Trabajé en los grupos de diseño nuclear, monitoreo central, simulador de réplica y métodos nucleares para un proveedor de combustible nuclear. Para mí, estos fueron grupos divertidos.
Una rareza es que pocos de nosotros éramos “ingenieros profesionales”. No sé por qué no, pero no necesitábamos ese sello ordenado para lo que hicimos.
El diseño nuclear hizo el diseño ciclo por ciclo de los núcleos del reactor. Un ciclo es el tiempo entre repostajes, típicamente 18 meses. Este trabajo sigue las necesidades de la planta a la que se asigna un diseñador. Tal vez 10 meses antes del inicio de un ciclo, la empresa de servicios públicos proporcionará los requisitos de energía para el inicio de ese ciclo. También darán a la producción de energía del ciclo anterior = / – cierta incertidumbre. Luego, el diseñador establecerá el número de conjuntos de combustible y los enriquecimientos necesarios para impulsar el próximo ciclo. Podría decir que se necesitan 40 conjuntos a 4.6 sin U235 y 24 a 4.2 sin cumplir los requisitos de energía del próximo ciclo (suponiendo que el ciclo actual se ejecute en el extremo superior de su salida esperada). Las personas que fabrican el combustible ahora pueden ocuparse de sus negocios.
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Unos meses más tarde, el diseñador estaría finalizando el patrón de carga. Esto significaría elegir los lugares en el núcleo que ocuparían los 64 conjuntos de combustible de alimentación, los nuevos, y también la disposición de los 129 conjuntos que continuarán durante otro ciclo (o dos). Típicamente, el ingeniero colocaría el viejo combustible muerto alrededor de la periferia del núcleo donde funcionaría a baja potencia, reduciendo la fuga de neutrones del reactor. El combustible de alimentación luego se intercala en el interior, se dispersa tanto como sea posible para reducir los puntos calientes en el núcleo. El combustible de alimentación altamente reactivo generalmente se carga con absorbedores de neutrones parásitos para limitar la potencia en el combustible de alimentación durante los primeros meses del ciclo. En el momento en que estos “venenos” queman el combustible de alimentación también se ha agotado un poco, de modo que no exceda los límites de seguridad sin veneno.
Una vez que la diseñadora nuclear tiene un patrón de carga tentativo, hace un “miniRSAC”. Comprueba los parámetros de seguridad más importantes del patrón de carga contra los límites para cada uno de estos parámetros. Los valores limitantes de estos han sido utilizados por otras disciplinas para calcular el comportamiento del núcleo en varios escenarios limitantes. Siempre y cuando no se superen, el análisis de seguridad anterior sigue siendo apropiado. Si se pasa el análisis miniRSAC, se verifican el resto de los parámetros de RSAC. Todo esto se documenta y los resultados son verificados por diseñadores nucleares independientes.
Mientras la planta de fabricación fabrica los conjuntos de combustible y los venenos, el diseñador trabaja en el informe de física nuclear. En realidad, esto puede ser dos informes totalmente de 100 a 300 páginas, dependiendo de cómo lo desee la utilidad. Estos documentos ayudan al inicio de la utilidad y a operar el núcleo. Incluyen las entradas necesarias para calcular los balances de reactividad en diferentes momentos durante el ciclo y para diferentes estados del reactor. Por ejemplo, para un retorno a la energía después de un viaje (un evento raro en estos días), los informes permitirán a la empresa de servicios públicos predecir en qué posición de la barra el reactor volverá a ser crítico. (y si se equivocan, se requiere una investigación y un informe a la NRC). Nuevamente, los cálculos que crean los informes están documentados y ellos y los informes son verificados por diseñadores nucleares independientes.
La siguiente tarea podría ser proporcionar un modelo para el software de monitoreo central. El software de monitoreo central permitirá que la utilidad siga el núcleo en tiempo real y actualice el modelo en función de las mediciones. Luego pueden usar el software para probar maniobras antes de tiempo para encontrar, por ejemplo, los movimientos de la barra de control, que les permitirán cambiar la potencia mientras mantienen el margen a sus límites de seguridad. (Documentar y verificar).
Entonces pueden pasar cinco o seis meses en su planta antes de que el proceso comience nuevamente.
Oh, se me olvidó seguir núcleo. Estas plantas simplemente se alejan, por lo que rara vez hay mucho que seguir. Una vez al mes, más o menos, un diseñador puede verificar la concentración de boro para ver si el núcleo se está agotando como se esperaba, si la duración prevista del ciclo será correcta. Y podría mirar el mapa de flujo de neutrones más reciente para buscar anomalías en la distribución de energía del núcleo. Muchas veces la utilidad hace esto y el proveedor puede no hacer mucho a menos que reciba una pregunta de la utilidad.
El grupo central de monitoreo, los simuladores de réplica y los métodos nucleares tendieron a ser menos repetitivos y divertidos a su manera.