Анотація до роботи:

^{Бурак К.О.} Сучасні проблеми геодезичного контролю експлуатаційної надійності на АЕС і методи їх розв’язання.- Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.24.01- геодезія. Національний університет “Львівська політехніка”, Львів,2008.

Дисертацію присвячено питанням дослідження експлуатаційної надійності будівель, споруд та технологічного обладнання об’єктів енергетичної галузі, зокрема АЕС, геодезичними методами контролю. В дисертації запропоновано новий напрямок неруйнівного контролю напружено-деформованого стану через, одержані з результатів високоточних геодезичних вимірів, значення векторів переміщень. Встановлено, що причиною деформацій, які не враховувались при проектуванні і знижують експлуатаційну надійність обладнання РВ АЕС з ВВЕР-1000, є натяг арматурних пучків. Виконано подальше вдосконалення існуючих методів пошуку оптимальних даних для рихтування, перевірки допусків на кривину лінійних просторових об’єктів, центрування патрубків СУЗ РВ. Вдосконалено розв’язки задач з виділення структурних ліній рельєфу, складання дискретного каркасу горизонталей, одержано і доведено до практичного застосування розв’язок з використання оптимізаційних методів нелінійного програмування для зрівноважування спеціальних інженерно-геодезичних мереж. Запропоновано новий спосіб оцінки температурних розширень реперних штанг, виконано дослідження цього впливу на проммайданчику АЕС. Вдосконалено способи електронного мікро нівелювання, розроблено без штативний спосіб нівелювання технологічних трубопроводів. Розроблено геодезичну автоматичну систему для вимірів деформацій на основі безконтактних сельсинних датчиків. Ефективність запропонованих рішень обґрунтована теоретично і підтверджена на практиці. Результати роботи знайшли промислове впровадження при проведенні планово-попереджувальних ремонтів(ППР) та будівництві нових блоків АЕС.

У дисертаційній роботі на основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень розроблені і пропонуються нові, більш ефективні методи розв’язання сучасних проблем геодезичного контролю експлуатаційної надійності будівель, споруд та технологічного обладнання об’єктів енергетичної галузі взагалі і АЕС зокрема. Виконано необхідний обсяг експериментальних досліджень та випробовувань в промислових умовах АЕС. На основі виконаних досліджень зроблені висновки та рекомендації, основні наукові і практичні результати яких можна сформулювати наступним чином :

1. Проведено аналіз стану та розвитку геодезичних методів контролю експлуатаційної надійності будівель, споруд та технологічного обладнання об’єктів енергетичного комплексу взагалі і АЕС зокрема, світових тенденцій розвитку інженерно-геодезичної науки, який вказав на необхідність виконання досліджень направлених не тільки на підвищення оперативності і якості геодезичного контролю, але і на розв’язання актуальних задач, відсутність розв’язку яких знижувала експлуатаційну надійність обладнання АЕС, в тому числі і найважливішого для ядерної безпеки, за двома основними напрямками:

Розв’язання задач наукового обґрунтування геодезичного методу неруйнівного контролю для виділення критичних напружено-деформованих зон ЗОРВ та фундаментних плит РВ .

Розв’язання задач наукового обґрунтування нових методів та виготовлення дослідно-промислових взірців приладів для геодезичного контролю геометричних параметрів технологічного обладнання під час експлуатації та оптимальних методів його рихтування.

2. Розроблено новий напрямок неруйнівного контролю напружено-деформованого стану за даними високоточних геодезичних вимірів параметрів векторів переміщень. На відміну від відомих рішень з’являється можливість визначати не окремі характеристики, а повну величину тензорів деформацій і напружень. З іншої сторони, таке розширення можливостей геодезичних методів сприяє і робить більш рентабельним впровадження порівняно дорогих геодезичних приладів у виробництво, наприклад для оперативного виділення критичних напружено-деформованих зон ЗОРВ з ВВЕР-1000.

3. Теоретично та за результатами експериментальних досліджень виконаних на ряді АЕС України та за рубежем доведено, що причиною деформацій технологічного обладнання РВ, які перевищують технологічні допуски і були виявлені під час експериментальних досліджень на всіх блоках із напруженими до проектних зусиль арматурними пучками ЗОРВ є саме зусилля від їх натягу. В роботі розв’язана задача створення наукового обґрунтування методики вимірів, що дозволяють контролювати ці процеси. З врахуванням результатів цих досліджень зусилля натягу арматурних пучків ЗОРВ на 4-му блоці РАЕС були зменшені до 8000кН, строго контролювався процес їх натягу. Це зменшило деформації до допустимих значень і суттєво підвищило експлуатаційну надійність обладнання.

