Железобетонная уверенность. Гарантируют ли стройконструкции 100 лет работы АЭС?

Железобетонная уверенность. Гарантируют ли стройконструкции 100 лет работы АЭС?

Развивать ли ядерную энергетику или отказаться от нее? После аварии на японской АЭС «Фукусима-1» этот вопрос задавали себе правительства многих стран мира. Они должны были определиться и сказать своим гражданам, будет ли связано их будущее с мирным атомом. Большинство правительств сделали выбор в пользу ядерной энергетики.

Развивать ли ядерную энергетику или отказаться от нее? После аварии на японской АЭС «Фукусима-1» этот вопрос задавали себе правительства многих стран мира. Они должны были определиться и сказать своим гражданам, будет ли связано их будущее с мирным атомом. Большинство правительств сделали выбор в пользу ядерной энергетики.

Украина тоже подтвердила свои планы по дальнейшему развитию атомной отрасли. Более того, два месяца назад в регионе размещения Хмельницкой АЭС прошли общественные слушания по поводу строительства двух новых ядерных блоков станции. Разговор с общественностью получился непростой, ведь людей волнует не только экономическая перспектива, появление новых рабочих мест, улучшение инфраструктуры. Они хотят быть уверены, что строительство и функционирование новых блоков не несет угрозы их здоровью и безопасности.

Наболевшие вопросы на слушаниях обсуждались особенно эмоционально, но так и оставили некий привкус недосказанности. Например, на площадке Хмельницкой АЭС еще с советских времен (с середины 1980-х) стоят недостроенные конструкции, которые предполагается использовать при строительстве 3-го и 4-го блоков. Эти сооружения не были законсервированы. Ветер, дождь, солнце – все могло повлиять на их прочность и надежность. И действительно, часть конструкций оказалась затопленной, кое-что пострадало при пожаре в 1989-м году. Все это тревожит и украинское население, и активистов общественных организаций.

Так есть ли у людей основания для беспокойства? Безопасно ли возводить новые блоки на базе существующих сооружений? Кто принимает это решение и насколько оно обоснованно? Чтобы представить читателям УНИАН-ТЭК максимум информации, мы побеседовали с авторитетными экспертами, уникальный профессиональный опыт которых позволяет компетентно ответить на острые вопросы.

Это – Виктор Шендеровичзаместитель главного инженера ПАО «Киевский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт» (КИЭП) и Юрий Слюсаренкопервый заместитель директора по научной работе «Государственного научно-исследовательского института строительных конструкций» (ГП НИИСК).

Что нам стоит блок построить?

Еще в середине 80-х годов прошлого столетия в строительство 3-го и 4-го энергоблоков Хмельницкой АЭС было вложено немало денег и труда. Эксперты утверждают: общие затраты эквиваленты стоимости работы двух тысяч строителей и монтажников в течение двух с половиной лет.

Сооружение блоков началось соответственно в 1985-м и 1986-м годах. Однако в 1990-м году после чернобыльской аварии Украина объявила мораторий на строительство атомных станций, и работы на площадке ХАЭС остановились.

На тот момент общая степень готовности отдельных конструкций 3-го энергоблока составляла от 50 до 70%, в том числе большей части наиболее важных сооружений – 60 - 70%. Четвертый энергоблок был построен примерно на 20-40%.

 К этому времени успели возвести элементы главного корпуса - строительные конструкции реакторного и турбинного отделений, блочных насосных и резервных дизельных станций, а также некоторых других объектов.

Мораторий на строительство АЭС парламент Украины отменил в октябре 1993 года. Однако финансовое положение отечественной энергетики начало стабилизироваться только к 2000-му году. Несколько позже ясно обозначилась глобальная тенденция – потребности общества требуют мощных источников энергии. Для атомной энергетики наступила  эпоха возрождения – начали активно продлеваться сроки эксплуатации действующих ядерных блоков и строиться новые.

Существующие в нашей стране энергетические мощности, особенно тепловые электростанции, в подавляющем большинстве построенные во времена СССР, требуют существенной реконструкции, а в ряде случаев - замены. Кроме того, «ядерная» электроэнергия и дешевле, и экологически чище тепловой.

В июне 2005 года правительство издало распоряжение «О подготовительных мероприятиях по строительству новых энергоблоков Хмельницкой АЭС». Этот документ поручал Минтопэнерго и ГП «Энергоатом» (эксплуатирующая организация всех четырех действующих украинских АЭС) провести обследование уже возведенных объектов и сооружений, чтобы выяснить, пригодны ли они для строительства 3-го и 4-го блоков Хмельницкой станции. Такая постановка задачи объяснялась и требованиями безопасности, и чисто экономической целесообразностью. С одной стороны, основные сооружения АЭС содержат элементы, важные для безопасности, и, следовательно, должны соответствовать требованиям специальных норм и правил. С другой стороны, было бы разумно использовать вложения советских времен и удешевить запланированное строительство новых блоков - по подсчетам специалистов,  это позволит сэкономить больше полумиллиарда долларов и ускорит строительство 3-го и 4-го энергоблоков примерно на два года.

