¿Qué hacen los ingenieros nucleares en un día típico?

Answer 1

Una cosa para aclarar con esto es el título “Ingeniero nuclear”.

Actualmente, trabajo como cooperativa de ingeniería (pasante glorificado) en una central nuclear de una sola unidad. En el sitio, tenemos cerca de 1000 personas (seguridad, operadores, recursos humanos, mantenimiento, etc.); de esto, quizás 130-150 se encuentran en el piso de Ingeniería. Dentro de Ingeniería, hay 4 divisiones diferentes: Programas, Sistemas, Reactor y Diseño. Cada división realiza una función especializada diferente, y aunque cada una trabaja en conjunto (en un día determinado, el personal de Sistemas se puede encontrar a 40 pies de su escritorio, haciendo una pregunta a un ingeniero de Programas), son entidades distintas.

Los sistemas de ingeniería son el personal que supervisa varios sistemas dentro de una planta de energía. Cada sistema es una red, que se ejecuta en toda la planta, compuesta por tuberías, válvulas, respiraderos, amortiguadores, motores, bombas y todos los demás componentes. Cada ingeniero de sistemas es totalmente responsable de su red respectiva; su trabajo diario puede incluir monitorear puntos de datos en una computadora, tendencias de datos antiguos, planificar el mantenimiento para interrupciones, hacer preguntas, obtener respuestas, realizar recorridos, responder preguntas de Mantenimiento u Operaciones, así como una gran cantidad de otras tareas.

Los Programas de Ingeniería funcionan en apoyo de los Sistemas (aunque cada ingeniero de Programas le diría a los Sistemas que funciona para ellos). Esto es más fácil de aclarar con un ejemplo: en toda la planta, tenemos numerosos intercambiadores de calor y refrigeradores de ambiente, en media docena de sistemas diferentes. En lugar de que cada ingeniero de sistemas sea el único responsable del cuidado y mantenimiento de estos componentes relativamente complejos, tenemos un ingeniero de intercambiadores de calor. Su papel es hacer por los intercambiadores de calor y refrigeradores de habitación lo que un ingeniero de sistemas hace por su sistema. Datos de tendencias, trabajo de planificación / planificación, informes de condición, correspondientes al mantenimiento, papeleo, presentación de propuestas; todo puede caer dentro de su jurisdicción. También contamos con ingenieros para rendimiento térmico, generadores de vapor, mantenimiento preventivo, AOV, MOV, ácido bórico y algunas otras funciones.

La ingeniería de diseño interviene en casi todo lo estructural o eléctrico de la planta. Por lo general, me mantengo alejado del Diseño, porque, bueno, personalmente no me importan mucho los objetos que no cambian. El suyo es un trabajo en gran parte definido por el papeleo; diseñar o desarrollar expansiones es menos común que “probar” que algo es seguro o sísmicamente calificado.

Reactor Engineering es donde residen los “Ingenieros Nucleares”. Cada otra división está compuesta por Chem E’s, Mech E’s, EE’s, Civils, Arch E’s y, bueno, casi cualquier cosa con “Engineer”. La Ingeniería de Reactores tiene solo aquellos con un título de Ingeniería Nuclear. Por lo tanto, todo lo que lees arriba puede ser extraño y de revisión. Si es así, lo siento (aunque realmente no lo siento demasiado).

Reactor Engineering es responsable del núcleo. Supervisan el mantenimiento, el mantenimiento, el rendimiento, la integridad y, bueno, casi todas las partes del núcleo, de la manera que esperarías y de las que no. Durante la interrupción, hay al menos uno disponible (o de guardia) a todas horas, en el caso de que ocurra incluso una ocurrencia inesperada con material fisionable. Mientras estamos en el poder, cada uno tiene su (s) propio (s) programa (s) que supervisar, o hacen planes para el Apagón. Por ejemplo, tenemos un ingeniero a cargo del mapeo de combustible. Durante la interrupción, cuando recargamos el núcleo, el combustible viejo se reutiliza, pero se traslada a una ubicación diferente. El ingeniero de mapeo de combustible es responsable de determinar en qué lugar se colocarán las barras de combustible, para maximizar la generación de calor y la facilidad de control para los operadores. Básicamente, él construye un rompecabezas absurdamente caro e impresionante. En el otro lado de la moneda, tenemos un ingeniero nuclear responsable de la adquisición de combustible; se comunica con nuestras compañías proveedoras, monitorea el mercado y hace los pedidos en consecuencia.

