[MOHCTP]

Проектирование и строительство объекта "Укрытие"

В середине мая 1986г. Правительственная комиссия приняла решение о долговременной консервации разрушенного энергоблока с целью предотвратить в дальнейшем выход радионуклидов в окружающую среду и снизить уровень излучения на промплощадке АЭС.

Генеральным проектировщиком объекта "Укрытие" являлся ВНИПИЭТ (г. Санкт-Петербург). Отдельные конструкции были запроектированы институтами ЛенПСК (г. Санкт-Петербург), ЦНИИПСК (г. Москва), УкрНИИПСК (г. Киев), ДнепрПСК (г. Днепропетровск) и другими.

Особые условия возведения объекта "Укрытие" вызвали необходимость разработки нескольких вариантов проектных решений и неоднократной их корректировки в процессе строительства. Ряд принципиально важных решений принимался непосредственно на объекте и оформлялся в виде технических решений. Было разработано и рассмотрено 18 конструктивных решений, которые сводились к сооружению над разрушенным блоком двух типов перекрытий:

- арочного, пролетом 230 м или купольного сводчатого, пролетом до 120 м;

- перекрытия из конструктивных элементов пролетом 50 м с использованием сохранившейся стены и перекрытия здания в качестве опор. Опасный источник радиоактивного загрязнения следовало изолировать как можно быстрее. Проработки и технико-экономические расчеты показали, что работы по первому варианту потребуют 1,5-2 года, тогда как работы по второму займут несколько месяцев. Он и был принят для реализации.

Проектирование "Укрытия" удалось осуществить в течение мая-августа 1986 г. Проектная документация по мере готовности передавалась строителям и при необходимости уточнялась или дополнялась бригадой авторского надзора. В конце мая 1986 г. для проведения работ была сформирована специальная организация УС-605, состоящая из нескольких строительных и монтажных подразделений, бетонных заводов, управлений механизации, автотранспорта, энергоснабжения и т.п. Работы велись круглосуточно, вахтами, численность которых достигала 10 тыс. человек. С учетом особо сложной радиационной обстановки был разработан специальный комплекс защитных мер. В первую очередь были созданы перегородки, отделившие поврежденный 4-ый энергоблок от 3-го, а также защитные стены по периметру 4-го энергоблока из железобетона толщиной 6 м с северной и 8 м с южной и западной сторон блока, обеспечивающие безопасность при производстве строительно - монтажных работ. Северная защитная стена была выполнена из бетона в виде уступов ("каскадов") высотой до 12 м. Каждый последующий уступ выполнялся с возможно большим приближением к разрушенному блоку. Внутрь уступов укладывались изношенные и поврежденные металлоконструкции. Сохранившаяся западная стена снаружи была закрыта стеной с контрфорсами . Для создания перекрытия над центральным залом разрушенного реактора и деаэраторной этажеркой необходимо было найти опоры для установки новых несущих конструкций. По результатам исследований строительных элементов блока "В" , сохранившихся после взрыва реактора, в качестве опоры были приняты:

по западной стороне - сохранившаяся монолитная стена;

по северной стороне - вновь возводимая каскадная;

по восточной стороне - две сохранившиеся вентиляционные шахты;

со стороны деаэраторной этажерки (южная сторона блока) - металлическая балка пролетом 70 м, высотой около 6 м, шириной 2,4 м. Сооруженное верхнее покрытие над разрушенным реактором представляет собой следующую конструкцию: поперек металлических балок, идущих вдоль центрального зала, уложено 27 металлических труб диаметром 1220 мм, длиной 34,5 м, над которыми устроена кровля из профилированного настила.

В 1986 г. был смонтирован первоначальный вариант покрытия над машзалом с опиранием несущих ферм на колонны деаэраторной этажерки по ряду Б и стальные решетчатые колонны, установленные снаружи машинного зала. Ввиду ненадежности этого покрытия, что обусловлено передачей значительной нагрузки на поврежденные колонны (имеющие горизонтальные смещения до 1,1 м ), последнее было демонтировано.

В 1989 г. была возведена новая конструкция покрытия по проекту 09-247-КМ, существующая до настоящего времени. Особенность нового покрытия заключается в том, что оно не нагружает каркас (поскольку опирается на специально возведенные поперечные стены в машзале) и в то же время выполняет функцию горизонтального упора, предотвращающего смещение каркаса.

Поперечные стены перегораживают машзал по осям 41 и 49. Металлический каркас стен состоит из колонн и щитов. Щиты прикреплены к колоннам с двух сторон монтажной сваркой, а между собой с помощью тяжей с шагом 3 м и монтажной сварки. После монтажа щитов внутреннее пространство между ними заполнялось бетоном. Покрытие состоит из пяти пространственных блоков размерами в плане 60? 10,5 м. Пространственный блок образуют две стропильные фермы, щиты кровли и система вертикальных и горизонтальных связей.

