Мостовой кран кругового действия

Краны устанавливают под куполом гермооболочки реакторного здания АЭС^[1] и применяют для перемещения различных грузов в реакторном отделении. Тележка полярного крана перемещается вдоль моста, сам кран передвигается по круговому рельсу диаметром 41,5 м на 360° над шахтой ядерного реактора, что позволяет совершать транспортные операции в любой точке здания^[2].

Полярными кранами выполняются следующие операции:

• Транспортно-технологические и ремонтные по обслуживанию атомного реактора, в период эксплуатации АЭС с грузами, включая ядерно-опасные грузы. Операции по загрузке ядерного топлива в контейнер свежего топлива и выгрузке отработанного топлива в транспортный коридор.
• Подъёмно-транспортные и строительно-монтажные операции в период строительства АЭС: операции по складированию оборудования (частей реактора, корпусов парогенераторов, компенсатора, главных циркуляционных трубопроводов и насосов и др.), а затем их установке на проектное место^[3].

В период монтажа оборудования управление краном производится с трёх временных пультов^[2]. В процессе эксплуатации управление краном ведётся из помещения, находящегося за пределами реакторного здания. Шкафы системы управления с пускорегулирующей аппаратурой полярным краном также устанавливаются (согласно «Требованиям к устройству и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов для объектов использования атомной энергии (ОИАЭ)») в отдельном помещении, вне гермозоны. Все механизмы крана, которые имеют концевые выключатели, за исключением механизма передвижения, дублируются^[4].

Краны относятся к высшему классу безопасности оборудования для АЭС, их изготовление контролируется представителями Ростехнадзора^[5]. Точность наведения груза таким краном составляет ±7мм^[6]. Расчётная нагрузка на крюки и элементы, участвующие в удержании груза (канаты, редукторы, тормоза) этих кранов увеличивается на 25% от паспортной^[4].

Существуют различные модели полярных кранов, отличающихся характеристиками (грузоподъёмностью 160—400т и пролётами от 8 до 39,6м), выпускаемых другими производителями:

• Для АЭС Советского Союза их выпускали заводы стран СЭВ: Германия (TAKRAF)^[7] и заводы Югославии.
• В странах СНГ полярные краны выпускают:

1. Зуевский энергомеханический завод (модель КМ 180/2х70).
2. «Укратомэнергострой» (модель КМЭС-180/2Х70/10-32-34/34/41,6-А5-У3).
3. «Атоммаш», г. Волгодонск.
4. «Сибтяжмаш» (модель 320/32+5-41,5-М4 грузоподъёмностью 320т, а также другие модели: грузоподъёмностью от 160 до 400т и пролётами от 31 до 43м).
5. "Тяжмаш" Сызрань (Самарская обл).
6. Машиностроительная корпорация «Уралмаш» (модель Мостовой кран кругового действия (полярный кран) г/п 350/190/32).

В настоящее время выпущены краны, вес которых достигает 600т, номинальное усилие подъёма 350т, максимальная нагрузка 450т. Краны обладают запасом прочности и работоспособности в экстремальных условиях и способны выстоять при землетрясении с магнитудой 9. Подобные краны были изготовлены и отгружены для поставки на АЭС «Куданкулам»^{[8][9][10][11]}. Краны были разработаны НПО «ВНИИПТМАШ»^[12][13].

Модель «Кран реакторный КМЭС-180/2Х70/10-32-34/34/41,6-А5-У3» выполнена в климатическом исполнении «У» (третьей категории размещения) и предназначена для режима работы А3 (аналог ИСО 4301) в зоне рабочих температур от — 20 °C до +40 °C. Модель обеспечивает точное наведение вилки грузозахватного органа грузоподъёмностью 180т с точностью наведения в любую заданную точку рабочей зоны не более: ±5мм^[14].

Кран предназначен для выполнения транспортно-технологических операций, аналогичных операциям, выполняемым кранами кругового действия в реакторных отделениях унифицированных АЭС с реакторами ВВЭР-1000^[14].

