
О нас \| История и Успехи \| Миссия \| Манифест
Сети МСоЭС

  Члены МСоЭС
  Как стать
  членом МСоЭС
Дела МСоЭС

  Программы МСоЭС
  Проекты и кампании
   членов МСоЭС

СоЭС-издат

  Новости МСоЭС
  "Экосводка"
  Газета "Берегиня"
  Журнал Вести СоЭС
  Библиотека
  Периодика МСоЭС
Предыдущий выпуск | Архив | Следующий выпуск
*******************************************************************
* П Р О Б Л Е М Ы  Х И М И Ч Е С К О Й  Б Е З О П А С Н О С Т И   *
*******************************************************************
****     Х И М И Я * И * Ж И З Н Ь                  ***************
*******************************************************************
**                   Сообщение UCS-INFO.1288, 2 февраля 2005 г.   *
*******************************************************************
                                                        Мирный атом


           В.ДОМБРОВСКИЙ О НЕНАДЕЖНОСТИ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ


    Уважаемые коллеги!
    Предлагаются вашему вниманию статьи о проблеме аварийности АЭС.
Не было времени весь текст набрать полностью. Подробности в журнале
"Энергия: экономика, техника, экология" за ноябрь и декабрь 2004 года.
    Успехов,
    В.Домбровски, 31.01.2005, valdom@rambler.ru

