Буданов Иван (budan) wrote,
Буданов Иван
budan

Подъём крыши над Чернобылем. 7 фото, 14500 символов

Недавно в комментах у Антона Борисовича Носика одна (не особо умная) представительница журналистской братии (kuznecik2323) по своей старой братской привычке обвинила меня и журнал в недостатке инженерных статей по моей тематике, гибели науки в России, и вообще.

Значит, к гибели науки и её текущему состоянию я с лета прошлого года отношусь крайне посредственно. У меня не наука, а работа. В бэк-, так сказать, энде ядрёной нашей. Эт первое.

Второе, восполняю пробел по тематике ВиЭ. 2в1 - перевод статьи про любимый эколухами 4-й чернобыльский реактор, с сокращениями. Оригинал - здесь http://www.neimagazine.com/features/featureraising-the-roof/, автор очерка - Вилл Дайримпл* (Will Dalrymple*).

Фото 1. Западная часть объекта "Укрытие".

В ноябре 2012 года 15-летний план по закрытию реактора подошёл к одному из значительных этапов, когда первая часть крыши весом 5300 тонн в виде огромной конструкции, похожей на ферму старого самолета, была поднята на 22м от земли. К 2015 году проект стоимостью 40 млрд рублей должен быть полностью готов. Защита сроком службы в 100 лет над крышей реактора должна проскользить над поврежденным реактором по рельсам. Основная причина возведения - через существующее временное укрытие продолжает просачиваться дождевая вода, которая взаимодействует с радиоактивной пылью и попадает в окружающую среду.

Еще два больших подъёмника будут установлены в конце этого года и структура отодвинется в сторону для того, чтобы вторая часть такого же сечения могла быть собрана на том же месте. Две секции будут объединены и они обе надвинутся на блок №4 над существующим саркофагом для формирования экологически безопасного газонепроницаемого барьера, «нового безопасного контайнмента». Внутри будут проводиться дальнейшие работы по демонтажу.

Простота движения секций крыши скрывает сотни небольших задач - не только с точки зрения технологий современного строительства, но и истории конструкции в прошлом. Подъем был значительным этапом до настоящего времени не только потому, что это было самое большое испытание концепции строительства защиты такого масштаба, но и потому, что это ознаменовало начало конца - конец обсуждений, конец сбора средств и подготовки, которая началась еще в 1992 году, когда пыль от распада Советского Союза (вот это метафора!) стала оседать, когда крупные международные компании начали развивать долгосрочное решение для реактора.

Я (*Вилл, автор статьи) зашел на площадку через несколько дней после подъема, побывал в гостях у Европейского Банка Реконструкции и Развития, который управляет средствами, пожертвованными 46 странами и организациями по проекту
.

Саркофаг


Фото 2. Модель блока №4 ЧАЭС после аварии <<Пропущена краткая история аварии и строительства саркофага&gt;>.



Хотя блок №4 был аварийной зоной, производство электроэнергии не прекращалось на других блоках АЭС на площадке. Реакторы №1,2 вернулись к нормальной эксплуатации через шесть месяцев после аварии и продолжали работать в течение многих лет. Даже ближайший сосед, блок №3, был запущен в декабре 1987 года и работал до 15 декабря 2000 года.

Основным источником излучения блока №4 является взорвавшаяся активная зона реактора; это около 200 тонн ядерных материалов (ЯМ) с общей радиоактивности около 20 мега-кюри. Большинство ЯМ осталось глубоко внутри здания реактора. Что удивительно - так это то, что действующее излучение уже весьма неоднородно; дозы на западе довольно низкие, но выше на юге. Хотя я прекрасно понимаю то, что многие области здания реактора остаются по сей день слишком загрязненными даже для того, что войти туда, а в некоторых других местах, где рабочие имеют право передвигаться, они могут получить годовую дозу за несколько минут. (В Украине максимальная годовая доза облучения персонала установлена в достаточно жёстких рамках: 20 мЗв / год - так же, как и во Франции (по сравнению с 50 мЗв / год в США)).