Un par de notas adicionales:

-Apagones. Cada 18 meses, tenemos un corte de combustible. Se sorprenderá de cuánto esfuerzo se dedica a cada interrupción. Concluimos uno hace solo unos meses; En 2 semanas, se esperaba que los ingenieros y supervisores tuvieran un alcance preliminar para el trabajo de la próxima interrupción.

-Aunque tenemos 4 divisiones distintas, hay una superposición significativa. Por ejemplo, supongamos que necesitamos reemplazar una bomba en la planta durante la próxima interrupción. No podemos obtener la misma bomba “exacta” por cualquier razón; el nuevo es del mismo tamaño, pero 5 libras más pesado. Los sistemas tienen que pedirlo. Los programas tienen que desarrollar una gran cantidad de paquetes de mantenimiento y pruebas para esta nueva bomba. El diseño tiene que “probar” por qué esto no es demasiado pesado para los soportes ya existentes, o diseñar otros nuevos. Si la bomba es parte de un sistema radiactivo, será mejor que creas que Reactor estará por todas partes.

No pretendo tener una comprensión definitiva de la ingeniería en las instalaciones nucleares, y mucho menos de la ingeniería en general. Y la división de Ingeniería es muy diferente en otras plantas (o eso he escuchado). Así es como es nuestro sitio.

Answer 2

Philip Honnold hizo un trabajo bastante bueno al describir la ingeniería de reactores (nucleares) en un reactor de agua a presión (PWR). El otro tipo de reactor de uso común en los Estados Unidos es el Reactor de agua hirviendo (BWR). He trabajado durante casi 35 años como ingeniero de reactores BWR y he calificado en 6 reactores diferentes y 4 generaciones diferentes de BWR. Me gusta pensar en el ingeniero de reactores de BWR como el ingeniero de sistemas para el núcleo del reactor. En pocas palabras, si piensa en el Operador de Reactores Senior y el Operador de Reactores como Piloto y Copiloto, entonces el ingeniero del reactor es el navegante. Supervisamos diariamente los límites térmicos y mecánicos del núcleo y diseñamos secuencias de movimiento de la barra de control para operar y maniobrar el reactor mientras se mantiene el margen de los límites operativos térmicos y mecánicos del combustible nuclear. Utilizamos simuladores avanzados de código de difusión 3D por computadora para modelar el comportamiento del reactor para garantizar que no se excedan los límites térmicos y mecánicos.

Answer 3

Después de que obtuve mi MSE (Nuclear) de Michigan, fui entrevistado y contratado por GE para trabajar en su División de Equipo de Energía Atómica en San José, CA como “Ingeniero de Programas”. Esto me dio la oportunidad de rotar las tareas. Pronto me instalé en un grupo de I + D que realizó una investigación patrocinada por la USAEC sobre reactores reproductores rápidos refrigerados por sodio de metal líquido (LMFBR). Mi primera tarea tuvo que ver con la correlación de los datos de corrosión de los circuitos de sodio para determinar el mejor acero inoxidable para el revestimiento de combustible.

Luego me uní al grupo de física del reactor donde me asignaron para apoyar el diseño de experimentos para irradiar muestras de combustible en el reactor TREAT en Idaho Falls. Me quedé con la física del reactor y el grupo de desarrollo del reactor reproductor, convirtiéndome en ingeniero principal para un proyecto de diseño y desarrollo de software diseñado para simular condiciones de accidentes. Esto encaja perfectamente con un proyecto para medir y demostrar el efecto Doppler en el LMFBR. Este fue el proyecto SEFOR y fue copatrocinado por GE, USAEC y el gobierno alemán. De hecho, construimos un pequeño reactor de prueba que se enfrió con sodio y se alimentó con una mezcla de óxido de plutonio y óxido de uranio y pusimos el reactor en una explosión crítica inmediata. El calentamiento del combustible por la explosión de energía amplió las resonancias de absorción del combustible de óxido mixto y provocó el cierre del reactor, felizmente sin daños al combustible o al reactor. Pudimos calibrar nuestros modelos de física del reactor para los resultados experimentales, con la confianza de que se podría confiar en los modelos para predecir la respuesta transitoria de los LMFBR a gran escala. El Reactor del criador del río Clinch fue luego puesto en servicio y operado hasta que se cerró bajo Jimmy Carter.