    ЕСЛИ РЕАКТОР КАЧАЕТСЯ:
    В течение нескольких последних лет Правительство России выпустило в
два знаковых документа, касающихся развития атомной энергетики страны. В
2Программе развития атомной энергетики РФ на 1998-2005 годы и на период
до 2010 года> от 21 июля 1998 г. предусматривалось продление срока службы
АЭС на 5-10 лет за счет проведения соответствующего комплекса работ для
каждого энергоблока. Согласно <Энергетической стратегии России на период
до 2020 года> от 28 августа 2003 г. срок эксплуатации энергоблоков директивно
увеличен уже на 10-20 лет, или в два раза больше, чем предполагалось в
программе 1998 г. Следовательно, срок эксплуатации ядерных реакторов
планируется увеличить до 50 лет.
    В связи с этим хотелось бы предложить вниманию читателей некоторые
<атомные этюды>, которые, надеюсь, помогут избежать будущих аварий и
катастроф в атомной энергетике.
    Существуют жесткие требования по крену для энергоблоков АЭС, оснащенных
реакторами типа ВВЭР. При устройстве фундаментов реакторных отделений
АЭС с корпусными реакторами типа ВВЭР заложено возможное отклонение
опорной поверхности фланца главного разъема корпуса реактора от горизонтали
до 1/10000 (или 0,5 мм при диаметре корпуса реактора ВВЭР-1000, равном
4,69 м, и высоте без крышки 10,88 м). При наружном диаметре герметической
защитной оболочки реактора, равном 47,4 м, высоте корпуса 70 м и размере
обстройки в плане 66 х 66 м получаем неравномерность осадки фундаментной
плиты реакторного отделения: по осям 7,2 мм, по диагонали - 10 мм.
    Под реакторными отделениями атомных электростанций устанавливают, как
правило, квадратные железобетонные плиты коробчатого типа. Общая масса
сооружения достигает 250 тыс. т при среднем давлении на грунтовое основание
до 0,5 - 0,6 МПа (50-60 т/м2) и средней осадке в 15-40 см, что зачастую
вызывает перекосы сооружения. При этом расхождение между фактическими
осадками и допускаемыми кренами фундаментов энергоблоков с реакторами
типа ВВЭР достигает в среднем двух порядков. Поскольку создать
несжимаемое грунтовое основание строителям, в силу целого ряда причин, не
удается, реакторостроители, казалось бы, должны увеличить допуски по
кренам, сняв жесткие ограничения. Но на практике этого не происходит.
В <дочернобыльский период> для исправления крена реакторных отделений
АЭС не раз и не два применялись весьма рискованные методы выравнивания
сооружений - посредством контргруза. Например, в конце трехлетнего периода
эксплуатации первого энергоблока Запорожской АЭС (Украина, Запорожская
обл., г.Энергодар), пущенного в эксплуатацию 26 декабря 1984 г., при давлении
на грунтовое основание около 0,4 МПА (40 т/м2) произошел крен сооружения
из-за эксцентричного приложения равнодействующей нагрузок при
нестабилизированной осадке. Для ликвидации крена был применен контргруз
из бетона  объемом 650 м3 (масса 1500 т), уложенного с эксцентриситетом в 30
м относительно оси реакторного отделения и в отметках 45,6-47,6 м от уровня
чистого пола. Подобные крены имели место и на других советских АЭС.
Порочная практика исправления <качающегося> реакторного отделения (при
осадке до 58 см!) отмечалась на первом энергоблоке Балаковской АЭС (Россия,
Саратовская обл., г.Балаково), введенного в эксплуатацию 20 декабря 1985 г.
Тогда была нарушена технология возведения фундаментной плиты на
обводненных грунтовых основаниях. Для исправления крена на крыше блока
установили контргруз, который перемещался в ту или иную сторону, чтобы
якобы обеспечить строгую горизонтальность главного разъема реактора и
связанного с ним оборудования. Администрация БаАЭС считала такое решение
<технологическим новшеством>.
    До 1984 г. я работал в петербургском институте <Атомэнергопроект> (бывшее
ленинградское отделение ВГНИПИИ <Атомтеплоэлектропроект>), где
занимался проектированием гидротехнических сооружений электростанций. В
1982 г. при плановом проектировании насосных станций Ровенской АЭС
(Украина, Ровенская обл., г.Кузнецовск) обратил внимание в одном из томов
инженерно-геологических отчетов на упоминание карстовых проявлений на
площадке строительства. Дальнейший поиск в архивах института и научно-
технической литературе все более убеждал меня в наличии карста.
Последовавшие затем неоднократные предупреждения по телетайпу в адрес
дирекции строящейся Ровенской АЭС о необходимости дополнительных
инженерно-геологических изысканий не возымели действия. Обозленный
телеграммами заказчик пригрозил расторгнуть договорные отношения с
проектным институтом и прекратить оплату выполненных работ.
Вскоре (в конце лета 1982 г.) в карстовую воронку провалилось здание
пионерной базы атомной станции. Никто не пострадал только благодаря тому,
что происшествие случилось в выходной день. На строительстве началась
паника с поиском <стрелочника>.
    Дополнительные буровые работы на площадке строительства Ровенской АЭС
выявили меловые отложения на отметках 20-75 м с карстовыми прослоями в
10-15 м. Провались работающий реактор в карстовую полость - беды не
миновать.
    Началась пора <трудовых подвигов>. Для исключения аварий оснований
сооружений на третьем энергоблоке РоАЭС, запущенном в эксплуатацию
только 31 декабря 1986 г., проводилась цементация грунтов. Это привело к
увеличению продолжительности возведения <нулевого цикла> станции на 5,5
месяцев, а всего сооружения на 10,5 месяцев при росте трудозатрат на 18,5% с
многомиллионными убытками.
    Затем цементация грунтовых оснований проводилась на уже построенных
первом (эксплуатируется с 22 декабря 1980 г.) и втором (эксплуатируется с 22
декабря 1981 г.) энергоблоках Ровенской АЭС и продолжилась при возведении
фундаментов четвертого энергоблока АЭС.
    Совершенно естественно, в мой адрес не последовало ни письменных, ни
устных слов благодарности. Проектные решения РоАЭС подвергались ревизии
на уровне научно-исследовательских институтов Госстроя СССР. Сами
госстроевские чиновники твердили: <Знал, но не предупредил>.
Особое раздражение экспертов вызвало возведение береговой насосной
станции Ровенской АЭС по первоначальному проекту. Именно тогда впервые
устойчивость основания подпорного сооружения была рассчитана по <формуле
В.Н.Домбровского>, отличной от государственных строительных норм.
Ошибки при строительстве атомных электростанций в неблагоприятных
инженерно-геологических условиях продолжались при возведении Крымской
АЭС (Украина, Крымская обл., г.Феодосия). КрАЭС посадили на тектонические
разломы в сейсмической зоне, где основанием фундаментов сооружений
служили структурно неустойчивые набухающие грунты. Особенностью таких
грунтов является увеличение в объеме при смачивании водой, возникновение
сил набухания, способных перемещать заглубленные конструкции.
Поэтому по моей инициативе в начале 1983 г. во ВНИИ гидротехники (Санкт-
Петербург) состоялось научно-техническое совещание с привлечением
харьковских генпроектировщиков по проблеме Крымской АЭС. Тогда
инженеры и ученые пришли к единому мнению о невозможности дальнейшего
проектирования и строительства АЭС на выбранной площадке. Позже под
давлением общественности и на демократической <зеленой волне> стройку
законсервировали.
    Ориентировочная стоимость одного типового блока АЭС с жилпоселком и
инфраструктурой составляет 750-900 млн. долл. Как правило, вводится в строй
4-6 блоков (на Балаковской АЭС планировалось построить 24 блока, сделав ее
самой крупной в мире!). Значит, только минимальный экономический ущерб
вследствие необдуманных технических решений по Ровенской и Крымской
АЭС оценивается примерно в 2,5 млрд. долл.
    Аварии <чернобыльского типа> назревали в дочернобыльский период, и их
могло произойти несколько и на разных АЭС. К сожалению, надлежащих
выводов так и не было сделано. <Атомная электрофикация> Европейской
России, где проживает 4/5 населения страны, оставляет много поводов для
размышлений и продолжения поднятой темы:

