primer.  Nilai selisih  antara  temperatur  masuk  dan temperatur  keluar teras maupun menara pendingin  tetap  yaitu 4 o C.  Hal  ini  terjadi karena besaran panas  yang dipindahkan dari teras tetap 15 MW.
(Abdul Aziz Rohman Hakim, dkk)
Tabel 2 . Data operasi pada daya 15 MW No Menara Pendingin Beroperasi Teras Reaktor Menara Pendingin T keluar o C T masuk o C Delta T o C T keluar o C T masuk o C Delta T o C 1. 4 42 38 4 36 40 4 2. 6 39 35 4 32 36 4 Gambar  4.  Menunjukkan  hubungan antara daya dengan temperatur
pendingin primer dan temperatur pendingin  sekunder.  Terdapat  hubungan yang linier antara daya dengan temperatur pendingin primer dan temperatur  pendingin  sekunder.  Pada rentang  waktu  jam  11.00  sampai  jam 12.45,  daya  reaktor  sekitar  15  MW, terlihat pada Gambar 4. bahwa
parameter-parameter  tersebut  berada pada  rentang  nilai  yang  tetap,    yaitu: temperatur  pendingin  primer keluar  teras sekitar  39,2 ⁰ C,  temperatur  pendingin primer  masuk  teras  sekitar  35,2 ⁰ C, temperatur  pendingin  sekunder  keluar menara  pendingin    sekitar  31,8 ⁰ C, temperatur  pendingin  sekunder  masuk menara  pendingin  sekitar  35,02 ⁰ C .
Gambar 4 . Hubungan antara daya dengan temperatur pendingin
Pada  jam  13.00  daya  mulai  dinaikkan menuju  30  MW,  terlihat  dari  Gambar  4. bahwa ketika daya dinaikkan, temperatur pendingin  primer  dan  sekunder  tidak langsung  naik  seketika  tetapi  terdapat
waktu respon kenaikan temperatur sekitar  15  menit.  Demikian  juga  ketika daya  diturunkan  juga  terdapat  waktu respon  penurunan  temperatur  sekitar  15 menit.  Sehingga    dapat  dinyatakan
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVI , No.1, April 2019:hal. 1-21
bahwa  antara  daya  dengan  temperatur pendingin primer dan temperatur pendingin  sekunder  memiliki  hubungan yang linier.
Kinerja  menara  pendingin  pada  operasi daya 30 MW ditunjukkan oleh Gambar 5. Reaktor  mencapai  daya  operasi  30  MW pada  jam  14.45  dan  dipertahankan  pada daya  tersebut  selama  30  menit.  Dalam rentang  daya  sekitar  30  MW,  temperatur pendingin  primer  yang  keluar  dari  teras naik  dari  48,555 ⁰ C  menjadi  50,245 ⁰ C pada  menit  ke  44  sebagai  temperatur tertinggi. Sedangkan temperatur pendingin  primer  yang  masuk  ke  teras naik  dari  40,386 ⁰ C  menjadi  41,962 ⁰ C pada  menit  ke  45  sebagai  temperatur tertinggi. Temperatur pendingin sekunder yang  masuk  ke  menara  pendingin  naik dari  40,845 ⁰ C  menjadi  42,555 ⁰ C  pada menit ke 45 sebagai temperatur tertinggi. Sedangkan temperatur pendingin sekunder  yang  keluar  dari  menara pendingin  naik  dari  34,555 ⁰ C  menjadi 35,865 ⁰ C  pada  menit  ke  45.    Tren kenaikan temperatur tersebut masih akan berlangsung  karena  kondisi  tunak  pada pendingin  primer  dan  sekunder  belum tercapai.  Bila  reaktor  terus  dioperasikan pada  daya  nominal  30  MW  dalam  waktu yang  lebih  lama  lagi  untuk  mencapai kondisi  tunak,  sedangkan  kondisi  tunak pada sistem pendingin primer dan sistem pendingin sekunder akan tercapai setelah  4  sampai  5  jam  operasi  pada
daya  yang  konstan,  maka  temperatur pendingin  yang  masuk  teras  akan melebihi  42 ⁰ C.  Hal  ini  berarti  bahwa temperatur pendingin primer yang masuk ke teras telah melampaui batas
pengaktifan sistem proteksi reaktor sehingga memerintahkan SCRAM ( safety control  rod  axe  man )  reaktor.  Kondisi  ini menunjukkan  bahwa  kinerja  menara pendingin  telah  mengalami  penurunan bila  dibandingkan  dengan  kondisi  awal komisioning.  Operasi    enam  buah menara  pendingin    sudah  tidak  mampu memindahkan  panas  ke  lingkungan sampai  kondisi  tunak  sistem  pendingin primer  dan  sistem  pendingin  sekunder tercapai.    Variabel  untuk  tindakan proteksi  otomatis  sistem  proteksi  reaktor ditunjukkan pada Lampiran 4.
