Open Top: точность в открытом доступе
ТЕХНОЛОГИИ / #6_2025
Текст: Андрей УВАРОВ / Фото: Аккую Нуклеар
Строительство АЭС — один из самых сложных и технологически требовательных инженерных процессов в современной энергетической отрасли. Особенно сложно монтировать крупногабаритное тяжеловесное оборудование. На турецкой АЭС «Аккую» успешно применяют метод Open Top.
Монтаж корпуса реактора блока № 1 АЭС «Аккую»
Технология Open Top подразумевает монтаж крупногабаритного оборудования через открытую верхнюю часть строящегося здания реакторного отделения с помощью специальных кранов большой грузоподъемности. Традиционный подход предполагает завершение строительства здания реакторного отделения с установленной купольной частью, после чего оборудование заводится через транспортный шлюз и монтируется с помощью крана кругового действия, или, как его еще называют, полярного крана. При использовании технологии Open Top последовательность работ кардинально меняется: возводятся стены здания реакторного отделения, через верх монтируется крупногабаритное оборудование, и только после этого устанавливается купольная часть.
Open Top позволяет существенно сократить сроки строительства АЭС, так как строительные работы и монтаж оборудования идут параллельно.
По оценкам экспертов, экономия времени по сравнению с традиционной технологией может составлять от 8 до 14 месяцев на один энергоблок. Сокращение сроков строительства напрямую влияет на экономические показатели проекта, снижая затраты на обслуживание кредитов, расходы на содержание строительной площадки, оплату труда персонала. Впервые в мировой практике монтаж реакторной установки по технологии Open Top был выполнен на Балаковской АЭС (энергоблоки №№ 1−4, начало строительства 1980−1990 гг., ввод в эксплуатацию первого энергоблока — 1985 г., ввод четвертого энергоблока — 1990 г.). За рубежом эта технология была впоследствии применена на энергоблоках №№ 5 и 6 АЭС «Козлодуй» в Болгарии и АЭС «Куданкулам» в Индии. В России метод использовался при строительстве Ленинградской АЭС и Курской АЭС‑2.
Эффективность технологии Open Top подтверждается опытом реализации зарубежных проектов «Росатома». Так, при строительстве энергоблока № 3 Тяньваньской АЭС в Китае применение данной технологии позволило сократить сроки монтажа корпуса реактора на 3 месяца. Общая экономия времени на критическом пути сооружения энергоблока составила около 5 месяцев. На Белорусской АЭС использование технологии при монтаже основного оборудования реакторного отделения энергоблока № 1 позволило выполнить работы на 50 дней раньше запланированного срока.
Open Top позволяет существенно сократить сроки строительства АЭС, так как строительные работы и монтаж оборудования идут параллельно.
По оценкам экспертов, экономия времени по сравнению с традиционной технологией может составлять от 8 до 14 месяцев на один энергоблок. Сокращение сроков строительства напрямую влияет на экономические показатели проекта, снижая затраты на обслуживание кредитов, расходы на содержание строительной площадки, оплату труда персонала. Впервые в мировой практике монтаж реакторной установки по технологии Open Top был выполнен на Балаковской АЭС (энергоблоки №№ 1−4, начало строительства 1980−1990 гг., ввод в эксплуатацию первого энергоблока — 1985 г., ввод четвертого энергоблока — 1990 г.). За рубежом эта технология была впоследствии применена на энергоблоках №№ 5 и 6 АЭС «Козлодуй» в Болгарии и АЭС «Куданкулам» в Индии. В России метод использовался при строительстве Ленинградской АЭС и Курской АЭС‑2.
Эффективность технологии Open Top подтверждается опытом реализации зарубежных проектов «Росатома». Так, при строительстве энергоблока № 3 Тяньваньской АЭС в Китае применение данной технологии позволило сократить сроки монтажа корпуса реактора на 3 месяца. Общая экономия времени на критическом пути сооружения энергоблока составила около 5 месяцев. На Белорусской АЭС использование технологии при монтаже основного оборудования реакторного отделения энергоблока № 1 позволило выполнить работы на 50 дней раньше запланированного срока.
Монтаж купола внешней защитной оболочки блока № 1 АЭС «Аккую»
С помощью гигантов
Для монтажа оборудования на АЭС «Аккую» используются два мощных гусеничных крана Liebherr LR 13 000. Это позволяет монтировать практически любое оборудование за одну операцию без дополнительных перегрузок. Liebherr LR 13 000 — это последнее поколение гусеничных кранов, рекордсмен в своем классе. Его максимальная грузоподъемность — 3 тыс. тонн, высота подъема — 245 метров. Он может перемещаться между энергоблоками, что позволяет оперативно перенаправлять ресурсы на наиболее важные участки работ в соответствии с текущими приоритетами проекта и устанавливать оборудование в оптимальной последовательности.