    <ВОЛГОДОНСКИЙ ТРЕУГОЛЬНИК>
    На Дону еще с советских времен образовался своеобразный <волгодонский
треугольник>, где регулярно происходят разрушения промышленных и
гражданских зданий и сооружений. Лет двадцать назад в городе Волгодонске
стали трещать и деформироваться новые многоэтажные дома, построенные на
просадочных грунтах с использованием разнотипных фундаментов,
подтапливаемых снизу подземными водами, фильтрующимися из Цимлянского
водохранилища.
    Стоит полистать подшивки волгодонских газет минувших лет, чтобы увидеть
красноречивые фотоиллюстрации к статьям с разрушенными (или разрушающимися)
городскими сооружениями. Просадки лессовой толщи в 20-30 м (!) только от
собственного веса грунта достигали 0,6 м, а под нагрузкой - 1,5 м. Но урок
не пошел впрок.
    Наступил черед завода <Атоммаш>, построенного по проекту института <ПИ-1>
Госстроя СССР (Ленинград/Санкт-Петербург), когда в просадочных грунтах
второго типа (просадки грунта при замачивании водой от собственного веса
более 5 см) устраивались висячие буронабивные сваи. Рекомендации по
устройству подобного рода нулевого цикла давал ведущий НИИ оснований и
подземных сооружений Госстроя СССР (Москва), считая это надежным
решением. В результате высокоточное оборудование цехов было выведено из
строя вследствие деформаций сооружений. Только в ныне действующих
Строительных нормах и правилах (СНиП) по проектированию свайных
фундаментов запрещается использование висячих свай в просадочных грунтах.
Но для того, чтобы сделать такие выводы, необходимы были <показательные>
разрушения строительных объектов с астрономическим материальным
ущербом.
    К слову, <Атоммаш> должен был заменить <Ижорский завод> и
<Уралвагонстрой>, выпускавшие оборудование для АЭС, став флагманом
атомного машиностроения страны.
    По ряду причин обоснованное беспокойство вызывает пуск первой очереди
Волгодонской АЭС (бывшая Ростовская АЭС), состоявшийся 23 февраля 2001
г. устройство нулевого цикла железобетонного колосса с атомным сердцем
конструктивно критиковалось специалистами со дня закладки первого репера
станции.
    Рассмотрим проблемы фундамента реакторного отделения первого блока
Волгодонской АЭС. Здесь в качестве фундамента принята квадратная в плане
железобетонная монолитная плита ростверка размерами 69,98 х 68,98 м,
покоящаяся на 3384 забивных призматических железобетонных сваях
переменной длины (сечение 0,35 х 0,35 м, сваи длиной 12 м - 1044 штук, сваи
длиной 14 м - 2340 штук). Сваи-стойки по проекту прорезают водонасыщенные
слабые грунты и упираются нижними концами в водонасыщенные несвязные
грунты - пески мелкие и средней крупности.
    По данным профессора В.С.Лапшенкова, основанным на изучении рабочих
чертежей Горьковского отделения института <Атомтеплоэлектропроект> и
исполнительной документации свайного поля под первым блоком ВоАЭС, 1110
свай (32,2% от их общего числа) оказалось недобито до проектной отметки на
глубину более 0,5 м. При этом в расчетах не учитывается заостренная часть
сваи, которая имеет длину 0,3 м. Следовательно, некоторые сваи под
ростверком работают не как сваи-стойки, а как висячие, что недопустимо, а
под их острием образовался зазор из слабого глинистого грунта мощностью до
0,2-1,7 м. В этой связи меняется и сама работа конструкции в грунтовом
основании. Надо учитывать и требования СНиП 2.02.03-85, где говорится о
необходимости заделки висячих свай в плотные не несвязанные грунты на
глубину 0,5-0,8 м, что не выполнено.
    Нельзя не учитывать также вероятность передачи наклонной нагрузки на
подошву свайного фундамента сооружения (в том числе из-за брака при
забивке свай), и при сейсмических воздействиях (в районе строительства
возможны землетрясения силой до 7 баллов). Поэтому не исключается крен с
горизонтальным перемещением сооружения, который и создаст аварию на
действующей АЭС.
    Парадоксально, но в письме No 2-18/704 от 29 ноября 2000 г. за подписью
начальника Управления по надзору за ядерной и радиационной безопасности
атомных станций Госатомнадзора РФ С.А.Адамчика, адресованного
Межрегиональному общественному движению <За безъядерный Дон>,
