Разработка и проектирование вентиляторной градирни АЭС
https://doi.org/10.26583/gns-2025-02-04
EDN: GEXBOW
Аннотация
Одним из методов повышения надежности эксплуатации объектов атомной энергетики является повышение эффективности работы системы контурного охлаждения реакторно-энергетического оборудования (РЭО) атомных электростанций (АЭС). Важнейшим элементом системы контурного охлаждения является башенная испарительная градирня (БИГ). Эффективность ее работы очень сильно зависит от климатической обстановки при эксплуатации в южных, тропических условиях Российской Федерации и за рубежом, особенно в условиях мирового глобального потепления и развития атмосферного парникового эффекта. Для компенсации климатического фактора эксплуатации стандартной конвекционной градирной установки, возможно дополнительно вводить охлаждающие мощности в виде малогабаритных, высокоэффективных вентиляторных градирен (ВИГ) с принудительным охлаждением. Исходя из существующих проектных решений для обеспечения стабильной работы охладительной системы РЭО необходимо установить 10-15 ВИГ около одной БИГ, в связи с чем появляется потребность в разработке отдельных фундаментов и проведение особых земляных работ для каждой ВИГ. В дополнении к вышесказанному, ВИГ – система, с потенциалом в модернизации оборудования (оросителей, двигателей, рабочих колес, водоуловителей), что может привести к увеличению постоянных или динамических, в основном, вибрирующих нагрузок от работы вентиляторов, уменьшая несущую способность фундамента. Во избежание снижения несущей способности, а также его перегрузки, необходимо провести мероприятия по его усилению в соответствие с нормативно-техническими требованиями. В рамках данной работы был проведен анализ нагрузок действующих на фундамент ВИГ, разработана его расчетная схема. На основании литературного обзора предложено два альтернативных варианта усиления фундамента ВИГ для обеспечения перспективного апгрейта оборудования с увеличенным весом. На основании анализа разработанной расчетно-аналитической модели определено, что нагрузки с центра фундамента, благодаря предложенным вариантам усиления фундамента ВИГ, перераспределились по краям, уменьшив максимальное нагружение в 5 раз. Показано, что второй вариант усиления арматурной сеткой выигрывает экономически, по сравнению с первым вариантом (усиление сортовыми, прокатными элементами), удешевляя проведение работ по разработке фундамента в 1,2 раза.
Об авторах
С. С. Синятникова
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия
Россия
студент 5 курса, кафедра строительных производств, факультет атомной энергетики и машиностроения
М. М. Бакланов
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия
Россия
студент 5 курса, кафедра строительных производств, факультет атомной энергетики и машиностроения
С. М. Бурдаков
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия
Россия
кандидат технических наук, доцент кафедры строительных производств
Ю. В. Заяров
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия
Россия
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедры строительных производств
Список литературы
1. Еперин А.П. О проблеме охлаждения технической воды атомных электрических станций. Биосфера. 2011;3(1):38–40. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=16519981 (дата обращения: 21.05.2025).
2. Пономаренко В.С., Арефьев Ю.И. Градирни промышленных и энергетических предприятий. Москва: Энергоатомиздат, 1998. 376 с. ISBN 5-283-00284-5. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01000601029?ysclid=mbyx1tkdlw354768798 (дата обращения: 22.05.2025).
3. Гильман Я.Д. Усиление и восстановление зданий на лессовых просадочных грунтах. Москва: Стройиздат, 1989. 159 с. ISBN 5-274-00271-4. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001459733?ysclid=mbyx3bcp42570734281 (дата обращения: 21.05.2025).
4. Калинин А.А. Обследование, расчет и усиление зданий и сооружений. Москва: Издательство ассоциации строительных вузов, 2004. 60 с. ISBN 5-93093-113-5. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01000958616?ysclid=mbyx5cwy70699753015 (дата обращения: 21.05.2025).
5. Сотников С.Н. Проектирование и возведение фундаментов вблизи существующих сооружений : опыт строительства в условиях Северо-Запада СССР. Под ред. канд. техн. наук С. Н. Сотникова. Москва: Стройиздат, 1986. 96 с. Режим доступа: https://djvu.online/file/QJwy7yYkzzFgH?ysclid=mbyu5wpmyj87026406 (дата обращения: 22.05.2025).
6. Швец В.Б. Усиление и реконструкция фундаментов. Москва: Стройиздат, 1985. 203 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001261292?ysclid=mbyx7qou6e873965572 (дата обращения: 21.05.2025).
7. Онуфриев Н.М. Усиление железобетонных конструкций промышленных зданий и сооружений. Москва: Стройиздат.1965. 342 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01006450094?ysclid=mbyujk98vh121777741 (дата обращения: 23.05.2025).
