Проектирование и строительство атомных энергоблоков

Атомная энергетика
Ядерные реакторы
Тепловые контуры атомных станций
Реактор ВВЭР
Кипящие реакторы
Реактор РБМК
Реакторная установка МКЭР -1500
Реакторы на естественном уране
Газоохлаждаемые реакторы
Реакторы HTGR
Атомные электростанции с натриевым
теплоносителем
АЭС с реактором БН-350

БРЕСТ: быстрый реактор брест со
свинцовым теплоносителем

 
Основы ядерной физики
Строение атомного ядра
ЭНЕРГИЯ СВЯЗИ АТОМНЫХ ЯДЕР
И ДЕФЕКТ МАСС
Ядерная реакция
Закон радиоактивного распада
Цепная ядерная реакция
Термоядерный синтез
Реакторы на быстрых нейтрона
Элементарная частица
Позитрон. Аннигиляция
 
Использование атомной энергетики
для решения проблем дефицита пресной воды
Ядерное опреснение
Варианты  плавучего энергоблока и
опреснительных установок
Схема процесса многостадийной
флеш-дистилляции для опреснения воды
Принципиальная гидравлическая схема
энергоопреснительного комплекса
Опыт использования опреснительных установок
в России и регионах мира
 
Проектирование и строительство
атомных энергоблоков
Работы по подготовке технологических решений
объектов атомной энергетики
Состав разделов проектной документации
Разделы проектной документации
Состав проектной документации
Особенности проектирования и конструкций
Проектирование линейных объектов
Техническое обследование зданий
Экспертиза проектной документации
Особенности компоновки АЭС на примере
проектных решений АЭС с ВВЭР-1200
Основным режимом работы АЭС является
работа в базовом режиме на 100 % мощности
Корпус реактора
Привод системы управления и защиты
Компоновка реакторного контура
Паровая турбина
Генеральный план
Здания и сооружения ядерного острова
Концепция безопасности
Радиационная и ядерная безопасность
производства
Социально-экономический аспект
обеспечения безопасности
Радиационная безопасность человека
Государственное нормирование в области
обеспечения радиационной безопасности
Обеспечение защиты населения

Проектирование линейных объектов.

Линейные объекты бывают трех основных видов:

- подземные: кабельные трассы, магистральные инженерные сети, газопроводы, канализационные коллекторы, метрополитен;

- наземные:  железные и автомобильные дороги;

- надземные: линии электропередач низкоточные и высоковольтные. 

Подземные линейные объекты выполняются специализированными организациями по ведомственным сметным расценкам и нормам проектирования. Являются объектами повышенной опасности, требующими высокой квалификации, как при проектировании, так и при выполнении строительных работ.

Наземные линейные объекты при проектировании требуют большого количества согласований, за городской чертой требует согласования значительная санитарная зона. До начала проектных работ проводится обследование загородной местности на предмет участков культурного наследия (археологических памятников, кладбищ, памятников архитектуры). Подготовительный период связан с выделением земли по линии будущей трассы, включая санитарную зоноу в отдельный участок с формированием градостроительного плана и координатами ограничивающих участок точек (координатная таблица поворотных точек). Важно правильно определить на этапе проектирования, используя инженерные изыскания, фактический объем земляных работ по формированию выемки под подушку будущего полотна железной или автомобильной дороги. Большое влияние на сроки и стоимость линейного наземного объекта оказывают конструкции переходов через искусственные преграды (дороги, поселки) и естественные преграды (болота, низменности, реки с поймами и заливными лугами, требующие проектирования и выполнения насыпей, мостов и развязок). Важно разработать транспортные схемы по доставке к месту отсыпки щебня и песка, провести исследования качества песка в ближайших карьерах и включить его физико-механические свойства в проектное решение по устройству полотна дороги.

Важное значение для функционирования дороги имеет правильная организация водосбора и водоотведения с обеспечением длительного функционирования дренажной системы вдоль полотна дороги. Возможно создание отстойников воды из дренажной системы с перекачкой и илооудалением. Устройство водопропускников под насыпью должно быть выполнено в момент устройства насыпи. При прорезке водопропскника в выполненной насыпи неизбежна просадка полотна. 

Надземные линейные объекты предусматривают устройство временных дорог для доставки опор на место монтажа и устройство фундаментов под опоры. При проектировании и строительстве линий электропередач с высотой опор более 40 м требуется учитывать разные типы конструкций опор при поворотах трассы и конструкцию опор на переходах через искусственные преграды (дороги, поселки) и естественные преграды (болота, низменности, реки с поймами и заливными лугами). Каждый переход в зависимости от угла подхода трассы с опорами и длиной пролета требует уникального конструирования нескольких опор для организации перехода с нормативным провисанием кабелей. Переход высоковольтной линии через реку Нева осуществляется с использованием опор высотой 140 м.

