В. О. Михайлюк, В. І. Ізотов, В. А. Дубінін

В.О. МИХАЙЛЮК, В. І. ІЗОТОВ, В. А. ДУБІНІН

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання розрахунково-графічної роботи за темою:

«ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ РИЗИКУ НЕБЕЗПЕКИ СГ»

 

Рекомендовано Методичною радою НУК

 

Електронне видання

комбінованого використання на DVD-ROM

 

Миколаїв à НУК à 2013

УДК 351.86.614.8

ББК

М 69

 

Укладачі:

В. О. Михайлюк, канд. техн. наук, професор

В. І. Ізотов, старш. виклад

В. А. Дубінін, канд. воєн. наук, доцент.

Рецензент Н. В. Кулалаєва, канд. хім. наук, доцент

 

Михайлюк В. О.

М 69 Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи за темою: «Визначення ступеня ризику небезпеки СГ» / В. О. Михайлюк, В. І. Ізотов,. В. А. Дубінін. – Миколаїв: НУК, 2013. – 37 c.

 

Методичні вказівки містять відповіді на основні питання, пов’язані з організацією та методикою проведення розрахунково-графічної роботи студентів: вибір теми, визначення суб’єкту та предмету дослідження, оформлення результатів. Викладені матеріали ґрунтуються на вимогах Міністерства освіти і науки України та стандартів ІЕФ НУК щодо курсових робіт.

Методичні вказівки призначені для студентів денної і заочної форми навчання всіх спеціальностей, викладачей вищих навчальних закладів освіти третього-четвертого рівнів акредитації, а також для застосування у системі перепідготовки та підвищення кваліфікації керівного складу СГ.

 

 

© В. О. Михайлюк, В. І. Ізотов, В. А. Дубінін. 2013

© Національний університет кораблебудування

імені адмірала Макарова, 2013

ВИКОРИСТАНІ СКОРОЧЕННЯ

АЕС – атомна електростанція

АКСЛ – аварії, катастрофи, стихійні лиха

АТО – адміністративно територіальна одиниця

БЖД – безпека життєдіяльності

ВВЕР – водоводяний реактор

ВНЗ – вищій навчальний заклад

ДЕС – дизель-електростанція

ЄСКД - єдина система конструкторської документації

НС – надзвичайна ситуація

СГ – суб’єкт господарювання

ПНО – потенційно небезпечний об’єкт

ПР – проникаюча радіація

ПРУ - протирадіаційне укриття

ПУ – пункт управління

РВПК – реактор великої потужності, канальний

РЗ – радіаційне забруднення

РЗМ – радіоактивне забруднення місцевості

РВР – ремонтно-відновлювальні роботи

РО – радіаційна обстановка

РР – радіоактивна речовина

УХ – ударна хвиля

ФВК – фільтровентиляційний комплект

ЦЗ – цивільний захист

 

Вступ

Найбільші стихійні лиха і промислові катастрофи XX століття заподіяли шкоду здоров’ю більш мільярду населення Землі. З них на виробництві загинуло п’ять мільйонів і травмовано майже двісті. Руйнівні наслідки окремих техногенних аварій часом порівнянні з наслідками тяжких стихійних та соціальних лих. Визначальним фактором у підтриманні безпечної життєдіяльності населення, котрий суттєво впливає на країну, є її економічний стан. Головною складовою економічного потенціалу держави є суб’єкти господарювання (СГ), їхнє стійке функціонування. У зв’язку з цим виникає необхідність запроваджувати відповідні заходи з забезпечення і підвищення стійкості роботи СГ та захисту їхнього виробничого персоналу.

Для забезпечення стійкого функціонування СГ сьогодення потребує реалізації двох напрямків:

- недопущення безконтрольних шкідливих викидів енергії та речовини у життєве середовище;

- відмовлення або максимально можливе скорочення енергоємності та токсичності технологічних процесів, які там застосовуються.