8. Горохов Е.В., Брудка Я., Лубиньски М. и др. Долговечность стальных конструкций в условиях реконструкции Под ред. Е.В. Горохова. Москва : Стройиздат, 1994. 482с. ISBN 5-274-01406-2. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001730302?ysclid=mbyusm86e645440659 (дата обращения: 22.05.2025).
9. Кикин А.И., Васильев А.А., Кошутин Б.Н. [и др.] Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий. Под ред. А. И. Кикина. 2-е изд., перераб. и доп. Москва : Стройиздат, 1984. 302 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001227371?ysclid=mbyuv1c0va60551956 (дата обращения: 23.05.2025).
10. Хромченко Ф.А. Надежность сварных соединений труб котлов и паропроводов. Москва: Энергоиздат, 1982. 120 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001115162?ysclid=mbyuzycpc4666683794 (дата обращения: 26.05.2025).
Рецензия
Выбранная тема является актуальной, поскольку посвящена важной для атомной энергетики задаче повышения эффективности системы охлаждения энергоблоков АЭС. Модернизация системы охлаждения энергоблоков АЭС в данном случае проводится с проектированием и использованием современных модульных вентиляторных градирен в условиях глобального изменения климата. Данные исследования являются важным направлением для минимизации расходов на устройство вентиляторной градирни, адаптации вариантов оборудования к несущей способности ее фундамента при различных вариантах его усиления, которые могут быть применены различными компаниями, формирующими энергетическую инфраструктуру Российской Федерации.
Целью исследования является получение результатов разработки одного из вариантов усиления фундамента вентиляторной градирни АЭС в плане его усиления. В первом варианте для усиления фундамента используют траверсы в виде забетонированных двухконсольных балок, устанавливаемых по бокам. Второй вариант усиления, в котором металлические изделия и бетонная подушка заменены арматурной сеткой, соединяющие днище бассейна с усилением единой конструкцией. Указаны достоинства и недостатки вариантов усиления фундамента вентиляторной градирни.
В качестве методов применены классические общенаучные методы: теоретический анализ научных трудов, эмпирический, логический, метод классификации. Для исследования прочностных характеристик вариантов усиления фундамента была разработана расчетно-аналитическая модель, по которой удалось определить, что нагрузки с центра, благодаря предложенному усилению фундамента, перераспределились по краям. Необходимые расчеты с использованием разработанной расчетной схемы были проведены в ПК ЛИРА-САПР. Проведенный анализ, предложенных вариантов усиления фундамента не выявил существенных изменений нагружения, однако второй вариант усиления арматурной сеткой выигрывает экономически, по сравнению с первым вариантом, удешевляя проведение работ по устройству фундамента в 1,2 раза.
Проведенный анализ и выполненные расчеты позволили спроектировать вентиляторную градирню с усиленным фундаментом на слабых грунтах с возможностью замены оборудования.
Наиболее значимыми результатами в данной статье являются варианты усиления фундамента вентиляторной градирни для увеличения его несущей способности. Обеспечение повышенной несущей способности фундамента может быть обосновано возможным апгрейтом оборудования, для повышения охлаждающей эффективности вентиляторной градирни.
Авторами сделаны выводы, которые отражают наполнение проведенного исследования. Материалы проведенных исследований могут быть использованы для формирования вариантов усиления строительных конструкций фундаментов в плане обеспечения и увеличения их несущей способности на объектах, связанных с атомной энергетикой.
Статья написана на высоком научно-техническом уровне и опирается на детальный анализ предметной области и всестороннее рассмотрение вариантов усиления фундамента вентиляторной градирни. Задача исследования поставлена чётко. Терминология и ссылочный аппарат применены корректно. К статье существенных замечаний не имеется. Практическая ценность исследования для атомной энергетики показана достаточно.
Статья «Разработка и проектирование вентиляторной градирни АЭС» может быть принята к публикации в журнале «Глобальная ядерная безопасность».
Рецензент___________________ Пимшин Юрий Иванович
Для цитирования:
Синятникова С.С., Бакланов М.М., Бурдаков С.М., Заяров Ю.В. Разработка и проектирование вентиляторной градирни АЭС. Глобальная ядерная безопасность. 2025;15(2):36-45. https://doi.org/10.26583/gns-2025-02-04. EDN: GEXBOW
For citation:
Sinyatnikova S.S., Baklanov M.M., Burdakov S.M., Zayarov Yu.V. Development and design of NPP fan cooling tower. Nuclear Safety. 2025;15(2):36-45. (In Russ.) https://doi.org/10.26583/gns-2025-02-04. EDN: GEXBOW
Просмотров:
43
Послать статью по эл. почте 