Фото 3. Карта радиационной дозовой нагрузки. Серый цвет - низкий уровень, бордовый - высокий.

В 1997 году международная группа экспертов, в том числе из Украины, разработали границы плана преобразования объекта "Укрытие" для локализации аварии и для того, чтобы сделать площадку экологически безопасной - путем строительства нового монолитного укрытия. Практическая деятельность на площадке началась в 1998 году, она включала в себя ремонт бетонных балок, поддерживающих крышу и стабилизирующих дымовую трубу между саркофагом и блоком №3. В 2001 году была отремонтирована крыша для уменьшения попадания воды под саркофаг и защиты ЯМ.

В 2004-2006 годах, русско-украинский консорциум в составе Атомстройэкспорта и Строительного управления Ровенской АЭС установил ​​башню строительных лесов к западу от блока №4, чтобы поднять вес старой крыши. Этот проект (стоимостью 1,5 миллиарда рублей) не был предназначен для того, чтобы подготовиться к новой структуре сдерживания ЯМ, а был предназначен только для того, чтобы защитить существующий саркофаг от возможного падения (поскольку стабильность стен, на которых он опирался, не была точно определена). К 2008 году 80% нагрузки на крышу была смещена от стенки реактора к внешней опорной конструкции. Другие работы, которые проводились, включали в себя укрепление крыши, установку поддерживающих стоек внутри деаэраторного помещения, установку интегрированной системы мониторинга топливо-содержащих материалов, в том числе систему радиационного контроля нейтронного потока (хотя вероятность инцидента с цепной реакцией в настоящее время считается равной практически нулю), систему мониторинга строительных конструкций, систему пыле-подавления, системы противопожарной защиты, а также системы сейсмического мониторинга (хотя, к счастью площадка не находится в сейсмической-активной  зоне).

Между тем, земля непосредственно к западу от блока №4 привлекла к себе сконцентрированное внимание, так как она была очищена и подготовлена для того, чтобы стать новым безопасным местом для стройплощадки укрытия. Консорциум NOVARKA выиграл тендер на проект строительства в 2007 году. Это совместное предприятие французской фирмы Vinci Construction Grands Projets (ведущий партнер) и Bouygues Travaux Publics, доля каждой фирмы составляет 50:50. В 2010 году место было очищено от зданий и мусора, начали рыть землю для фундамента (конечный объем извлечённой земли: 22000 м3).

Были неприятные сюрпризы во время этой работы: загрязненные материалы и оборудование, которые были захоронены в конце 1980-х годов, должны были быть заново обнаружены и удалены. Верхний слой почвы вблизи самих траншей остался несколько загрязнен радиоактивными веществами, так что 55000 м3 было просто выкопано и удалено. Для обеспечения стабильной и безопасной поверхности для работы, было залито 40000 м3 бетона на глубину примерно в полметра - его заливали на землю ровным слоем (без фундамента). Конечным результатом является то, что эти процедуры защитили рабочую зону. Другими словами, после этих работ в 300 метрах от худшей на планете ядерной катастрофы смог работать персонал - строители без специального снаряжения или радиологических ограничений. Хотя рабочие должны носить респираторы, они надевают их только в случае радиационного оповещения (ближе к источникам излучения, рабочим, возможно, придется работать за бетонным или свинцовым экраном).

Средняя мощность дозы рабочих, с января по осень 2012 года, составила 0,6 мЗв / месяц. На площадке каждый носит с собой два рабочих дозиметра; один для записи полученной месячной дозы, другой измеряет фактическую дозу облучения в реальном времени (которая записывается в журнале два раза в день).