Краны состоят из металлоконструкции, механизма передвижения, тележки, тали, электрооборудования и кабины машиниста^[15]. В настоящее время разработаны кабины для действующих моделей кранов (габаритами 2500х2000х2200), окрашенные специальным лакокрасочным покрытием, которое выдерживает растворы для дезактивации при температуре +90 °C.

Полярные краны питаются от внешней сети 380В частотой 50Гц^[15].

Краны оборудуются системами безопасности:

• Ограничителями высоты подъёма (опускания) груза^[15].
• Ограничителями передвижения тележки и крана^[15].
• Упругими буферами крана и тележки^[15].
• Блокировочным выключателем дверей кабины и выходов на мост^[15].
• Устройствами для автоматического снятия напряжения^[15].
• Максимальной токовой защитой^[15].
• Реле контроля обрыва фаз^[15].
• Звуковым сигналом^[15].

Полярные краны были поставлены и установлены на следующих АЭС с реакторами ВВЭР:

• Действующие станции, ЕС:

1. АЭС Пакш, блок №1^[16].
2. АЭС Пакш, блок №2^[16].
3. АЭС Дуковани, блок №1^[16].
4. АЭС Дуковани, блок №2^[16].
5. АЭС Козлодуй, блок №5^[16][17].
6. АЭС Козлодуй, блок №6^[16][17].
7. АЭС Темелин, блок №1^[16].
8. АЭС Темелин, блок №2^[16].
9. АЭС Моховце^[16].

• Действующие станции, СНГ:

1. Балаковская АЭС.
2. Запорожская АЭС.
3. Южно-Украинская АЭС, блок №2^[18].
4. Южно-Украинская АЭС, блок №3^[16].
5. Ростовская АЭС, блок №1^[16].
6. Ростовская АЭС, блок №2^[19],^[20].
7. Ростовская АЭС , блоки № 3, 4.
8. Калининская АЭС, блок №1^[21].
9. Калининская АЭС, блок №2^[21].
10. Калининская АЭС, блок №3^[16].
11. Калининская АЭС, блок №4: Выпущен при СССР, поставлен с площадки АЭС «Белене» (Болгария)^[22].

• Строящиеся АЭС, Россия:

1. Балтийская АЭС. Возможно оснащение станции кранами производства калининградского завода «Балткран»^[23].
2. Ленинградская АЭС-2. В 2008 году велись переговоры по поставкам кранов на станцию^[22]. В 2010 году один из реакторов готов к монтажу полярного крана^[24].
3. Нововоронежская АЭС-2. В 2008 году велись переговоры о поставках полярных кранов^[22], а в 2010 году планируется поставка одного такого крана^[25]. По мнению директора программы Управления проектами инжиниринговой деятельности Госкорпорации «Росатом», за июнь и по результатам первого полугодия 2010 года «генеральный подрядчик и его контрагенты сделали хороший шаг вперед, план июня перевыполнен, как по строительно-монтажным работам, так и по поставкам оборудования». И если темп первого полугодия сохранится, то в конце года, возможно, начнётся подготовка к монтажу полярного крана на первом блоке^[26].

• Строящиеся АЭС, другие страны:

1. Бушерская АЭС, блок №1^[27].
2. АЭС «Куданкулам», блок №1^[5][8][28].
3. АЭС «Куданкулам», блок №2^[8][9][28].

• Недостроенные станции:

1. Воронежская АСТ, блок №1^[29].
2. Крымская АЭС, блок №1: не введён, как и сама станция.

• 8 июня 1987 года на II энергоблоке Южно-Украинской АЭС, вследствие ошибочных действий персонала при проведении ремонтных работ произошло падение 12-тонной траверсы полярного крана в корпус реактора. В результате произошла деформация днища корпуса реактора ВВЭР-1000^[18]. В июне 2009 года при выводе блока на плановый ремонт, кран подвергся экспертному обследованию и техническому освидетельствованию^[30].