рейтинг блогов

На пути к "Укрытию"

топ 100 блогов tnenergy11.11.2018

Этот пост - новая часть из серии, посвященной аварии на Чернобыльской АЭС. У меня уже есть пост про саму аварию и первые дни героической борьбы с ее последствиями (недавно полностью переписанный мной, советую!) , обсуждение природы взрыва, про радиационное заражение, которое возникло в результате аварии , коротенький пост про роботов на ЛПА,


Сегодняшний же пост посвящен строительству “объекта Укрытие”, призванного изолировать радиоактивные руины 4 блока ЧАЭС от окружающей среды, предотвратить дальнейшие выбросы и защитить от прямого гамма-излучения работающих на других блоках ЧАЭС. Это была во многом героическая, но и одновременно инженерно крайне интересная стройка, мало освещенная в популярной прессе.

На пути к Укрытию
Классический вид на "саркофаг" или "укрытие" спустя ~20 лет после катастрофы. Сразу за краном - западная контрфорсная стена, левее - северная каскадная.


Рубежом перехода от острой фазы катастрофы стало прекращение масштабных выбросов радиоактивных аэрозолей из остатков четвертого блока ЧАЭС, которое произошло 6-7 мая 1986. Потухший радиоактивный “вулкан”, хотя и снял с повестки дня гонку со временем и снизил остроту аварии, оставил после 6 дней выбросов ужасающую руководство атомной отрасли и страны картину превращения аварии на промышленном объекте в региональную, а затем и глобальную радиационную катастрофу. Эвакуация Припяти, создание опасной для жизни зоны размером ~100х50 км, выпадение радиоактивных осадков по гигантской территории европейской части СССР, а также в нескольких европейских странах - первая неделя катастрофы приводит к одному стремлению - не допустить дальнейшего рассеяния радионуклидов из 4 блока ЧАЭС!


На пути к Укрытию
Карта выпадения в результате аварии одного из самых летучих и неприятных изотопов Cs137

Но, есть и другое, более рациональное желание - не потерять и саму ЧАЭС, возможность людям находиться на ней. Ведь это не только важный объект энергогенерации, но и радиационно и ядерно-опасный объект, за которым надо следить и эксплуатировать. А для этого нужно снизить радиоактивное заражение промышленной площадки АЭС, закиданной остатками активной зоны 4 реактора.


Проектные институты Минсредмаша СССР  (напомню, что под этой вывеской скрывалось атомное министерство) в ходе мозгового штурма в мае 1986 года предложили множество вариантов изоляции останкой 4 блока, в том числе:



  • “Курган”, предполагавший засыпку 4 энергоблока холмом грунта. Однако, этот вариант приводил к потере 3 энергоблока (который тоже оказался бы засыпан) и имел проблемы с обрушениями конструкций, которые приводят к выбросам радиоактивной пыли.


  • “Монолит”, предполагавший заливку бетоном 4 энергоблока в монолит. Отвергнут из-за проблем с прочностью фундамента, не рассчитанного на такой вес и большими сложностями с заливкой внутренних помещений целиком (из-за воздушных подушек), и опять же обрушениями.


  • “Арка”, предполагавшая сооружение надвижной на остатки 4 энергоблока конструкции. Самый щадящий по облучению строителей вариант, не прошел ввиду технологической сложности и длительности сооружения (как мы знаем в реальности эти оценки оправдались - “Новарка” сооружалась 5 лет и имела впечатляющую сложность)


  • Многочисленные проекты независимой обстройки останков 4 энергоблока. В основном были отвергнуты по причине крайне высоких дозовых нагрузок на строителей



В итоге, за июнь был сформирован проект сооружения “Укрытия”, использовавший уцелевшие строительные конструкции 4 энергоблока ЧАЭС и решавший вопросы стабилизации радиоактивных руин и экранирования остальной площадки АЭС от гамма-излучения выброшенного топлива.

На пути к Укрытию
Инженерные танки ИМР, которые видны на первом плане имели штатное ослабление гамма-излучения в 10 раз и фильтро-вентиляционную установку и активно использовались для сгребания радиоактивных обломков и грунта и разравнивании засыпки свежего грунта. Кроме того на фото видна площадка окончательного монтажа блоков "укрытия", кран DEMAG а слева - здание ХЖТО (хранилища жидких и твердых отходов) из которого велось управление монтажом укрытия

