## DESAIN AWAL TURBIN UAP TIPE AKSIAL UNTUK KONSEP RGTT30 BERPENDINGIN HELIUM
Sri Sudadiyo, Jupiter Sitorus Pane PTKRN-BATAN, Kawasan Puspiptek Gedung 80, Serpong-Tangerang, 15310 E-mail: sudadiyo@batan.go.id Diterima editor: 14 Desember 2015 Diperbaiki: 21 Juni 2016 Disetujui untuk publikasi: 22 Juni 2016

## ABSTRAK
DESAIN  AWAL  TURBIN  UAP  TIPE  AKSIAL  UNTUK  KONSEP  RGTT30  BERPENDINGIN HELIUM .  Konsep  reaktor  daya  nuklir  yang  dikembangkan  merupakan  jenis  reaktor  berpendingin  gas dengan  temperatur  tinggi  (RGTT).  Gas  yang  digunakan  untuk  mendinginkan  teras  RGTT  adalah  helium. Konsep  RGTT  ini  dapat  menghasilkan  daya  termal  30  MW th sehingga  dinamakan  RGTT30.  Temperatur helium mampu mencapai 700 °C ketika keluar dari teras RGTT30 dan digunakan untuk memanaskan air di dalam steam generator hingga  mencapai  temperatur  435  °C. Steam generator dihubungkan  dengan  turbin uap yang dikopel dengan generator listrik untuk membangkitkan daya 7,27 MW e . Uap yang keluar dari turbin dilewatkan kondensor untuk mencairkan uap menjadi air. Rangkaian komponen dari steam generator , turbin, dan  kondensor  dinamakan  sistem  turbin  uap.  Turbin  terdiri  dari  sudu-sudu  yang  dimaksudkan  untuk mengubah tenaga uap kedalam tenaga mekanis berupa putaran. Efisiensi turbin merupakan parameter yang harus diperhatikan dalam sistem turbin uap ini. Tujuan dari makalah ini adalah untuk mengusulkan sudu tipe aksial  dan  untuk  menganalisa  perbaikan  efisiensi  turbin.  Metode  yang  digunakan  yaitu  aplikasi  prinsip termodinamika  yang  berhubungan  dengan  konservasi  energi  dan  massa.  Perangkat  lunak Cycle-Tempo dipakai untuk mendapatkan parameter termodinamika dan untuk mensimulasikan sistem turbin uap berbasis RGTT30.  Pertama,  dibuat  skenario  dalam  simulasi  sistem  turbin  uap  untuk  mengetahui  efisiensi  dan  laju aliran massa  uap yang diperoleh nilai optimal  87,52 % dan 8,759 kg/s pada putaran 3000 rpm. Kemudian, turbin uap diberi sudu tipe aksial dengan diameter tip 1580 mm dan panjang 150 mm. Hasil yang diperoleh adalah  nilai  efisiensi  turbin  uap  naik  menjadi  88,3  %  pada  putaran  konstan  (3000  rpm).  Penambahan  nilai efisiensi turbin sebesar 0,78 % menunjukkan peningkatan kinerja RGTT30 secara keseluruhan.
