Безпека атомних електростанцій з урахуванням надійності фундаментів енергоблоків у понадпроектний термін

Abstract

UK: Постановка проблеми. Атомні електростанції (АЕС) – це об’єкти підвищеної ядерної, радіаційної, пожежної, технічної та екологічної небезпеки і відповідальності. Безаварійна робота систем регулювання потужності, аварійного захисту ядерного енергоблоку можливі при виконанні дуже жорстких конструктивних вимог до конструкції реакторного відділення (РВ), виключенню перекосів, викривлень та інших змін геометричних розмірів. Забезпечення експлуатаційної надійності технологічного устаткування будівель атомних електростанцій навіть при негативно гіпотетичних сценаріях є актуальною проблемою для економіки України. В умовах загострення енергетичних проблем в Україні підвищується зацікавленість учасників інвестиційно-експлуатаційних проектів в обґрунтуванні реалізації конкретних науково-економічних завдань, спрямованих на продовження термінів експлуатації реакторних відділень будівель атомних електростанцій. Одним з найбільш важливих технічних, технологічних і організаційних факторів, що впливають на забезпечення надійності експлуатації енергетичного обладнання споруд атомних електростанцій, безпосередньо залежить від оцінки стану осідання і кренів фундаментів енергоблоків. Проектування, будівництво та експлуатація реакторних відділень має цілий ряд принципових особливостей в порівнянні з іншими об'єктами промислового будівництва. Експлуатація конструкцій реакторного відділення визначається системою жорстких вимог щодо статичних, динамічних, сейсмічних характеристик, а також деформаційних переміщень (осідання та крени) з необхідністю забезпечення експлуатаційної надійності реакторного відділення в довготривалий міжремонтний період. Будь-яка будівля або споруда має свій проектний ресурс, проте досвід експлуатації багатьох енергетичних об'єктів показує, що при відповідних інженерних заходах він може бути значно збільшений. Тому важливим моментом є оцінка фактичного стану об'єкта з точки зору деформацій його основи і призначення адекватних ремонтних або інших заходів. Мета. Розробка комплексного підходу чисельного моделювання та експериментальних досліджень розвитку характеру осідань і кренів фундаментів, що дозволяє стабілізувати та здійснювати регулювання кренів фундаментів реакторних відділень для забезпечення експлуатаційної надійності та безпеки енерго-блоків АЕС. Висновок. Враховуючи вищезазначене, комплексні теоретичні і експериментальні дослідження абсолютних величин осідань і крену фундаментів енергоблоків, оцінка характеру розвитку осідань і деформацій в часі для подальшої надійної експлуатації споруд і технологічного устаткування атомних станцій у понадпроектний термін є актуальним завданням.

RU: Постановка проблемы. Атомные электростанции (АЭС) - это объекты повышенной ядерной, радиационной, пожарной, технической и экологической опасности и ответственности. Безаварийная работа систем регулирования мощности, аварийной защиты ядерного энергоблока возможны при выполнении очень жестких конструктивных требований к конструкции реакторного отделения (РО), исключению перекосов, искажений и изменений геометрических размеров. Обеспечение эксплуатационной надежности технологического оборудования зданий атомных электростанций даже при негативно гипотетических сценариях является актуальной проблемой для экономики Украины. В условиях обострения энергетических проблем в Украине повышается интерес участников инвестиционно-эксплуатационных проектов в обосновании реализации конкретных научно-экономических задач, направленных на продление сроков эксплуатации реакторных отделений зданий атомных электростанций. Одним из наиболее важных технических, технологических и организационных факторов, влияющих на обеспечение надежности эксплуатации энергетического оборудования сооружений атомных электростанций, напрямую зависит от оценки состояния осадок и кренов фундаментов энергоблоков. Проектирование, строительство и эксплуатация реакторных отделений имеет целый ряд принципиальных особенностей по сравнению с другими объектами промышленного строительства. Эксплуатация конструкций реакторного отделения определяется системой жестких требований по статическим, динамическим, сейсмическим характеристикам, а также по деформационным перемещениям (осадки и крены) с необходимостью обеспечения эксплуатационной надежности реакторного отделения в длительный межремонтный период. Любое здание или сооружение имеет свой проектный ресурс, однако опыт эксплуатации многих энергетических объектов показывает, что при соответствующих инженерных мероприятиях он может быть значительно увеличен. Поэтому важным моментом является оценка фактического состояния объекта с точки зрения деформаций его основания и назначение адекватных ремонтных или других мероприятий. Цель. Разработка комплексного подхода численного моделирования и экспериментальных исследований развития характера осадок и кренов фундаментов, позволяет стабилизировать и осуществлять регулирование кренов фундаментов реакторных отделений для обеспечения эксплуатационной надежности и безопасности энергоблоков АЭС. Вывод. Учитывая вышесказанное, комплексные теоретические и экспериментальные исследования абсолютных величин осадок и крена фундаментов энергоблоков, оценка характера развития осадок и деформаций во времени для дальнейшей надежной эксплуатации сооружений и технологического оборудования атомных станций в сверх проектного срока является актуальным заданием.

EN: Formulation of the problem. Nuclear power plants (NPP) are objects of increased nuclear, radiation, fire, technical and environmental risks and responsibility. Troublefree operation of power control systems and emergency protection of a nuclear power unit are possible in conditions of very strict design requirements to the construction of reactor compartment, exclusion of skew, distortion and other changes of geometrical dimensions. Operational reliability of technological equipment of nuclear power plants buildings, even with negative hypothetical scenarios is an urgent problem for the Ukrainian economy. Modern conditions of growing energy problems increased interest of investment and operational projects participants in Ukraine in justification of specific scientific and economic tasks implementation aimed at the extension of operating life of the reactor compartments of nuclear power plants buildings. One of the most important technical, technological and organizational factors affecting reliability of power equipment construction of nuclear power plants depends on the assessment of foundations settlements and tilts of power units. Design, construction and operation of reactor compartments have a number of basic features in comparison with other objects of industrial construction. Operation of the reactor building structures is determined with a system of strict requirements for static, dynamic, seismic performances, as well as deformation movements (set-tlements and tilts) with the need to ensure operational reliability of the reactor compartment in a long turnaround time. Any building has its design service life, but operating experience of great number of power plants shows that appropriate engineering measures can increase it significantly. Therefore, an important point is to assess the actual state of the object in terms of its foundation deformation and appointment of appropriate maintenance or other activities. Purpose. Development of complex approach of numerical modeling and experimental research of the nature of foundations settlements and tilts that allows stabilizing and regulating tilts foundations of reactor compartments to ensure operational reliability and safety of nuclear power units. Conclusion. According to the above, a crucial task is carrying complex theoretical and experimental researches of the absolute values of foundations settlements and tilts of power units, assessment of the nature of the settlements and deformation in time for further safe operation of facilities and technolog-ical equipment of nuclear power plants beyond the design lifetime.