Parameter  lingkungan  saat  operasi  daya 30 MW yaitu: temperatur bola basah ( wet bulb  temperature )  adalah  26,56 ⁰ C  dan temperatur bola kering ( dry bulb temperature )  adalah  30,44 ⁰ C.  Pada operasi  daya  nominal  30  MW,  dalam keadaan  belum  tercapai  keadaan  tunak, beda  temperatur  antara  temperatur  air panas  yang masuk ke menara pendingin dengan temperatur air dingin yang keluar dari  menara  pendingin  ( Range )  adalah 6,69 ⁰ C.    Sedangkan  beda  temperatur antara  temperatur  air  dingin  yang  keluar dari menara pendingin
dengan temperatur bola basah ( Approach ) adalah 9,3 ⁰ C.
Gambar 5. Kinerja menara pendingin pada operasi daya 30 MW
Nilai range menara  pendingin  mendekati nilai  desain  yaitu  7,2 ⁰ C.  Hal  ini  terjadi karena penumpukan panas pada pendingin primer   yang keluar dari teras. Temperatur pendingin primer yang keluar dari teras mencapai  50,245 ⁰ C sehingga perpindahan panas dari pendingin primer ke  pendingin  sekunder  menyebabkan temperatur  pendingin  sekunder  juga tinggi  dan  melampaui  nilai  desain. Meskipun  nilai range menara  pendingin mendekati  nilai  desain,  tetapi  nilai approach -nya  sangat  besar  yaitu  9,3 ⁰ C. Kinerja  sebuah  menara  pendingin  yang ideal  dapat  terjadi  apabila  temperatur pendingin  yang  keluar  dari  menara pendingin  sama  dengan  temperatur wet bulb ,  atau  sudah  terjadi  kesetimbangan panas  antara  air  dan  udara  sehingga tidak  terjadi  perpindahan  panas  lagi. Keadaan  ini  merupakaan  keadaan  ideal yang tidak akan pernah tercapai. Sehingga  parameter approach lebih  baik untuk  dijadikan  indikator  kinerja  menara pendingin  daripada  nilai range . Semakin
kecil nilai approach maka kinerja menara pendingin  semakin  baik,  sebaliknya semakin  besar  nilai approach maka kinerja  menara  pendingin  semakin  jelek meskipun  nilai range -nya  besar.  Kondisi ini  terjadi  saat  operasi  daya  30  MW dengan  menara  pendingin  akibat  beban pemindahan  panas  yang  besar  pada sistem pendingin primer.
1.2. Perhitungan kinerja menara pendingin Menara pendingin RSG-GAS telah beroperasi  selama 30 tahun lebih. Umur operasi  yang  sudah  cukup  lama  ini menyebabkan  kinerja  yang  semakin menurun. Penilaian kinerja menara pendingin dapat dinyatakan dalam beberapa  parameter  lain  selain range dan approach, yaitu efektifitas. Perhitungan  efektifitas menara pendingin dapat  dilihat  pada  Lampiran  2  dan Lampiran 3.