говорится следующее: <Принятые проектные решения по основаниям и
фундаментам зданий и сооружений Ростовской АЭС были в свое время
одобрены комиссией, в состав которой входили ведущие специалисты
Главгосэкспертизы при Госстрое СССР, Главстройнауки, НИИОСПа,
ПНИИИСа, ВНИИ ВОДГЕО, Минмонтажспецстроя, Гоатомнадзора и
Минэнерго СССР. Несущая способность свайных фундаментов под
сооружениями Ростовской АЭС обеспечена. К такому выводу пришло
совещание специалистов ВНПО <Фундамент> (НИИОСП), НИИЖБ Госстроя
СССР, МИСИ им Куйбышева>. (К моменту отправки письма ряд организаций
из перечисленных поменяли название и ведомственную подчиненность. - В.Д.)
Достоверность результатов государственной экспертизы вызывает
обоснованное опасение по ряду причин. Там говорится: <По результатам
проведенных при производстве работ испытаний забивных свай, к примеру,
реакторного отделения, определена величина допустимой нагрузки для
испытываемых свай Н = 178 т. Простое сравнение с расчетной величиной Н =
122 т говорит об имеющемся достаточном запасе по несущей способности
основания реакторного отделения>.
    Такой оптимизм не соответствует действительности. Согласно рабочим
чертежам серии 1.011-6 <Сваи забивные железобетонные> (М., Госстрой СССР,
1975), сваи марки С 12-35 изготавливаются из бетона марки М250 (или В20) с
призменной прочностью на сжатие 11,5 МПа, а сваи марки С14-35 - из бетона
марки М300 (или В25) с призменной прочностью на сжатие 14,5 МПа с учетом
СНиП 2.03.01-84 <Бетонные и железобетонные конструкции> (М., ЦИТП
Госстроя СССР, 1985). При нагрузке на сваю в 178 т получаем сжимающее
удельное давление 19,4 МПа, а при 122 т - 13,6 МПа. Следовательно, сваи
длиной 12 м не проходят по расчету ни по предельной (превышение в 1,69
раза), ни по допускаемой (превышение в 1,18 раза) нагрузке. Поэтому сваи
марки С12-35 в количестве 1044 штук не работают из-за низкой прочности
железобетона, а ведь этих свай до 30,9% от общего количества в свайном поле.
Эти оценки подтверждаются и данными рабочего чертежа ГО АТЭП ? А-
57600а от 17 апреля 1980 г., где в пункте 8 примечания говорится: <Несущая
способность сваи С12-35 - Р = 123,9 т, а при сейсмическом воздействии Р =
83,6 т. Несущая способность сваи С14-35 - Р = 115,8 т, а при сейсмическом
воздействии Р = 76,5 т>. По-видимому, эта <ошибка> привела к назначению
повышенной нагрузки на сваю марки С14-35 посредством увеличения ее
заглубления на 1 м в несвязный грунт - против первоначального варианта.
Госатомнадзор России констатирует: <В настоящее время осадка фундаментной
плиты, к примеру, реакторного отделения почти при 100 процентах загрузки
составляет всего 91 мм при предельно допустимой величине 300 мм. При этом
конечная прогнозируемая осадка к концу срока эксплуатации блока (через 40
лет) составляет в консервативной оценке 120 мм>. Здесь в относительной
величине осадка сооружения возрастает в 1,32 раза.
    Такое заявление вызывает сомнение по ряду причин. Во-первых,
государственная экспертиза совершенно не обсуждает достоверность
измерения осадок построенного блока, которая подвергалась обоснованной
общественной критике. Процитируем письмо начальника Предприятия ? 20
Главного управления геодезии и картографии при Совете Министров СССР
В.А.Ксендзова под названием <О расторжении договора на ведение инженерно-
геодезических работ по Ростовской АЭС>, направленное заместителю
заведующего отделом угольной промышленности Ростовского обкома КПСС
П.Г.Мрыхину, а также директору строящейся АЭС Э.А.Мустафилову и
начальнику ОКЭ No 202 А.С.Хачатурову. Там говорится: <По заявке
технических служб Ростовской АЭС с апреля 1985 года экспедиция ? 202
Предприятия No 20 ГУГК при Совете Министров СССР ведет слежение за
осадками объектов станции. За этот период неоднократно обращалось
внимание руководства АЭС на неудовлетворительное состояние глубинных
реперов и осадочных марок.
    Так, репер No 3 уничтожен СМУ-20 УС АЭС в октябре 1985 г., репер
No 4 весной 1987 г. Был полностью залит водой, глубинные реперы No 6 и 7
заложены в 1987 г. С грубыми нарушениями (реперы выступают над
поверхностью земли, отсутствуют колодцы, теплоизолирующий материал и
