Kovový oblouk nad Černobylem
4.12.2014
Inženýrská výzva, jaká nemá v dějinách techniky obdoby. Taková slova charakterizují výstavbu bezpečnostního ochranného krytu New Safe Confinement nad havarovaným černobylským reaktorem.
Grandiózní projekt za 1,5 miliardy eur financuje ve spolupráci se 46 zeměmi a organizacemi Evropská banka pro obnovu a rozvoj (EBRD). Projekt začal v roce 1998, ale již dříve bylo jasné, že je třeba podniknout záchranné práce na stabilizaci provizorního ochranného krytu; ten byl nad ještě doutnajícím čtvrtým reaktorem v ukrajinském Černobylu vybudován po havárii v roce 1986. Kovová konstrukce má zastřešit reaktor nejméně na 100 let, ochránit vnější erozí nahlodávaný zkřehlý starý kryt, zabránit úniku radioaktivity a umožnit další konzervační a likvidační (ale i výzkumné) práce na místě havárie.
600 metrů od zničeného reaktoru
Stavba 110 m vysoké, 250 m široké, 150 m dlouhé konstrukce, která váží 30 000 tun, se započala před dvěma lety na plochém pozemku vzdáleném 600 metrů od reaktoru. Půjde-li vše podle plánu, roku 2015 se kovový oblouk stane největší pohyblivou strukturou a začne opatrně klouzat na své finální místo. Díky dekontaminačním pracím v posledních dvou desetiletích je úroveň radiace nad reaktorem nízká a dělníci mohou bezpečně prácovat po 40 hodin týdně. „Radioaktivita je zde nižší než u mne doma”, říká Eric Schmieman, stavař z Pacific Northwest National Laboratory v USA, zde odborný technický poradce. V jeho původním pracovišti ve státě Washington je vlivem geologického podloží mnohem vyšší přírodní radioaktivní pozadí. „Čím víc se ale blížíte k havarovanému reaktoru, radiace rychle stoupá”, upřesňuje Schmieman. Tým inženýrů proto musel vyvinout takový postup stavby, aby se dělníci nedostali blíže než na 30 m.
Jak se postupuje
Nejprve se na vyrovnané ploše vybavené pevnými základy a kolejnicemi pro posun jeřábů postaví vrcholek oblouku. K němu se připojí po stranách další část oblouku jako „nožičky”, konstrukce se zvedne 30 m do vzduchu a nožičky se otočí tak, aby na nich konstrukce pevně stála. Pak se po straně připojí další část „nožiček”, opět se vše zvedne o 30 m nahoru, aby se nožičky opět zajistily proti „rozjetí” a postup se opakuje, dokud není smontován celý oblouk o výšce 110 m. Zvedací zařízení je upevněno na deseti speciálních věžích, z nichž každá je opatřena 52 kabely s hydraulickými jednotkami, které umožňují zvedat, pohybovat se do strany anebo se pevně přidržet na místě. Toto vše se odehrává s přesností na zlomky milimetru a synchronizováno na zlomky sekundy, aby se oblouk zvedal rovnoměrně. Všechna zařízení na stavbě jsou unikátní – s výjimkou zvedáků, které už byly jednou použity: při zvedání potopené ruské ponorky Kursk ze dna Barentsova moře v roce 2001.
První část oblouku stihli inženýři smontovat a zdvihnout do 22 metrů na podzim 2012. Po tvrdé ukrajinské zimě se nyní na jaře 2013 inženýři vrátili, dokončují první oblouk a chystají se na stavbu druhého. Obě poloviny celé konstrukce se pak pevně spojí do konečné podobykrytu. Poté se práce přesunou dovnitř, aby se zde montovalo množství zařízení a systémů potřebných pro budoucí práce pod krytem.