4.Вдосконалено теорію розв’язання задачі оптимізації затрат на рихтування обладнання при ремонті. Досліджено, що використання існуючих методик не тільки не оптимізувало затрати на ремонт колій, але приводило і до помилкових рішень, тому нами розроблений і запропонований новий метод на основі аналізу закріплених положень покриваючого тіла.

5. Вдосконалено теорію та розроблено новий розв’язок задачі пошуку точок лінійних просторових об'єктів з мінімальною кривиною на основі сплайнової інтерполяції та теореми Ролля, який підвищує точність виділення критичних напружено-деформованих ділянок технологічних трубопроводів.

6. Виконано подальше вдосконалення методів забезпечення оптимальної співвісності деталей із наскрізними отворами в процесі монтажу РУ з метою уникнути можливості невірних рекомендацій, до чого приводила відсутність аналітичного рішення. Розв’язано задачу взаємного положення двох деталей із наскрізними отворами, що забезпечує їх максимальну співвісність, розроблено наукове обґрунтування методики центрування кришки верхнього блоку РУ, відносно вловлювачів БЗТ (блоку захисних труб) та опорних труб ШВК (шахти внутрішньо-корпусної).

7. Досліджено вплив технологічних переміщень гравітаційних мас всередині РВ на крен РУ. Шляхом безперервних вимірів двома нахилемірними станціями НСО виявлено, що зміни крену в період між ППР не перевищують 20”. Це дозволяє стверджувати, що замір крену РУ методом високоточного геометричного нівелювання коротким променем точок головного розняття в період ППР з достатньою точністю характеризує його і в міжремонтний період.

8. Виконано подальше вдосконалення існуючих способів визначення величини та напрямку крену й площинності великогабаритного обладнання. Одержано вперше теоретичне рішення з оцінки напрямку крену через параметри оформляючої площини на основі рівняння лінії в відрізках, яке дозволяє більш об’єктивно визначати можливі зміни крену. Досліджено, що використання існуючих методик приводило в практиці до невірних висновків. Виконано подальше вдосконалення методу електронного мікро нівелювання для використання в процесі монтажу та ремонту ГЦН та РУ, запропоновано спеціальні пристрої. Використання розробленої методики розширює можливості геодезичних методів контролю, зокрема, при виконанні ремонтних робіт з шабровки головних рознять, дозволяє надійно, з оцінкою точності, контролювати дотримання машинобудівних допусків на основному обладнанні РВ АЕС, а в ряді випадків виявляти такі його дефекти, які неможливо виявити іншими методами.

9. Проведені дослідження й експериментальні роботи показали, що застосування сельсинних перетворювачів кут-код є ефективним рішенням задачі створення пристроїв контролю з абсолютним зчитуванням. Вперше розроблено систему для автоматизації інженерно-геодезичних робіт з вимірів деформацій з повністю безконтактною системою перетворювачів, мікроелектронною дешифрацією положення роторів сельсинів, стикованих із механічними перетворювачами переміщення, яка забезпечує надійність пристроїв і можливість контролю параметрів безпосередньо під час роботи обладнання, може знайти ефективне застосування при розв’язанні різноманітних інженерно-геодезичних задач.

10. Розроблено новий метод оцінки температурних розширень реперних штанг вихідної нівелірної основи шляхом виміру та аналізу температури ґрунтових та підземних вод в гідрогеологічних свердловинах на проммайданчику АЕС. Виконані дослідження не тільки дозволяють оптимізувати роботи з вимірів температури, але і показали, що введення поправок за вплив цього фактора за існуючими методиками суттєво спотворює результати високоточного геометричного нівелювання, яке виконується при спостереженнях за осіданням і деформаціями фундаментів споруд. Пропонована методика усуває ці недоліки. Рішення може бути використано також і при проведенні робіт з вивчення СВРЗК на геодинамічних полігонах

11. Виконано подальше вдосконалення автоматизованого опрацювання матеріалів геодезичного контролю на основі використання можливостей сучасного програмного забезпечення та ГІС технологій. Так, зокрема, розроблено та досліджено можливості зрівноважування спеціальних інженерно-геодезичних мереж на основі оптимізаційних методів нелінійного програмування, вдосконалено існуючі алгоритми прогнозу положення структурних ліній рельєфу. Розроблена нова процедура автоматичного представлення інформації про горизонталі в вигляді алгебро-логічної(кусочно-аналітичної) моделі шляхом складання дискретного каркасу. Одержане рішення дає можливість побудови горизонталей на графопобудовувачах із використанням стандартних пакетів графічних програм без переходу до густих регулярних сіток.