Виды фундаментов и особенности проектирования и конструктивного выполнения.

В строительстве используются 4 основных типа фундаментов:

- столбчатые, с глубиной заложения до 3 м, как правило, близко к глубине промерзания;

- ленточные, глубина заложения до 2м, но ниже глубины промерзания;

- свайные, глубина заложения  сваи определяется нагрузкой на сваю и свойствами грунта;

- плитные фундаменты, плита основания имеет значительную толщину.

Рассмотрим особенности проектирования и устройства каждого вида фундаментов отдельно.

Столбчатые фундаменты применяются для зданий двух типов: - малоэтажных жилых зданий и фундаментов под колонны производственных зданий.

Столбчатые фундаменты для малоэтажных зданий используются в основном на хороших сухих грунтах и для зданий с размерами в плане каждой из сторон менее 6м. отличительной особенностью столбчатых фундаментов является неглубокое заложение (до 1,5 метров от поверхности) и низкая стоимость. Отрицательные особенности таких фундаментов – возможность наклона объекта с перекосом дверных и оконных проемов, сложность эксплуатации печного отопления в доме на столбчатом фундаменте по причине сезонных колебаний столбов под несущими стенами.

Вокруг домов на столбчатых фундаментах необходим дренаж для отвода поверхностных вод от осадков и таяния снега. Наличие дренажа удорожает строительство, но существенно уменьшает сезонные колебания дома на столбчатом фундаменте.

Для уменьшения колебаний столбов по верху столбов выполняется ростверк.

Столбчатые фундаменты под колонны производственных зданий. Фундаменты под колонны производственных зданий могут выполняться из фундаментных блоков прямоугольной формы с увеличением размеров блоков в плане с глубинно заложения или заливкой бетона в опалубку с подготовкой закладных деталей для опор колонн. Закладные детали или опорные площадки для опор колонн представляют из себя массивные стальные пластины с закреплением на несущую арматуру столбчатого фундамента.

Столбчатые фундаменты используются для промышленных зданий каркасного типа в одноэтажном исполнении с существенными нагрузками, в том числе динамическими, на перекрытие по грунту первого этажа. Промышленные здания со столбчатыми фундаментами под колонны как правило отапливаются зимой и пол с нагрузками от оборудования не связывается конструктивно со столбчатыми фундаментами под колонны.

Столбчатые фундаменты под колонны просты и дешевы в изготовлении, но не используются с вибрационными или динамическими нагрузками от оборудования.

Ленточные фундаменты широко используются при строительстве как жилых так и нежилых зданий. Основное преимущество ленточных фундаментов – простота изготовления и сравнительно низкая стоимость. При проектировании ленточных фундаментов необходимо выполнять дренаж, наружное утепление при отоплении здания и песчано - щебеночную подсыпку с послойным уплотнением под основание фундамента. Ленточные фундаменты, как правило, выполняются ниже средней глубины промерзания. 

Свайные фундаменты широко применяются в настоящее время для надежного и длительного восприятия больших нагрузок от здания и оборудования цехов. Свайные фундаменты имеют высокую стоимость, но их применение оправдано при слабых грунтах и значительных нагрузках. По исполнению сваи в фундаментах делятся на сваи забивные (изготавливаются на заводе и доставляются на стройплощадку) и сваи буронабивные (бетон и арматура заливается в вертикальную шахту, выбуренную в толще грунта буровой машиной). Каждый из двух видов свай имеет свои недостатки и преимущества.

Сваи забивные имеют, как правило, длину до 12 м и сечение до 500 см 2 квадратной формы.  Сваи забивают или задавливают специальным оборудованием. При забивке свай уменьшается несущая способность слабого грунта на значительной площади вокруг забиваемой сваи, что требует внимания при проектировании и выполнении работ. При задавливании свай грунт меньше нарушается, но время и стоимость выполнения работ по задавливанию больше, чем при забивке свай, что необходимо учитывать при обосновании метода погружения. Большие площади фундаментов с забивными сваями должны не иметь валунов в области погружения, т.к. если свая попадает в валун, то погрузить сваю на расчетную глубину невозможно и нагрузка на недопогруженную сваю будет существенно меньше.

Сваи буронабивные выполняются любого диаметра до 2м и в случае попадания сваи на валун камень высверливается коронкой бурового инструмента. Скорость бурения грунта без камней до 10 метров в час, но стоимость работ значительная. Грунт при устройстве буронабивной сваи с использованием обсадной трубы нарушается незначительно, что определяет использование буронабивных свай при реконструкции и уплотнительной застройке в городах.

Плитные фундаменты используются при большой толще однородных дренированных грунтов (песчаных и супесей). Плитные фундаменты просты в исполнении, требуют много арматуры и бетона, т.к. толщина плитного фундамента от 70 см до 2 м. В плитных фундаментах необходимо на этапе проектирования и выполнения работ предусмотреть все отверстия для инженерных сетей, т.к. прорезка сквозного отверстия в выполненном фундаменте может привести к трещине плиты, что является  неустранимым дефектом. 

