Розрахунок обєкту господарчої діяльності

Зміст

1.Стисла характеристика об’єкту господарчої діяльності

2. Оцінка можливої обстановки в осередку ураження, спричиненому землетрусом

2.1. Визначення типу будівель

2.2 Визначення кількості та ступеню пошкоджень будівель. Класифікація да-них ушкоджень.

2.3 Рекомендовані запобіжні заходи, та заходи зниження наслідків НС

3. Прогнозування обстановки що може скластися в наслідок вибуху вуглецево-водневого газу на ОГД

3.1 Визначення надлишкового тиску, що діє на об’єкті

3.2 Визначення характеру ушкоджень цехів основного виробництва

4. Прогнозування масштабів зараження НХР при аваріях на ХНО і транспорті

4.1 Визначення глибин зон зараження НХР

4.2 Визначення площі зони зараження

4.3 Визначення часу підходу хмари зараженого повітря до ОГД, що потрапляє в ЗМХЗ

4.4 Визначення меж осередку хімічного ураження НХР

4.5 Визначення можливих втрат персоналу

4.6 Визначення часу перебування людей у засобах індивідуального захисту

5. Прогнозування масштабів і наслідків радіаційного забруднення на ОГД та АТО під час аварії на радіаційна небезпечному об'єкті

5.1 Районування зони ураження за рівнями радіаційної небезпеки

5.2 Визначення прогнозованої дози опромінення у контрольних точках

5.3 Рекомендації щодо термінових та невідкладних заходів

6. План запобіжних заходів

7. Перелік використаної літератури

1.Стисла характеристика об’єкту господарчої діяльності

ОГД (судноремонтний завод) знаходиться у межах населенного пункту (АТО), віднесенного за ЦО до першої групи. ОГД за ЦО відесений до 1 категорії об’єктів економіки.

Загальна площа території об’єкта , у тому числі сумарна площа, яку займають усі будівлі , і площа, яку займають зелені насадження, . ОГД вміщує цехи основного виробництва: механічний, корпусний, котельний, турбодизельний, трубомідницький, ливарний, ковальський.

Усі цехи основного виробництва являють собою каркасні залізобетонні будівлі, зведені без необхідних антисейсмічних заходів.

Цехи допоміжного виробництва: малярний, деревообробний, модельний, транспортний та інші.

Усі цехи допоміжного виробництва, являюють собою звичайні цегляні промислові будівлі зведені без необхідних антисейсмічних заходів.

Електоенергією об’єкт забезпечується від АЕС, розташованої на північному заході від населенного пункту (АТО).

На АЕС розташований один енергоблок ВВЕР-1000, потужністю 1000Мвт. В якості палива використовується слабозбагачений двоокис урану, в якості сповільнювача – вода високої чистоти під тиском. Обладнання першого контуру знаходиться у герметичній оболонці, яку виготовлено з попередньо напруженого залізобетону.

У випадку припинення надходжнення енергії від АЕС, об’єкт забезпечується електроенергією від об’єктової ТЕЦ, розташованої у південній частині ОГД. Як джерело енергії на ТЕЦ використовується зріджений вуглеводневий газ пропан.

Електромережі – підземні, укладені глибиною 0,7 м, закільцьовані.

Водопостачання об’єкту здійснюється від мережі населенного пункту через водогінну станцію підйому, що знаходиться західніше від ОГД. Станція належить до споруд 1-ого ступеня хімічної небезпеки. Для очищення води в ній використовується хлор. Водогінна мережа закільцьована. Магістраль укладено на глибині 1,2 м. Крім того, є можливість постачання води для виробничих потреб із спеціалізованого водосховища.

Теплопостачання – від об’єктової котельні. В усіх виробничих будівлях опалення – центральне. На об’єкті є самопливна мережа каналізації, що складається з двох незалежних мереж – фекальної та зливової.

На північ від ОГД проходить багатосекційний аміакопровід.

На схід від об’єкта на відстані 3 км знаходиться АТО (робітниче селище) на 15 тис. Мешканців. На території селища знаходиться 40 одноповерхових цегляних будинків, 20 п’ятиповерхових великоблокового та 10 панельного типу.

Забезпеченість протигазами робітників та службовців складає 90%, членів їх сімей – 60 %.

2. Оцінка можливої обстановки в осередку ураження, спричиненому землетрусом

Використовуючи шкалу сейсмічної інтенсивності на підґрунті наявності інтенсивності землетрусу в балах, типів будинків та споруд, визначаємо класифікацію пошкоджень та їх кількісну характеристику, робимо висновки про можливі руйнування будівель основного та допоміжного виробництва і у робочому селищі.

Рисунок 1 - Схема розташування ОГД

АЕС –атомна електростанція;

ЦОВ –цех основного виробництва;

ЦДВ –цех допоміжного виробництва;

РС –робітниче селище;

СП –станція підйому;

ТЕЦ –теплоелектроцентраль.

1ЦБ – одноповерхові цегляні будинки

5ВББ – п’ятиповерхові великоблокові будинки

5ПБ - п’ятиповерхові будинки панельного типу

Рисунок 2 – Схема джерел небезпек

Використовуючи шкалу сейсмічної інтенсивності МSК-64 на підґрунті наявності інтенсивності землетрусу в балах, типів споруд та будинків згідно з варіантом завдання, визначаємо класифікацію пошкоджень та їх кількісну характеристику і робимо висновки про можливі руйнування будівель основного та допоміжного виробництва і у робочому селищі при силі землетрусу у VI балів.

Таблиця 1 – Прогнозування наслідків землетрусу силою VI балів

2.1 Визначення типу будівель

- цехи основного виробництва: В

- цехи допоміжного виробництва: Б

- будинки робітничого селища: Б

2.2 Визначення кількості та ступеню пошкоджень будівель. Класифікація даних ушкоджень

В результаті землетрусу силою у VI балів, що характеризується загальним ушкодженням будинків на території ОГД:

1 цех допоміжного виробництва отримав ушкодження 1 ступеню (тобто з’явилися тонкі тріщини в штукатурці); цехи основного виробництва ушкодження не отримали.

На території АТО:

2 одноповерхових цегляних будинка 1 п’ятиповерховий будинок великоблокового типу та 1 будинок панельного типу отримали ушкодження 1 ступеня (з’явилися тонкі тріщини в штукатурці і відколювання невеликих шматків штукатурки).

Загалом землетрус такої сили характеризується:

а)Переляк. Землетрус відчуваєтся більщістю людей як усередині приміщень, так і просто неба. Багато людей лякаються і вибігають на вулицю з будинків. Деякі зачиняються у приміщеннях. Домашні тварини вибігають з укриттів. У деяких випадках може розбитися посуд і інші скляні вироби; падають книги. Можливий рух важких меблів ; може бути чутним дзвін малих дзвонів на дзвоницях.

б)У деяких випадках у вогких грунтах можливі тріщини шириною до 1 см; у гірських районах окремі випадки зсувів. Спостерігаються зміни дебіту джерел і рівня води в колодязях.

2.3 Рекомендовані запобіжні заходи, та заходи зниження наслідків НС

Землетруси відносяться до НС природного характеру, тому передбачити їх досить важко. До запобіжних заходів можна віднести такі:

- зведення усіх будівель, як промислового, так і житлового призначення з урахуванням антисейсмічних засобів;

- проведення відповідних навчань та інструктажів людей на предмет поведінки за умови виникнення надзвичайної ситуації, а саме землетрусу;

До заходів зниження наслідків можливих НС на ОГД відносяться:

- створення груп швидкого реагування, санітарних та рятувальних груп з числа працівників та членів їх сімей;

- оповіщення, зв'язок та обмін оперативною інформацією між усіма групами, відомствами та іншими організаціями, що задіяні у рятувальних роботах;

- своєчасна організація і якісне проведення аварійно-рятувальних та інших невідкладних робіт;

- здійснення постійного нагляду за оперативною обстановкою в осередку ураження.

3. Прогнозування обстановки що може скластися в наслідок вибуху вуглецево-водневого газу на ОГД

3.1 Визначення надлишкового тиску, що діє на об’єкт

Під час вибуху газоповітряної суміші на ОГД утворюється осередок ураження з ударною хвилею, що спричиняє руйнування будівель, споруд та устаткування. Найбільш вибухо та пожежонебезпечними є суміші повітря з вуглеводневим газом. Вибух або спалах цих газів настає при їх певному вмісті у повітрі. В осередку вибуху газоповітряної суміші відокремлюють три коцентричні зони – детонаційної УХ, дії продуктів вибуху, повітряної УХ (див рисунок 3)

Рисунок 3

ЗонаI (зона детонаційної ударної хвилі) знаходиться в межах дії надмірного тиску хвилі вибуху. Радіус цієї зони:

r₁=17,5³√Q, де Q=450т;

r₁=134,1(м);

Де - кількість скрапленого вуглеводневого газу, т.

В межах даної зони дієнадмірний тиск, що може прийматися постійним: ΔP_t=1700кПА.