Kata kunci: Tipe aksial, turbin uap, RGTT30

## ABSTRACT
PRELIMINARY DESIGN ON STEAM TURBINE OF AXIAL TYPE FOR HELIUM-COOLED RGTT30 CONCEPT . The concept of a nuclear power reactor, which evolves, is high temperature gas-cooled reactor type (HTGR). Gas that is used to cool the HTGR core, is helium. The HTGR concept used in this study can yield thermal power of 30 MW th so that named RGTT30. Helium temperature can reach 700 °C when come out  from  the  RGTT30  core  and  it  is  used  for  heating  the  water  within  steam  generator  to  achieve  the temperature  of  435  °C.  The  steam  generator  is  connected  to  a  steam  turbine,  which  is  coupled  with  an electricity generator, for generating electric power of 7.27 MW e . The steam that comes out from the turbine is  flowed  through  condenser  for  changing  the  steam  into  water.  The  component  train  of  steam  generator, turbine, and condenser was given the name of steam turbine system. The turbine consists of blades that are intended  to  transform  the  steam  power  into  mechanical  power  in  the  form  of  rotational  speed.  Turbine efficiency is a parameter that must be considered in this steam turbine system. The aims of this paper are to propose blade of axial type and to analyze the efficiency improvement of the turbine. The method used is the application of the thermodynamic principles associated with conservations of energy and mass. Cycle-Tempo software  is  used  to  obtain  thermodynamic  parameters  and  to  simulate  the  steam  turbine  system  based  on RGTT30. Firstly, a scenario is created to model and simulate the steam turbine system for determining the efficiency and the mass flow rate of steam. The optimal values for the efficiency and the mass flow rates at the speed of 3000 rpm are 87.52 % and 8.759 kg/s, respectively. Then, the steam turbine was given the blade of  axial  type  with  a  tip  diameter  of  1580  mm  and  a  length  of  150  mm.  The  results  obtained  are  turbine efficiency increasing to 88.3% on constant speed (3000 rpm). Enhancement in the turbine efficiency value of 0.78% showed raising the overall performance of RGTT30.
Keywords: Axial type, steam turbine, RGTT30

## PENDAHULUAN
Permintaan listrik di Indonesia berkembang sangat tinggi sejalan dengan pertumbuhan industri dan  populasi.  Hal  ini  dapat  diatasi  dengan  penambahan  pembangkit  listrik  menggunakan  reaktor berpendingin gas helium dengan temperatur tinggi (RGTT). RGTT mempunyai spesifikasi antara lain bahan bakar efisien, limbah nuklir rendah, tahan terhadap penyebaran bahan nuklir berbahaya, energi tahan  lama,  handal,  dan  aman  dengan  adanya reactor cavity cooling system (RCCS)  [1-3].  Konsep RGTT yang sedang dikembangkan saat ini diberi nama RGTT30 karena didesain dengan daya termal 30  MW th dan  temperatur  gas  helium  keluaran  teras  700  °C.  RGTT30  diintegrasikan  dengan  sistem turbin uap yang merupakan rangkaian komponen dari steam generator , turbin, dan kondensor. Sistem turbin  uap  dikopel  dengan  generator  listrik  untuk  membangkitkan  daya  listrik  sebesar  7,27  MW e . Prinsip  kerja  dari  sistem  turbin  uap  yang  diusulkan  untuk  RGTT30  yaitu  air  dipanaskan  hingga mencapai  temperatur  435  °C  dalam steam  generator ;  uap  yang  terbentuk  dilewatkan  turbin  yang terhubung  dengan  kondensor  untuk  merubah  uap  menjadi  air  kembali.  Sistem  turbin  uap  yang diusulkan ini didesain berdasarkan teknologi yang sudah mapan dalam proses pembangkit tenaga uap konvensional [4].
Turbin merupakan komponen kunci dari sistem turbin uap ini karena berfungsi untuk mengubah tenaga uap yang melalui sudu-sudu menjadi tenaga mekanis berupa putaran. Oleh karena itu, turbin harus didesain untuk memenuhi kondisi operasi RGTT30 pada temperatur tinggi (700 ºC) dan tekanan 30 bar. Kedua besaran ini adalah sama dengan nilai tekanan dan nilai temperatur tinggi pada HTR-10 karena  operasi  terasnya  telah  mencapai  kritikalitas  [5,6].  Parameter  yang  harus  dicari  yaitu  nilai efisiensi  turbin  sebagai  tolok  ukur  dalam  konsep  desain  ini.  Semakin  tinggi  nilai  efisiensi  yang dihasilkan  oleh  turbin,  semakin  baik  unjuk  kerja  komponen  lain  (termasuk steam  generator dan kondensor) dalam sistem turbin uap. Pada makalah ini, diusulkan konsep turbin yang didesain dengan sudu tipe aksial agar diperoleh nilai efisiensi yang optimal. Penerapan hukum termodinamika berupa kesetimbangan  energi  dan  massa  digunakan  sebagai  metode  dalam  melakukan  desain  turbin  ini. Penggunaan  perangkat  lunak Cycle-Tempo sangat  membantu  dalam  proses  iterasi  perhitungan parameter  termodinamika  setiap  komponen  pada  proses  optimasi  dari  sistem  turbin  uap  berbasis RGTT30. Simulasi pemodelan sistem turbin uap dibuat untuk memenuhi operasi teras RGTT30 pada kondisi tekanan rendah (30 bar) dan temperatur tinggi (700 ºC).