Может ли быть новым «хорошо забытое старое»?

Обследование построенных на площадке ХАЭС конструкций продолжалось несколько лет - с 2006 по 2009 гг. «Проверяли все, - говорит Виктор Шендерович, - Подчеркиваю – все здания и сооружения 3-го и 4-го блоков, ведь они простояли без консервации 20 лет, часть подвальных помещений была затоплена водой, поскольку они не герметизировались. Это обследование проводилось нашим институтом  с привлечением квалифицированных организаций – ЗАО «Институт Оргэнергострой» (Москва, РФ) и ГП «КиевНИЛстроймост».   

Послужной список этих учреждений говорит сам за себя. «Институт Оргэнергострой» проводил аналогичные обследования на Курской, Балаковской, Ростовской, Калининской АЭС в России, а также на АЭС «Бушер» в Иране и АЭС «Белене» в Болгарии. КиевНИЛстроймост (Киевская научно-исследовательская лаборатория по строительству мостов) занимается не только проектированием мостов, но и их обследованием в процессе эксплуатации. Около десяти лет специалисты лаборатории сопровождают проекты в отечественой атомной энергетике: они разработали методику выполнения контрольно-профилактических работ в части защитных оболочек реакторов и прогнозирования их последующей  эксплуатации  для Запорожской и Южно-Украинской атомных станций, в том числе разработали технические условия для арматурных канатов.

По словам Виктора Шендеровича, необследованных элементов осталось очень мало – только в отдельных помещениях, в которые невозможно было добраться. Однако даже о состоянии этих элементов были сделаны выводы  - на основании анализа аналогичных конструкций или обследованных участков, находящихся в еще худших условиях. В помещениях блочных насосных станций были обследованы конструкции на границе "воздух-вода", которые находятся в еще более неблагоприятных условиях, чем затопленные участки. Аналогичная ситуация с отдельными элементами сбросного канала. Обследования каналообразователей защитной оболочки, в том числе тех, которые были повреждены при пожаре в 1989 году не проводились, поскольку все они  будут заменены. Причем дополнительные обследования в части закладных деталей будут проведены на этапе разработки нового проекта.

«Объем и уровень проведения обследований, в частности - качества бетона и металла, позволяют сделать обоснованные выводы – использовать существующие конструкции при сооружении 3-го и 4-го энергоблоков возможно. Конечно, нужно выполнить определённые ремонтно-восстановительные работы. Они не являются масштабными, но необходимы и уже ведутся на ХАЭС» - говорит Виктор Шендерович. 

Стоит сказать, что в конце 1970-х годов 3-й и 4-й энергоблоки проектировались для эксплуатации в течение 30 лет, соответственно, с учетом срока вывода из эксплуатации строительные конструкции должны были простоять минимум 45 лет. Но Украина уже имеет опыт продления срока работы блоков Ровенской АЭС на 20 лет. Поэтому сегодня есть смысл и основание для увеличения проектного срока эксплуатации блоков до 50 лет, а корпуса реактора и парогенератора – до 60, поскольку это незаменяемые части. Соответственно, и требования к надежности строительных конструкций увеличиваются. По  результатам обследования и оценки технического состояния конструкций эксперты сделали выводы о возможности их безопасной эксплуатации в течение 75 лет.

«Сразу же объясню, - добавляет В. Шендерович, - что определяя его, мы исходили из следующего: планируемый срок эксплуатации энергоблока – 50 лет, «возраст» возведенных конструкций – 20 лет, до ввода блоков в эксплуатацию пройдет еще 5 лет. Скажу больше: в составе технико-экономического обоснования сооружения 3-го и 4-го блоков ХАЭС сделана дополнительная оценка, которая показывает, что подобные строительные конструкции могут эксплуатироваться в течение 100 лет».

Документы по обследованию 3-го и 4-го блоков прошли независимый анализ в «Государственном научно-исследовательском институте строительных конструкций» (ГП НИИСК) -  главной экспертной и базовой организации по научно-технической деятельности в строительстве Украины). В целом ГП НИИСК подтвердил выводы этого обследования.

«Мы не только всесторонне и глубоко проанализировали все переданные нам отчеты, но и выезжали на место строительства, исследовали его, - говорит Юрий Слюсаренко. - Таким образом, у нас сформировалось  собственное мнение о состоянии уже возведенных конструкций и мы подготовили свое заключение».

