mgssuvestВестник МГСУVestnik MGSU1997-09352304-6600Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)10.22227/1997-0935.2024.10.1696-1712mgssuvest-402Research ArticleТехнология и организация строительства. Экономика и управление в строительствеTechnology and organization of construction. Economics and management in constructionОбзор опыта возведения АЭС с применением модульных конструкций с внешним листовым армированиемReview of experience in the construction of NPP using modular structures with external sheet reinforcementhttps://orcid.org/0000-0002-5041-0847КороткихД. Н.KorotkikhD. N.

Дмитрий Николаевич Коротких — доктор технических наук, заместитель руководителя ЦФО «Наука и технологии»; профессор кафедры строительного материаловедения

115114, г. Москва, Дербеневская набережная, д. 7, стр. 10; 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Scopus: 57205435199, ResearcherID: R-9413-2018

Dmitrii N. Korotkikh — Doctor of Technical Sciences, Deputy Head of the Central Office “Science and Technology”; Professor of the Department of Construction Materials Science

build. 10, 7 Derbenyevskaya embankment, Moscow, 115114; 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 57205435199, ResearcherID: R-9413-2018

Korotkih.dmitry@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0009-5545-5284КорневО. А.KornevO. A.

Олег Александрович Корнев — заместитель директора Научно-исследовательского института экспериментальной механики (НИИ ЭМ)

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

РИНЦ AuthorID: 878952, Scopus: 57204881147

Oleg A. Kornev — Deputy Director of the Research Institute of Experimental Mechanics

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

RSCI AuthorID: 878952, Scopus: 57204881147

i@okornev.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6246-6100БеловВ. В.BelovV. V.

Вячеслав Васильевич Белов — кандидат технических наук, доцент кафедры строительства объектов тепловой и атомной энергетики

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Scopus: 57218418373, ResearcherID: ABY-2103-2022

Vyacheslav V. Belov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction of thermal and nuclear power facilities

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 57218418373, ResearcherID: ABY-2103-2022

BelovVV@mgsu.ruСилантьевА. С.SilantievA. S.

Александр Сергеевич Силантьев — кандидат технических наук, начальник Центра математического моделирования строительных конструкций зданий и сооружений (ЦММСКЗиС)

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Alexander S. Silantiev — Candidate of Technical Sciences, Head of the Center for Mathematical Modeling of Building Structures and Facilities

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

silantievas@structure.centerhttps://orcid.org/0000-0002-6493-1301КапустинД. Е.KapustinD. E.

Дмитрий Егорович Капустин — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры испытаний сооружений

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Scopus: 57204881560

Dmitrii E. Kapustin — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Testing of Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 57204881560

kde90@bk.ruИнститут «Оргэнергострой» (ОЭС); Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияOrgenergostroy Institute (OES); Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian FederationНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation202431102024191016961712Copyright © Коротких Д.Н., Корнев О.А., Белов В.В., Силантьев А.С., Капустин Д.Е., 20242024Коротких Д.Н., Корнев О.А., Белов В.В., Силантьев А.С., Капустин Д.Е.Korotkikh D.N., Kornev O.A., Belov V.V., Silantiev A.S., Kapustin D.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnikmgsu.ru/jour/article/view/402Введение

Введение. Для повышения конкурентоспособности отечественных проектов АЭС требуется сократить сроки строительства до 36 месяцев. Одним из способов решения данной задачи является индустриализация процесса строительства, при котором используются сборные элементы в виде объемных блоков с облицовкой из листовой стали. Выполнен обзор открытых источников информации об опыте возведения атомных станций с применением модульных железобетонных конструкций (ЖБК) с внешним листовым армированием. Рассмотрены проекты: АР-1000 компании Westinghouse (США) и САР-1000 (SNERDI).

Материалы и методы

Материалы и методы. На основе анализа, обобщения и систематизации информации, полученной из открытых источников, рассмотрен практический опыт применения конструкций с внешним листовым армированием при возведении АЭС (по проектам AP-1000 и CAP-1000) на следующих объектах: Sanmen, Haiyang, Xudabao и Lianjiang (Китай), V.C. Summer и Vogle (США).

Результаты

Результаты. Ключевым методом возведения при реализации проектов АЭС с использованием модульных ЖБК с внешним листовым армированием стал монтаж сверхкрупными блоками по технологии open-top. Использование такой технологии предъявляет повышенные требования к проектной документации, изготовление блок-модулей требует жесткого контроля логистических рисков. Отсутствие методов контроля качества уплотнения монолитного бетона, укладываемого в конструкцию, повышает требования к качеству бетонных смесей и технологии их укладки.

Выводы

Выводы. В целом технология модульного строительства с помощью ЖБК с внешним листовым армированием позволяет значительно снизить трудозатраты по возведению сооружений непосредственно на строительной площадке. По результатам анализа опыта реализации проектных решений АР-1000 и САР-1000 установлено, что при осуществлении данной технологии возникают дополнительные логистические риски и риски обеспечения качества укладки монолитного бетона.