На сложных и слабых грунтах применяются фундаменты смешанного типа: плитно-свайные фундаменты. Плитно-свайные фундаменты объединяют достоинства и недостатки свайных и плитных фундаментов. При расчете принимается, что до 40% нагрузки воспринимает плита в плитно-свайном фундаменте, а остальную нагрузку воспринимают сваи. Плитно-свайные фундаменты позволяют при определенных грунтовых условиях существенно уменьшить толщину плиты и количество свай.

При необходимости выполнить эксплуатируемые помещения ниже уровня земной поверхности необходимо существенно усложнить конструкцию подземной части здания с выполнением требований вентиляции и гидроизоляции помещений. При проектировании необходимо предусмотреть меры по наружной гидроизоляции ограждающих конструкций заглубленных помещений и использовать бетон высокой степени водонепроницаемости (W6 и выше).  Для выполнения наружной оклеечной гидроизоляции выполняется временное шпунтовое ограждение перед выполнением земляных работ по устройству котлована и возведение наружной ограждающей стены внутри шпунтового ограждения. После возведения ограждающей подземные эксплуатируемые помещения бетонной стены наружная поверхность железобетонной стены ограждения оклеивается двумя слоями битумной гидроизоляции, обкладывается утеплителем (типа пенполекса) и заполняется с послойным уплотнением щебнем и песком пространство между шпунтовым ограждением котлована и железобетонной стеной, ограждающей заглубленные эксплуатируемые помещения. Наружная гидроизоляция и бетон с высокими водонепроницаемыми свойствами обеспечивает отсутствие увлажнения арматуры и бетона ограждающих эксплуатируемое подземное пространство стен и длительную эксплуатацию заглубленных помещений без появления на стенах высолов и протечек грунтовых вод. Именно перечисленные выше операции существенно повышают стоимость эксплуатируемого заглубленного помещения в сравнении с проветриваемым подвалом без гидроизоляции не приспособленным для эксплуатации. Неприспособленный для эксплуатации подвал называется техническим подпольем.

Особенности проектирования и конструктивного выполнения инженерных систем.

Инженерные системы имеют важное значение для функционирования объекта. Недостаточное внимание к качеству проектирования и монтажа инженерных систем может привести к большим затратам на ликвидацию дефектов в гарантийный период и сложностям в эксплуатации сооружения. При проектировании важен выбор требуемой для эксплуатации мощности инженерной системы. Занижение  мощности приведет к отсутствию или занижению эксплуатационной пригодности объекта, а избытки мощности потребуют дополнительных затрат на монтаж оборудования и оплату технических условий на подключение от монополистов.

При оценке стоимости и сроков проектирования и производства работ по устройству инженерных наружных сетей к объекту важно учитывать объем земляных работ и объем перемещаемого грунта, включая вывоз грунта с утилизацией.

Важно учесть объемы работ по освобождению территории прокладки инженерных сетей. Пересечение с существующими инженерными сетями требует длительных и дорогостоящих решений по выносу существующих сетей с области прокладки новых трубопроводов и кабелей. Существенная задержка в производстве работ по прокладке инженерных сетей будет при необходимости выполнить прокладку инженерных сетей под существующим твердым покрытием существующей улицы или тротуара. Необходимо согласование с муниципальными службами проекта производства работ по вскрытию и восстановлению твердого покрытия дороги или тротуара. Применение современных способов прокладки – «проколы с затягиванием труб» существенно снижает затраты на согласование вскрытия и восстановления твердого покрытия, но значительная стоимость «прокола» и необходимость устройства котлованов для размещен6ия оборудования на отметке «прокола» должно учитываться при выборе способа производства работ по устранению инженерных сетей на трассе прокладки новых инженерных сетей. 

Существенно упрощается выполнение работ по подземной прокладке инженерных сетей при использовании труб из полипропилена. Трубы из полипропилена имеют длительный срок эксплуатации и требуют значительно меньше затрат на теплоизоляцию по сравнению с толстостенными стальными трубами. Выполнение качественной теплоизоляции необходимо при прокладке магистралей горячего водоснабжения и отопления для экономии эксплуатационных затрат на отопление.

Прокладка кабелей требует подготовки траншеи и обязательного укрытия кабеля сверху слоем красного кирпича с обозначением трассы кабеля в установленном порядке. Кабель должен укладываться с радиусами поворота, исключающим повреждение изоляции. кабель должен прокладываться по трассе размеченной геодезистами в точном соответствии с проектным решением. Исполнительные схемы прокладки наружных инженерных сетей должны быть переданы при приемке работ муниципальным службам эксплуатации и в аварийную службу. 

Атомная энергетика