Experimental justification of actions for improvement of design solutions of building constructions of the nuclear power plant

In recent time requirements for security of building constructions, an internal inventory and personnel at action of special inertial reaction taking into account increase in their predicted intensity are toughened. It is possible to carry to similar special types of loadings: seismic influence, blow of the plane, the fire, a loading of designs air shockwaves, the unauthorized armed attacking actions and so forth. These circumstances cause need of identification of stocks of design durability, the detailed description of features of formation of zones of destruction, distribution of indignations for the actual designs including equipped with tools shock-, vibration- and fire-protection. The central element of design protection of the modern NPP is the pressure-tight cover of the reactor (containment) capable to maintain not only extreme external mechanical influences (earthquakes, hurricanes, plane crash, etc.), but also intrinsic pressure up to 0,4 MPa. However, at damage of building constructions because of emergence of cracks, through holes, a dehiscence of a reinforcing layer mechanical strength and a limit of their fire proofness can change considerably. Thus, preservation of a wholeness of building constructions of the NPP becomes one of decisive factors for safety of operation of the reactor in the conditions of emergency situation. Now new approaches to increase in design protection of envelopes of the NPP are developed. In particular, tests of perspective concrete goods with “non-contact” joints of fittings are carried out (like loopback joints, and also direct or bent restart-up with various anchor devices). Within the pilot studies full-scale tests of reinforced concrete linear elements with unwelding joints of metal mountings in various conditions were carried out. Tests were carried out at the hydrostatic stand of LLC “Stroydinamika”. Sizes of models 4700´400´400 mm. The class of durability of concrete of reinforced concrete models declared by the manufacturer is B25. The generalized test data for option of multiple sign-variable mechanical influence are provided on the chart “loading movement”. During tests for the first time it was succeeded to investigate features of destruction of a loopback joint on slanting section. Destruction of a loopback joint on slanting section is reached only at a unilateral loading in the conditions of the application of loading immediately near a joint. The crack arises at loadings 0,7-0,8 from maximal. For development of recommendations about application, calculated justification and designing of the offered options of a joint tests of designs on the inertial unidirectional and reversal load began. These tests are intended to give the answer to a question of effectiveness of use of loopback joints of metal mountings for decrease in intensity of destructions at shock and explosion.

защитная оболочка, сейсмическое воздействие, удар самолета, система противопожарной защиты, огнестойкость, предел огнестойкости, безопасность АЭС, предотвращение разрушений, бесконтактные стыки арматуры, гидростатический стенд, динамический стенд, protective shell, seismic impact, aircraft shock, fire protection system, fire resistance limit, Nuclear safety, damage prevention, contactless joints reinforcement, hydrostatic stand, dynamic stand

1. Safety of nuclear power plants: design. Specific safety requirements No. SSR-2/1.-Vienna : International Atomic Energy Agency, 2012.

2. Ramana M. V. Nuclear power: economic, safety, health, and environmental issues of near-term technologies // Annual Review of Environment and Resources.-2009.-Vol. 34, Issue 1.-P. 127-152. DOI: 10.1146/annurev.environ.033108.092057.

3. Бирбраер А. Н., Роледер А. Ю. Безопасность атомных электрических станций при экстремальных внешних воздействиях // Биосфера. -2010. -Т. 2, № 2. -С. 197-213.

4. Бирбраер А. Н., Роледер А. Ю. Экстремальные воздействия на сооружения. - СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2009.

5. Дундулис Г., Ушпурас У. Анализ безопасности АЭС при падении самолета // Международная конференция “Научно-техническая поддержка при регулировании ядерной и радиационной безопасности”, Киев, Украина, 22 марта 2012 г. URL: sstc.kiev.ua/documents/doc/conference/2012/12.ppt (дата обращения: 09.12.2016).

6. Мишуев А. В., Казеннов В. В., Хуснутдинов Д. З. Взрывная опасность для АЭС, запроектированных и построенных в России без учета взрывной опасности // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. -Т. 20, № 7. -С. 21-25.

7. Савин С. Н., Данилов И. Л. Сейсмобезопасность зданий и территорий.-СПб. : Изд-во “Лань”, 2015. -С. 156-163.

8. НПБ 114-2002. Противопожарная защита атомных станций. Нормы проектирования. - М. : ВНИИПО МЧС России, 2003.

9. НП-001-15. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. URL: http://docs.cntd.ru/document/420329007 (дата обращения: 09.12.2016).

10. СП 2.6.1.28-2000. Правила радиационной безопасности при эксплуатации атомных станций (ПРБ АС-99). -М. : Минздрав России, 1999.

11. НП-026-16. Требования к управляющим системам, важным для безопасности атомных станций. URL: http://docs.cntd.ru/document/420383903 (дата обращения: 09.12.2016).

12. НП-040-02. Правила обеспечения водородной взрывозащиты на атомной станции. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200034921 (дата обращения: 09.12.2016).

13. ПиН АЭ-5.6. Нормы строительного проектирования АС с реакторами различного типа.-М. : Минатом, 1986.

14. ППБ-АС-2011. Правила пожарной безопасности при эксплуатации атомных станций. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200094269 (дата обращения: 09.12.2016).

15. External human-induced events in site evaluation for nuclear power plants. IAEA Safety Standards Series. Safety Guide No. NS-G-3.1. -Vienna : IAEA, 2002.

16. НП-064-05. Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на объекты использования атомной энергии. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200043834 (дата обращения: 09.12.2016).

17. Курлапов Д. В. Воздействие высоких температур пожара на строительные конструкции // Инженерно- строительный журнал. -2009.-№ 4. -С. 41-43.

18. Тамразян А. Г., Аветисян Л. А. Прочность и несущая способность сжатых железобетонных элементов при динамическом нагружении в условиях повышенных температур // Промышленное и гражданское строительство. -2016. -№ 7. -С. 56-60.

19. Hui Lu, Lin-Hai Han, Xiao-Ling Zhao. Fire performance of self-consolidating concrete filled double skin steel tubular columns: Experiments // Fire Safety Journal.-2010.-Vol. 45, No. 2.-P. 106-115. DOI: 10.1016/j.firesaf.2009.12.001.

20. Sun-Jong Park, Hong Jae Yim, Hyo-Gyoung Kwak. Nonlinear resonance vibration method to estimate the damage level on heat-exposed concrete // Fire Safety Journal. - 2014. - Vol. 69. - P. 36-42. DOI: 10.1016/j.firesaf.2014.07.003.

21. Payan C., Ulrich T. J., Le Bas P. Y., Saleh T., GuimaraesM. Quantitative linear and nonlinear resonance inspection techniques and analysis for material characterization: Application to concrete thermal damage // Journal of the Acoustical Society of America.-2014.-Vol. 136, No. 2.-P. 537-546. DOI: 10.1121/1.4887451.

22. Savin S. N., Smirnova E. E. Evaluation of mechanical safety of building structures using elastic vibrations varying in wave length // World Applied Sciences Journal. - 2013. - Vol. 23, No. 11. - P. 1448-1454. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.23.11.13161.

23. Беляев В. С., Савин С. Н., Демишин С. В. Экспериментальные исследования экономичных вариантов стыков арматуры на действие статической нагрузки // Будивельные конструкции. - Вып. 74, кн. 1. -Киев : ДП НДИБК, 2011. -С. 357-364.