«Решение использовать два крана Liebherr — это стратегический подход к управлению проектом, позволяющий нам обеспечить одновременное строительство четырех энергоблоков Высокая грузоподъемность крана позволяет монтировать оборудование крупными модулями, что снижает количество монтажных операций и сварных соединений», — поясняет генеральный директор «Аккую Нуклеар» Сергей Буцких.
Без сложностей при монтаже не обошлось. Основная — погодные условия, в особенности ветер. Если скорость ветра превышала 12 м/с, то в соответствии с правилами техники безопасности работы переносились: при таком ветре сильная «раскачка» делает груз неуправляемым.
Кроме того, открытый верх осложнял устройство «чистой» зоны. На первом энергоблоке АЭС «Аккую» над зоной проведения сварочных работ, которую необходимо было защитить от пыли и осадков, строились временные ангары с приточно-вытяжной вентиляцией. На основании опыта, полученного при сооружении первого энергоблока, в реакторном отделении блока № 2 сварка главного циркуляционного трубопровода будет выполнена по окончании бетонирования перекрытий на отметке +26 метров.
Для монтажа оборудования на АЭС «Аккую» используются два мощных гусеничных крана Liebherr LR 13 000. Это позволяет монтировать практически любое оборудование за одну операцию без дополнительных перегрузок. Liebherr LR 13 000 — это последнее поколение гусеничных кранов, рекордсмен в своем классе. Его максимальная грузоподъемность — 3 тыс. тонн, высота подъема — 245 метров. Он может перемещаться между энергоблоками, что позволяет оперативно перенаправлять ресурсы на наиболее важные участки работ в соответствии с текущими приоритетами проекта и устанавливать оборудование в оптимальной последовательности.
«Решение использовать два крана Liebherr — это стратегический подход к управлению проектом, позволяющий нам обеспечить одновременное строительство четырех энергоблоков Высокая грузоподъемность крана позволяет монтировать оборудование крупными модулями, что снижает количество монтажных операций и сварных соединений», — поясняет генеральный директор «Аккую Нуклеар» Сергей Буцких.
Без сложностей при монтаже не обошлось. Основная — погодные условия, в особенности ветер. Если скорость ветра превышала 12 м/с, то в соответствии с правилами техники безопасности работы переносились: при таком ветре сильная «раскачка» делает груз неуправляемым.
Кроме того, открытый верх осложнял устройство «чистой» зоны. На первом энергоблоке АЭС «Аккую» над зоной проведения сварочных работ, которую необходимо было защитить от пыли и осадков, строились временные ангары с приточно-вытяжной вентиляцией. На основании опыта, полученного при сооружении первого энергоблока, в реакторном отделении блока № 2 сварка главного циркуляционного трубопровода будет выполнена по окончании бетонирования перекрытий на отметке +26 метров.
Сергей Буцких
генеральный директор АО «Аккую Нуклеар»
«Установка корпуса реактора — это пик технологического процесса строительства АЭС. На „Аккую“ мы достигли нового уровня эффективности благодаря предварительному моделированию всего процесса и многоступенчатой системе контроля. Точность установки составила менее 0,5 мм при допускаемом отклонении 1 мм. Применение технологии Open Top на АЭС „Аккую“ позволило значительно ускорить строительный процесс».
Тонны на высоте
Одна из наиболее сложных операций с использованием Open Top, установка корпуса реактора весом свыше 330 тонн, была проведена в мае 2021 года на первом энергоблоке АЭС «Аккую». Корпус массой 334 тонны, длиной около 12 метров и диаметром 4,6 метра был поднят и установлен на проектное место с ювелирной точностью. Операция заняла менее восьми часов. Для сравнения, установка корпуса реактора традиционным способом (подъем краном на уровень транспортного шлюза, размещение на специальной транспортной телеге, перемещение в центральный зал реакторного отделения, перемещение на кантователь, подъем полярным краном и размещение в шахте реактора) занимает не менее трех суток в случае полной готовности соответствующих систем, механизмов и персонала на всех этапах.
После корпуса реактора были последовательно установлены четыре парогенератора, каждый весом около 340 тонн. Использование технологии Open Top позволило смонтировать их в крайне сжатые сроки — вся операция заняла менее двух недель, что в два-три раза быстрее, чем при традиционном подходе. Особую сложность представляло точное позиционирование парогенераторов относительно корпуса реактора для последующей сварки главного циркуляционного трубопровода.