Відповідно до першого напрямку, зауважимо, що його втілення сприяє усуненню або максимальному зменшенню можливого для СГ техногенного ризику. Реалізація цього заходу одночасно впливає на запобігання помилкових дій персоналу, не допущення відмов устаткування, яке він використовує, а також виключення несприятливих зовнішніх впливів на людей, техніку і навколишнє середовище.

Другий напрямок потенційно зберігає такий ризик, але при цьому не допускається значне забруднення природного середовища шкідливими викидами. Отже, доцільно вибирати таку технологію робіт на СГ, яка враховувала б й імовірність появи зазначених передумов і передбачала б заходи щодо зниження збитку від можливих небезпечних подій. Тому, необхідно не тільки прагнути виключати окремі передумови НС, але й готуватися до вживання заходів на ліквідацію наслідків НС.

Довідкова література

1. Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи за темою: «Визначення ступеня ризику небезпеки СГ» / В. О. Михайлюк, В. І. Ізотов, В. А. Дубінін. – Миколаїв: НУК, 2013. – 37 c.

2. Михайлюк В. О., Халмурадов Д. Б. Цивільна безпека: навч. Пос. – К.: Центр учбової літератури 2008. – 158 с.

3. Демиденко Г.П., Кузьменко Е.П. і др. - 2-е узд. Переработ. и доп. - Высш.шк. Головное изд-во., 1989. - 287 с.

 

Стисла характеристика СГ

В розрахунково-графічній роботі до суб’єктів господарювання віднесено атомну електростанцію, що має категорію «особливої важливості» з цивільного захисту та потенційно небезпечний об’єкт (ПНО) першої групи. Відстань ПНО від АЕС визначена в варіанті завдання.

На АЕС розташовано три енергоблоки з енергетичними реакторами, сумарною потужністю 3 тис. МВт. Тип реактора задається викладачем.

Допоміжна споруда АЕС, яка розглядається при визначенні ризику враження працівників при пожежі є одноповерховою промисловою будівлею з важким металевим каркасом. Для проходу працівників вона має двері шириною 1,8 м, висотою 2,5 м. кількість дверей вказана в варіанті завдання.

На АЕС для захисту персоналу під одним з цехів допоміжного призначення розташовано вбудоване сховище.

Для постачання повітря в сховище встановлено один фільтровентиляційний комплект ФВК-1, до складу якого входять два протипилові фільтри, три фільтри-поглиначі та два електроручні вентилятори ЕВР-600/300 (продуктивність двох ЕВР складає 1200 м³/год. у режимі І та 300 м³/год. в ІІ режимі.

Водопостачання сховища здійснюється від мережі АЕС. Запас води зроблено в об’ємі 500 літрів питної та 150 літрів для стічних вод.

Електропостачання сховища передбачається від межі АЕС та аварійне від групової захищеної дизель-електростанції (ДЕС).

Система каналізації самопливна загальна. У приміщенні санвузла для збирання стоків аварійний резервуар відсутній.

На відстані від АЕС (вказаної в варіанті завдання) розташовано потенційно-небезпечний об’єкт. На його території окремо побудовано протирадіаційне укриття. Вихідні данні для оцінки інженерного захисту персоналу надані в варіанті завдання.