El interés y el apoyo para el LMFBR disminuyeron y me uní a una compañía llamada Nuclear Services, que suministra servicios técnicos y de ingeniería a operadores de plantas de energía nuclear. El operador de Dresden-1, un GE BWR, uno de los primeros acudió a nosotros en busca de ayuda para completar los análisis de seguridad de accidentes en respuesta a las preguntas de USNRC. Aunque se centró en la operación de una planta nuclear, este fue básicamente un proyecto de ingeniería mecánica. Asumí el modelado de todo el circuito primario de refrigerante y realicé los cálculos requeridos, satisfaciendo las preocupaciones regulatorias de manera oportuna y rentable.

Cuando comencé a trabajar en Stanford para mi doctorado, también realicé un contrato de ingeniería con GE en su División de Equipos de Energía Atómica. Habían realizado una serie de pruebas de cuarto de escala para investigar el comportamiento de su sistema de contención de supresión de presión. Básicamente funciona para proteger la contención de la sobrepresión en caso de una ruptura de la línea de vapor principal; El vapor se ventila en una piscina de agua que absorbe el vapor y mantiene la presión en la contención dentro de límites seguros. Trabajé en las oficinas de GE con personal de GE y pude correlacionar los datos de la prueba con una distribución de probabilidad estándar (Poisson). Este resultado alivió las preocupaciones sobre las presiones máximas en la piscina por el colapso de las burbujas de vapor y sus efectos en la pared del edificio de contención.

Poco después de obtener mi doctorado, comencé una compañía llamada Diseño de decisiones. Fui invitado a ofertar como contratista principal en un proyecto para el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica en Palo Alto, CA. El proyecto fue en respuesta a una directiva de la USNRC para usar un examen no destructivo (NDE) de recipientes a presión y tuberías en plantas nucleares, una perspectiva que podría haber sido prohibitivamente costosa. Trabajando con expertos en NDE y análisis de estrés de tuberías, mi equipo pudo definir un índice de tolerancia a fallas para cada pieza crítica de la tubería y esencialmente señalar dónde sería más útil la inspección.

No son demasiados días de rutina si eres creativo y capaz en tu oficio y altamente profesional en tus negocios.

Les deseo todo el éxito en sus empresas.

Answer 4

No soy ingeniero nuclear, pero me quedé en un Holiday Inn Express … y solía trabajar con ingenieros nucleares a diario en una central nuclear comercial. También asistí a la escuela de ingeniería nuclear de la estación de GE.

Una de las actividades que he visto hacer los NE (en un Reactor de agua en ebullición, BWR) es monitorear la generación de energía en el núcleo y planificar cambios en la posición de la barra de control para maximizar el margen a los límites térmicos y optimizar la utilización de combustible. En un BWR, la distribución del flujo de neutrones y, por lo tanto, el uso de combustible y la distribución de calor cambian con la potencia (porque el agua hierve … y el vapor no es tan buen moderador de neutrones como el agua líquida, y la mayor parte de la fisión en el reactor es causada por neutrones que tienen ha sido ralentizado (moderado) por colisiones con el hidrógeno en moléculas de agua …). El flujo de neutrones también puede formarse mediante barras de control y flujo de agua a través del reactor … y otras cosas. Los ingenieros nucleares monitorean el flujo de neutrones, la generación de energía, la temperatura, etc. utilizando instrumentación en el núcleo a través de una “computadora de proceso”. Según lo que ven, pueden solicitar que los operadores cambien la configuración de la barra de control para cambiar la distribución del flujo.