Dengan  mempertimbangkan  spesifikasi  yang  ada,  integrasi  antara  sistem  turbin  uap  dan  teras RGTT30  diharapkan  menjadi  teknologi  yang  lebih  kompetitif  dalam  pembangkitan  listrik dibandingkan dengan siklus tenaga uap konvensional.

## TEORI
Konsep  desain  RGTT30  merupakan  reaktor  daya  berpendingin  gas  helium  temperatur  tinggi dengan  daya  termal  30  MW th untuk  menghasilkan  listrik  7,27  MW e .  Pembangkitan  listrik  berbasis RGTT30 ini mengaplikasikan sistem turbin uap yang dikopel secara langsung dengan generator listrik. Analisis  dari  sistem  turbin  uap  dilakukan  dengan  menggunakan  sebuah  model  siklus  tak  langsung dengan konfigurasi yang terdiri dari steam generator , turbin uap, dan kondensor, seperti diperlihatkan pada Gambar 1 [7]. Teras RGTT30 didinginkan dengan cara mengalirkan gas helium melalui bahan bakar  nuklir  berbentuk  bola  ( pebble ).  Selanjutnya,  helium  dengan  temperatur  tinggi  (700  ºC) dilewatkan steam generator untuk memanaskan air hingga menjadi uap pada temperatur 435 ºC. Uap yang  terbentuk  dalam  pipa-pipa  siklus  sekunder  dari steam generator diekspansikan  melalui  turbin guna  memperoleh  kerja  poros  yang  diperoleh  dari  putaran  sudu-sudu  dan  akan  dimanfaatkan  untuk memutar  generator  listrik.  Keluar  turbin,  uap  dicairkan  kembali  dalam  kondensor  dan  air  kondensat dipompa kembali ke dalam steam generator . Demikian, proses berlangsung secara kontinyu. Kondisi uap keluaran turbin beroperasi di bawah tekanan atmosfir. Uap dikondensasi dengan air dingin  dalam  ruang  kondensor  tipe shell  and  tube dimana  kondensat  mengalir  dalam  bagian shell . Kevakuman  dalam  ruang  kondensor  dikontrol  oleh jet  ejector .  Turbin  beroperasi  pada  kondisi parameter termodinamika tertentu diantaranya tekanan uap masuk, temperatur uap masuk, dan tekanan uap keluar. Hal ini akan berpengaruh pada unjuk kerja turbin yang ditunjukkan dengan nilai efisiensi
dalam pembangkitan listrik berbasis RGTT30. Dalam siklus ideal, proses ekspansi uap melalui turbin adalah  isentropik  yaitu  adiabatik  atau  tidak  ada  kerugian  panas  dimana  entropi  tidak  berubah  akibat gesekan uap melalui sudu-sudu. Oleh karena itu, nilai entropi adalah konstan walaupun nilai entalpi uap  turun.  Tenaga  mekanis  yang  dihasilkan  oleh  turbin  dan  efisiensinya  dapat  dituliskan  sebagai berikut [7,8] :
( ) 2 1 h h m W T − = • • (1) 1 2 1 2 1 1 T T T T s T − − = η (2)
dimana T W • adalah  tenaga  mekanis  yang  dihasilkan  oleh  turbin, • m adalah  laju  aliran  massa  melalui sistem  turbin  uap, h adalah  entalpi  uap, T adalah  temperatur  uap  yang  mengalir,  indeks 1 adalah kondisi  termodinamika  pada  masukan  turbin,  indeks 2 adalah  kondisi  termodinamika  pada  keluaran turbin, indeks s adalah proses isentropik melalui turbin, dan η T adalah nilai efisiensi turbin.