Фактические измерения дозы (по сравнению с расчетной дозой) сравниваются с предсказанной (на основе роли человека в проекте). На стадии планирования, как части системы ALARA, инженеры проекта сравнивают многочисленные строительные / инженерные решения для преодоления проблем, связанных с целями проекта. Выбранное решение также будет рассмотрено с точки зрения размера так называемого "совершённого бюджета" дозы. Строители, которые наняты для проекта, должны пройти комплексное медицинское обследование («БИОМЕД»), которое не удается пройти примерно одному из трех претендентов, как сообщает NOVARKA. Весь персонал, работающий на месте, контролируется ежегодно. Работающие в области высокого риска контролируются каждые три месяца. Медицинский контроль осуществляется за счет банка "ЕБРР".

Проект конструкции крыши

Фото 4. Центральная секция крыши

Крыша сама по себе больше по масштабу, чем реакторное здание; когда она будет полностью собрана, то охватит прямоугольник 257м*164м и поднимется на 110м в высоту. Начиная с апреля 2012 года, стали привозить части конструкции, изготовленные итальянской фирмы Cimolai. Они были перевезены к монтажной площадке возле электростанции, где были собраны в секции до их транспортировки к месту сборки. Верхние сегменты крыши были расположены на месте в первую очередь, четыре арки встали поперек, затем всё было скреплено вместе. Две подъёмные башни были собраны между каждой аркой (в общей сложности - по пять на каждый конец). 45-метровые башни были созданы вблизи концов арки, на расстоянии в 107м друг от друга по длине и 25м по ширине. Краны площадки подняли и установили контейнеры для перемещения массы до 900T на высоту 45-метровых подъёмных башен. С 22-24 ноября 2012 года, троса подъёмника совершили сотни циклов напряжения, усилили тросы сверху и секция крыши постепенно поднялась вверх.
1171_2
Фото 5. Сборная секция крыши

Секция, которую я (Вилл, автор статьи) видел 27 ноября 2012 года, пока ещё подвешена в воздухе и опускалась обратно вниз. Работы возобновятся только в мае 2013 года, т.к. к этому времени как раз пройдут плохие погодные условия. После третьего и заключительного подъема, к концу 2013 г. арка достигнет своей окончательной высоты установки в 110м. Остальные арки будут на горизонтальных бетонных балках. Они выполнены на фундаменте из свай 1м в диаметре. Цилиндрические сваи из стали уходят на 25 м в землю. Крыша не опирается на вершины бетонных балок, а на плоскости, наклоненные внутрь на 33°, чтобы лучше всего противодействовать силам, вызванных весом арки (29000 тонн).

Фото 6. Поднятие секции крыши

После завершения первой части проекта, крыша будет смещена на восток, к западной стене 4-го блока, и вторая крыша такого же сечения будет построена на прежнем месте. Первую часть будут перемещать обратно на запад для скрепления со второй аркой. После сборки арки, которая заканчивается в следующем (этом, прим. перев.) году, начинается система отделки. Когда новый безопасный контайнмент будет завершен, обе арки будут перемещены на восток в течение трех дней. Они будут надвинуты на здание реактора и турбинный зал (хотя крыша в западной части турбинного зала будет слегка выступать, на восточной части нового безопасного контайнмента крыша только выйдет на границу пересечения блоков №3 и №4). Зазор между стенками арочной крыши и здания будет герметизирован, чтобы не получить нового загрязнения окружающей среды.

Внутренняя система вентиляции была разработана так, чтобы перекачивать достаточный объём воздуха. Она необходима для того, чтобы предотвратить образование конденсата на внутренней стороне крыши, но не настолько, чтобы вызвать подъём радиоактивной пыли. Два 50-тонных подвесных мостовых крана, испытанных заранее (перед тем, как крыша сдвинется в окончательное положение), будут работать, передвигаясь на длинной рельсе (длиной в 100м) на участке потолка крыши (размерами 106м в ширину и 79м в длину, на высоте 85м над землей). Самая высокая точка здания саркофага - 74.5м; крюк крановой системы будет висеть только на 2,5 м выше этой отметки. Краны будут иметь возможность демонтажа нестабильных частей саркофага, кусок за куском. Они будут управляться дистанционно из новых экранированных вспомогательных зданий, расположенных за пределами нового безопасного контайнмента рядом с саркофагом, где также будут находиться другие системы управления.