Dari  data  operasi  reaktor  pada  daya  30 MW  pada  tahun  1992,  hasil  perhitungan
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVI , No.1, April 2019:hal. 1-21
menunjukkan  bahwa  efektifitas  menara pendingin  sebesar  47,37  %[11].    Dari data  operasi  reaktor  pada  daya  30  MW yang  dilaksanakan  pada  15  Mei  2018, hasil  perhitungan  menunjukkan  bahwa efektifitas  menara  pendingin  sebesar 41,84  %.  Dari  kedua  hasil  perhitungan tersebut  dapat  disimpulkan  bahwa  telah terjadi penurunan kinerja menara pendingin,  ditinjau  dari  nilai  efektifitas desain 64,29%. Perbandingan nilai parameter  kinerja  menara  pendingin ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Perbandingan Nilai Parameter Range, Approach dan Efectiveness Parameter Desain Tahun 1992 Tahun 2018 Range 7,2 °C 7,2 °C 6,7 °C Approach 4,0 °C 8,0 °C 9,3 °C Effectiveness 64,29% 47,37 % 41,84 %

## 1.3. valuasi Keselamatan
RSG-GAS  didesain  mampu  beroperasi pada daya nominal 30 MW termal. Untuk menjamin  keselamatan  operasi  pada daya  nominal  maka  ditetapkan  Batasan dan  Kondisi  Operasi  (BKO)  yang  telah disetujui  oleh  Badan  Pengawas  Tenaga Nuklir.  Secara  prinsip  batasan  dan kondisi  operasi  merupakan  dasar  bagi pengoperasian  reaktor  yang  selamat, sehingga  yang  diuraikan  dalam  BKO merupakan parameter operasi dan kondisi  peralatan  yang  sangat  berkaitan dengan  usaha  mempertahankan  dasar keselamatan. Batasan dan Kondisi Operasi  Reaktor  Serba  Guna  G.A. Siwabessy  hanya  berlaku  selama  tahap operasi  reaktor  saja.  Pemegang  Izin akan  melaksanakan  operasi  reaktor sesuai  dengan  BKO  pada  semua  mode operasi reaktor[1].
Pada kajian ini, BKO yang menjadi fokus dan  terkait  langsung  dengan  penilaian kinerja menara pendingin adalah temperatur  air  primer  yang  masuk  teras.
Pada  operasi  daya  30  MW  tahun  1992, nilai terbesar temperatur pendingin primer  yang  masuk  teras  sebesar  40,00 ⁰C,  nilai  tersebut  masih  di  bawah  batas pengaktifan  sistem  proteksi  reaktor  yaitu 42  ⁰C.  Pada  operasi  daya  30  MW  yang dilaksanakan  pada  15  Mei  2018,  pada jam  15.20  WIB  temperatur  pendingin primer  masuk  teras  sudah  mencapai 41,96  ⁰C,  dan  kondisi  tunak  belum tercapai.  Nilai  temperatur  pendingin masuk  teras  sudah  mendekati  batas pengaktifan  sistem  proteksi  reaktor  yaitu 42  ⁰C  dan  bahkan  bisa  lebih  besar apabila  reaktor  terus  dioperasikan  pada daya  30  MW.    Tetapi,  sebelum    batas pengaktifan sistem proteksi reaktor terlampaui,  daya  reaktor  diturunkan menuju  0  MW  dan  reaktor  di-shutdown. Kondisi ini menunjukkan bahwa pengambilan
panas oleh sistem pendingin  sekunder  tidak  mampu  lagi menjaga temperatur air sistem pendingin primer pada kondisi tunak tetap di bawah nilai  BKO  dan  berpotensi  melampaui batas pengaktifan sistem proteksi reaktor.  Sehingga  dapat  dinyatakan bahwa  kinerja  menara  pendingin  tidak mampu lagi
memenuhi kriteria keselamatan  operasi  RSG-GAS.  Nilai temperatur pendingin masuk teras dalam hal kesesuaian dengan BKO dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Temperatur Pendingin Primer Parameter BKO Tahun 1992 Tahun 2018 Temperatur Masuk Teras 42,00 °C 40,00 °C 41,96 °C

## KESIMPULAN
Setelah dioperasikan lebih dari 30 tahun, kinerja menara pendingin sudah mengalami  penurunan.  Kinerja  menara pendingin  tidak  mampu  lagi  memenuhi kriteria  keselamatan  operasi  reaktor.