Introduction

Introduction. To increase the competitiveness of domestic NPP projects, it is necessary to reduce the construction time to 36 months. One of the ways to solve this problem is industrialization of the construction process, which uses prefabricated elements in the form of volumetric units with sheet steel cladding. The paper reviews open sources of information on the experience of erecting nuclear power plants using modular reinforced concrete structures with external sheet reinforcement. The following projects were considered: AR-1000 by Westinghouse (USA) and ATS-1000 (SNERDI).

Materials and methods

Materials and methods. On the basis of analysis, generalization and systematization of information obtained from open sources, the authors reviewed the practical experience of application of structures with external sheet reinforcement in the construction of NPP (under the AP-1000 and CAP-1000 projects) at the following facilities: Sanmen, Haiyang, Xudabao and Lianjiang (China), V.C. Summer and Vogle (USA).

Results

Results. The main method of erection in the implementation of NPP projects using modular reinforced concrete structures with external sheet reinforcement was the erection of extra-large units using the open-top technology. The use of such technology imposes higher requirements to the design documentation, manufacturing of unit modules requires strict control of logistic risks. Lack of quality control methods for compaction of monolithic concrete placed in the structure increases the requirements to the quality of concrete mixtures and technology of their placement.

Conclusions

Conclusions. In general, the technology of modular construction using reinforced concrete structures with external sheet reinforcement allows to significantly reduce labor costs of erecting structures directly on the construction site. However, based on the results of analyzing the experience of implementation of AR-1000 and SAR-1000 design solutions, it was found that additional logistical risks and risks of ensuring the quality of monolithic concrete placement arise when implementing this technology.