ЗонаII (зона дії продуктів вибуху) охоплює всю площу розльоту продуктів вибуху у наслідок детонації газоподібної суміші. Радіус цієї зони:

r₂=1,7r₁=1,7*134,1=228,0(м);

ЗонаIII (зона дії повітряної ударної хвилі) охоплює площу на якій надмірний тиск повітря перевищує 10кПа.

r₃ =11,5*r₁=11,5*134,1=1542(м)

З урахуванням того що відстань між ємністю зі зрідженим газом та цехом складає r=580м, дана споруда потрапляє у III зону ураження.

Для оцінки надмірного тиску повітря що діє на об’єкт попередньо обчислимо значення безрозмірного коефіцієту .

Ψ=0,24(r/r₁)=0,24(580/134,1)=1,038;

В такому випадку надмірний тиск що діє на об’єкт визначається за формулою:

Якщо Ψ≤2, то

ΔP₃=700/(3(√1+29,8 Ψ³-1))= 48,02 кПА .

Схема:

3.2 Визначення характеру ушкоджень цехів основного виробництва

Цехи основного виробництва являють собою залізобетонні конструкції у яких, згідно довіковим даним [3, додаток 2] надмірний тиск рівний ΔP₃₌48,02 кПА спричиняє руйнування, що класифікуються як слабкі; характеристика відновлювальних робіт – середній відновлювальний ремонт.

4. Прогнозування масштабів зараження НХР при аваріях на ХНО і транспорті

Оцінка хімічної обстановки передбачає визначення: глибини розповсюдження первинної та вторинної хмар Г₁ та Г₂; повної глибини зони зараження Г; площі зони можливого зараження S_м; площі зони фактичного зараження S_ф; тривалості вражаючої дії Т; часу t підходу до об’єкта хмари; меж осередків хімічного ураження; можливих втрат персоналу; часу перебування людей з засобах індивідуального захисту.

Для забезпечення можливості прогнозування масштабів зараження НХР введемо відповідні допущення:

1) при аварії ємність з НХР руйнується цілком;

2) метеоумови при прогнозованій аварії відповідають інверсії і швидкості приземного вітру, ;

3) при вільному розливі НХР товщина шару ;

4) граничний час перебування людей у зоні зараження і збереження метеоумови 4 години ;

5) аміак зберігається в вигляді рідини під тиском

4.1 Визначення глибин зон зараження НХР

Еквівалентна кількість речовини у первинній хмарі визначається за формулою:

т

Де, Q₀ =500 т – кількість аміаку в одній секції трубопроводу, k₅ – коефіцієнт, що враховує ступінь прямовисної тривалості повітря, який для інверсії дорівнює 1.

Згідно [2, табл.2а], визначаємо:

- коефіцієнт, який залежить від умов зберігання СДОР: для аміаку, що зберігається під тиском ;

- коефіцієнт, що дорівнює відношенню порогової токсодози хлору до порогової дози інших СДОР; для аміаку, що зберігається під тиском ;

- коефіцієнт, який враховує вплив температури довкілля: для температури навколишнього середовища -20 , в умовах первинної хмари, визначаємо k₇=1.

В результаті:

Q_e1=0,18*0,04*1*1*500=3,6(т)

Еквівалентна кількість речовини у вторинній хмарі розраховується за формулою:

т,

де h - товщина шару СДОР, м: при вільному розливі приймається h = 0,05 м;

d - густина СДОР: 0,681 т/м³ [2, таблиця 2];

- коефіцієнт, який залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР: = 0,025 [2, таблиця 2а];

- коефіцієнт, який враховує швидкість вітру: при швидкості 1 м/с = 1 [2, таблиця 3];

- коефіцієнт, який враховує вплив температури довкілля: для температури навколишнього середовища -20 , в умовах вторинної хмари, дорівнює k₇=1,0 [2, таблиця 2а];

- коефіцієнт, який залежить від часу, що минув після початку аварії (N = 4год.) і тривалості випаровування СДОР, що визначається за формулою:

год.

Оскільки Т < N

Отже:

Q_е2= (1 – 0.18)* 0,025 * 0,04 * 1 * 1 * 1,280 * 1 * 500/(0.05*0.681) = 15,41т.

Відповідно до знайденої величини Q_е2 та Q_е1 за таблицею визначаємо глибину зон первинної та вторинної хмари Г₁ та Г₂ відповідно. Це є максимальні розміри глибин зон зараження первинною та вторинною хмарою, що визначаються залежно від еквівалентної кількості СДОР та швидкості вітру.