Ключевым этапом применения технологии Open Top при сооружение первого блока АЭС «Аккую» стала установка купола внутренней защитной оболочки здания реакторного отделения весом около 215 тонн и диаметром 44 метра. Эта операция потребовала учета множества факторов, включая метеорологические условия. «Установка купола — не только завершение важного этапа строительства, но и символический момент для всего проекта. Технически это сложнейшая операция, требующая синхронной работы десятков специалистов и учета множества параметров, от температурных деформаций металлоконструкций до направления и силы ветра», — подчеркивает С. Буцких.
Одна из наиболее сложных операций с использованием Open Top, установка корпуса реактора весом свыше 330 тонн, была проведена в мае 2021 года на первом энергоблоке АЭС «Аккую». Корпус массой 334 тонны, длиной около 12 метров и диаметром 4,6 метра был поднят и установлен на проектное место с ювелирной точностью. Операция заняла менее восьми часов. Для сравнения, установка корпуса реактора традиционным способом (подъем краном на уровень транспортного шлюза, размещение на специальной транспортной телеге, перемещение в центральный зал реакторного отделения, перемещение на кантователь, подъем полярным краном и размещение в шахте реактора) занимает не менее трех суток в случае полной готовности соответствующих систем, механизмов и персонала на всех этапах.
После корпуса реактора были последовательно установлены четыре парогенератора, каждый весом около 340 тонн. Использование технологии Open Top позволило смонтировать их в крайне сжатые сроки — вся операция заняла менее двух недель, что в два-три раза быстрее, чем при традиционном подходе. Особую сложность представляло точное позиционирование парогенераторов относительно корпуса реактора для последующей сварки главного циркуляционного трубопровода.
Ключевым этапом применения технологии Open Top при сооружение первого блока АЭС «Аккую» стала установка купола внутренней защитной оболочки здания реакторного отделения весом около 215 тонн и диаметром 44 метра. Эта операция потребовала учета множества факторов, включая метеорологические условия. «Установка купола — не только завершение важного этапа строительства, но и символический момент для всего проекта. Технически это сложнейшая операция, требующая синхронной работы десятков специалистов и учета множества параметров, от температурных деформаций металлоконструкций до направления и силы ветра», — подчеркивает С. Буцких.
АЭС «Аккую» в Турции — первый проект в мировой атомной отрасли, реализуемый по модели «строй-владей-эксплуатируй» (BOO — Build-Own-Operate), подразумевающей, что АО «Аккую Нуклеар» (компания госкорпорации «Росатом») приняла на себя обязательства по проектированию, строительству, обслуживанию, эксплуатации и выводу из эксплуатации АЭС.
Станция будет состоять из четырех энергоблоков с реакторами российского дизайна ВВЭР‑1200 суммарной мощностью 4800 МВт.
Станция будет состоять из четырех энергоблоков с реакторами российского дизайна ВВЭР‑1200 суммарной мощностью 4800 МВт.
Технология Open Top значительно повышает безопасность, установка оборудования сверху минимизирует необходимость маневрирования с тяжелыми грузами внутри здания. Кроме того, она повышает качество монтажных работ. Использование сверхмощных кранов позволило минимизировать количество перегрузочных операций, что снизило риски повреждения оборудования. Это хороший пример того, как инженерный подход позволяет найти эффективное решение одной из самых сложных задач в строительстве.
«Устанавливая парогенератор массой 340 тонн через открытый верх, мы исключаем множество промежуточных операций, неизбежных при традиционном монтаже. Меньше операций — меньше рисков, выше качество», — разъясняет С. Буцких.
Возможность монтажа через открытый верх реакторного здания выводит управление цепочками поставок для атомных проектов на новый уровень — отпадают жесткие ограничения на очередность поставок, накладываемую условиями ввода грузов через транспортные шлюзы. Это существенно оптимизирует логистику, что особенно важно на проектах с несколькими параллельно возводимыми энергоблоками.
«Устанавливая парогенератор массой 340 тонн через открытый верх, мы исключаем множество промежуточных операций, неизбежных при традиционном монтаже. Меньше операций — меньше рисков, выше качество», — разъясняет С. Буцких.
Возможность монтажа через открытый верх реакторного здания выводит управление цепочками поставок для атомных проектов на новый уровень — отпадают жесткие ограничения на очередность поставок, накладываемую условиями ввода грузов через транспортные шлюзы. Это существенно оптимизирует логистику, что особенно важно на проектах с несколькими параллельно возводимыми энергоблоками.
Монтаж внутренней защитной оболочки блока № 1 АЭС «Аккую» с помощью крана Liebherr LR 13 000
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