Таблиця 1. База даних досліджуваних ПНО

№ п/п	ПНО Показники	ПНО «А»	ПНО «В»	ПНО «Г»	ПНО «Д»	ПНО «Е»	ПНО «К»	ПНО «Л»	ПНО «Н»	ПНО «С»
	Площа ПНО S ПНО, км^2	8,0	4,0	6,0	5,0	7.0	2,0	10,0	9,0	3,0
	Чисельність виробничого персоналу N ПНО, тис. чол.	2,0	1,3	1,5	1,1	1,4	0,8	0,7	1,8	0,9
	Середньорічна кількість персоналу ПНО постраждалого при НС N пер., чол./рік
	Площа зони ураження S ур., км^2		0,5	2,7	1,8	3,0	0,2	5,0	4,0	1,0
	Найбільш можлива кількість уражених N ур., тис. чол.	0,7	0,3	0,25	0,4	0,6	0,1	0,9	0,13	0,1
	Середньорічні збитки від НС (Z пр.), тис. грн
	Середньорічна кількість НС N НС, шт./рік
	Площа АТО S АТО, км^2
	Чисельність населення АТО (місто «N») N АТО, тис. чол.
	Середньорічна кількість населення АТО, постраждалого при НС N нас, тис. чол.	0,5	1,0	0,9	2,0	1,8	1,7	2,1	1,6	1,5
	Балансова вартість основних виробничих фондів, F млн. грн.	4,3	6,5	7,6	8,8	9,1	2,5	3,0	4,0	5,0

 

Таблиця 2. Середня швидкість вигорання та нижча теплота згорання деяких твердих матеріалів

№ п/п	Горючий матеріал	Середня швидкість вигорання, пер, кг/(м^2·хв)	Нижча теплота згорання, , МДж/кг
	Папір розпушений	0,636	13,4
	Волокно штапельне розпушене	0,54	13,8
	Деревина у виробах (вологість 8…10%)	1,11	13,8
	Карболітові вироби	0,38	24,9
	Каучук:
	синтетичний	0,72	40,2
	натуральний	1,08	42,3
	Книги на стелажах	0,438	13,4
	Органічне скло	1,14	25,1
	Пінополіуретан	0,90	24,3
	Полістирол	1,14	39,0
	Поліпропілен; (у виробах)	0,87	45,6
	Поліетилен (у виробах)	0,62	47,1
	Гумотехнічні вироби	0,90	33,5
	Торфоплити в штабелях (вологість 9...12 %)	0,318
	Торф в караванах (вологість 40%)	0,24	11,3
	Бавовна розпушена	0,318	15,7

Таблиця 3. Залежність ступеня враження (руйнування) Р _вр, %, від пробіт-функцій

Р вр, %	Пробіт-функція
	- 3,72 4,16 4,48 4,75 5,00 5,25 5,52 5,84 6,28	2,67 3,77 4,19 4,50 4,77 5,03 5,28 5,55 5,88 6,34	2,95 3,82 4,23 4,53 4,80 5,05 5,31 5,58 5,92 6,41	3,12 3,87 4,26 4,56 4,82 5,08 5,33 5,61 5,95 6,48	3,25 3,92 4,29 4,59 4,85 5,10 5,36 5,64 5,99 6,55	3,38 3,96 4,33 4,61 4,87 5,13 5,39 5,67 6,04 6,64	3,45 4,014 4,36 4,64 4,90 5,15 5,41 5,71 6,08 6,75	3,52 4,054 4,39 4,67 4,92 5,18 5,44 5,74 6,13 6,88	3,59 4,08 4,42 4,69 4,95 5,20 5,47 5,77 6,18 7,05	3,66 4,12 4,45 4,72 4,97 5,23 5,50 5,82 6,23 7,33
-	0,00	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90
	7,33	7,37	7,41	7,46	7,51	7,58	7,65	7,75	7,88	8,09

Таблиця 4. Значення коефіцієнтів a, b, n і молярної маси (М)

Речовина	формула	М	а	b	п
Акролеїн	С3H4O		-9,931	2,049
Акрилонітрил	C3H3N		-29,42	3,008	1,43
Аміак	NH3		-35,90	1,85
Бензол	C6H6		-109,78	5,3
Бром	Br		-9,04	0,92
Чадний газ	CO		-37,98	3,7
Чотирихлористий вуглець	CCl4		-6,79	0,408	2,5
Хлор	Cl		-8,29	0,92
Формальдегід	CH2O		-12,24	1,3
Соляна кислота	HCl		-16,85	2,0
Ціанистоводнева кислота	HCN		-29,42	3,008	1,43
Фтористоводнева кислота	HF		-35,87	3,354
Сірководень	H2S		-31,42	3,008	1,43
Метілізоціант	CH3NCO		-5,642	1,637	0,653
Двоокис азоту	NO2		-13,79	1,4
Фосген	CCl2O		-19,27	3,686
Двоокис сірки	SO2		-15,67	2,1
Толуол	C6H5CH3		-6,794	0,408	2,5