Фото 7. Поднятие центральной части крыши

Из всего множества задач для новой конструкции крыши, одна задача не будет решена - новая конструкция не будет включать в себя защиту от излучения из саркофага, он будет просто границей между радиоактивной пылью, испускаемой застывшими топливо-содержащими массами, но он не предназначен для того, чтобы сделать область непосредственно вокруг активной зоны реактора менее радиоактивной. По крайней мере до того момента, пока материал (всё то, что генерирует излучение, в том числе расплавленное топливо в АЗ реактора) не будет удален, будет производиться работа (которая остается за рамками проекта преобразования укрытия). В самом деле, цель строительства - сведение к минимуму любого распространения тех материалов, которые сохраняют площадку в радиационно-опасном состоянии. Хотя 40 млрд рублей для нового безопасного контайнмента уже собраны, сама миссия проекта потребует более 60 млрд рублей для преобразования укрытия, хотя это - всего лишь одно из сооружений, построенных в ходе реализации всего проекта.

Площадка с четырьмя реакторами была окружена землей, которая постепенно возвращается в природопользование. За последние 25 лет здесь заново сооружены: современная инфраструктура, необходимая для поддержки конструкций крыши, новые линии электропередач, водопровод, канализация, новая дорога, офисы, новый вход на площадку, учебный центр, три бетонных завода, ремонтная мастерская, складские помещения и столовая. На пике строительства на площадке одновременно будут находится 1200 украинских рабочих (2000 в общей сложности, в двух сменах), управление ими будет под контролем 200 иностранных рабочих.

В городе Припять (у автора - Чернобыль), который был эвакуирован после аварии, сейчас находится квартал для рабочих, они живут в отремонтированных квартирах.

<<пропущен кусок текста о том, "кто на ком стоял", откуда десятки миллиардов рублей у банка, управленческие детали меня мало интересуют>>

В ноябре представитель ЕБРР Винс Новак сообщил, что проект к 2015 году ожидаемо будет завершён, но остаётся "очень сложная задача по достижению качества в рамках бюджета и в соответствии с графиком, без права на ошибку". Хотя проработка проекта, его дизайн в значительной степени полон, его отдельные элементы остаются под пристальным рассмотрением регулирующей организации, только после чего компоненты должны быть закуплены, доставлены и установлены. Многие элементы проекта - а это его огромные масштабы, цель - никогда не испытывались раньше. Трудную работу планируется начать весной 2013 года, когда будет идти скольжение конструкции по рельсам вплоть до западной стены блока №4, в область высоких доз, где искусственные земляные работы потенциально могут дестабилизировать стену или новые опоры.

Для снижения влияния радиации, NOVARKA планирует использовать технологию, при которой бетон закачивается в отверстие во время того, как из него постепенно вынимается шнек. Арматурный каркас помещается сразу, как только шнек полностью извлечён. Другая сложная работа, которая запланирована на конец 2013 года - демонтаж старой дымовой трубы, которая не подходит под арки нового контеймента. Труба выступает над реактором и находится в радиологически-безопасной зоне, хотя сама радиоактивна. Местная украинская компания Uktransbud подрядилась удалить трубу 76м высотой, 9м в диаметре. В плане стоит демонтаж 330 тонн дымохода из нержавеющей стали, который будет разделён горизонтально на семь частей (стратегически-расчетное число, которое получено путём выбора между скоростью демонтажа и получаемыми рабочими дозовыми нагрузками с другой стороны, и возможностью подъема с третьей). Большой кран поднимет и ставит срезы на землю, а рабочие всё ещё должны быть на крыше. В ходе этих операций подъема и спуска персонал будет сокращён к минимуму в качестве меры по защите от возможного радиационного воздействия в нештатной ситуации.

*Вилл Дайримпл, редактор журнала NEI посетил Чернобыль в ноябре 2012 года.

Tags: nei, АЭС, Европа, Чернобыль, английский язык, демонтаж, перевод, статья
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 11 comments