(Abdul Aziz Rohman Hakim, dkk)
Pada  operasi  daya  30  MW  termal,  nilai range menara  pendingin  sebesar  6,7  °C mendekati  nilai  desain  7,2  °C  tetapi parameter  ini  terpengaruh  oleh  beban pemindahan panas pada sistem pendingin  primer  sehingga  tidak  bisa dijadikan  parameter  kinerja  menara pendingin.  Nilai approach berubah  dari nilai  desain  4,0  °C  menjadi  9,3  °C.  Nilai approach yang  berubah  menjadi  besar menunjukkan  kinerja  pemindahan  panas yang  semakin  menurun.    Nilai  efektifitas pemindahan panas dari menara pendingin  ke  lingkungan  menurun  dari nilai desain 64,29% menjadi 41,84 %.

## SARAN
Kinerja pemindahan panas menara pendingin  harus  dikembalikan  seperti semula  agar  dapat  memenuhi  kriteria keselamatan  operasi  pada  daya  nominal 30 MW termal. Perlu dilakukan penggantian fill (sarang  tawon)  sebagai komponen utama terjadinya perpindahan panas  dan  mengganti  motor  blower sesuai  dengan  spesifikasi  awal  agar dapat memindahkan panas seperti semula.  Struktur  menara  pendingin  dan dudukan  motor blower perlu dimodifikasi menyesuaikan  dengan  teknologi  struktur terbaru.

## DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran  1.  Sistem  Pendingin  Reaktor Serba Guna G. A. Siwabessy Lampiran  2.  Perhitungan  Kinerja  Menara Pendingin  pada  Operasi  Daya  30  MW Tahun 1992 Lampiran3.  Perhitungan  Kinerja  Menara Pendingin  pada  Operasi  Daya  30  MW Sebelum Revitalisasi Lampiran  4.  Variabel  Untuk  Tindakan
Proteksi Otomatis Sistem Proteksi
Reaktor

## DAFTAR PUSTAKA
1.  BATAN-PRSG, Laporan Analisis Keselamatan (LAK). Safety Document,  2011.  10.1(2011):  p.  I- 2,VI-11,XVII-1.
2.  Fisenko, S., A. Brin, and A. Petruchik,
Evaporative  cooling  of  water  in  a mechanical draft cooling tower.
International  Journal  of  Heat  and Mass  Transfer,  2004.  47(1):  p.  165- 177.
3.  Fisenko, S. and A. Brin, Simulation of a cross-flow cooling tower
performance. International  Journal  of
Heat  and  Mass  Transfer,  2007. 50(15): p. 3216-3223. 4.  Fisenko, S.  and  A.  Petruchik, Toward to  the  control  system  of  mechanical draft  cooling  tower  of  film  type. International journal of heat and mass transfer, 2005. 48(1): p. 31-35. 5.  Milosavljevic,  N.  and  P.  Heikkilä, A comprehensive  approach  to  cooling tower design. Applied Thermal
Engineering, 2001. 21(9): p. 899-915. 6.  Kloppers,  J.C.  and  D.G.  Kröger, A
critical  investigation  into  the  heat  and mass  transfer  analysis  of  counterflow wet-cooling towers. International journal  of  heat  and  mass  transfer,
2005. 48(3): p. 765-777. 7.  Dreyer,  A.A.  and  P.  Erens, Modelling of cooling tower splash pack. International journal of heat and mass transfer, 1996. 39(1): p. 109-123. 8. Klimanek, A. and R. Białecki, Solution of  heat  and  mass transfer in counterflow  wet-cooling  tower  fills. International  Communications  in  Heat and  Mass  Transfer,  2009.  36(6):  p. 547-553. 9.  Naphon,  P., Study  on  the  heat transfer characteristics of an evaporative cooling tower.