Gambar 1. Konsep dari model turbin uap [7].
Untuk  mengembangkan  model  turbin  uap  tipe  aksial  pada  RGTT30  ini  diperlukan  parameter tekanan,  laju  aliran  uap,  dan  temperatur  uap  pada  setiap  bagian  masukan  dan  keluaran  turbin. Hubungan  termodinamika  untuk  tekanan  uap  pada  bagian  masukan  dan  keluaran  dari  turbin didefinisikan sebagai berikut [7,9] :
2 2 1 2 1 P P T K m − = •
(3)
dengan P adalah  tekanan  uap  dan K adalah  konstanta  yang  nilainya  520  [7].  Temperatur  uap  pada bagian keluaran turbin dapat dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut [7,8] :
⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ = k k P P T T 1 1 2 1 2 (4)
dimana k adalah faktor ekspansi politropik. Variasi dalam nilai-nilai parameter diatas dari persamaan (1) hingga persamaan (4) akan diperoleh nilai konsumsi laju aliran massa uap dan nilai efisiensi turbin yang optimal.

## METODOLOGI
Sejalan dengan kenaikan secara kontinyu dari temperatur helium pada keadaan keluaran teras RGTT30, sistem turbin uap memberikan unjuk kerja yang baik. Oleh karena itu, nilai efisiensi turbin berbasis  RGTT30  yang  merupakan  fungsi  temperatur  dianalisis  dalam  penelitian  ini.  Gambar  2 memperlihatkan konsep desain yang diusulkan dari sistem turbin uap berbasis RGTT30. Metode yang digunakan  untuk  melakukan  analisis  sistem  turbin  uap  berbasis  RGTT30  yaitu  simulasi  pemodelan, validasi, dan desain geometri. Simulasi pemodelan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Cycle-Tempo untuk  memperoleh  parameter  termodinamika  yang  sesuai  dengan  sistem  turbin  uap berbasis RGTT30. Perangkat lunak Cycle-Tempo ini mampu mensimulasikan turbin sudu tipe aksial yaitu  dengan  memberikan design  data pada input  dialog untuk  turbin.  Hasil  perhitungan  secara berulang-ulang (iterasi) dilakukan untuk mendapatkan unjuk kerja berupa nilai laju aliran massa uap melalui  sudu  tipe  aksial  dan  nilai  efisiensi  turbin  yang  optimal.  Validasi  simulasi Cycle-Tempo dilakukan  dengan  memodelkan  sistem  turbin  uap  berbasis  HTR-10  untuk  pembangkitan  listrik  2,6 MW e [5,6].  Data  yang  diberikan  dalam  proses  validasi  yaitu  temperatur  dan  tekanan  keluaran  teras RGTT30  sebesar  700 ° C  dan  30  bar,  tekanan  dan  temperatur  masukan  turbin,  temperatur  keluaran turbin,  dan  daya  listrik  yang  dibangkitkan.  Desain  geometri  dari  turbin  uap  berbasis  RGTT30 dilakukan dengan metode analitis dengan menerapkan persamaan (1) sampai dengan persamaan (4). Geometri turbin didesain dengan bentuk sudu tipe aksial yang mempunyai nilai rasio diameter antara tip dan hub sebesar  0,85  [10].  Data  masukan  yang  digunakan  yaitu  tekanan  dan  temperatur  pada bagian masukan dan keluaran turbin. Data keluaran untuk memperoleh geometri turbin yaitu laju aliran massa, kecepatan uap, diameter, dan panjang sudu aksial dari turbin berbasis RGTT30 dengan media helium dan daya termal 30 MW th .