Основной сложностью для проектировщиков (кроме страшно сжатых сроков и недостатков информации) была проблема высокого радиоактивного излучения на будущей площадке строительства. Непосредственно возле блока максимальная разрешенная доза набиралась бы рабочими за 2...10 минут, и в отличии от “крышных котов”, убиравших обломки (о них дальше), здесь невозможно было обойтись многократной сменой рабочих на позициях. Необходимо было разработать комплекс технологий, позволяющих строить “Укрытие” без переоблучения персонала. В итоге  в строительстве использовались такие решения:



  • С помощью инженерных машин разграждения(ИМР), часть из которых была так же обшита дополнительным свинцом сгрести максимальное количество обломков и загрязненного грунта с площадки будущего строительства к зданию разрушенного блока


  • Путем подсыпки свежего грунта организовать площадки (в относительном удалении от станции - 2..5 км) для монтажа будущих элементов конструкции


  • Строительство “Укрытия” вести путем установки максимально крупных металлоконструкций друг на друга (без монтажа) с последующей заливкой бетоном, фактически речь шла об дистанционной установке опалубки


  • Использовать уже установленные стенки, как радиационную теневую защиту для работы техники по монтажу следующих ступеней.


  • Множество мелочей - перегрузка материалов, приходящих на строительство с “чистых” грузовиков на “грязные”, освинцованные конструкции, дистанционная разведка и контроль строительства и т.п. и т.д.


На пути к Укрытию
Еще одним "героем" первых месяцев ликвидации последствий аварии станет инженерная машина БАТ-М, бульдозер с краном и фильтро-вентиляционной установкой

Первым, довольно героическим, этапом строительства “Укрытия” стало уменьшение загрязненности площадок будущего строительства. С помощью обшитой свинцом техники, ну а также кое где вручную, с привлечением армии и работников минсредмаша производилось снятие зараженного грунта (5-10 см), с вывозом его в места хранения, подсыпка чистого грунта, укладка бетонных плит, нанесение пленкообразующих составов (для связывания радиоактивной пыли), дезактивация стен и крыш зданий (водой и щавелевой кислотой).  На самых “горячих” местах грунт заливался толстым слоем бетона для организации рабочих мест.

Крупные загрязненные фрагменты, выброшенные части активной зоны были сдвинуты к завалу возле западной стены 4 блока ЧАЭС.

На пути к Укрытию


Следующим этапом, который начался в июле 1986 стало сооружение так называемых “пионерных” стенок по периметру блока. Высотой и толщиной 4-6 метров, эти стенки должны были служить биозащитой для работающих на строительстве людей и техники. Поскольку сооружались они в тяжелейших радиационных условиях (кое где фон доходил до 250 р/ч), то делалось это полудистанционно - с помощью ИМР сооружались ЖД-пути (впрочем, с 1 стороны были использованы уже существующие пути), на них закатывались жд-платформы с установленными на них конструкциями стены и линиями бетонопровода, а затем из удаления вся эта конструкция бетонировалось. К середине августа “пионерные” стенки были сооружены с трех стороны от блока.

На пути к Укрытию
На пути к Укрытию
Последняя фотография уже с поздних этапов сооружения "Укрытия". Внизу кадра видна забетонированная южная "пионерная стенка"

На пути к Укрытию
Самое начало работы с северной стороны блока. Видно обнаженное помещение барабана-сепаратора (множество трубочек внутри здания). Между зданием и площадкой уже установлена пионерная стена, а площадка засыпана свежим грунтом.

Параллельно была начата работа по строительство разделительной бетонной стены между 3 и 4 блоком, а также в машзале между турбоагрегатами 3 и 4 блока. Эта работа стала одной из самых сложный, т.е. здесь нельзя было применить совсем дистанционные методы. В машзале основная высота разделительной стены выполнялась установкой опалубки мостовыми кранами и заливкой ее бетоном. Выше точек, куда могли ставить краны пришлось ставить стенку вручную, со значительными дозозатратами строителей, и разделительная стенка станет одним из самых  “человекозатратных” объектов Укрытия.

На пути к Укрытию
Вид на монтаж щитов второго "каскада" из корридора, соединявшего ХЖТО и ЧАЭС. Из этой точки было удобно наблюдать, но фон здесь был порядка 25-50 р/ч, поэтому делать это можно было только очень кратковременно. Видны краны 500 тонник и 650-тонный кран с суперлифтом (он сразу за рукой дозиметриста)


Внутри здания реакторных отделения блоков 3-4 разделительная стенка выполнялась путем установки в проеемы больших бетонных блоков и цементирования щелей вокруг под биозащитой этих блоков. Коммуникации между 3 и 4 блоком резались по живому, что потом приведет к сложностями при перезапуске в 1987 3 блока обратно в работу.