12. На основі розробленого наукового обґрунтування алгоритмізовано та доведено до стадії програмного продукту: проекти АРМІГ АЕС (технологічний комплекс для опрацювання результатів геодезичного контролю експлуатаційної надійності обладнання та будівель АЕС, ГІС “Купол” (технологічний комплекс для опрацювання результатів спостережень за рівнем підземних вод на проммайданчиках АЕС). Створення таких автоматизованих систем методами макропрограмування, на основі сучасних комерційних баз даних дозволило не тільки зберегти звичне середовище для роботи досвідченого програміста, зручний, стандартний, графічний інтерфейс користувача, але й відкрило широкі можливості для їх модернізації, можливості збору та вводу даних із польових реєстраторів інформації, яких практично неможливо досягти з такими ж затратами існуючими методами. Основна ж перевага полягає в можливості оперативної побудови динамічних моделей для комплексного аналізу результатів.

13. На основі виконаних досліджень розроблені з дотриманням всіх вимог нормативних документів методики виконання вимірів геометричних параметрів колової підкранової колії мостового крана в.п.360+160/270т.с. РВ АЕС з ВВЕР11000, методика виконання вимірів горизонтальності головного розняття РУ типів ВВЕР-400 та ВВЕР-1000, методика виконання вимірів при контрольних випробовуваннях співвісностей СУЗ ШВК РУ типу ВВЕР-1000 . Методики впроваджені на ряді АЕС України, де ведуться постійні спостереження за деформаціями гермо оболонки та колій мостових кранів колової дії РВ, шляхом аналізу вимірів у спеціально створених високоточних мікротрилатераційних мережах. Використовувались при заміні кришки верхнього блока РУ 1-го блока ХАЕС та при монтажі РУ блока №4 РАЕС в 1995-1996р.р. та в 2002р. З використанням одержаних результатів було розроблено проект та виконано роботи з рихтування колових колій полярного крана РВ блоку №3 РАЕС, колій крана мостового в.п.250/32 т.с. центрального залу РВ блоків №1 та 2 РАЕС. Використання оптимальних алгоритмів дозволило значно скоротити витрати на ремонтні роботи. Подальша експлуатація кранів показала значне покращення ходових властивостей. Це дозволяє рекомендувати розроблені методики для широкого використання при оцінці експлуатаційної надійності і ремонті технологічного обладнання не тільки на АЕС.

Публікації автора:

^{Статті в наукових фахових виданнях}

1. ^{Бурак К.Е., Мельниченко Г.Г. Опыт определения осадок опор магистральных трубопроводов //Геодезия и картография.-1988.-№2.С.33-34}

2. ^{Бурак К.Е. Построение дискретного каркаса горизонталей по цифровой модели рельефа//Известия вузов. Геодезия и аэрофотосьемка.-1989.-№3-С.42-49.}

3. ^{Бурак К.Е. Расчет оптимальных данных для рихтовки пути полярного крана реакторных отделений АЭС//Геодезия и картография.-1992.-№7 .С.23-26.}

4. ^{Бурак К.Е. О контроле за состоянием подкранового пути полярного крана реакторного отделения АЭС // Геодезия и картография.-1993.-№5 .С.20-22.}

5. ^{Бурак К.Е.,Бурак У.К. Построение оформляющих поверхностей способом закрепленных положений покрывающего тела//Інж.геодезія.-1993.№36,с.33-36}

6. ^{Бурак К.Е., Бурак У.К. Контроль геометрических размеров полярных кранов реакторных отделений АЕС //Геодезия и картография.-1995.-№10,с.12-13}

7. ^{Бурак К.О., Шпаківський П.П. Визначення крену реакторних установок типу ВВЕР-400 і ВВЕР-1000 методом високоточного геометричного нівелювання коротким променем // Геодезія,картографія і аерофотознімання.-1996.-№57, с.3-8}

8. ^{Бурак К.Е., Шпакивський П.П., Малов В.П. Геодезические работы для расчета рихтовки пути полярных кранов АЄС// Геодезия и картография.-1996.-№12,с.22-25}