Gambar 2. Skema konsep desain sistem turbin uap berbasis RGTT30 yang diusulkan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Simulasi pemodelan Cycle-Tempo dilakukan dengan memilih ikon dari setiap komponen untuk sistem  turbin  uap  yang  telah  tersedia  pada  palet.  Seperti  terlihat  pada  Gambar  2  bahwa  model konfigurasi  sistem  turbin  uap  berbasis  RGTT30  terdiri  dari steam generator ,  turbin,  dan  kondensor. Untuk  itu  dalam  pemodelannya  dipilih  ikon-ikon  yang  mewakili  fungsi  dari  komponen-komponen tersebut dan kemudian dirangkai satu sama lain sebagai pipa-pipa penghubung. Dalam penelitian ini dilakukan  dua  langkah  kegiatan.  Langkah  kegiatan  pertama  yang  dilakukan  adalah  membuat  model tipe  HTR-10  dari  China  guna  memvalidasi simulasi  model Cycle-Tempo dan  selanjutnya  digunakan untuk  mengembangkan  model  sistem  turbin  uap  berbasis  RGTT30  dengan  daya  termal  30  MW th . Table 1 memperlihatkan hasil validasi antara data termodinamika yang diperoleh dari HTR-10 China dan yang dihitung oleh Cycle-Tempo . Hasil yang dipresentasikan dalam Tabel 1 menunjukkan bahwa hasil simulasi model Cycle-Tempo adalah sangat mendekati dengan nilai operasional HTR-10 China dengan nilai penyimpangan maksimum sekitar 0,23 %.
Tabel 1. Perbandingan data termodinamika antara HTR-10 China dan Cycle-Tempo . Parameter yang diamati HTR-10 Cycle-Tempo Deviasi [%] Daya termal teras, MW th 10 10 0 Daya listrik yang dibangkitkan, MW e 2,500 2,503 0,12 Tekanan masuk teras, bar 30 30 0 Temperatur masuk teras, ° C 250 250 0 Temperatur keluar teras, ° C 700 700 0 Laju aliran massa helium, kg/s 4,31 4,30 0,23 Temperatur masuk turbin, ° C 435 435 0 Laju aliran massa uap, kg/s 3,47 3,47 0
Gambar  3  menunjukkan  hasil  validasi  simulasi  model  sistem  turbin  uap  menggunakan perangkat lunak Cycle-Tempo . Terlihat pada Gambar 3 bahwa nilai efisiensi turbin yang dihasilkan sekitar 87,48 % untuk membangkitkan daya listrik sekitar 2,5 MW e . Nilai efisensi ini terjadi akibat aliran massa uap mengalami peningkatan entropi sebesar 0,34 kJ/kg/K pada kondisi putaran turbin 3000 rpm.
Gambar 3. Simulasi model Cycle-Tempo sistem turbin uap yang divalidasi dengan HTR-10.
Langkah  kegiatan  kedua  yang  dilakukan  yaitu  menggunakan  hasil  simulasi  data  aliran  uap melalui sistem turbin berbasis RGTT30 berpendingin helium untuk daya termal teras 30 MW th . Data masukan  yang  diberikan  dalam  simulasi  pemodelan  ini  adalah  temperatur  helium  keluaran  teras RGTT30 sebesar 700 ° C, temperatur uap keluaran steam generator sebesar 435 ° C, dan tekanan dalam ruang  kondesor  dipertahankan  di  bawah  atmosfir  untuk  menjaga  kevakumannya.  Hasil  simulasi pemodelan termodinamika dengan menggunakan Cycle-Tempo terhadap RGTT30 dapat dilihat pada Tabel 2 yang secara diagram dapat dilihat pada Gambar 4. Nilai efisiensi turbin ditingkatkan menjadi 87,52 % pada kondisi putaran tetap 3000 rpm. Nilai laju aliran massa uap yang mengalir melalui sudu turbin adalah 8,759 kg/s untuk menghasilkan tenaga mekanis sebesar 7,42 MW. Nilai tenaga mekanis turbin ini dikonversi menjadi daya listrik sekitar 7,27 MW e pada kondisi putaran 3000 rpm dan nilai efisiensi generator listrik sekitar 98 %. Nilai temperatur uap memasuki ruang kondensor sekitar 34,91 ° C yang masih dalam keadaan fase uap untuk selanjutnya dicairkan di dalam ruang kondensor pada tekanan di bawah atmosfir. Tipe kondensor yang digunakan adalah shell and tube terletak di bawah turbin  uap  dengan  maksud  agar  aliran  massa  uap  yang  masuk  kondensor  tetap  berada  pada  tekanan rendah. Dalam ruang kondensor, uap ini mengalir melalui shell sehingga akan mengalami perubahan fasa  dari  uap  ke  cairan.  Air  pendingin  eksternal  dipompakan  melalui tube dalam  kondensor  untuk mengambil  panas  kondensasi  uap  dari  turbin.  Perubahan  fasa  sangat  tergantung  pada  transfer  panas dari  uap  ke  air  pendingin  eksternal.  Oleh  karena  itu,  pembuangan  panas  ke  lingkungan  oleh  air pendingin  sangat  penting  untuk  diperhatikan  agar  tekanan  rendah  dalam  ruang  kondensor  dapat dipertahankan.