Таблиця 5. Теплофізичні властивості рідин та газів (при P ₀ = 101,3 кПа)

Речовина	Формула	QV Г, кДж/кг	Показник адіабати для газів, k г (при +20ºС)	Густина ρ0, кг/м^3 (при + 20ºС)	НКМ, %	НКМ, кг/м^3	Молярна маса М
Аміак	NH3		1,31	681,4		0,11
Ацетон	C3H6O		–	790,8	2,2	0,052
Ацетилен	C2H2		1,24	1,177	2,0	0,021
Бутан	C4H10		1,25	2,672	1,9	0,045
Бензол	C6H6		–	879,0	1,4	0,045
Бензин	C8H18		–	750,0	1,2	0,04
Водень	Н2		1,4	0,0899		0,0033
Метан	CH4		1,32	0,7166		0,033
Метиловий спирт (метанол)	CH3OH		–	795,0		0,092
Окис вуглецю (чадний газ)	CO		1,4	1,25	12,5	0,14
Пропан	C3H8		1,13	500,5	2,1	0,038
Етилен	C2H4		1,25	0,974		0,034
Етиловий спирт	C2H5OH		–	789*	3,6	0,068
Азот	N2	–	1,4	1,16	–	–
Аргон	Ar	–	1,67	1,66	–	–
Повітря	–	–	1,4	1,204	–	–
Гелій	He	–	1,67	0,166	–	–
Двоокис вуглецю	CO2	–	1,3	1,977	–	–
Кисень	O2	–	1,4	1,4	–	–
Дизельне паливо	–		–	до 860	1,5…2		110…230
Гас	–		–	792,0	1,4…2
Нафта (легка)	–	43700…	–	831…860	1,26…6,5		250…300

* – значення при 0˚С.

 

Таблиця 6. Категорія стійкості атмосфери

Швидкість вітру (V 10) на висоті 10 м, м/c	Час доби
День	Ніч
Хмарність
Відсутня	Середня	Суцільна	Відсутня	Суцільна
V 10 £ 2	A	А	А	А	А
2 < V 10 £ 3	А	А	Д	F	F
3 < V 10 £ 5	А	Д	Д	Д	F
5 < V 10 £ 6	Д	Д	Д	Д	Д
V10 > 6	Д	Д	Д	Д	Д

Позначення: А – нестійка (конвекція); Д – нейтральна (ізотермія); F – стійка (інверсія).

 

Таблиця 7. Середня швидкість (V _c) вітру в шарі від поверхні землі до висоти переміщення центра хмари забрудненого повітря, м/с

Категорія стійкості атмосфери	Швидкість вітру на висоті 10 м (V 10), м/с
< 2					>6
A				–	–	–
Д	–	–
F	–				–	–

Таблиця 8. Час початку опромінення персоналу ПНО (t _ф) після аварії на АЕС, година

Відстань від АЕС, км	Категорія стійкості атмосфери
А	Д	F
Середня швидкість вітру, м/с
	0,5	0,3	0,1	0,3	0,1
	1,0	0,5	0,3	0,5	0,3
	2,0	1,0	0,5	1,0	0,5
	3,0	1,5	0,8	1,5	0,8
	4,0	2,0	1,0	2,0	1,0
	5,0	2,5	1,2	2,5	1,3
	6,5	3,0	1,5	3,0	1,5
	7,5	4,0	2,0	4,0	2,0
	8,0	4,0	2,0	4,0	2,0
	8,5	4,5	2,2	4,5	2,5
	9,5	5,0	2,5	5,0	3,0
		7,5	3,5	8,0	4,0
			5,0		5,0
			6,0		6,5
			7,5		8,0
			9,0		9,0

Таблиця 9. Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери А, середня швидкість вітру 2 м/с)

Вихід активності, %	Індекс зони	Тип реактора
РВПК-1000	ВВЕР-1000
Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2	Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2
	М	62,5	12,1		82,5	16,2
	А	14,1	2,75	30,4	13,0	2,22	22,7
	Б	–	–	–	–	–	–
	В	–	–	–	–	–	–
	Г	–	–	–	–	–	–
	М		29,9			40,2
	А	28,0	5,97		39,4	6,81
	Б	6,88	0,85	4,52	–	–	–
	В	–	–	–	–	–	–
	Г	–	–	–	–	–	–
	М		61,8			82,9
	А	62,6	12,1		82,8	15,4
	Б	13,9	2,71	29,6	17,1	2,53	34,0
	В	6,96	0,87	4,48	–	–	–
	Г	–	–	–	–	–	–
	М		81,8
	А	88,3	18,1			24,6
	Б	18,3	3,64	52,3	20,4	3,73	59,8
	В	9,21	1,57	11,4	8,87	1,07	7,45
	Г	–	–	–	–	–	–

Таблиця 10. Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (категорія стійко сті атмосфери Д, середня швидкість вітру 5 м/с).

Вихід активності, %	Індекс зони	Тип реактора
РВПК-1000	ВВЕР-1000
Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2	Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2
	М		8,42		74,5	3,70
	А	34,1	1,74	42,6	9,9	0,29	2,27
	М		18,2			8,76
	А		3,92		29,5	1,16	26,8
	Б	17,4	0,69	9,40	–	–	–
	В	5,8	0,11	0,52	–	–	–
	М		31,5			18,4
	А		8,42		74,5	3,51
	Б	33,7	1,73	45,8	9,9	0,28	2,21
	В	17,6	0,69	9,63	–	–	–
	М		42,8			25,3
	А		11,7			5,24
	Б	47,1	2,4	88,8	16,6	0,62	8,15
	В	23,7	1,1	20,5	–	–	–
	Г	9,41	0,27	2,05	–	–	–

 

Таблиця 11. Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери Д, середня швидкість вітру 10 м/с).

Вихід активності, %	Індекс зони	Тип реактора
РВПК-1000	ВВЕР-1000
Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2	Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2
	М		5,99			1,87
	А		1,04		5,22	0,07	0,31
	М					5,33
	А		2,45			0,58	8,75
	Б		0,32	3,02	–	–	–
	М
	А		5,99			1,87
	Б		1,02		5,05	0,07	0,29
	В		0,33	3,14	–	–	–
	М
	А		8,71			3,22
	Б		1,51			0,27	2,18
	В		0,59	8,38	–	–	–

Таблиця 12. Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери F, середня швидкість вітру 5 м/с).

Вихід активності, %	Індекс зони	Тип реактора
РВПК-1000	ВВЕР-1000
Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2	Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2
	М	126 (1/138)	3,63		17 (28/48)	0,61	8,24
	М	241 (8/249)	7,86		76 (13/89)	2,58
	А	52 (16/69)	1,72		–	–	–
	М	430 (6/436)			172 (10/182)	5,08
	А	126 (13/139)	3,63		17 (28/45)	0,61	8,25
	М	561 (5/566)			204 (8/212)	6,91
	А	168 (10/178)	4,88		47 (17/64)	1,52
	Б	15 (27/42)	0,41	4,95	–	–	–

 

Таблиця 13. Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери F, середня швидкість вітру 10 м/с).