International  communications  in  heat
and  mass  transfer,  2005.  32(8):  p. 1066-1074. 10.Code,  E.C.B., Bureau  of  Energy
Efficiency.
Ministry of Power, Government of India, 2007. 11.PRSG-BATAN, Lembar Operasi Reaktor G. A. Siwabessy in
Rekaman , 1992.
(Abdul Aziz Rohman Hakim, dkk)
Buletin Pengelolaan Reaktor Nuklir Bulletin of Nuclear Reactor Management Vol. XVI , No.1, April 2019:hal. 1-21

## Lampiran 2. Perhitungan Kinerja Menara Pendingin pada Operasi Daya 30 MW Tahun
1992
Tabel 1. Data Pengukuran Temperatur Pendingin Masuk dan Keluar teras dan
Temperatur pendingin Masuk dan Keluar Menara Pendingin Waktu Daya Reaktor (MW) Teras Menara Pendingin T keluar (⁰C) T masuk (⁰C) T air masuk (⁰C) T air keluar (⁰C) 0:00 30 45 39 43 34 1:00 30 45 39 42 35 2:00 30 46 39 43 36 3:00 30 46 39 43 34 4:00 30 46 39 42 35 5:00 30 46 39 42 35 6:00 30 46 39 43 37 7:00 30 46 39 43 35 8:00 30 46 39 43 36 9:00 30 47 40 44 36 10:00 30 46 40 44 37 11:00 30 46 40 44 37 12:00 30 46 40 44 37 13:00 30 46 40 44 38 14:00 30 46 40 44 38 15:00 30 45 40 43 37 16:00 30 39 40 44 37 17:00 30 46 40 44 37 18:00 30 47 40 44 36 19:00 30 47 39,5 44 36 Rata-rata 45,6 39,6 43,4 36,2 Tabel 2 . Data Parameter Lingkungan No Data Nilai  Satuan 1 Temperatur Dry Bulb 36 ⁰C 2 Temperatur Wet Bulb 28 ⁰C 3 Tb1(udara masuk) 27,3 ⁰C 4 Tb2(udara keluar) 40,5 ⁰C
(Abdul Aziz Rohman Hakim, dkk)
Tabel 3. Perhitungan Efisiensi Menara Pendingin
No Data Nilai Satuan 1 Range 7,2 ⁰C 2 Approach 8 ⁰C 3 T rata-rata air 40 ⁰C ρ air pada T rata-rata 993,6906  kg/m3 Laju air (Desain) 650  m3/jam L  (laju air x ρ air) 645898,89  kg/jam L 179,42  kg/detik 4 T rata-rata udara 33,9 ⁰C ρ udara pada T rata-rata 1,155  kg/m3 Laju udara (Pengukuran) 4925,6  m3/menit G (laju alir x ρ udara) 5689,068  kg/menit G 94,82  kg/detik 5 L/G 1,89 6 Menara Pendingin dibagi menajdi 5 bagian dT/n 1,6 ⁰C 7 Keseimbangan energi pada bagian paling bawah d(ha,n -h a,n-1)=ha,1-ha0=L/G x 4,19 x dT/n ha,1-ha0 = 12,69  kJ/kg 8 ha,0=ha(TWB,TDB)=enthalpi udara masuk  ha,n=ha,n-1+L/G x 4,19 x dT/n ha,rata-rata ha,0= 89,19  kJ/kg ha,1=ha,0+L/G x 4,19 x dT/n 101,88  kJ/kg 95,53272925 ha,2=ha,1+L/G x 4,19 x dT/n 114,56  kJ/kg 108,2181877 ha,3=ha,2+L/G x 4,19 x dT/n 127,25  kJ/kg 120,9036462 ha,4=ha,3+L/G x 4,19 x dT/n 139,93  kJ/kg 133,5891047 ha,5=ha,4+L/G x 4,19 x dT/n 152,62  kJ/kg 146,2745632