Tabel 2. Hasil perhitungan sistem turbin uap RGTT30 menggunakan Cycle-Tempo .
Parameter yang diamati Nilai Daya termal teras RGTT30, MW th 30 Daya listrik yang dibangkitkan, MW e 7,27 Tekanan masuk teras, bar 30 Temperatur masuk teras, ° C 250 Temperatur keluar teras, ° C 700 Temperatur masuk turbin, ° C 435 Temperatur keluar turbin, ° C 34,91 Laju aliran massa uap, kg/s 8,759

## Gambar 4. Hasil simulasi sistem turbin uap berbasis RGTT30.
Gambar 5 memperlihatkan diagram tekanan kontra entalpi untuk proses sistem turbin uap pada RGTT30  yang  ditunjukkan  oleh  garis  dari  titik  1  ke  titik  2.  Dari  Gambar  5  tersebut  terlihat  bahwa aliran uap melalui sudu turbin berekspansi untuk memproduksi tenaga mekanis berupa putaran akibat adanya  perbedaan  entalpi.  Dengan  menggunakan  persamaan  (2)  dan  persamaan  (4)  diperoleh  nilai rasio  panas  spesifik  ( k )  aliran  uap  dengan  proses  isentropik  melalui  turbin  sebesar  1,3.  Dengan menerapkan persamaan (3) dan dengan mengacu pada referensi [10] dapat didesain sudu aksial turbin uap  dengan  diameter tip 1580  mm  dan  panjang  150  mm.  Nilai  desain  geometri  sudu  tipe  aksial  ini diaplikasikan  ke  simulasi  model  dari  perangkat  lunak Cycle-Tempo yang  telah  dibuat  sebelumnya (pada Gambar 4) dengan cara menambahkan data tersebut kedalam design input data geometri turbin. Hasil  simulasinya  diplotkan  pada  Gambar  6,  dimana  terlihat  bahwa  nilai  efisiensi  turbin  yang menggunakan  desain  sudu  tipe  aksial  meningkat  lebih  tinggi  daripada  nilai  efisiensi  turbin  pada Gambar 4 dalam keadaan termodinamika sama yaitu pada temperatur uap masuk turbin 435 ° C dan putaran turbin 3000 rpm. Peningkatan nilai efisiensi turbin sebesar 0,78 % merupakan nilai kenaikkan yang  signifikan  dalam  proses  pembangkitan  listrik  tenaga  uap.  Nilai  konsumsi  uap  juga  mengalami penurunan sekitar 0,068 kg/s yang diperhitungkan dari 8,759 kg/s pada Gambar 4 hingga 8,691 kg/s pada Gambar 6. Dari hasil nilai konsumsi uap ini, dapat diketahui bahwa pemakaian sudu turbin tipe aksial untuk RGTT30 berdaya termal 30 MW th akan menjadi lebih ekonomis dan kompetitif.
Gambar 5. Diagram tekanan terhadap entalpi dari proses turbin uap berbasis RGTT30.
Gambar 6. Perbaikan nilai efisiensi turbin uap dengan sudu aksial berbasis RGTT30.