крупноблочный монтажконструкции с внешним листовым армированиематомные станциипроект АР-1000проект САР-1000модульные конструкции атомных станцийизготовление и укрупнение блоков конструкцийпроект APR-1400опыт возведения специальных конструкций АЭСlarge unit assemblystructures with external sheet reinforcementnuclear power plantsAP-1000 projectCAP-1000 projectmodular structures of nuclear power plantsfabrication and consolidation of structural unitsAPR-1400 projectexperience in erection of special NPP structuresДанная работа реализована в рамках программы развития передовой инженерно-строительной школы НИУ МГСУ.This work was implemented within the framework of the development programme of the advanced engineering and construction school of the National Research University Moscow State University of Civil Engineering.ReferencesShykinov N., Rulko R., Mroz D. Importance of advanced planning of manufacturing for nuclear industry // Management and Production Engineering Review. 2016. Vol. 7. Issue 2. Pp. 42–49. DOI: 10.1515/mper-2016-0016Shykinov N., Rulko R., Mroz D. Importance of Advanced Planning of Manufacturing for Nuclear Industry. Management and Production Engineering Review. 2016; 7(2):42-49. DOI: 10.1515/mper-2016-0016Соловьева А.П., Харитонов В.В., Шмаков О.Г. Влияние задержек в строительстве АЭС на эффективность инвестиций // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. 2018. № 3. С. 52–62. DOI: 10.26583/npe.2018.3.05. EDN YYCGKT.Soloveva A.P., Kharitonov V.V., Shmakov O.G. Effect of delays in NPP construction on investment efficiency. Izvestiya vuzov. Yadernaya Energetika. 2018; 3:52-62. DOI: 10.26583/npe.2018.3.05. EDN YYCGKT. (rus.).Пергаменщик Б.К. Проблемы и перспекти-вы строительства АЭС // Вестник МГСУ. 2014. № 2. С. 140–152.Pergamenshchik B.K. Problems and prospects of nuclear power plants construction. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2014; 2:140-153. (rus.).Пергаменщик Б.К., Темишев P.P. Изменение величины трудозатрат при укрупнении специальных конструкций АЭС // Вестник МГСУ. 2012. № 1. С. 138–143. EDN PCITJB.Pergamenshchik B.K., Temishev R.R. Change in the labor costs at integration of special design NPP. Vestnik MGSU [Proceedings of the Moscow State University of Civil Engineering]. 2012; 1:138-143. EDN PCITJB. (rus.).Морозенко А.А., Шашков А.А. Организационно-технологические аспекты крупноблочного возведения атомных электростанций // Наука и бизнес: пути развития. 2019. № 5 (95). С. 28–33. EDN YEMCPG.Morozenko A.A., Shashkov A.A. Organizational and technological aspects of large-scale construction of nuclear power plants. Science and Business: Ways of Development. 2019; 5(95):28-33. EDN YEMCPG. (rus.).Mun Tae Youp, Sun Won Sang, Kim Keun Kyeong, Lee Ung Kwon. A study on the constructability of steel plate concrete structure for nuclear power plant // Transactions of the Korean Nuclear Society Spring Meeting Gyeongju. 2008. Pp. 755–756.Mun Tae Youp, Sun Won Sang, Kim Keun Kyeong, Lee Ung Kwon. A study on the constructability of steel plate concrete structure for nuclear power plant. Transactions of the Korean Nuclear Society Spring Meeting Gyeongju. 2008; 755-756.Burgan B., Kyprianou C., Bingham S., Waterhouse S. A novel steel–concrete composite system for modular nuclear reactors // Proceedings of the Institution of Civil Engineers — Energy. 2017. Vol. 170. Issue 2. Pp. 80–90. DOI: 10.1680/jener.16.00022Burgan B., Kyprianou C., Bingham S., Waterhouse S. A novel steel–concrete composite system for modular nuclear reactors. Proceedings of the Institution of Civil Engineers — Energy. 2017; 170(2):80-90. DOI: 10.1680/jener.16.00022Akiyama H., Sekimoto H., Fukihara M., Nakanishi K., Hara K. A compression and shear loading tests of concrete filled steel bearing wall // 11nd Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-11). 1991. Vol. H. Issue 12/2. Pp. 323–328.Akiyama H., Sekimoto H., Fukihara M., Nakanishi K., Hara K. A compression and shear loading tests of concrete filled steel bearing wall. 11nd Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-11). 1991; H(12/2):323-328.Bruhl J.C., Varma A.H., Johnson W.H. Design of SC composite walls for projectile impact: local failure // 22nd Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-22). 2013. Division X. Pp. 1–10.Bruhl J.C., Varma A.H., Johnson W.H. Design of SC composite walls for projectile impact: local failure. 22nd Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-22). 2013; X:1-10.Merrifield J. Nuclear Construction 101 // Shaw’s Power Group, Nuclear Regulatory Commission (NRC). 2011. 127 p.Merrifield J. Nuclear Construction 101. Shaw’s Power Group, Nuclear Regulatory Commission (NRC). 2011; 127. URL: https://www.jaif.or.jp/ja/wnu_si_intro/document/2011/merrifield_supplychain.pdfLarson A. 85 % of Major Equipment Delivered to V.C. Summer Nuclear Power Plant Construction Site // POWER Magazine. 2016. URL: https://www.powermag.com/85-of-major-equipment-delivered-to-v-c-summer-nuclear-power-plant-construction-site/Larson A. 85 % of major equipment delivered to V.C. Summer Nuclear Power Plant Construction Site. POWER Magazine. 2016. URL: https://www.powermag.com/85-of-major-equipment-delivered-to-v-c-summer-nuclear-power-plant-construction-site/Walker B. Modular design and benefits // ASME Nuclear Technical Seminars: Blueprint for New Build. 2011. 42 p. URL: https://files.asme.org/Events/NTS2011/28766.pdfWalker B. Modular design and benefits. ASME Nuclear Technical Seminars: Blueprint for New Build. 2011; 42. URL: https://files.asme.org/Events/NTS2011/28766.pdfNiemer K., Martin J. AP-1000 Module Status NRC Region II // SNC Meeting. Birmingham: “Shaw”, “Nuclear Regulatory Commission” (NRC). 2009. 52 p. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML0914/ML091480384.pdfNiemer K., Martin J. AP-1000 Module Status NRC Region II. SNC Meeting. Birmingham: “Shaw”, “Nuclear Regulatory Commission” (NRC). 2009; 52. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML0914/ML091480384.pdfLarson A. Last Major Module Received at Vogtle Nuclear Site // POWER Magazine. 2019. URL: https://www.powermag.com/last-major-module-received-at-vogtle-nuclear-site/Larson A. Last Major Module Received at Vogtle Nuclear Site. POWER Magazine. 2019. URL: https://www.powermag.com/last-major-module-received-at-vogtle-nuclear-site/Deng X. Modularization Construction Experiences of World First AP1000 Unit // IAEA workshop. 2011. 57 p. URL: https://studylib.net/doc/18793120/modularization-construction-of-world-first-ap1000-unitDeng X. Modularization Construction Experiences of World First AP1000 Unit. IAEA workshop. 2011; 57. URL: https://studylib.net/doc/18793120/modularization-construction-of-world-first-ap1000-unitTorres A. VC Summer Unit 2/3 Update // SCANA/South Carolina Electric & Gas. 2014. 21 р. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1414/ML14141-A402.pdfTorres A. VC Summer Unit 2/3 Update. SCANA/ South Carolina Electric & Gas. 2014; 21. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1414/ML14141A402.pdfVarma A.H. Composite concrete construction: modularity, innovation, resilience and sustainability through design // Purdue University. 2016. 29 p. URL: http://energy.mit.edu/wp-content/uploads/2017/02/1-4.-Composite-Concrete-Construction-MIT-2017-min.pdfVarma A.H. Composite concrete construction: modularity, innovation, resilience and sustainability through design. Purdue University. 2016; 29. URL: http://energy.mit.edu/wp-content/uploads/2017/02/1-4.-Composite-Concrete-Construction-MIT-2017-min.pdfChunlin Hou. Nuclear Regulations in China, Status of Sanmen NPP Construction and Experience Gained at NRC // Nuclear Regulatory Commission. 2010. 29 p. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1029/ML102990200.pdfChunlin Hou. Nuclear Regulations in China, Status of Sanmen NPP Construction and Experience Gained at NRC. Nuclear Regulatory Commission. 2010; 29. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1029/ML102990200.pdf

The authors declare that there are no conflicts of interest present.