По словам Ю. Слюсаренко, когда эксперты оценивают строительные  конструкции, они могут не знать, какие последующие технологические решения там будут реализованы. Конструкции обследуются на предмет их состояния, в частности, прочностных свойств, отступлений от проекта, нарушений во времени прочностных и других качеств. Дается заключение, находятся  ли эти конструкции в проектном состоянии или от него есть отступления. А уже потом проектировщики закладывают показатели, установленные при обследовании, в свои расчеты, проектируют с учетом реального состояния, моделируют ситуации, проводят расчеты с нагрузками и воздействиями. Иными словами, обследуется сам реальный факт – объективное состояние строительной конструкции. Кстати, строительные конструкции японской АЭС «Фукусима», простоявшие около 50 лет, выдержали и землетрясение, и цунами. На их прочность повлияли только взрывы водорода.

«В целом – резюмирует Ю. Слюсаренко, - относительно состояния стройконструкций наш институт сделал положительные выводы. Обследование проводили действительно квалифицированные организации, полнота исследования вполне приемлемая. У нас были небольшие замечания, вызванные тем, что недообследованными остались некоторые элементы, но в ближайшее время необходимые обследования будут проведены. Однако уже очевидно, что на общий вывод это не повлияет. А вывод таков: возведенные строительные конструкции вполне способны выполнять свои функции».

«Наш институт уже завершил технико-экономическое обоснование сооружения 3-го и 4-го энергоблоков на площадке Хмельницкой АЭС – добавляет В.Шендерович. – В нем выполнен предварительный расчёт прочности и устойчивости строительных конструкций с учётом увеличенных нагрузок, связанных с дополнительными техническими решениями. При этом рассмотрены экстремальные природные воздействия, в том числе и увеличенное сейсмическое.  А на следующих стадиях проектирования будут обоснованы и разработаны  технические  и конструктивные решения для интеграции существующих и новых строительных конструкций”.

Не мы первые…

Принятие окончательного решения об использовании уже существующих конструкций при строительстве новых блоков ХАЭС не станет уникальным событием.

Блок №2 Волгодонской (Ростовской) АЭС в России тоже длительное время находился в недостроенном состоянии, был обследован, достроен и введен в эксплуатацию. Так же обстояло дело с 4-м блоком Калининской АЭС.

Конструкции постройки середины 1980-х – начала 1990-х годов были использованы при сооружении новых энергоблоков в США, Чехии, Румынии, Словакии.

Наиболее ярким примером строительства с использованием давно возведенных конструкций проектанты считают АЭС «Бушер» в Иране, которая простояла недостроенной гораздо дольше, чем 3-й и 4-й блоки Хмельницкой АЭС, причем в худших климатических условиях. Например, суточный перепад температур в Иране намного резче, чем в Украине. К тому же блоки на «Бушере» изначально планировалось строить по немецкому проекту, под него и сооружались строительные конструкции, а в конце концов в Иране построены блоки по российскому проекту.

Кстати, ранее возведенные конструкции не раз включались и при сооружении объектов совсем другого назначения. «Для примера возьмем наш НСК «Олимпийский», – рассказал Юрий Слюсаренко. – В 2008-м м году тоже стоял вопрос – разбирать его полностью или реконструировать? Мы провели обследование и решено было сохранить трибуны, отремонтировав их. Верхняя часть трибун была построена в 1967 г., им почти 45 лет и все эти годы они эксплуатировались на открытом воздухе. Тем не менее, после ремонта они будут вполне пригодны для эксплуатации. Плюс – сохранена историческая ценность стадиона, что очень важно для облика города».

Еще один такой объект – здание Киевского апелляционного суда на Соломенской площади, которое начали строить еще в 1970-е годы. Потом оно было заброшено и простояло больше 20 лет. В конце 1990-х – начале 2000-х годов его обследовали специалисты НИИСК. Конечно, разные конструкции ведут себя по-разному, и, например, пришлось демонтировать ограждающие сооружения. Но сам железобетонный каркас здания – более мощная конструкция -  лишь незначительно пострадал от времени. «Железобетон как раз лучше всего ведет себя во влажном климате, - объясняет  Ю.Слюсаренко, - бетон от влажности только набирает прочность. Так что в целом здание (старый каркас, старый фундамент) было признано пригодным для дальнейшего строительства, более того, в процессе достройки добавили еще несколько этажей».  

В конце 1980-х – начале 1990-х гг. по всей Украине стояли остовы брошенных недостроенными производственных зданий. НИИСК получал много заказов на их обследование. Большинство этих сооружений сейчас уже введено в эксплуатацию. «Железобетонные конструкции, которые стоят под открытым небом редко оказываются непригодными для дальнейшей эксплуатации, - подытожил Ю.Слюсаренко. – Если же говорить об атомных электростанциях, то это – исключительно массивные конструкции. Кстати, разнообразнейшие ЖБК и предназначены как раз для эксплуатации на открытом воздухе – это гидроэлектростанции, мосты, дороги и многое другое». 