Dalam makalah ini, dilakukan dua skenario kasus untuk menganalisis pemodelan sistem turbin uap  dengan  sudu  tipe  aksial,  menggunakan  simulasi  pada  Gambar  6.  Skenario  pertama  dilakukan dengan membuat daya yang dibangkitkan oleh generator listrik bervariasi dengan nilai sebesar 80 % dan  70  %  pada  kondisi  termodinamika  dan  desain  geometri  sudu  aksial  sama.  Hasilnya  sebagai berikut: a). Untuk beban listrik 80 % diperoleh  nilai-nilai efisiensi turbin 87,9 % dan laju aliran massa uap  7,175  kg/s;  b).  Untuk  beban  listrik  70  %  diperoleh  nilai-nilai  efisiensi  turbin  87,54  %  dan  laju aliran  massa  uap  6,408  kg/s.  Dari  hasil  kasus  pertama  ini  dapat  diketahui  nilai  efisiensi  turbin
diperbaiki  dibandingkan  dengan  nilainya  pada  Gambar  4.  Begitu  juga  dengan  pemakaian  konsumsi uapnya,  didapatkan  hasil  yang  lebih  kecil  dibandingkan  dengan  nilainya  pada  Gambar  4.  Skenario kedua dilakukan dengan merubah nilai konsumsi laju aliran massa uap menjadi 80 % dan 70 % pada kondisi termodinamika dan desain geometri sudu aksial sama. Diperoleh hasil simulasi sebagai berikut : a). Untuk laju aliran massa uap 80 % didapatkan nilai-nilai efisiensi turbin 87,77 % dan daya listrik 5,76 MW e ; b). Untuk laju aliran massa uap 70 % didapatkan nilai-nilai efisiensi turbin 87,41 % dan daya listrik 5,01 MW e . Dari hasil kasus kedua ini dapat diketahui bahwa untuk pemakaian 80 % dari laju aliran massa uap diperoleh nilai efisiensi turbin naik dibandingkan dengan nilainya pada Gambar 4. Akan tetapi, untuk pemakaian 70 % dari laju aliran massa uap, nilai efisiensi turbin turun 0,13% dari nilai efisiensi pada Gambar 4. Hal ini diakibatkan oleh putaran turbin dipertahankan tetap pada 3000 rpm. Jadi untuk mempertahankan efisiensi turbin, jika laju aliran massa uap diturunkan, maka putaran juga diturunkan.
Dalam  proses  aktual,  sistem  turbin  uap  berbasis  RGTT30  dengan  daya  termal  30  MW th beroperasi  pada  kondisi  yang  tidak  ideal.  Perbaikan  dari  desain  sudu  dilakukan  untuk  mencapai peningkatan nilai efisiensi turbin. Dalam makalah ini, geometri sudu didesain dengan tipe aksial yang mempunyai  diameter tip 1580  mm  dan  panjang  150  mm,  seperti  telah  disebutkan  di  atas.  Bentuk geometri  sudu  turbin  ini  mengalirkan  aliran  uap  kearah  aksial  sehingga  perubahan  entropi  menurun yang  berakibat  pada  kenaikan  efisiensi  turbin.  Peningkatan  entropi  melalui  sudu  merupakan  suatu kerugian energi yang dapat menurunkan nilai tenaga mekanis dari turbin. Dari Gambar 5 di atas, dapat diketahui bahwa peningkatan nilai entropi aliran uap melalui sudu turbin memberikan penurunan nilai entalpi  yang  kecil  pada  proses  tekanan  konstan.  Penurunan  beda  entalpi  yang  kecil  menghasilkan temperatur aliran uap keluaran sudu turbin menjadi lebih tinggi yang berarti nilai efisiensi turbin turun. Dengan mengaplikasikan desain awal dari geometri sudu aksial ini, hasil simulasi pemodelan dengan menggunakan Cycle-Tempo menunjukkan  keuntungan  dalam  efisiensi  turbin  hingga  mencapai  nilai 88,3 % pada putaran 3000 rpm, seperti terlihat pada Gambar 6. Keuntungan lain yang diperoleh yaitu temperatur  masuk  ke  ruang  kondensor  menjadi  lebih  rendah  walaupun  masih  berwujud  fase  uap, seperti terlihat pada Gambar 5 di atas, sehingga kevakuman ruang kondensor dapat dipertahankan.