Co bude uvnitř
Pravděpodobně nejúžasnějším zařízením vnitřku se stane obří mostový jeřáb zavěšený pod střechou krytu. Bude mít 6 paralelních drah 96 m dlouhých, bude dálkově ovládaný a kromě klasického závěsného háku na manipulaci s břemeny bude disponovat stíněnou zvedací kabinou pro pohyb osob a mobilní nástrojovou plošinou. Právě ho vyrábí americká firma pro průmyslovou robotiku. Vnitřek krytu bude také bohatě vybaven průmyslovými kamerami a dalšími robotickými nástroji – chapadly, manipulátory, vrtáky, drtiči, pilami. Po dokončení vnitřního vybavení začne nasouvání konstrukce nad reaktor.
Speciální koleje
Obrovské dráhy, po nichž se konstrukce posune, jsou stavbou sama pro sebe. Na montážní ploše a na druhém konci budoucí dráhy bylo 26metrové hloubky zavrtáno 400 obřích pilotů. Mezi nimi je dráha pouze vyztužena. Na montážním místě a pak na budoucím stanovišti bude konstrukce vyvíjet dlouhodobě poměrně silné horizontální síly, na dráze mezi nimi se však bude zdržovat jen krátkou dobu. Předpokládá se, že celý přesun potrvá pouhé dva dny! Na základech jsou položeny kolejnice se speciálním teflonovým povrchem. Sunutí 30 000 tun oceli bude vyžadovat hodně energie. Díky teflonu je však tření minimalizováno, takže problém není v pohybu samém, ale v tom, jak konstrukci rozjet, jak ji pak zabrzdit a jak ji v průběhu přesouvání zajistit před větrem. K tomu slouží systém hydraulických západek a ráčen poháněných dieselgenerátory, které budou hlídat, aby se konstrukce nevychylovala a nevymkla kontrole. „Všechno musí být perfektně synchronizováno,” říká odborný poradce Schmieman a dodává: „Ta věc je 250 m široká, jedna strana nesmí jít rychleji než druhá, to by veškerou práci úplně zmařilo”. Až bude kryt bezpečně instalován na místo, koleje s teflonovým povrchem se odstraní a konstrukce bude držet na místě vlastní vahou.
Bude stát 100 let
Tak dlouhá doba může znamenat problém s údržbou konstrukce. Inženýrský tým vymyslel elegantní řešení ochrany před korozí. Ve světě stojí několik železných konstrukcí starých 100 let a každého asi hned napadne Eiffelova věž -- tu ovšem na ochranu před korozí neustále natírají. V Černobylu to ovšem nepůjde tak blízko u reaktoru kvůli nebezpečí ozáření pracovníků. Místo toho zde bude systém větrání neustále vysušovat vzduch ve 12ti metrové mezeře mezi podpěrnou konstrukcí krytu a jeho střechou z nerezavějící oceli. Vzduch bude procházet přes vysoušeče naplněné dessikantem (látkou pohlcující vlhkost) objemovou rychlostí 45 000 m3 vzduchu za hodinu. Systém také vzduch v mezeře pod střechou ohřeje na teplotu o 3 stupně vyšší, než bude teplota vzduchu uvnitř pod krytem. Celá budova krytu obsahuje tolik vzduchu, že by se zde mohlo vyvíjet vlastní mikroklima. Udržováním teplotní diference se však zabrání kondenzaci vlhkosti a případnému dešti uvnitř.
Monitorování útrob
Konstrukce musí odolat zemětřesení stupně 6 a bude rovněž vybavena technologií na monitorování seismicity a radiace. To zajistí šest monitorovacích stanic uvnitř a další stanice vně, aby se mohla přesně vyhodnocovat odezva na jakýkoliv pohyb. Podle předpokládaného pohybu lidí uvnitř krytu byla také vytipována stanoviště dozimetrů a měřičů radioaktivity aerosolů.
Po kolaudaci přejde stavba plně do správy Ukrajiny. Kryt umožní systematicky a metodicky pracovat na likvidaci havarovaného reaktoru. Obří černobylský reaktorový kryt je ukázkou mezinárodní spolupráce a aplikace nejmodernějších technologií v monumentálním měřítku. Všichni, kdo se na stavbě podílejí, to cítí tak, jako by stavěli ekvivalent egyptským pyramidám.
