5 Расчет безопасного расстояния для хранилищ жидкого водорода

Расчет безопасного расстояния ведется из соображений, что на ПУ ЛА происходит нештатная ситуация (взрыв) с ЛА «Энергия-М», количество ступеней которой составляет N=2 шт.

В ракетных блоках ступеней данного ЛА применяют топливо: жидкий кислород и керосин – ракетные блоки первой ступени; жидкий водород и жидкий кислород – ракетный блок второй ступени.

Безопасность при взрыве изделия на старте определяется из расчета удельной мощности применяемого топлива в переходе его на тротиловый эквивалент (С_ЛА):

, (1)

где С_ЛА – мощность взрыва в тротиловом эквиваленте всего ЛА,

С_i – мощность взрыва ступеней ЛА.

Рассчитывается мощность взрыва ступеней ЛА исходя из применяемых КТ (С_i):

, (2)

где т_i – максимальная масса топлива ракетных блоков ступеней ЛА (т₁=646 тонн, т₂=40 тонн),

f_1j – удельный энергетический тротиловый эквивалент топлива (f₁₁ =2,2 для топлива жидкий кислород и керосин, f₁₂=3,5 для топлива жидкий кислород и жидкий водород).

[т],

[т].

Тогда мощность взрыва в тротиловом эквиваленте всего ЛА составит:

С_ЛА=122+18=140 [т].

Определяется безопасное расстояние при взрыве от изделия до объектов ТК и жилой зоны ( ):

, (3)

где n – коэффициент, зависящий от дальности объекта, который потенциально подвержен повреждению,

М₀ – стартовая масса ЛА (М₀=990000 кг).

Безопасное расстояние до жилой зоны при взрыве (при n=263): [м].

Безопасное расстояние до МИКа при взрыве (при n=160,8): [м].

Рассчитывается безопасное расстояние, на котором должно находится хранилище КТ от ПУ ЛА СК ЛА (L₁):

, (4)

где т – коэффициент, учитывающий конфигурацию оборудования ЗС ЛА СК ЛА и СК ЛА в целом,

С_ЭКВi – мощность взрыва в тротиловом эквиваленте (i=1..∞), С_ЭКВ1=С_ЛА=140000 [кг],

[м] (при т=45).

Определяется удельная мощность КТ хранящегося в хранилище в соответствии тротиловому эквиваленту (С_ЭКВ2):

С_ЭКВ2=М*а, (5)

где М – масса водорода в резервуарах хранилища (М=165000 [кг]);

а – тротиловый эквивалент (13,6 [кг] тротила ≡ на 1 [кг] жидкого водорода).

С_ЭКВ2=165000*13,6=2244000 [кг].

Рассчитывается безопасное расстояние, на котором должно находится ПУ ЛА СК ЛА от хранилища КТ (L₂):

, (6)

[м] (при т=2,2).

Из экономических, технологических и технических соображений безопасное расстояние от ПУ ЛА СК ЛА до ЗС ЛА СК ЛА берется 2337+20 [м].

Определяется безопасное расстояние между хранилищами жидкого кислорода и водорода ЗС ЛА СК ЛА (L₃):

, (7)

[м] (при т=12).

Из экономических, технологических и технических соображений безопасное расстояние между хранилищами жидкого кислорода и водорода ЗС ЛА СК ЛА рекомендуют заполнять хранилищем жидкого азота СГС и ЗС ЛА СК ЛА и выбирается равным 1571+9 [м].

Заключение

В результате выполнения курсовой работы закреплены теоретические знания по теме «Пусковые и наладочные работы (испытания) оборудования для хранения жидкого водорода». Изучены основные принципы работы с оборудованием, основные требования предъявляемые к нему. Рассмотрены обязанности инженера-испытателя при сливе жидкого водорода в газгольдер.

Произведен расчет безопасного расстояния при взрыве изделия на старте и найдено безопасное расстояние для хранилищ КРТ =1580 [м], который показал, что полученные значения удовлетворяют правилам и нормам работ по обеспечению безопасного пуска изделия.

Данный перечень требований позволяет обеспечить безопасность проведения работ по подготовке к пуску проектируемой РКН.

Список литературы

1. ТО изделия : Инструкция по проверке герметичности, часть третья. Испытания изделия в барокамере., 1984 г.

2. Руководство по организации безопасной эксплуатации космических средств российского космического агентства, Москва ,1999г.