10 hi-ha
1/(hi-ha) (kJ/kg) 50,82 0,0197 50,48 0,0198 51,13 0,0196 52,86 0,0189 55,78 0,0179 Total 0,0959
hc.A/Cpm = L x 4,19 x dT x Σ 1/(hi-ha)
hc.A/Cpm (kg.d.a/kJ) 115,34 11 Kemampuan menerima panas Q=hc.A/Cpm.(hi,n-ha,n) Nilai Satuan Q1 5861,90  kW Q2 5822,43  kW Q3 5897,12  kW Q4 6096,68  kW Q5 6433,03  kW 12 Efektifitas (ASHRAE) Nilai Satuan Efektifitas=range/(range+approach) 47,37  % 9 Enthalpi Udara Jenuh (hi,rata-rata) T air (⁰C) T rata-rata (⁰C) ln Pws Pws Ws hi,rata-rata T0 36,00 T1 37,60 36,80 8,78 6489,30 0,04256 146,36 T2 39,20 38,40 8,86 7074,27 0,04668 158,70 T3 40,80 40,00 8,95 7704,25 0,05118 172,03 T4 42,40 41,60 9,03 8382,06 0,05609 186,45 T5 44,00 43,20 9,12 9110,67 0,06145 202,05
Lampiran 3. Perhitungan Kinerja Menara Pendingin pada Operasi Daya 30 MW pada Tahun 2018
Tabel 1. Data Pengukuran Temperatur Pendingin Masuk dan Keluar teras dan Temperatur pendingin Masuk dan Keluar Menara Pendingin
Waktu Daya Reaktor (MW) Teras Menara Pendingin T Keluar (⁰C) T Masuk (⁰C) T Keluar (⁰C) T Masuk (⁰C) 11.00 15,2 39,201 35,135 31,790 34,980 11.15 15,1 39,299 35,232 31,890 35,115 11.30 14,3 39,293 35,208 31,860 35,090 11.45 15,3 39,353 35,206 31,840 35,075 12.00 15,1 39,212 35,135 31,780 35,020 12.15 15,1 39,212 35,135 31,765 35,010 12.30 15,3 39,297 35,152 31,775 35,035 12.45 15,3 39,308 35,187 31,870 35,085 13.00 17,3 39,258 35,100 31,690 34,985 13.15 18,0 40,362 35,638 31,870 35,600 13.30 19,8 40,599 35,822 32,020 35,775 13.45 20,1 41,753 36,478 32,365 36,505 14.00 23,8 43,503 37,368 32,720 37,455 14.15 25,9 45,495 38,336 33,035 38,605 14.30 26,8 47,637 39,638 33,825 40,120 14.45 29,6 48,555 40,386 34,550 40,845 15.00 29,3 49,173 41,020 35,195 41,505 15.15 28,5 50,100 41,773 35,730 42,410 15.16 28,8 50,082 41,793 35,750 42,440 15.17 29,1 50,119 41,821 35,805 42,425 15.18 29,0 50,197 41,877 35,810 42,445 15.19 28,4 50,271 41,897 35,845 42,505 15.20 27,6 50,245 41,962 35,865 42,555 15.21 24,6 50,043 41,899 35,890 42,560 15.22 23,6 49,518 41,816 35,920 42,510 15.23 24,7 48,982 41,567 35,930 42,290 15.24 23,2 48,830 41,458 35,970 42,050 15.25 20,5 48,652 41,402 35,970 41,920