Ломать - не строить?

По мнению экспертов демонтаж уже возведенных строительных конструкций 3-го и 4-го энергоблоков ХАЭС продлится не менее года и будет стоить украинской государственной казне дополнительных двести миллионов долларов.

Есть и серьезные технологические проблемы. «Демонтаж массивных железобетонных конструкций – очень сложная задача, - говорит Юрий Слюсаренко. – Возникают непростые вопросы. Как поступить с этими конструкциями?  Как демонтировать все сооруженное? Разрезать? Это нереально - нужно проводить взрывные работы. Ручного способа не придумаешь. А взрывы в непосредственной близости к двум действующим блокам атомной станции недопустимы. Возникнет масса дополнительных проблем, которыми в Украине никто никогда не занимался. Проще найти новую площадку для размещения станции и строить с нуля, чем разбирать уже возведенные конструкции». 

Иными словами – это даже не тот случай, когда ломать – не строить. Да и оставлять по соседству с работающей АЭС гигантские недострои «на всю оставшуюся жизнь», наверное, тоже не слишком разумно. Остается надеяться, что это будет учтено при принятии окончательного решения – использовать или не использовать уже построенные конструкции для сооружения новых ядерных блоков.

Однако уже сейчас понятно, что это только один из вопросов, связанных с безопасностью. Как минимум, есть еще один – это проект реакторной  установки, которая отличается от тех, что работают на 1-м и 2-м блоке Хмельницкой АЭС. Почему выбрали ее? Лучше ли она своих предшественниц? Безопасна ли? «Впишется» ли в построенные конструкции? С учетом аварий на АЭС это отнюдь не праздные вопросы. Разбираясь с возможностью использования уже возведенных строительных конструкций, мы, конечно же, коснулись и выбора новой реакторной установки. Но стало ясно, что это тема отдельного разговора. Так что продолжение последует.

Справочно:

ПАО «Киевский научно-исследовательский  и проектно-конструкторский институт» (КИЭП) - одно из ведущих предприятий в постсоветских странах , выполняющее проектирование энергообъектов. Институт  основан в 1944 году. Основными направлениями  деятельности являются:

• организация и выполнение научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ в энергетической отрасли и других отраслях промышленного, жилищного и гражданского строительства;

• осуществление авторского надзора за строительством, реконструкцией и техническим переоснащением на  всех этапах жизненного цикла объектов;

• выполнение функций генерального проектировщика;

• предоставление экспертных и консалтинговых услуг.

Институт имеет опыт работы как в электроэнергетике, так и в атомной отрасли. За более чем полувековую историю своего существования КИЭП принимал участие в проектировании 69 электростанций, из них 9 АЭС, 19 ТЭС, 41 ТЭЦ.Одним из основных приоритетов деятельности института является обеспечение безопасности АЭС и других объектов атомной энергетики.

По проектам ПАО «КИЭП» построены и введены в эксплуатацию блоки №3 и №4 Ровенской АЭС с ВВЭР-1000.

Государственное предприятие «Государственный научно-исследовательский институт строительных конструкций» - главный научно-исследовательский институт строительного комплекса Украины, который определяет техническую политику в области бетона и железобетона, строительных материалов и изделий, формирует нормативную базу для расчетов и проектирования бетонных, железобетонных, каменных, деревянных и других строительных конструкций.

Сотрудники института выполняют комплексные научно-исследовательские работы по определению состояния грунтовых основ, фундаментов, несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений разного назначения. Ежегодно институт выполняет оценку технического состояния свыше 1000 зданий и сооружений, разрабатывает и реализует на практике методы их усиления.

У института  большой опыт комплексного выполнения работ по обследованию, оценке технического состояния строительных конструкций и определению их жизненного ресурса, разрабатке технических решений по усилению как отдельных конструкций, так и зданий в целом.

Специалисты института участвовали в проектировании, строительстве и реконструкции крупных объектов, среди которых: система нефте- и газопроводов из Западной Сибири в Европу. Также в послужном списке ГП НИИСК оценка технического состояния конструкций Днестровской ГЄС и Ташлыкской ГАЭС, которые длительное время не эксплуатировались.

В последние  годы ГП НИИСК  в рамках реализации «Плана осуществления мероприятий» (SIР) выполняет экспертное сопровождение эксплуатации объекта «Укрытие» Чернобыльской АЭС, значительные объемы работ по стабилизации его строительных конструкций и превращению объекта в экологически безопасную систему.

Людмила Анастасьева

Если вы заметили ошибку, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter