Обзор опыта возведения АЭС с применением модульных конструкций с внешним листовым армированием

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. 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. 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. 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.

1. Shykinov 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-2016-0016

2. Соловьева 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.

3. Пергаменщик Б.К. Проблемы и перспекти-вы строительства АЭС // Вестник МГСУ. 2014. № 2. С. 140–152.

4. Пергаменщик Б.К., Темишев P.P. Изменение величины трудозатрат при укрупнении специальных конструкций АЭС // Вестник МГСУ. 2012. № 1. С. 138–143. EDN PCITJB.

5. 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.

6. 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.

7. 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.16.00022

8. 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. Vol. H. Issue 12/2. Pp. 323–328.

9. 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.

10. Merrifield J. Nuclear Construction 101 // Shaw’s Power Group, Nuclear Regulatory Commission (NRC). 2011. 127 p.

11. 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/

12. 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.pdf

13. Niemer 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.pdf

14. 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/

15. 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-unit

16. Torres A. VC Summer Unit 2/3 Update // SCANA/South Carolina Electric & Gas. 2014. 21 р. URL: https://www.nrc.gov/docs/ML1414/ML14141-A402.pdf

17. Varma 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.pdf

18. Chunlin 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.pdf