На пути к Укрытию
Монтаж части разделительной стены краном с освинцованными кабинами машиниста и водителя


В июле 1986 под прикрытием здания ХЖТО была создана укрупнительная база для металлоконструкций “Укрытия” и под прикрытием пионерной стенки - монтажная база.


На пути к Укрытию
Внизу по центру - здание ХЖТО и видны укрупняемые конструкции угловой башни под его прикрытием. Так же проглядываются ЖД пути и платформа, с помощью которых металлоконструкции вытаскивали под краны.

Монтаж секций металлоконструкций осуществлялся 3 немецкими кранами DEMAG, 2 из которых были срочно куплены СССР под задачу ликвидации. Для 1986 года эта была самая производительная крановая техника в мире - гусеничные краны грузоподъемностью 500 и 650 тонн (с использованием мобильного противовеса - суперлифта), что позволяло вести монтаж “Укрытия” максимально крупными фрагментами. Вторым важнейшим “импортным” элементом стали бетононасосы Putzmeister с длинными стрелами, позволяющие заливать полые металлоконструкции бетоном без излишнего приближения к радиоактивным руинам (забавно, но через 25 лет, Putzmeister будут играть важную роль и на ликвидации последствий аварии на Фукусимской АЭС).

На пути к Укрытию
Сентябрь 1986, монтаж 2 каскада каскадной стены, его элементы висят на траверсе, позволяющей саморасстроповку конструкций после установки. Видны 2 крана DEMAG (№16 и 21), суперлифт и стрела бетононасоса "Пуцмейстер". Кран с суперлифтом стоит перед пионерной стенкой и работает под ее защитой. За работающей техникой начинаются завалы с фоном в тысячи рентген/час.


Проект “Укрытия” предусматривал создание бетонного саркофага над разрушенной и заваленной обломками северной стеной реакторного здания. Эта часть была названа “каскадной стеной”, т.к. представляла собой каскад все более высоких и все более близких к блоку террас, при это сооружение их велось полудистанционно - установка металлоконструкций (МК) выполнялась кранами DEMAG с помощью траверсы с самоотцепом после установки, а заливка бетоном - бетононасосами под защитой предыдущего каскада. Управление стройкой велось дистанционно из бункера в здании ХЖТО с помощью телекамер, хотя, конечно, кроме крановщика на площадке вынуждено находились строповщики, управлявшие положением МК при установке с помощью многосотметровых фалов.

На пути к Укрытию
После бетонирования двух каскадов, на первый устанавливали бетононасосы и под прикрытием биозащиты второго бетонировали третий.

На пути к Укрытию
Роль строповщиков, за фалы управлявших положением монтируемых МК часто выполняли "партизаны" - призванные из запаса военнослужащие.


Первый каскад выполнял также функции бетонного саркофага для обломков реактора, которые особенно обильно высыпались с северной части блока, а также сгребенных туда обломков их других мест площадки и зараженной в ходе этой работы техники. Бетонирование этого каскада-саркофага не обходилось без проблем - утечки бетона, оседание конструкции, обрушения обломков с выбросом пыли - хорошая иллюстрация, почему захоронения РАО не делают по принципу “ссыпать в яму и залить бетоном”. Интересно, что для уменьшения объема бетонирования, внутрь металлоконструкций забрасывались секции башенных кранов, обшитых сеткой-рабицой, которые выполняли роль “вытеснителей”.


На пути к Укрытию
Вид на бетонирование 2 каскада. Видны щиты стены-опалубки с мощными распорками и заброшенные за них секции башенных кранов, обшитые сеткой для уменьшения объема заливаемого бетона.

Сооружение 4 каскадов высотой от 10 до 30 метров заняло 2,5 месяца и было закончено к октябрю.

На пути к Укрытию
Окончание строительства "Каскадной стены" и команда монтажников, отвечавших за металлоконструкции (были еще бетонщики, крановщики и т.п.)


На углу здания была возведена башня из металлоконструкций, к которым с запада примкнула т.н. контрфорсная стена (по названию треугольных упорных элементов - контрфорсов). Все эти элементы также были смонтированы и забетонированы в том же стиле, что и каскадная стена, но уже в конце. Главной задачей после сооружения "каскада" стало строительство кровли, закрывающей блок сверху.

На пути к Укрытию
Вот среди этих смертоносных развалин надо было найти опору для кровли, о чем рассказанно ниже. В процессе этого поиска использовалась не только фотосъемка, и но "нырки" в защищенной освинцованной кабинке, переносимой краном, и удары специальными грузами по потенциальным точкам опоры.


