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

В.О.Михайлюк, В.А.Дубінін, В.І.Ізотов

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання розрахунково-графічної роботи за темою:

 

«Визначення ступеня ризику небезпеки ОЕ»

 

 

 

Миколаїв 2012

УДК 351.86.614.8

 

Михайлюк В.О., Дубінін В.А., Ізотов В.І. Методичні вказівки до виконання розрахунково-графічної роботи за темою: «Визначення ступеня ризику небезпеки ОЕ». – Миколаїв: НУК, 2011. – 51 с.

Кафедра безпеки життєдіяльності та цивільного захисту

 

Методичні вказівки призначенні для студентів внзів, які вивчають дисципліни «Безпека життєдіяльності» та «Цивільний захист», за всіма спеціальностями, а також для викладачів цих дисциплін.

 

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

 

 

© Національний університет кораблебудування

імені адмірала Макарова, 2012 рік

 

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет кораблебудування

імені адмірала Макарова

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання розрахунково-графічної роботи за темою:

 

«Визначення ступеня ризику небезпеки ОЕ»

 

 

Миколаїв 2012

Використані скорочення

АЕС – атомна електростанція

АКСЛ – аварії, катастрофи, стихійні лиха

АТО – адміністративно територіальна одиниця

БЖД – безпека життєдіяльності

ВБ – верхній б’єф

ВВЕР – водноводяний реактор

ВНЗ – вищій навчальний заклад

ГЕС –гідроелектростанція

ГТС – гідротехнічна споруда

ДЕС – дизель-електростанція

НБ – нижній б’єф

НС – надзвичайна ситуація

ОЕ – об’єкт економіки

ПНО – потенційно небезпечний об’єкт

ПРВ – пожежа, яка регулюється вентиляцією

ПРН – пожежа, яка регулюється навантаженням

РБМК – реактор великої потужності, канальний

РНО – радіаційно небезпечний об’єкт

РЗ – радіаційне забруднення

РЗМ – радіоактивне забруднення місцевості

РВР – ремонтно-відновлювальні роботи

РО – радіаційна обстановка

РР – радіоактивна речовина

УХ – ударна хвиля

ЦЗ – цивільний захист

Вступ

Найбільші стихійні лиха і промислові катастрофи XX століття заподіяли шкоду здоров'ю більш мільярду людей 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 об’єкти економіки (ОЕ), їхнє стійке функціонування. У зв'язку з цим виникає необхідність запроваджувати відповідні заходи з забезпечення і підвищення стійкості роботи ОЕ та захисту їхнього виробничого персоналу.

Для забезпечення стійкого функціонування ОЕ сьогодення потребує реалізації двох напрямків:

- недопущення випадкових шкідливих викидів енергії та речовини у життєве середовище і зменшення безупинних їхніх викидів;

- 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 можливому зменшенню можливого для ОЕ 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 зберігає такий ризик, але при цьому не недопускається значне забруднення природного середовища шкідливими викидами. Отже, доцільно вибирати таку технологію робіт на ОЕ, 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 випадок їхньої появи.

Основні вимоги та рекомендації до виконання розрахунково-графічної (контрольної) роботи.

1.1. Навчальна мета та питання, що розв’язують студенти під час роботи.

Метою роботи є прищеплення студентам навичок у визначенні ступеня небезпеки та рівня ризику ОЕ шляхом визначення впливу вражаючих факторів АКСЛ на АТО, де розташовано ОЕ, його персонал і населення, що мешкає поблизу.

До питань, які вирішують студенти при виконанні розрахунково-графічної (контрольної) роботи, належать наступні:

– визначення найбільш небезпечного ОЕ на АТО;

– оцінка та аналіз рівня техногенних небезпек ОЕ;

– визначення та оцінка впливу вражаючих факторів НС на людину, будинки, споруди, розрахунок імовірності ураження людей і будівельних конструкцій;

– оцінка ризику виникнення небезпек та розробка рекомендацій щодо його зменшення;

– визначення заходів щодо захисту технічних засобів, персоналу ОЕ та населення, яке мешкає поблизу.

