Ученые НИУ МГСУ разрабатывают инновационный проект строительства АЭС
Москва. 24 июля. НИУ МГСУ — Современное строительство атомных электростанций (АЭС) — процесс сложный и длительный, зачастую растягивающийся на десятилетия. Традиционные методы требуют больших вложений, значительных временных ресурсов и высоких расходов на материалы. Всё это делает строительство АЭС финансово рискованным предприятием, снижает их рентабельность и привлекательность для инвесторов.
Поэтому перед инженерами, строителями и учеными стоит проблема, как сделать так, чтобы можно было проектировать и строить атомные электростанции быстро, безопасно и недорого.
Специалисты НИУ МГСУ совместно с ведущими научными организациями РФ работают над концептуальным проектом по разработке и внедрению технологии строительства атомных электростанций с применением модульных конструкций с внешним листовым армированием. Это так называемый индустриальный метод монтажа строительных конструкций. Об этом подробно рассказано в материале на сайте «Росатома».
Проект под названием «Опытно-экспериментальное обоснование и нормативно-методическое обеспечение применения при строительстве АЭС сталежелезобетонных конструкций с внешним листовым армированием» состоит из пяти этапов общей продолжительностью в два года. В нем участвуют крупнейшие научно-исследовательские и научно-проектировочные организации, объединенные в консорциум. Лидером консорциума является АО «Институт “Оргэнергострой”». Основные участники, помимо НИУ МГСУ, — ФГБУ ВНИИПО МЧС России, АО НИЦ «Строительство», АО «Атомэнергопроект», АО НИКИМТ, АО ВНИИАЭС, АО «НИКИМТ-Атомстрой», АО «Трест РосСЭМ».
Основная цель проекта — сокращение сроков строительства АЭС до 36 месяцев и минимизация стоимости строительных работ
«В строительстве АЭС фундаментальную роль играют три основных фактора — скорость, экономичность и безопасность»,— поясняет доцент кафедры строительства объектов тепловой и атомной энергетики НИУ МГСУ Вячеслав Белов.
НИУ МГСУ выступает научным партнером проекта и разработчиком основного документа для проектирования данных конструкций. В задачи университета входит проведение фундаментальных исследований и испытаний сталежелезобетонных конструкций; разработка методологии проектирования и рекомендаций по использованию новых технологий; моделирование и анализ поведения конструкций при статических, динамических и сейсмических нагрузках; изучение работы анкерного крепежа; подготовка нормативно-методической базы.
«Наш блок испытаний включает испытания на статическое, огневое, температурное, динамическое и сейсмическое воздействие,— поясняет заместитель директора Научно-исследовательского института экспериментальной механики НИУ МГСУ Олег Корнев.— Задача — воссоздать сложнейшие условия эксплуатации конструкций зоны локализации аварий и ряда других объемов зданий со специальными условиями эксплуатации. Сейчас мы завершили стадию сбора информации, написания масштабного аналитического обзора, моделирования образцов конструкций, планирования эксперимента и начали испытания опытных образцов».
В основе новой концепции — переход к промышленному, или индустриальному, методу строительства АЭС, аналогично тому, как это происходит в автомобильной и авиационной промышленности. Инженерный и технологический замысел при индустриальном методе монтажа строительных конструкций заключается в использовании готовых модулей, которые изготавливаются в заводских условиях с высокой точностью и включают листовую арматуру (стальные листы в виде тонких металлических панелей) вместо традиционного стержневого каркаса. Такие листы сразу же выполняют роль опалубки — их не нужно разбирать после заливки бетона. Внутри этих листов установлены специальные соединительные анкеры, которые помогают сцеплять сталь и бетон. На заводе такие листы собираются в крупные модули — готовые стены или перекрытия, после чего модули привозятся на стройплощадку и устанавливаются — без долгого процесса монтажа арматуры и заливки бетона на месте.
«По сути, то, чем мы занимаемся,— это префаб-технологии и модульное строительство, которое используется в возведении пространства реакторного блока. Это как собирать дом из уже готовых панелей»,— объясняет Олег Корнев.
По словам Вячеслава Белова, главное преимущество технологии крупноблочного монтажа — скорость возведения блоков АЭС. Вместо 54 месяцев потребуется 36. «18 месяцев — это существенная разница, в том числе с точки зрения экономики, геополитики, распределения зон влияния, технологий, науки». Ожидается, что ускоренное строительство сократит срок окупаемости АЭС с 30–40 лет до 20–25 лет, что критично для привлечения инвесторов.
«Проект строительства АЭС с модульными конструкциями и внешним листовым армированием — революционное решение, которое позволит России ускорить возведение атомных станций, снизить затраты и укрепить позиции на мировом рынке»,— добавляет Олег Корнев.
Другие плюсы: прочность — меньше швов и соединений, что делает конструкцию более надежной; стоимость — требуется меньше ручной работы, минимизируется расход арматуры и опалубки; качество — бетон заливают в заводских условиях, что позволяет избежать ошибок и брака.
Отдельно стоит упомянуть и об экономических выгодах. Сокращение сроков строительства ведет к снижению финансовых рисков и роста себестоимости, а минимизация использования дорогих материалов (бетон, арматура) — к сокращению капитальных затрат. Также снижаются затраты на логистику, особенно это критично при возведении АЭС за рубежом. Доставлять отдельные детали морем или с помощью авиаперевозок затратно и нерентабельно. Это увеличивает сроки строительства и расходы.
«Использование подобных технологий позволит значительно ускорить темпы строительства АЭС. А скорость в стройке, как известно, главное конкурентное преимущество»,— считает Олег Корнев.
Кроме того, проект не только ускоряет строительство АЭС, но и способствует развитию российской промышленности, снижая зависимость от импорта и поддерживая отечественное производство.
Итогом исследовательской работы со стороны НИУ МГСУ и партнеров должны стать свод правил по проектированию модульных конструкций с внешним листовым армированием и два стандарта организации — на технологию возведения и по обеспечению огнестойкости сталежелезобетонных конструкций с внешним листовым армированием. Это даст возможность применять их при строительстве новых АЭС в стране и за рубежом.