Параллельно строительству стен велось и сооружение кровли “Укрытия”. Однако, прежде чем рассказать об этой части, необходимо вспомнить о “крышных котах”. Так называли отряд людей, задача которых была расчистка кровли от обломков активной зоны - графита, твс, технологических каналов, поглотителей и т.п. При этом мощность радиоактивных полей была настолько высока, что работы выполнялись бегом и не более 1-2 минут, после чего люди сдавали смену следующей бригаде и уезжали из зоны радиоактивного заражения. Через эту работу прошло почти 4000 человек.


Советую посмотреть не только видео сверху, но и вообще множество потрясающей кинохроники с комментариями по работе "крышных котов" и ликвидации последствий аварии вообще на канале Telecon documentary

Регулярно всплывает вопрос (не)использования робототехники в Чернобыле и на Фукусиме - в принципе я уже писал большой текст про роботов на Фукусиме, и небольшой про Чернобыльских, но здесь только резюме: роботы не стали основной рабочей силой на ЧАЭС не из-за радиации, а просто в силу ущербности их кинематики, невозможности сравниться с человеком в ловкости и главное - скорости. На это так же влияет сложности манипулирования роботом, если оператор видит обстановку через 1-2 тв-камеры (сегодня эту проблему пытаются решить с помощью дополненной и виртуальной реальности, но понятно, в 1986 году мало кто вообще догадывался об этой сложности). В следующих частях мы еще вернемся к тематике робототехники и дистанционной техники в радиационных авариях и работах.

На пути к Укрытию
Радиоуправляемый бульдозер KOMATSU, впрочем, использовался довольно активно.


Так или иначе, к осени крыша была расчищена от обломков реактора, и строители приступили к сооружению защитной кровли. Непосредственно над центральным залом с бывшим реактором необходимо было расположить биозащиту из бетона. Поскольку строить опору для бетонной конструкции 70х50 метров было невозможно, а здание реактора было в непонятном состоянии после взрыва, пришлось рисковать, используя самые сохранившиеся конструкции здания для опирания будущей верхней биозащиты “Укрытия”

На пути к Укрытию
На этой фотографии видно опирание кровельных балок и трубного наката на стену с помощью промежуточной металлоконструкции.

С помощью “батискафа” - обшитой свинцом кабинки, переносимой кранами DEMAG  - проектировщики “ныряли” в радиоактивные руины, рассматривая потенциальных кандидатов под опору кровли. Выбранные в итоге точки (например вентшахта) дистанционно подливались бетоном (хотя эта операция оказалась в основном неудачной, и вообще, лить бетон без возможности поправить дистанционно установленную опалубку, оказалось крайне мучительной затеей), на них были установлены кранами опорные металлоконструкции и сооружение кровли началось.

На пути к Укрытию
Разрез "Укрытия", север справа. Балка "Самолет" обозначена номером 27.


Ее конструкция предусматривала расположение гигантских опорных балок (Б1, “Самолет”, Б2, Б5, “Мамонт”, “Осьминог”), опирающихся на уцелевшие конструкции 4 блока. На балку Б1, прямо над центральным залом, устанавливались трубы большого диаметра, этот трубный накат и защищал от гамма-излучения идущего вверх (которое рассеивалась воздухом во все стороны, создавая вокруг 4 блока приличное поле).

На пути к Укрытию
На этой фотографии видно устройство южной половины кровли. Левее всего виднеется трубный накат (диаметр труб - 1,5 метра), опирающийся на "Самолет", дальше балка Б5, "южные тяжелые щиты", опитающиеся на балку "Мамонт" и наконец южные "клюшки", опитающиеся на "Осьминог".


Первым к установке шел “Самолет”, представляющий собой две балки длиной 40 метров разнесенные на 25 метров и связанные между собой пространственной фермой из труб. Вес конструкции составлял 165 тонн а с траверсой (подвеской) - 177 тонн, что было даже чуть больше возможностей DEMAG при работе на большом вылете.

На пути к Укрытию
Балка "Самолет" в монтаже. С перевозкой тяжелых конструкций, кстати, регулярно возникали проблемы - ломались тралы и тягачи, иногда для скорости приходилось просто последовательно переставлять конструкцию краном.


Для большего погружения мне хочется привести цитату из книжки "Схватка с неизвестностью", посвященную довольно драматическому моменту установки балки "Самолет" в проектное положение.