Визначення впливу природних небезпек на ОЕ (АТО)

Визначення наслідків техногенних небезпек на ОЕ

Оцінка пожежної обстановки.

Хвилею прориву було пошкоджено будівлі ОЕ і внаслідок короткого замикання в електромережі виникла пожежа в складальному цеху. Основними вражаючими факторами пожеж, які виникають на об’єктах господарювання, є теплове випромінювання та токсичний вплив.

Додаток 1

Стисла характеристика ОЕ

ОЕ віднесений до 1 категорії з ЦЗ. Він розташований в АТО першої групи. ОЕ має виробничі приміщення – промислові будівлі з важким металевим каркасом, промислові будівлі з легким металевим каркасом, цегляні двоповерхові будинки, дерев’яні одно поверхневі будинки, а також кранове обладнання, залізничні колії і автопарк.

ОЕ забезпечується електроенергією від АЕС. На АЕС розташовані три енергоблоки ВВЕР – 1000 сумарною потужністю 3 тис. МВт.

Цех, який розглядається, є одноповерхова промислова споруда з великим металевим каркасом. Один центральний поздовжній проїзд та 6 поперечних проходів поділяють цех на 8 виробничих дільниць (рисунок 3). З обох сторін проїзду встановлені ворота з дверима для проходу людей, які в умовах вимушеної евакуації відіграють роль евакуаційних виходів. Ширина воріт дорівнює ширині проходу.

Висота прорізу виробничих дільниць 3 м, ширина прорізу 2 м. Розміри прорізів всіх дільниць однакові. Ширина всіх дільниць цеху (Ш_д) 10 м, висота цеху 9 м. Кількість персоналу у найбільшій зміні 500 чоловік. Норма виробітку на одного працівника за рік під час РВР складає 25 тис. грн.

Кількість робітників, заводоуправління та інших цехів, які можуть знаходитися в цеху за службовими потребами, складає 5% від загальної кількості робітників цеху.

На ділянці І працюють 14% персоналу найбільшої зміни, на ділянці ІІ – 9%, на ділянці ІІІ – 12%, на ділянці ІV – 17%, на ділянці V – 10%, на ділянці VІ – 13%, на ділянці VІІ – 14%, на ділянці VIІІ – 11%.

У технологічному процесі використовуються балони зі стиснутими не пальними газами.

Зберігання балонів – групове.

Рисунок 3. Загальний схематичний план цеху

Таблиця 1. База даних досліджуваних ОЕ

№ п/п	Об’єкти економіки Показники	ОЕ “А”	ОЕ “В”	ОЕ “Г”	ОЕ “Д”	ОЕ “Е”	ОЕ “К”	ОЕ “Л”	ОЕ “Н”	ОЕ “С”
	Площа АТО S АТО, км^2
	Чисельність населення АТО (місто “ N ”) N АТО, тис. чол.
	Площа об’єкту економіки S ОЕ, м^2	8×10^6	4×10^6	6×10^6	5×10^6	7×10^6	2×10^6	10×10^6	9×10^6	3×10^6
	Чисельність виробничого персоналу N ОЕ, тис.чол.	2,0	1,3	1,5	1,1	1,4	0,8	0,7	1,8	0,9
	Середньорічна кількість персоналу ОЕ постражда-лого при НС N пер., чол./рік
	Середньорічна кількість НС N НС, шт./рік
	Найбільш можлива кіль-кість уражених N ур., тис. чол.	0,7	0,3	0,25	0,4	0,6	0,1	0,9	0,13	0,1
	Площа зони ураження S ур., км^2		0,5	2,7	1,8	3,0	0,2	5,0	4,0	1,0
	Середньорічна кількість населення АТО, постра-ждалого при НС N нас, тис. чол.	0,5	1,0	0,9	2,0	1,8	1,7	2,1	1,6	1,5
	Середньорічні збитки від НС (Z пр.), тис. грн
	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
	Кількість персоналу в найбільшій зміні