Además, en un BWR, no todos los conjuntos de combustible se cambian cada vez que se produce un corte de combustible. Debido a que el uso de combustible no es uniforme en todo el núcleo, ya sea radial o axialmente, algunas barras de combustible se encuentran en áreas de mayor flujo de neutrones y, por lo tanto, experimentan un mayor uso de combustible. En una interrupción de reabastecimiento de combustible, algunos conjuntos de combustible están al final de su vida útil y se trasladan a la piscina de combustible gastado. Los conjuntos de combustible restantes se barajan a nuevas posiciones, y se agregan nuevos conjuntos de combustible a las posiciones restantes en el núcleo. Los ingenieros nucleares trabajan para planificar la nueva disposición del núcleo, basada en el historial de energía del núcleo anterior, y el tipo de nuevos conjuntos de combustible que se están comprando. Pueden estar disponibles diferentes proveedores y ofrecer alguna variación en los detalles de diseño. Los ingenieros nucleares desarrollan un plan para lo que quieren hacer con el núcleo en futuros ciclos de combustible, y trabajan con agentes de compras para comprar conjuntos de combustible del diseño deseado. “Las tareas incluyen el diseño de recarga del núcleo, la hidráulica térmica y el análisis de seguridad, la integridad del combustible y la economía”

Los ingenieros nucleares también diseñan y operan modelos de computadora del reactor para ayudar a comprender las respuestas a posibles transitorios y accidentes. Por ejemplo, cuando comenzamos a poner en marcha la planta de energía nuclear Fermi 2, fueron los ingenieros nucleares quienes modelaron el núcleo y proporcionaron una predicción de cuándo el reactor podría volverse crítico (en realidad … supercrítico, lo cual no es algo malo, solo significa que la cantidad de neutrones generados en el núcleo está aumentando, es decir, la potencia está aumentando … hay una serie de efectos naturales incorporados que hacen que la potencia se estabilice por sí misma, principalmente el coeficiente de temperatura negativo: como el agua en el reactor comienza a calentarse por la fisión, el agua se vuelve menos densa, los neutrones no se moderan de manera tan efectiva y la potencia deja de aumentar). Si alguna vez hay una diferencia entre lo que se predice y lo que se observa, los ingenieros nucleares evaluarán esto para tratar de descubrir si se trata de un problema de modelado (entradas incorrectas, modelo incorrecto) o un problema real, algo que no se espera en el combustible, las barras de control, el fluido que fluye por las barras (o no), etc.

Los Ingenieros Nucleares también son personal clave en los esfuerzos de licencias y extensión de licencias de plantas de energía nuclear, como parte de un equipo que intenta proporcionar una justificación de ingeniería que demuestre que una planta de reactor de un diseño particular puede operar de manera segura en una ubicación particular.

Los ingenieros nucleares son los tipos que usan la camiseta que dice: “Soy un ingeniero nuclear. Si me ves corriendo, trata de seguir el ritmo”. Bueno en realidad no. O tal vez lo hacen, pero no es un requisito de trabajo. Pero generalmente hay un ingeniero nuclear en las Instalaciones de Operación de Emergencia para asesorar a los equipos de respuesta a desastres sobre las condiciones radiológicas en el núcleo y las posibles acciones que se pueden tomar y las consecuencias, en caso de accidente. Ciertamente habrá ingenieros nucleares que participarán en simulacros y simulaciones de víctimas.

Los ingenieros nucleares que conozco han trabajado con vendedores de combustible y vendedores de plantas de energía de reactores para diseñar conjuntos de combustible, nuevos diseños de núcleos de reactores y nuevas plantas de energía nuclear. Uno era un gerente de inicio que trabajaba para un proveedor de reactores (westinghouse), donde era responsable de proporcionar supervisión y liderazgo de la gerencia para la validación del diseño y las pruebas integrales integrales de la planta que deben completarse para preparar el AP-1000 para la facturación a las empresas de servicios públicos. Las tareas incluyen todas las pruebas funcionales en caliente, pruebas de física nuclear y pruebas integradas de plantas. Otro trabajo fue el Administrador de flota para una empresa de servicios públicos, donde las responsabilidades incluían la supervisión de toda la Ingeniería de sistemas para las plantas nucleares de servicios públicos. Esto incluyó a 5 ingenieros líderes en empresas y ~ 150 ingenieros de sistemas.

Los ingenieros nucleares también trabajan como consultores, moviéndose por el país y en todo el mundo en algunos casos, proporcionando su experiencia según sea necesario para proyectos particulares a corto plazo, generalmente licencias / extensión de licencias y puesta en marcha inicial de plantas de reactror.

Algunos incluso se convierten en profesores y enseñan esas cosas.