Отримуємо:

Г₁=10,185 км,

Г₂=26,50 км

Повна глибина зони зараження Г, що утворена внаслідок впливу первинної і вторинної хмар НХР, визначається за формулою:

км,

де Г^′ –найбільший, Г^” –найменший з розмірів Г₁ і Г₂.

Г_п = Г₁₍₂₎ + 0,5 Г₂₍₁₎ = 26,50+0,5*10,185 = 31,59 км

Максимально можлива величина глибини переносу повітряних мас:

де N = 4 год - час від початку аварії, год.;

W - швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при відповідних швидкості та ступені прямовисної тривалості повітря, км/год., визначається за [2, таблиця 5]: при швидкості вітру 1м/с та інверсії W = 5 км/год;

Звідси:

За кінцеву розрахункову глибину зони зараження приймається менша з двох порівнюваних між собою значень та . Отже Г_п = 20 км

4.2 Визначення площі зони зараження

Площа зони можливого зараження первинною (вторинною) хмарою НХР визначається за формулою: , км²

де S_м –площа зони можливого зараження, км²; Г –глибина зони зараження, км; φ –кутовий розмір зони можливого зараження, град (табл..4), φ=180°.

S_м=8,72*10^-3*20²*180° = 627,84 км².

Площа зони фактичного зараження розраховується за формулою: км²,

де k₈ –коефіцієнт, беруть рівним при інверсії рівним 0.081.

S_ф=0,081 * 20² * 4^0,2 = 42,75 км²

Рисунок 4

4.3 Визначення часу підходу хмари зараженого повітря до ОГД, що потрапляє в ЗМХЗ

Час t підходу до об’єкта хмари НХР залежить від швидкості переносу її повітряним потоком і визначається за формулою: год,

де Х –відстань від джерела зараження до заданого об’єкта , Х=17 км

t=17/5=3,4год

4.4 Визначення меж осередку хімічного ураження НХР

Межі осередку хімічного ураження визначаються шляхом нанесення параметрів зон зараження на топографічні карти і схеми, на яких зона можливого зараження має вигляд:

півкола при швидкості вітру v=1 м/с, радіус півкола дорівнює Г, бісектриса півкола збігається з віссю сліду хмари й орієнтована за напрямком вітру.

Зона хімічного зараження має форму еліпса з осями:

а=Г=20 км

в=1,271,27*42,75/20=2,71(км)

Площа розливу , , м.

4.5 Визначення можливих втрат персоналу

Забезпеченість людей протигазами складає 90%

Згідно до [2, табл.14] визначаємо:

На відкритій місцевості 18%: 650∙18%/100%=117 чол.

Орієнтована структура втрат людей в осередку ураження:

25%: 117∙25%/100%=30 чол. легкого ступеня;

40%: 117∙40%/100%=47 чол. середнього та тяжкого ступеня (з виведенням з ладу не менше ніж на 2...3 тижні та необхідністю госпіталізації);

35%: 117∙35%/100%=41 чол. летальні випадки.

У найпростіших сховищах, будинках: 650∙9%=59 чол.

Орієнтована структура втрат людей в осередку ураження:

25%: 59∙25%/100%=15 чол. легкого ступеня;

40%: 59∙40%/100%=24 чол. середнього та тяжкого ступеня (з виведенням з ладу не менше ніж на 2...3 тижні та необхідністю госпіталізації);

35%: 59∙35%/100%=21 чол. летальні випадки.

4.6 Визначення часу перебування людей у засобах індивідуального захисту

По [2, табл.15] визначаємо, що можливий термін перебування людей в засобах захисту шкіри відповідно температурі навколишнього повітря, яка дорівнює -20°С, є необмежено.

5. Прогнозування масштабів і наслідків радіаційного забруднення на ОГД та АТО під час аварії на радіаційна небезпечному об'єкті

5.1 Районування зони ураження за рівнями радіаційної небезпеки

При аварії на АЕС в залежності від потужності і кількості аварійних ядерних реакторів визначають довжини зон радіоактивного забруднення (РЗ) та їх характеристики (за довідковими таблицями).

Район РЗ позначають на карті. Він являє собою сектор з центральним кутом 40°, утворений двома дотичними до кола. Проведеного з геометричного центра АЕС (R= 0,2 - 0,3 км, розмір проммайданчика). Бісектриса кута 40° повинна проходити за напрямом дії повітря через ОГД (АТО), у якому прогнозується радіаційна обстановка.

Весь район (сектор) РЗ поділяється на п'ять зон РЗ радіусами, що дорівнюють довжинам зон М, А, Б, В, Г, де:

М - зона слабкого радіоактивного забруднення (на карті позначена чорним кольором);

А - зона помірного радіоактивного забруднення (на карті позначена чорним кольором);

Б - зона сильного радіоактивного забруднення (на карті позначена чорним кольором);

В - зона небезпечного радіоактивного забруднення(на карті позначена чорним кольором);

Г - зона надзвичайно небезпечного радіоактивного забруднення (на карті позначена чорним кольором).