 

Додаток 2

Таблиця 1. Час проходження гребня (t _гр, год) та фронту хвилі прориву (t _фр, год)

L, км	Нр = 20м	Нр = 40м	Нр = 80м
i=10^-4	i=10^-3	i=10^-4	i=10^-3	i=10^-4	i=10^-3
tфр	tгр	tфр	tгр	tфр	tгр	tфр	tгр	tфр	tгр	tфр	tгр
	0,2	1,8	0,2	1,2	0,1	2,0	0,1	1,2	0,1	1,1	0,1	0,2
	0,6	4,0	0,6	2,4	0,3	3,0	0,3	2,0	0,2	1,7	0,1	0,4
	1,6	7,0	2,0	5,0	1,0	6,0	1,0	4,0	0,5	3,0	0,4	1,0
	5,0		4,0		3,0		2,0	7,0	1,2	5,0	1,0	2,0
					8,0		6,0		3,0	9,0	3,0	4,0
									7,0	17,0	6,0

 

Таблиця 2. Коефіцієнти А та В для визначення висоти і швидкості хвилі прориву

H р, м	В	Значення коефіцієнтів при схилах
i =10^-4	i =10^-3
A h	B h	A v	B v	A h	B h	A v	B v
	0,75
	0,5
	0,25
	0,1

 

Таблиця 3. Ступінь руйнування деяких об'єктів хвилею прориву (водяним потоком)

№ пп	Найменування об'єктів	Сильні руйнування	Середні руйнування	Слабкі руйнування
Глибина потоку, h г м	Швидкість потоку, V фр м/сек	Питоме навантаження, тс/ м^2	Глибина потоку, h г м	Швидкість потоку, V фр м/сек	Питоме навантаження, тс/ м^2	Глибина потоку, h г м	Швидкість потоку, V фр м/сек	Питоме навантаження, тс/ м^2
	Стіни на залізобетонних і металевих палях	6,0	5,0	7,5	3,0	3,0	1,35	1,0	2,0	0,2
	Стіни на дерев'яних палях	4,0	5,0	5,0	2,0	3,0	0,9	1,0	1,0	0,05
	Стіни, моли, водоломи із масивної кладки	7,0	5,0	8,75	4,0	3,0	1,8	2,0	2,9	0,4
	Кранове обладнання портів	6-10	4-9	4,8-4,5	6,0	2-3	1,2-2,7	2,0	1,5-2	0,2-0,4
	Дерев'яні 1-2 поверхові будинки	3,5	2,0	0,7	2,5	1,5	0,28	1,0	1,0	0,05
	Цегляні малоповерхові будинки	4,0	2,5	1,25	3,0	2,0	0,6	2,0	1,0	0,1
	Промислові будинки з легким металевим каркасом	5,0	2,5	1,56	3,5	2,0	0,7	2,0	1,5	0,2
	Промислові будови з важким металевим або залізобетонним каркасом	7,5	4,0	6,0	6,0	3,0	2,7	3,0	1-5	0,34
	Залізничні колії	2,0	2,0	0,4	1,0	1,0	0,05	0,5	0,5	0,06
	Шосейні дороги з твердим покриттям	4,0	3,0	1,8	2,0	1,5	0,22	1,0	1,0	0,05
	Залізничні мости (бетонні)	2,0	3,0	0,9	1,0	2,0	0-2	-	-	-
	Металеві мости з прогоном 30-100 м	2,0	3,0	0,9	1,0	2,0	0,2	-	-	-
	Залізничний рухомий склад	3,5	3,0	1,6	3,0	1,5	0,34	1,5	1,0	0,12
	Автомобілі	2,0	2,0	0,4	1,5	1,5	0,17	1,0	1,0	0,05

Примітки:

1. За критичні параметри хвилі прориву, при яких наступає загибель, або тяжке поранення людей, приймається h _г > 1,5 м і V _фр > 2,5 м/сек.