Вихід активності, %	Індекс зони	Тип реактора
РВПК-1000	ВВЕР-1000
Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2	Довжина, км	Ширина, км	Площа, км^2
	М	115 (13/128)	3,04		–	–	–
	М	239 (10/249)	6,81		73 (15/88)	2,1
	А	42 (19/61)	1,18		–	–	–
	М	441 (6/447)			162 (11/173)	4,4
	А	115 (15/130)	3,04		–	–	–
	М	579 (6/585			224 (10/234)	6,3
	А	156 (11/156)	4,24		33 (22/55)	0,95

Таблиця 14-А. Доза опромінення на місцевості від радіоактивної хмари Д_мх, мЗв (реактор ВВЕР-1000, вихід активності продуктів 10%, висота 0 м)

Відстань від АЕС, км	Категорія стійкості атмосфери
А	Д	F
Середня швидкість вітру, м/с
	35,0	38,4	28,3	51,8	37,1
	15,5	14,0	10,9	20,7	15,0
	4,71	4,57	3,70	8,56	6,28
	2,36	2,80	2,30	5,02	3,74
	1,46	2,06	1,72	3,37	2,55
	0,987	1,42	1,20	2,45	1,85
	0,711	1,04	0,895	1,87	1,41
	0,535	0,799	0,695	1,49	1,12
	0,415	0,634	0,557	1,22	0,913
	0,331	0,516	0,458	1,03	0,771
	0,269	0,429	0,383	8,80	0,662
	0,118	0,208	0,191	0,485	0,363
	0,065	0,125	0,116	0,319	0,237
	0,04	0,08	0,077	0,230	0,171
	0,025	0,06	0,056	0,176	0,131
	0,016	0,05	0,043	0,141	0,104
	0,01	0,04	0,034	0,116	0,086
	0,009	0,03	0,026	0,098	0,072
	0,0086	0,028	0,02	0,085	0,06
	0,0061	0,02	0,017	0,066	0,048
	0,004	0,017	0,013	0,054	0,038
	0,003	0,013	0,01	0,045	0,03
	0,0026	0,01	0,0089	0,038	0,026
	0,0020	0,009	0,0075	0,032	0,02

 

Таблиця 14-Б Доза опромінювання на місцевості від радіоактивної хмари, рад (Реактор РВПК-1000, вихід активності продуктів 10 %, висота 0 м)

Від АЕС, км	Категорія стійкості атмосфери
А	Д	F
Середня швидкість вітру, м/с
	5,16	21,90	16,20	29,70	21,20
	1,37	7,92	6,15	11,90	8,57
	0,343	2,26	1,85	4,90	3.59
	0,164	1,03	0,884	2,87	2,14
	0,0990	0,585	0,524	1,93	1,46
	0,0656	0,389	0,360	1,40	1,06
	0,0462	0,276	0,263	1,07	0,806
	0,0340	0,206	0,200	0,852	0,640
	0,0259	0,159	0,158	0,700	0,522
	0,0203	0,126	0,127	0,588	0,441
	0,0162	0,102	0,105	0,503	0,379
	0,0067	0.0453	0,0485	0,277	0,208
	0,00345	0,0238	0,0276	0,182	0,136
	0,00202	0,0137	0,0177	0,132	0,0978
	0,00122	0,0116	0,0122	0,101	0,0748
	0,0000676	0,00869	0,00885	0,0807	0,0597
	0,000438	0,00677	0,00643	0,0665	0,0491
	0,000345	0,00548	0,00451	0,0563	0,414
	0,000310	0,00457	0,00369	0,0488	0,0355
	0,000253	0,00335	0,00314	0,0380	0,0272
	0,000175	0,00259	0,00234	0,0307	0,0218
	0,000128	0,00207	0,00183	0,0255	0,0179
	0,0000973	0,00170	0,00148	0,0216	0,0152
	0,0000764	0,00143	0,00123	0,0186	0,0132

 

Таблиця 15. Доза опромінення, одержувана людиною при відкритому розташуванні в середині зони забруднення (Д_п), мЗв.