15.30 10,8 45,328 40,178 35,950 40,615 15.45 0,1 37,767 36,615 35,175 36,275 16.00 0,0 35,766 35,286 34,340 34,835 Tabel 2 . Data Parameter Lingkungan No Data Nilai  Satuan 1 Temperatur Dry Bulb 30,44 ⁰C 2 Temperatur Wet Bulb 26,56 ⁰C 3 Tb1(udara masuk) 30 ⁰C 4 Tb2(udara keluar) 38 ⁰C 6 Air masuk CT 42,55 ⁰C 7 Air keluar CT 35,86 ⁰C
Tabel 3. Perhitungan Efisiensi Menara Pendingin No Data Nilai Satuan 1 Range 6,69 ⁰C 2 Approach 9,30 ⁰C 3 T rata-rata air 39,21 ⁰C ρ air pada T rata-rata 992,667  kg/m3 Laju air (Desain) 650  m3/jam L  (laju air x ρ air) 645233,61  kg/jam L 179,23156  kg/detik 4 T rata-rata udara 34 ⁰C ρ udara pada T rata-rata 1,15  kg/m3 Laju udara (Pengukuran) 5880,8196  m3/menit G (laju alir x ρ udara) 6759,9327  kg/menit G 98,0136  kg/detik 5 L/G 1,83 6 Menara Pendingin dibagi menajdi 5 bagian dT/n 1,338 ⁰C 7 Keseimbangan energi pada bagian paling bawah
d(ha,n -h a,n-1)=ha,1-ha0=L/G x 4,19 x dT/n
ha,1-ha0 = 10,25  kJ/kg
(Abdul Aziz Rohman Hakim, dkk)
8 ha,0=ha(TWB,TDB)=enthalpi udara masuk ha,n=ha,n-1+L/G x 4,19 x dT/n Satuan ha,rata- rata ha,0= 82,75  kJ/kg ha,1=ha,0+L/G x 4,19 x dT/n 93,00  kJ/kg 87,88 ha,2=ha,1+L/G x 4,19 x dT/n 103,25  kJ/kg 98,13 ha,3=ha,2+L/G x 4,19 x dT/n 113,51  kJ/kg 108,38 ha,4=ha,3+L/G x 4,19 x dT/n 123,76  kJ/kg 118,63 ha,5=ha,4+L/G x 4,19 x dT/n 134,01  kJ/kg 128,88 10 hi-ha 1/(hi-ha) (kJ/kg) 55,67 0,0180 55,48 0,0180 55,95 0,0179 57,15 0,0175 59,12 0,0169 Total 0,0883
hc.A/Cpm = L x 4,19 x dT x Σ 1/(hi-ha)
hc.A/Cpm (kg.d.a/kJ) 88,698 9 Enthalpi Udara Jenuh (hi,rata-rata) T air (⁰C) T rata-rata (⁰C) ln Pws Pws Ws hi,rata-rata T0 35,86 T1 37,20 36,53 10,25 6349,08 0,04158 143,54 T2 38,54 37,87 10,25 6826,20 0,04493 153,60 T3 39,87 39,21 10,25 7334,00 0,04853 164,33 T4 41,21 40,54 10,25 7874,10 0,05241 175,78 T5 42,55 41,88 10,25 8448,17 0,05658 188,00
11 Kemampuan menerima panas Q=hc.A/Cpm.(hi,n-ha,n) Nilai Satuan Q1 4937,510  kW Q2 4920,699  kW Q3 4963,048  kW Q4 5069,136  kW Q5 5243,956  kW 12 Efektifitas (ASHRAE) Nilai Satuan Efektifitas=range/(range+approach) 41,84  %
(Abdul Aziz Rohman Hakim, dkk)