## KESIMPULAN
Dari bahasan di atas dapat disimpulkan bahwa telah dilakukan pengembangan desain awal sudu turbin  uap  yang  terintegrasi  dengan  RGTT30  berpendingin  helium  untuk  daya  termal  30  MWth. Bentuk geometri sudu didesain dengan tipe aksial yang mempunyai diameter tip 1580 mm dan panjang 150  mm.  Simulasi  pemodelan  dengan  menggunakan  perangkat  lunak Cycle-Tempo juga  telah dikembangkan untuk mengoptimasi nilai laju aliran massa uap dan untuk memperoleh nilai efisiensi turbin  yang  dihasilkan.  Pada  kondisi  putaran  3000  rpm,  temperatur  uap  masukan  turbin  435 ° C,  dan beban listrik 7,27 MWe diperoleh nilai efisiensi turbin uap sebesar 87,52 %. Dengan mengaplikasikan sudu turbin tipe aksial, diperoleh nilai efisiensi turbin 88,3 %. Terjadi perbaikan nilai efisiensi turbin sekitar 0,78 %, dimana kedua nilai efisiensi ini dihitung dengan Cycle-Tempo .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Kegiatan  Penelitian  ini  merupakan  bagian  kerja  dalam  Bidang  Fisika  dan  Teknologi  Reaktor (BFTR)  pada  Pusat  Teknologi  dan  Keselamatan  Reaktor  Nuklir  (PTKRN).  Terima  kasih  kami sampaikan kepada rekan-rekan Bidang yang telah membantu dalam perbaikan makalah ini.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Nakano,  M.,  Takada,  E.,  Tsuji,  N.,  Tokuhara,  K.,  Ohashi,  K.,  Okamoto,  F.,  Tazawa,  Y., Tachibana,  Y.  Core  Design  and  Safety  Analyses  of  600 MWth,  950 °C  High  Temperature Gas-Cooled Reactor. Nuclear Engineering and Design 2014; 271:560-563.
2. Bae, Y., Hong, S., Kim, Y. Scaling Analysis of PMR200 Reactor Cavity Cooling System. Nuclear Engineering and Design 2014; 271:523-529.
3. Capone,  L.,  Hassan,  Y.A.,  Vaghetto,  R.  Reactor  Cavity  Cooling  System  Experimental Characterization. Nuclear Engineering and Design 2011; 241:4775-4782.
4. Geete,  A.,  Khandwawala,  A.I.  Thermodynamics  Analysis  of  Thermal  Power  Plant  with Combined Effect of Constant Inlet Pressure and Different Inlet Temperatures. Case Studies in Thermal Engineering 2013; 1:17-25.
5. Seker,  V.,  Colak,  U.  HTR-10  Full  Core  First  Criticality  Analysis  with  MCNP.  Nuclear Engineering and Design 2003; 222:263-270.
6. Xu, Y., Zuo, K., Overview of the 10 MW High Temperature Gas Cooled Reactor. Nuclear Engineering and Design 2002; 218:13-23.
7. Chaibakhsh,  A.,  Ghaffari,  A.  Steam  Turbine  Model.  Simulation  Modelling  Practice  and Theory 2008; 16:1145-1162.
8. Boyce, M.P. Gas Turbine Engineering Handbook. Texas: Gulf Professional Publishing; 2002.
9. Aljundi,  I.H.,  Energy  and  Exergy  Analysis  of  a  Steam  Power  Plant.  Applied  Thermal Engineering 2009; 29:324-328.
10. Sudadiyo,  S.  Analisis  Geometri  Sudu  Rotor  Sistem  Turbin-Kompresor  Pada  RGTT200K: Kuminarto, Nurhayati DW, Syarip, dkk, editors. PTAPB-BATAN, Prosiding PPI-PDIPTN; 29 November 2013. Yogyakarta; 2013.p. 81-86.