При сооружении объекта "Укрытие" происходило существенное воздействие на ядерное топливо, находящееся в развале реактора: внутрь помещений попадал бетон, могли произойти дополнительные перемещения разрушившихся конструкций реактора и строительных элементов, изменялся режим естественного охлаждения и т. п. Поэтому все время, пока сооружалось "Укрытие", вне и внутри 4-го энергоблока велись интенсивные диагностические работы.

Исключительно высокие значения МЭД g -излучения в начале июня (до 600 Р/ч над кровлей машинного зала и северным завалом и 700-950 Р/ч над реакторным блоком и деаэраторной этажеркой) крайне затрудняли доставку измерительных приборов возможно ближе к выброшенному топливу.

В июле 1986г. в развал реактора с помощью вертолета был установлен своеобразный зонд, получивший название "Игла". Согласно первоначальному плану он должен был войти в кратер развала и проникнуть непосредственно в шахту реактора. Выполнить этот план не удалось: большая часть детекторов "Иглы" при постановке вышла из строя, а сама "Игла" попала в северный бассейн выдержки отработавшего топлива, о чем, впрочем, стало известно позже. Абсолютное значение температуры поверхности завала осталось неизвестным. Значение МЭД внутри завала достигало десятков тысяч рентген в час.

Среди многих диагностических исследований следует отметить программу "Буй", подготовка которой заняла около двух месяцев, а полное развертывание системы детекторов - десять дней. "Буй" - это диагностическое устройство с оболочкой в виде усеченного конуса, которое с помощью вертолетов, а позднее - строительных кранов, устанавливалось на поверхность развала реактора и в центральный зал. Каждый из буев имел кабель около 25 м длиной, свободный конец которого крепили к вертолету или крану, после чего буй транспортировали в заданную точку, устанавливали на поверхность развала реактора, а затем через кабель подключали к основной сети. В каждом буе были смонтированы два преобразователя теплового потока для одновременного измерения температуры и плотности теплового потока на поверхность развала. Внизу, на расстоянии 0,5 м и 1 м от нижней плоскости были укреплены термометры для измерения температуры воздуха, примерно по середине буя - детектор МЭД g - излучения, наверхнем конце - шесть анемометров.

Первый пробный буй был установлен 5 августа 1986 г. С этого момента начался непрерывный оперативный контроль тепловых и радиационных параметров на поверхности развала реактора. Всего было установлено 15 буев с примерно 160 различными детекторами. Эксплуатация основной части буев длилась до конца сентября 1986 г., когда по условиям ведения строительных работ были выведены из строя кабели, связывающие их с центральным пультом. В дальнейшем, вплоть до ноября 1986 г., оперативный контроль развала проводился с помощью детекторов температуры и g -излучения единственного действовавшего буя №11.

По показаниям буев было установлено, что МЭД над развалом монотонно уменьшается примерно в 2 раза за 60 суток, что находилось в хорошем соответствии с расчетами. Такое же снижение наблюдалось для тепловых параметров. Это указывало на то, что опасные тенденции в поведении топлива отсутствуют. Кроме того, результаты выполнения программы "Буй" позволили оценить интегральную сумму остаточного тепловыделения продуктов деления, а отсюда и массу топлива, оставшегося в помещениях блока, которая составила более 90%.

Поскольку к октябрю 1986 г. информация стала поступать только от одного буя, с помощью переносной теплофизической и радиометрической аппаратуры были обследованы помещения, прилегающие к шахте реактора. По их результатам были выбраны новые точки контроля, и началась установка детекторов внутри объекта "Укрытие", в основном в его нижней части. Кроме того, с крыши, через специальные каналы в трубном перекрытии в пространство над развалом реактора были введены ионизационные камеры и измерители температуры. После подключения их к уже существующей измерительной аппаратуре они вместе образовали исследовательский информационно-диагностический комплекс - систему "Финиш". Основные функции этой системы заключались в осуществлении непрерывного контроля тепловых и радиационных параметров.

С 1987 г. информация от части датчиков начала передаваться в информационно - диагностическую систему "Шатер" , ставшую впоследствии штатной системой. Фактически являясь периферийной, настроенной на очень большие поля, эта система должна была сигнализировать об аварийном изменении нейтронного потока , g -полей, температур в точках контроля. Следует отметить, что отсутствие в тотпериод конкретных данных о распределении топлива в помещениях 4-го энергоблока вынуждало размещать диагностические детекторы вслепую. Как выяснилось к 1989 г., большинство из них контролировало температуру и радиационную обстановку вдали от зон размещения больших количеств топливо-содержащих масс (ТСМ).

Внутри САРКОФАГа