Weby
Projekt francouzského konsorcia Novarka ve 3D simulaci:
http://www.youtube.com/watch?v=F9URUQvGE9g
Detaily technologie samotného zvedání oblouku a jeho nasouvání nad reaktor:
http://www.youtube.com/watch?v=ZP7lLYtrEK8
Časosběrný dokument z 24. 11. 2012, kdy se část hotové konstrukce zvedala do výše 22 m: http://www.youtube.com/watch?v=UcFH4UmPmWo
600 metrů od zničeného reaktoru
Stavba 110 m vysoké, 250 m široké, 150 m dlouhé konstrukce, která váží 30 000 tun, se započala před dvěma lety na plochém pozemku vzdáleném 600 metrů od reaktoru. Půjde-li vše podle plánu, roku 2015 se kovový oblouk stane největší pohyblivou strukturou a začne opatrně klouzat na své finální místo. Díky dekontaminačním pracím v posledních dvou desetiletích je úroveň radiace nad reaktorem nízká a dělníci mohou bezpečně prácovat po 40 hodin týdně. „Radioaktivita je zde nižší než u mne doma”, říká Eric Schmieman, stavař z Pacific Northwest National Laboratory v USA, zde odborný technický poradce. V jeho původním pracovišti ve státě Washington je vlivem geologického podloží mnohem vyšší přírodní radioaktivní pozadí. „Čím víc se ale blížíte k havarovanému reaktoru, radiace rychle stoupá”, upřesňuje Schmieman. Tým inženýrů proto musel vyvinout takový postup stavby, aby se dělníci nedostali blíže než na 30 m.
Jak se postupuje
Nejprve se na vyrovnané ploše vybavené pevnými základy a kolejnicemi pro posun jeřábů postaví vrcholek oblouku. K němu se připojí po stranách další část oblouku jako „nožičky”, konstrukce se zvedne 30 m do vzduchu a nožičky se otočí tak, aby na nich konstrukce pevně stála. Pak se po straně připojí další část „nožiček”, opět se vše zvedne o 30 m nahoru, aby se nožičky opět zajistily proti „rozjetí” a postup se opakuje, dokud není smontován celý oblouk o výšce 110 m. Zvedací zařízení je upevněno na deseti speciálních věžích, z nichž každá je opatřena 52 kabely s hydraulickými jednotkami, které umožňují zvedat, pohybovat se do strany anebo se pevně přidržet na místě. Toto vše se odehrává s přesností na zlomky milimetru a synchronizováno na zlomky sekundy, aby se oblouk zvedal rovnoměrně. Všechna zařízení na stavbě jsou unikátní – s výjimkou zvedáků, které už byly jednou použity: při zvedání potopené ruské ponorky Kursk ze dna Barentsova moře v roce 2001.
První část oblouku stihli inženýři smontovat a zdvihnout do 22 metrů na podzim 2012. Po tvrdé ukrajinské zimě se nyní na jaře 2013 inženýři vrátili, dokončují první oblouk a chystají se na stavbu druhého. Obě poloviny celé konstrukce se pak pevně spojí do konečné podobykrytu. Poté se práce přesunou dovnitř, aby se zde montovalo množství zařízení a systémů potřebných pro budoucí práce pod krytem.
Co bude uvnitř
Pravděpodobně nejúžasnějším zařízením vnitřku se stane obří mostový jeřáb zavěšený pod střechou krytu. Bude mít 6 paralelních drah 96 m dlouhých, bude dálkově ovládaný a kromě klasického závěsného háku na manipulaci s břemeny bude disponovat stíněnou zvedací kabinou pro pohyb osob a mobilní nástrojovou plošinou. Právě ho vyrábí americká firma pro průmyslovou robotiku. Vnitřek krytu bude také bohatě vybaven průmyslovými kamerami a dalšími robotickými nástroji – chapadly, manipulátory, vrtáky, drtiči, pilami. Po dokončení vnitřního vybavení začne nasouvání konstrukce nad reaktor.