документация по установке глубинных реперов, сохранность глубинных
реперов неудовлетворительная).
    В ходе строительных работ из 17 осадочных марок утрачены 6 (или 35% -
В.Д.), сохранившиеся марки подвергаются ударам, заливаются бетонным
раствором, закрываются строительными конструкциями. В результате полученные
данные не отражают действительной картины деформаций.
    В связи с вышеизложенным, руководством Предприятия ? 20 дано разрешение
экспедиции No 202 расторгнуть с Дирекцией строящейся АЭС договор No 112
от 10 января 1987 г., о чем и информирую>.
    Возникает закономерный вопрос: насколько достоверны наблюдения за
осадками АЭС в период строительства? При анализе писем и публикаций
приходишь к мнению, что в качестве реперов заказчиком использовались либо
пни деревьев, либо корни тополей, которые в изобилии произрастают вокруг
Волгодонской АЭС. Эти обстоятельства и привели к ошибочным оценкам при
определении фактических осадок реакторного отделения атомной
электростанции.
    Но срок жизни тополей сопоставим с периодом эксплуатации АЭС. Отсюда,
до атомного <конца света> осталось около десяти лет, если не случится
чрезвычайного происшествия из-за отказа фундамента.
    Кроме того, малая деформируемость несвязных оснований при больших
допускаемых нагрузках на грунты, существенно превышающих величины
российских норм, известна из германских строительных стандартов, но там
есть ограничения по осадкам грунтов. Причина заключается в спонтанном
разрушении несвязного грунта при потере несущей способности такого вида
основания. Поэтому ни скорость приращения осадки фундамента в пределах 1
мм в год, ни фактическая осадка, а тем более прогнозируемая, не могут служить
надежным критерием оценки деформации основания реакторного отделения.
На бытовом уровне существует триада: <прорабы - воры, проектировщики -
вредители, ученые - вруны>. При этом <воровство> прорабов объясняется
низким качеством производства строительно-монтажных работ,
<вредительство> проектировщиков выражается в стремлении к снижению
сметной стоимости строительства под государственным лозунгом <экономика
должна быть экономной>, а <вранье> ученых - в рекомендациях применения
ложных формул, не имеющих элементарного экспериментального
подтверждения.
    При всей юмористичности народного эпоса в таких формулировках следует
отметить наиболее слабое последнее звено, не поддающееся критике. Именно
недостаток экспериментальных исследований и теоретических обобщений
(специфическая экономия на науке!) в нелинейной механике грунтов приводят
(и приводили) к <вранью> в проектных расчетах и авариям оснований
сооружений.
    Экономия на развитии прикладной науки и опасная тенденция копирования
зарубежных строительных норм и стандартов чреваты дальнейшим
разрушительным процессом при проектировании, строительстве и
эксплуатации фундаментов промышленных и гражданских объектов в России
(особенно в атомной энергетике).
    Проблемы фундаментов АЭС давно стали <ахиллесовой пятой> отрасли. К
сожалению, имеющий место до сих пор на государственном уровне подход к
решению технических вопросов, возникающих в фундаментостроении на особо
опасных объектах, вызывает вопросы, которые остаются без ответов.
Естественная реакция в таких случаях - возражения и сопротивление населения
против строительства АЭС из-за угрозы жизни и здоровью россиян.

**************************************************************
* Бюллетень выпускается Союзом "За химическую Безопасность"  *
* (http://www.seu.ru/members/ucs)                            *
* Редактор и издатель Лев А.Федоров. Бюллетени имеются на    *
* сайте: http://www.seu.ru/members/ucs/ucs-info              *
* ***********************************                        *
* Адрес: 117292 Москва, ул.Профсоюзная, 8-2-83               *
* Тел: (7-095)-129-05-96, E-mail: lefed@online.ru            *
**************************   Распространяется                *
* "UCS-PRESS" 2005 г.    *   по электронной почте            *
**************************************************************
Предыдущий выпуск | Архив | Следующий выпуск
Подпишитесь на электронный бюллетень "Химия и жизнь"