2. Швидкість хвилі прориву коливається від 0,8 до 7 м/сек, а іноді і більше.

Таблиця 4. Частка ушкоджених об’єктів на затоплених територіях (%) при швидкості водного потоку 3…4м/с в залежності від t _зат.

Об’єкти	t зат (години)	t зат (доба)
Затоплення підвалів
Порушення дорожнього руху
Руйнування вуличних бруківок
Зупинка служби в портах
Припинення переправ
Пошкодження захисних дамб
Руйнування і змив дерев’яних будівель
Руйнування малих цегляних будинків
Пошкодження блочних бетонних будинків і промоїни фундаментів
Зниження капітальності на одну ступінь: будинків класу 1–3 будинків класу 3 и вище
Припинення електропостачання
Припинення телефонного зв’язку
Пошкодження систем газо – та водопостачання
Загибель врожаю

Примітка: Для екстраполяції процента пошкоджень при інших швидкостях потоку можна використовувати перевідний коефіцієнт: К _с = 0,27· V _фр + 0,07,при умові, що добуток К _с і процент пошкоджень не більше 100%.

Таблиця 5. 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 6. 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 7. 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
РБМК-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 8. Розміри прогнозованих зон забруднення місцевості на сліді хмари при аварії на АЕС (категорія стійкості атмосфери Д, середня швидкість вітру 5 м/с).

Вихід активності, %	Індекс зони	Тип реактора
РБМК-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 9. 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
РБМК-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 10. 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
РБМК-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 11. 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
РБМК-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 12. Час початку опромінення персоналу ОЕ (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 13. Потужність дози опромінення на осі сліду хмари (P ₁), рад/год (реактор ВВЕР-1000, вихід радіоактивних продуктів 10%, час – 1 година після зупинки реактора).

Відстань від АЕС, км	Категорія стійкості атмосфери
А	Д	F
Середня швидкість вітру, м/с
	1,24	0,803	0,475	0,004	0,0001
	0,723	0,466	0,285	0,0036	0,0024
	0,289	0,189	0,119	0,0372	0,0248
	0,172	0,127	0,0812	0,0528	0,0370
	0,121	0,103	0,0667	0,0527	0,0385
	0,0915	0,0763	0,0506	0,0427	0,0325
	0,0722	0,0593	0,0403	0,0316	0,0251
	0,0587	0,0476	0,0331	0,0238	0,0200
	0,0488	0,0391	0,0277	0,0177	0,0163
	0,0413	0,0328	0,0237	0,0137	0,0130
	0,0354	0,0280	0,0206	0,0134	0,0115
	0,0190	0,0146	0,0116	0,0064	0,0056
	0,0119	0,0089	0,0075	0,0037	0,0036
	0,008	0,0059	0,0053	0,0024	0,0024
	0,0057	0,0040	0,0040	0,0017	0,0017
	0,0043	0,0033	0,0030	0,0013	0,0013
	0,0030	0,0025	0,0024	0,0010	0,0010
	0,0026	0,0018	0,0020	0,0008	0,0008
	0,0020	0,0013	0,0016	0,0006	0,0006
	0,0014	0,0012	0,0014	0,0004	0,0005
	0,00085	0,00088	0,0010	0,0003	0,0003
	0,0006	0,00068	0,0008	0,00023	0,00026
	0,00055	0,00054	0,0006	0,00020	0,00020
	0,00048	0,00043	0,0005	0,00015	0,00016

 

 

Таблиця 14. 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 15. Доза опромінення, одержувана людиною при відкритому розташуванні в середині зони забруднення (D _п), мЗв.