Визначають, у якій зоні та у якій точці зони РЗ може опинитися населений пункт (об'єкт), у якому прогнозується РЗ.

Позначають на карті контрольні точки у напрямку прогнозованого розповсюдження аварійного викиду. В цій роботі для АТО розглядається одна контрольна точка- в центрі.

За довідковою таблицею визначаємо довжини зон L, км в залежності від потужності та кількості аварійних реакторів:

L(Г)= 1,7 км;

L(В)= 3,8 км;

L(Б)= 8 км;

L(А)=45 км;

L(М)=325 км.

Звідси бачимо, що АТО, який знаходиться на выдстаны 130км від епіцентру аварії знаходиться в зоні М (слабкого радіаційного забруднення)

5.2 Визначення прогнозованої дози опромінення у контрольних точках

Визначаємо час початку радіоактивного забруднення , год, у контрольних точках в залежності від відстані до АЕС та швидкості середнього вітру:

130/25=5,2 г.

де R - відстань контрольної точки від АЕС; V - швидукість середнього вітру.

Визначаємо рівні радіації на осі сліду радіоактивної хмари (у контрольних точках) через 1 годину після аварії [4, табл. 4]

130 р/год (при кількості реакторів 1 шт. і відстані від АЕС 130 км)

Визначаємо фактичні рівні радіації Р_t у тих же точках на час початку радіоактивного забруднення:

де - рівень радіації на термін t після аварії;

0,517- коефіцієнт для перерахування рівнів радіації на час, що пройшов після аварії на АЕС (визначається за довідковою таблицею).

1,8*0,517=0,9 р/год

Визначаємо прогнозовану дозу зовнішнього опромінення у контрольних точках при знаходженні населення (виробничого персоналу) на відкритій місцевості та у житлових домівках (виробничих будівлях) за перші 10 діб після аварії:

0,9*15,7/1=14,13(бер) - на відкритій місцевості;

0,9*15,7/10=1,41(бер) - в житлових будинках;

де 15,7- коефіцієнт накопичення дози радіації з часом (визначається за довідковими таблицями в залежності від t_п та t_к - відповідно часу початку та часу кінця випромінювання);

К_осл - коефіцієнт захисту будівель (визначається за вихідними даними). На відкритій місцевості , в житлових будинках 10 .

5.3 Рекомендації щодо термінових та невідкладних заходів

На підґрунті наведених розрахунків робимо висновки щодо проведення термінових та невідкладних контрзаходів на основі "Критеріїв для прийняття рішень про заходи захисту населення в разі аварії ядерного реактора". [1, додаток 2].

Рішення приймаються при порівнянні прогнозованих (оцінених) рівнів з нижнім та верхнім рівнями критерію. Дозові критерії (бер) візьмемо за перші 10 діб після аварії.

Отже, на підставі даних щодо прогнозованої дози опромінення в АТО, вважаю за потрібне вжити наступних невідкладних заходів на ранній фазі аварії:

- оповіщення та інформування населення;

- обмеження перебування на відкритій місцевості;

- йодова профілактика;

- тимчасова евакуація дітей та вагітних жінок;

За нашими розрахунками доза опромінення становить 1,41(бер), що не перевищує верхню границю в 5 (бер). Отже, це не відноситься до евакуації дорослих та переселення на тривалий термін, де верхня границя становить 50 (бер).

6. ПЛАН ЗАПОБІЖНИХ ЗАХОДІВ

7. Перелік використаної літератури

1. Михайлюк В.О., Пінін В.Г. Методичні вказівки до виконання РГР «Прогнозування та попередження надзвичайних ситуацій», Миколаїв, УДМТУ, 2001, 28 с

2. Михайлюк В.О., Пінін В.Г. Методичні вказівки до виконання практичних і розрахунково грфічних робіт з теми «Оцінка хімічної обстановки при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах, транспорті і застосуванні хімічної зброї», Миколаїв, УДМТУ, 2002, 32 с

3. Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения, Справочник по ред. Демиденко Г.П., Київ, Высш. Шк. 1989, 287 с

4. Зотов, Іщенко, Штейн Методичні вказівки до виконання практичних і розрахунково грфічних робіт з теми «Оцінка радіаційної обстановки при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах, транспорті і застосуванні ядерної зброї», Миколаїв, УДМТУ, 2002, 35 с