En general, creo que es un buen campo de estudio, bastante bien compensado. Pero, el trabajo puede ser estresante. Debido a la posibilidad de dañar al público y las políticas resultantes involucradas, el descuido, el SCRUTINY, puede ser intenso a veces. Las carreras se han arruinado por errores relativamente inocuos, o incluso cosas que no fueron errores, pero los poderes que se decidieron estaban equivocados después del hecho. Que Dios lo ayude si la Comisión Reguladora Nuclear se avergüenza de aceptar una decisión que usted toma … y luego sucede algo que llega a la prensa. Pregunte a las muchas personas despedidas, a las que se les prohibió trabajar en centrales nucleares comerciales por un período de años, reasignadas o incluso procesadas penalmente en la central eléctrica Davis-Besse de First Energy. Ciertamente, esa NO es la norma, pero el potencial está ahí, lo que significa que siempre hay un cierto estrés más allá del estrés de solo hacer un buen trabajo y ejercer un buen juicio de ingeniería: es probable que también desee estar atento a la política de una situación. . Trabajé en el campo nuclear durante la mayor parte del período 1973 a 1991, primero en la Marina de los EE. UU., Luego en una central nuclear comercial. Trabajé principalmente en operaciones (operador de sala de control), y solo trabajé en el departamento de ingeniería nuclear durante un corto período después de obtener mi título de ingeniero. Era bueno en mi trabajo, era un trabajo importante, pero me fui para convertirme en abogado de patentes y me alegré de ello. Mi esposa trabajó para otra compañía de servicios públicos, inicialmente en un edificio de la sede, pero después de algunas fusiones y consolidaciones, se encontró trabajando en otra planta de energía nuclear (en un puesto de personal de tecnología de ingeniería no nuclear) hasta 2004. Cuando escuché las historias que contó , y las historias que contaron mis antiguos colegas en mi planta, me di cuenta de que las cosas se estaban volviendo cada vez más políticas y estresantes. Ella se negó a abrocharse el cinturón, quería esperar los beneficios de jubilación. El día que se retiró de allí fue un día extremadamente feliz en nuestra casa …

Lo siento, pero esa es una realidad de trabajar en energía nuclear comercial. No LA realidad, sino una realidad. Deberías ser consciente de ello.

Pero … ¡siempre está la Armada! El Programa de Propulsión Nuclear de la Marina estaría encantado de obtener ingenieros nucleares capacitados … sin duda estarías algo más preparado para la parte nuclear del curso que todos toman. Y para ser el comandante de un barco o submarino de propulsión nuclear, debe ser un graduado del Programa de Propulsión Nuclear. Esa es una carrera honorable, que marca la diferencia, le da responsabilidad, pero también autoridad. No pases por alto eso. El entrenamiento de la Marina también es uno de los mejores del mundo. Algunas de las mejores personas que conozco eran armas nucleares de la Armada (por supuesto, podría ser parcial) Ver: Carreras de la Armada de los Estados Unidos en Energía Nuclear: Navy.com

Answer 5

Se requiere que algunos ingenieros estén presentes en la sala de control para el monitoreo. Pero la mayoría de los demás se sientan en oficinas separadas, lejos de la sala de control. Algunos de ellos son responsables de planificar el curso de acción para los próximos días o meses. Toman decisiones críticas sobre el apagado de mantenimiento, el reabastecimiento de combustible, las pruebas de diagnóstico en línea, etc. Otros trabajan en el diseño y desarrollo de nuevos tipos de combustibles, instrumentación de control y seguridad, procesamiento de datos, desarrollo de algoritmos, mejoras de diseño, etc.

Answer 6

Si bien un buen número de ingenieros nucleares supervisará la operación correcta de la planta, muchos de ellos trabajan para garantizar que la planta opere como se espera en todos los escenarios, incluidos desastres, ataques y otras contingencias. Básicamente, se pasa mucho tiempo “normal” preparándose para condiciones anormales que, en el mundo nuclear, se consideran que ocurren con probabilidad 1. Esto implica una buena cantidad de recolección de datos, simulación y experimentos mentales.

Answer 7

Debido a las preocupaciones de seguridad, las personas con licenciatura en la industria de servicios públicos tienden a gastar aproximadamente el 20% de su tiempo en cálculos y aproximadamente el 80% en documentación y verificación.