9. ^{Бурак К.О. Оцінка планового положення підкранових колій на допустиму кривизну за результатами геодезичних робіт //Вісник геодезії і картографії.-1998.-№2. С.12-15.}

10. ^{Бурак К.О. Про можливість виділення критичних напружено-деформованих зон ЗОРВ АЕС за результатами геодезичних вимірів //Вісник геодезії і картографії.-1999.-№2 с.13-17.}

11. ^{Бурак К.О. Деякі пропозиції до нових “Правил будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів”//Вісник геодезії і картографії.-2000.-№4.с.42-45.}

12. ^{Бурак К.О. Дослідження можливостей автоматизації урівнювання спеціальних нівелірних мереж при допомозі сучасного програмного забезпечення //Інж.геодезія.-2000 .№42, с.16-23.}

13. ^{Бурак К.О. З досвіду автоматизації задачі підрахунку об’ємів за результатами геодезичних робіт //Інж.геодезія.-2000 .№43, с.64-72.}

14. ^{Бурак К.О. З досвіду геодезичного моніторингу експлуатаційної надійності технологічного обладнання АЕС // Розробка і розвідка нафтових і газових родовищ. Серія: Техногенна безпека.-2000.-№37,с.107-109.}

15. ^{Бурак К.О. Використання сельсінних перетворювачів кут-код для автоматизації геодезичного контролю //Вісник геодезії і картографії.-2001.-№1(20).с.6-9.}

16. ^{Бурак К.О. Використання методу електронного мікронівелювання при оцінці експлуатаційної надійності технологічного обладнання реакторних відділень АЕС. //Вісник геодезії і картографії.-2002.-№1(24).с.17-20.}

17. ^{Бурак К.О. Розрахунок оптимальних даних для забезпечення співвісності деталей РУ типу ВВЕР-1000 при монтажі. //Інж.геодезія.-2002 .№45, с.34-40.}

18. ^{Бурак К.О. Деякі сучасні проблеми інженерної геодезії. //Інж.геодезія.-2002 .№46, с.50-56.}

19. ^{Бурак К.О. Деякі проблеми геодезичного контролю експлуатаційної надійності технологічного обладнання АЕС.// Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва.-Львів.-2002.-с.182-189.}

20. ^{Бурак К.О. Стаціонарна система гідростатичного нівелювання на базі сельсін-датчиків.//Вісник геодезії і картографії.-2002.-№4(27).с.5-7.}

21. ^{Бурак К.О., Шпаківський П.П. Результати досліджень деформацій захисної оболонкаи РВ АЕС.// Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва.-Львів.-2004.-с.197-202.}

22. ^{Бурак К.О., Качан В.М., Шпаківський П.П. До врахування температурних розширень реперних штанг при вимірах осідань будівель і споруд АЕС // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва.-Львів.-2005.-с.85-88.}

^{Статті в наукових виданнях}

23. ^{Бурак К.Е., Харламов О.О.,Андрухив И.В. Создание банка данных с использованием возможностей агрегатной системы программного обеспечения СМ ЭВМ для решения задач, связанных с геолого-маркшейдерским обслуживанием горных работ // Технология добычи самородной серы.-1987.-с.19-23.}

24. ^{Бурак К.О. Деякі питання використання сучасного математичного забезпечення РС при геодезичних спостереженнях за СВРЗП на техногенних полігонах // Львів: Геодинаміка.-1998.-Вип.1-с.56}

25. ^{Бурак К.О. Визначення критичних напружено-деформованих зон за даними геодезичних спостережень // Львів: Геодинаміка.-1998.-Вип.1-с.56}

^{Статті в збірниках наукових доповідей конгресів і конференцій}

26. ^{Бурак К.О. Розробка теоретичного обгрунтування, методик, приладів та програмного забезпечення геодезичного контролю експлуатаційної надійності технологічного обладнання. Збірник наукових праць конференції,присв'яченої професійному св'яту працівників геології,геодезіїі картографії. Львів, 1997.с.120-123.}

27. ^{Бурак К.О., Шпаківський П.П. Нові технології в практиці геодезичного контролю експлуатаційної надійності технологічного обладнання РАЕС. Збірник наукових праць конференції,присв'яченої професійному св'яту працівників геології,геодезіїі картографії. Львів, 1997. с. 123-124.}

28. ^{Бурак К.О., Николайчук Я.М. Прилад для автоматизації контролю ширини кранових колій та радіальних зміщень ЗОРВ. Збірник наукових праць міжн. Науково-практичної конференції “Геодезичний моніторинг, геодинаміка і рефрактометрія на межі ХХI століття”. Львів, 1998,с.139-143.}