Speciální koleje
Obrovské dráhy, po nichž se konstrukce posune, jsou stavbou sama pro sebe. Na montážní ploše a na druhém konci budoucí dráhy bylo 26metrové hloubky zavrtáno 400 obřích pilotů. Mezi nimi je dráha pouze vyztužena. Na montážním místě a pak na budoucím stanovišti bude konstrukce vyvíjet dlouhodobě poměrně silné horizontální síly, na dráze mezi nimi se však bude zdržovat jen krátkou dobu. Předpokládá se, že celý přesun potrvá pouhé dva dny! Na základech jsou položeny kolejnice se speciálním teflonovým povrchem. Sunutí 30 000 tun oceli bude vyžadovat hodně energie. Díky teflonu je však tření minimalizováno, takže problém není v pohybu samém, ale v tom, jak konstrukci rozjet, jak ji pak zabrzdit a jak ji v průběhu přesouvání zajistit před větrem. K tomu slouží systém hydraulických západek a ráčen poháněných dieselgenerátory, které budou hlídat, aby se konstrukce nevychylovala a nevymkla kontrole. „Všechno musí být perfektně synchronizováno,” říká odborný poradce Schmieman a dodává: „Ta věc je 250 m široká, jedna strana nesmí jít rychleji než druhá, to by veškerou práci úplně zmařilo”. Až bude kryt bezpečně instalován na místo, koleje s teflonovým povrchem se odstraní a konstrukce bude držet na místě vlastní vahou.
Bude stát 100 let
Tak dlouhá doba může znamenat problém s údržbou konstrukce. Inženýrský tým vymyslel elegantní řešení ochrany před korozí. Ve světě stojí několik železných konstrukcí starých 100 let a každého asi hned napadne Eiffelova věž -- tu ovšem na ochranu před korozí neustále natírají. V Černobylu to ovšem nepůjde tak blízko u reaktoru kvůli nebezpečí ozáření pracovníků. Místo toho zde bude systém větrání neustále vysušovat vzduch ve 12ti metrové mezeře mezi podpěrnou konstrukcí krytu a jeho střechou z nerezavějící oceli. Vzduch bude procházet přes vysoušeče naplněné dessikantem (látkou pohlcující vlhkost) objemovou rychlostí 45 000 m3 vzduchu za hodinu. Systém také vzduch v mezeře pod střechou ohřeje na teplotu o 3 stupně vyšší, než bude teplota vzduchu uvnitř pod krytem. Celá budova krytu obsahuje tolik vzduchu, že by se zde mohlo vyvíjet vlastní mikroklima. Udržováním teplotní diference se však zabrání kondenzaci vlhkosti a případnému dešti uvnitř.
Monitorování útrob
Konstrukce musí odolat zemětřesení stupně 6 a bude rovněž vybavena technologií na monitorování seismicity a radiace. To zajistí šest monitorovacích stanic uvnitř a další stanice vně, aby se mohla přesně vyhodnocovat odezva na jakýkoliv pohyb. Podle předpokládaného pohybu lidí uvnitř krytu byla také vytipována stanoviště dozimetrů a měřičů radioaktivity aerosolů.
Po kolaudaci přejde stavba plně do správy Ukrajiny. Kryt umožní systematicky a metodicky pracovat na likvidaci havarovaného reaktoru. Obří černobylský reaktorový kryt je ukázkou mezinárodní spolupráce a aplikace nejmodernějších technologií v monumentálním měřítku. Všichni, kdo se na stavbě podílejí, to cítí tak, jako by stavěli ekvivalent egyptským pyramidám.
Weby
Projekt francouzského konsorcia Novarka ve 3D simulaci:
http://www.youtube.com/watch?v=F9URUQvGE9g
Detaily technologie samotného zvedání oblouku a jeho nasouvání nad reaktor:
http://www.youtube.com/watch?v=ZP7lLYtrEK8
Časosběrný dokument z 24. 11. 2012, kdy se část hotové konstrukce zvedala do výše 22 m: http://www.youtube.com/watch?v=UcFH4UmPmWo
Další článek o projektu v Třípólu v roce 2005: http://3pol.cz/367-nejvetsi-pohybliva-struktura-v-dejinach
Zdroj: Marie Dufková, 3pol.cz