“Привезли “Самолет”, установили в предмонтажное положение, застроповали и начали поднимать. Все с нетерпением ждали, когда это закончится. Когда мы подняли, все шло нормально. Стали опускать стрелу и майновать (поднимать) груз. Вылет стрелы за счет ее опускания достиг проектной отметки монтажа. И вот, когда оставалось метра 2-2,5 опустить мы с Пашей Калининым пошли смотреть (из бункера к крану) этот самый ответственный момент. Команды давал Н.К. Страшневский, он отвечал за подъем. Мы с Пашей стоим за суперлифтом и вдруг слышим треск. Задние колеса суперлифта отрываются от земли и эта 400-тонная машина начинает качаться в воздухе. При этом сам кран, груз и стрела крана качаются вместе с суперлифтом. Левая гусеница на месте, а он качается и качается. Мы стоим и смотрим, чем все это кончится. Единственная мысль в голове “Упадет, не упадет?” Визуально мы видим, что вспомогательная 70-метровая стрела согнулась дугой. Представляете? На ней же висит груз. Я говорю: “Что сейчас будет?” “Как что?” - отвечает Павел. - “Стрела сейчас сломается и все рухнет. Надо уходить”.

На пути к Укрытию
"Самолет пошел на взлет". Это уже вторая, более успешная попытка. Обратите внимание, как близко кран стоит к зданию.

А в это время крановщик и Н.К. Страшневский, сидевшие в кране уже его покинули. Мы видели, как фигуры одна за другой бегут от крана по площадке. Мы идем, а я думаю: “Если сейчас упадет, все это разрушит, и еще вдруг взрыв [реактора - tnenergy] произойдет?” Представляешь, 1200 тонн вместе с “Самолетом” упадут, все будут рушить, все корежить, и еще от машзала ничего не останется, и еще останки реактора не понятно как себя поведут? Тысячи мыслей в голове. Я говорю “Паш, как ты думаешь?” Он: “Должен упасть”. Мы отошли к зданию ХЖТО, смотрим. Груз раскачивается. Суперлифт встал в такое положение: задние колеса метра на 2 от земли оторвались. А передние стоят на земле. У меня мысли в голове “Сколько мне дадут?”, потому что я по большому счету крайний. Я подписывал, что площадка готова, мой кран в идеальном состоянии. В тот момент, когда это все произошло, я не знал, что правая гусеница просела, были проблемы с засыпкой площадки. Но потом мы поняли, что раз стрела изогнулась, то есть наклон всей конструкции, небольшой, 3-4 градуса, но этого достаточно.

Поднимаемся наверх. Рудаков спрашивает: “Что произошло?” - “Трос лопнул, перекос суперлифта”. - “За счет чего?” - “Наверное кран наклонился, просела гусеница” - “Ну и что будем делать?”.


“Тут рядом контейнер, загруженный свинцом. Поскольку суперлифт с краном связан, попробуем для устойчивости прижать его 40-тонным контейнером. Стрела должна немного подправиться, а утром я вызову кранового, поставим груз на площадку и вернем в предмонтажное положение”.

На пути к Укрытию


Этот план сработает. После укрепления площадки вторая попытка установить “Самолет” будет успешна, при этом выдержат и стены разрушенного блока. Начнется монтаж трубного наката. Однако маленький эпизод показывает реальное напряжение сил и техники, которое нужно было для ведения столько непростого строительства.


Конец первой части.


На пути к Укрытию
Радиационная обстановка вокруг "Укрытия" в наше время (до установки "Арки")

Оставить комментарий

Архив записей в блогах:
Меня пригласили в 9-ю школу на линейку. А я прием вел. Народу очень много. Извинился перед людьми, выскочил на полчаса. Прибежал в школу уже в последний момент. Праздник в школе. Цветы, белые банты, старшеклассники. А я еще мыслями там, в приемной. А надо выступить. Я испугался, и спраш ...
Виталий Киселёв Статья взята отсюда Заместитель командующего Народной милицией ЛНР Виталий Киселёв, позывной «Коммунист», по данным «Газеты.ру», был убит во время допроса в конце сентября прошлого года. «На самом деле «Коммунист» был убит сразу после первого допроса. Когда с ним ...
Сперва оскорбились почти все христиане России, но потом православные - отменили свое оскорбление. Фото: Яндекс Картинки (клип Филиппа Киркорова - Романы) Когда разобрались, что оскорбиться на подобное действия могут только христиане католики. Вероятно Филипп Киркоров всё ...
1. Застолье девочек из Blue Archive 2. Сара Кудзё поутру 3. Манхэттенское кафе 4. Симакадзе и горка сладостей 5. Мика и Нагиса 6. Сейя, Мика и Нагиса 7. Альбеда, Кли и Мона 8. Мумей Нанаси 9. Роузхип и Оранж Пеко 10. Лесное чаепитие ...
Своей фантастической природой Хорватия очаровывает и удивляет туристов с первого взгляда. Плитвицкие озера выделяются особенно. Национальный парк под таким названием находится в центральной части этой ...