29. ^{Бурак К.О., Зевелев С.Я., Шпаківський П.П. Стаціонарна система гідростатичного нівелювання. Збірник наукових праць міжн. науково-практичної конференції “Геодезичний моніторинг, геодинаміка і рефрактометрія на межі ХХI століття”. Львів, 1998,с.143-147.}

30. ^{Бурак К.О., Николайчук Я.М. Використання безконтактних сельсінних перетворювачів кут-код для автоматизації контролю експлуатаційної надійності технологісного обладнання. Збірник наукових праць міжн. науково-практичної конференції “Геодезичний моніторинг, геодинаміка і рефрактометрія на межі ХХI століття”. Львів, 1998,с.147-150.}

31. ^{Бурак К.О. Деякі питання забезпечення точності при цифровому моделюванні рельєфу . Матеріали 2-ї міжн. Науково-практичної конференції “Кадастр, фотограмметрія, геоінформатика-сучасні технології і перспективи розвитку”.Львів-Краків, 2000,с.82-85.}

^{Депоновані та анотовані в наукових журналах статті}

32. ^{Бурак К.Е. Алгоритм поиска координат точек пересечения линии профилирования с контуром при решении инженерно-геодезических задач по цифровой модели рельефа.-Рук.деп. в УКРНИИНТИ,1984,№ 11434-Ук84,деп.-С.6.}

33. ^{Бурак К.Е.,Васинда А.В. Использование фотограмметрического метода при опреде-лении деформаций переходов трубопроводов в горных условиях.-Рук.деп. в ДНТБ України,1985,№2501-Ук85,деп.-С.5}

34. ^{Бурак К.Е. Алгоритм автоматического построения дискретного каркаса горизонталей по цифровой модели рельефа (ЦМР) способом построения профилей. – Рук. Деп. В ДНТБ України, 1987, № 684 – Ук87, деп. –с.2}

35. ^{Бурак К.Е., Бурак У.К. Математическое обоснование алгоритма построения оформляющих поверхностей способом закрепленных положений покрывающего тела.-Рук.деп. в ДНТБ України,1993,№1142-Ук93,деп.-С.8}

36. ^{Бурак К.Е. Результаты измерения деформаций защитной оболочки реакторных отделений АЭС с ВВЭР-1000.-Рук.деп. в ДНТБ України, 1993,№2067-Ук93,деп.-С.8.}

37. ^{Бурак К.Е., Бурак У.К., Олийнык А.П. Решение задачи Ламе для оценки напряженно-деформированного состояния сооружений башенного типа по данным геодезических наблюдений за их деформацией.-Рук.деп. в ДНТБ України,1993,№2066-Ук93,деп.-С.6}

38. ^{Бурак К.Е., Бурак У.К., Олийнык А.П. Предрасчет ожидаемых деформаций кругового подкранового пути реакторных отделений за счет преднапряжения защитной оболочки.-Рук.деп. в ДНТБ України,1993,№2068-Ук93,деп.-С.4}

39. ^{Бурак К.Е., Бурак У.К., Олийнык А.П Оценка напряженно-деформированного состояния защитной оболочки реакторного отделения АЭС с ВВЭР-1000 по результатам геодезических наблюдений за ее деформацией.-Рук.деп. в ДНТБ України, 1993, №2068-Ук93, деп.-С.4}

40. ^{Бурак К.Е. К вопросу требований к плановому положению подкрановых путей.-Рук.деп. в ДНТБ України,1995,№2046-Ук95,деп.-С.7.}

41. ^{Бурак К.Е. Теоретические основы расчета оптимальных данных для обеспечения соосности деталей конструкции при монтаже. -Рук.деп. в ДНТБ України,1995,№61-Ук96,деп.-С.5.}

42. ^{Бурак К.Е. Теоретические основы определения критических напряженно-деформированных зон по результатам геодезических наблюдений. -Рук.деп. в ДНТБ України, 1996, №985-Ук95, деп.-С.8}

^{Тези доповідей}

43. ^{Бурак К.О., Шпаківський П.П., Рубчинський М.А. Геодезичний контроль експлуатаційної надійності технологічного обладнання РАЕС. Збірник тез міжнародного симпозіуму "Геоінформаційний моніторінг навколишнього середовища ": Алушта,1996.-С.91.}