Задача №2

Определить устойчивость и режим работы предприятия, потребность в защитных сооружениях и их оборудовании в условиях радиоактивного заражения местности вызванного аварией на АЭС.

Решение

1. Определение устойчивости и режима работы предприятия в условиях радиоактивного заражения местности

Для того чтобы оценить устойчивость предприятия к радиоактивному заражению, необходимо определить, какую дозу радиации получит смена с наибольшей продолжительностью работы.

Дозу облучения определим по формуле:

.

Время начала облучения можно определить по формуле:

,

где t_вып. – время выпадения радиоактивных осадков. Принимается равным 1 часу.

,

t_р = 12 ч.

t_к = t_н + t_р = 1,67 + 12 = 13,67 ч.

Подставим значения в формулу:

Р.

Доза, которую получит смена с продолжительностью работы 12 часов, получит дозу облучения, превышающую допустимую (Д_уст = 18 Р). Следовательно, можно сделать вывод, что предприятие не устойчиво к воздействию радиации.

Для проведения ремонтно-спасательных работ и дальнейшей работы предприятия в обычном режиме необходимо произвести расчет количества смен и определить режим их работы.

Для этого необходимо использовать Приложение 16 [1] «График определения продолжительности пребывания в зоне радиоактивного заражения» (см. рисунок 1).

Рисунок 1 - График определения продолжительности пребывания в зоне радиоактивного заражения

Для работы с графиком необходимо использовать относительную величину а:

;

.

Так как по условию время начала облучения не задано, принимаем время начала работы 1-й смены равным минимальной продолжительности работы – 2 часа.

t₁ = t_рmin = 2 ч.

По графику, на основании значений а и t_р1, найдем время начала работы 1-й смены.

t_н1 = 1,3 ч.

Время начала работы 2-й смены:

t_н2 = t_н1 + t_р1 = 1,3 + 2 = 3,3 (ч).

По графику найдем продолжительность работы 2-й смены (на основании величин а и t_н2) – 6 ч.

Время начала работы 3-й смены:

t_н3 = t_н2 + t_р2 = 3,3 + 6 = 9,3 (ч).

По графику найдем продолжительность работы 3-й смены (на основании величин а и t_н3) – 12 ч.

Расчеты прекращаем на 3-й смене, так как продолжительность ее работы составляет 12 часов.

Сравним количество сокращенных смен с количеством расчетных смен:

n = 3 – число сокращенных смен, N = 3 – число расчетных смен. Число расчетных смен совпадает с числом сокращенных.

Для графика режима работы цеха берем следующие данные:

t_н1 = 1,3 ч., t_р1 = 2 ч.

t_н2 = 3,3 ч., t_р2 = 6 ч.

t_н3 = 9,3 ч., t_р3 = 12 ч.

Определяем время начала работы объекта в обычном режиме:

,

Т = 1,3 + 2 + 6 + 12 = 21,3 ч.

По истечении времени Т уровень радиации на местности спадет на столько, что представится возможной доставка на объект очередной полной рабочей смены из загородной зоны. Отработавшие смены будут вывезены в загородную зону на отдых и лечение.

Уровень радиации на это время будет составлять:

Р_Т = Р₁ * Т^-1,2,

Р_21,3 = 180 * 21,3^-1,2 = 4,58 Р/ч.

Определим дозы облучения, которые получили проработавшие смены.

Так как уровень радиации на момент начала работ был достаточно высоким, 1-я и 2-я смены проработали меньше часов и полученные ими дозы радиации принимаются равными Д_уст. = 18 Р.

3-я смена проработала 12 часов, значит, дозу радиации для 3-ей смены рассчитаем по формуле:

 13 P.

Выводы представлены в таблице 2.

Таблица 2

Уровень радиации на 1 час после аварии, Р/ч	Допустимая (установленная) доза облучения, Р	Смены	Время начала работы смен, час.	Продолжительность работы смен, час	Дозы радиации, полученные каждой сменой, Р
180	18	І	1,3	2	18
		ІІ	3,3	6	18
		ІІІ	9,3	12	13

2. Определение потребности в защитных сооружениях и их оборудовании в условиях радиоактивного заражения

По условию численность рабочих и служащих объекта 500 человек.

Продолжительность непрерывного пребывания людей в убежище – 4 суток.

2.1 Расчет вместимости защитного сооружения

Расчет необходимо начинать с соответствия объема помещения убежища установленной норме на одного укрываемого (не менее 1,5 м³/чел.).

Формула расчета нормы объема представлена формулой:

,

где S_о – общая площадь защитного сооружения;

h - высота помещения (принимаем h = 2,8 м);

N - количество укрываемых (N = 500 чел.);

V₁ - норма объема убежища на одного укрываемого (V₁ = 1,5 м³/чел.).

Найдем минимальную необходимую площадь убежища в соответствии с нормой объема на одного укрываемого.

 268 (м²).

Проведем расчеты помещений убежища в соответствии с предъявляемыми нормами:

1. Площадь помещения для укрываемых. При принятой нами высоте убежища 2,8 м² норма площади помещений для укрываемых на одного человека составляет 0,5 м². В соответствии с данной нормой, определим площадь помещений для укрываемых, т.е. на 500 человек:

S_пу = S_пу.н. * N = 0,5 * 500 = 250 (м²).

2. Площадь вспомогательных помещений. Норма площади вспомогательных помещений на одного укрываемого составляет 0,12 м², значит на 500 человек общая площадь вспомогательных помещений составит:

S_всп. = S_всп.н. * N = 0,12 * 500 = 60 (м²).

3. Площадь тамбур-шлюза и площадь санитарного поста принимаем как стандартные значения:

S_тш = 10 м², S_сп = 2 м².

4. Общая (фактическая) площадь убежища:

S_о = S_пу + S_всп + S_тш + S_сп = 250 + 60 + 10 + 2 = 322 (м²).

5. При принятой нами высоте помещения (2,8 м) можно установить двухъярусные нары, которые обеспечивают 5 мест – 4 для сидения, одно – для лежания:

(нар).

Вывод: необходимо построить защитное сооружение общей площадью 322 м², в том числе: S_пу = 250 м², S_всп = 60 м², S_тш = 10 м², S_сп = 2 м², и установить 100 двухъярусных нар.

2.2 Оборудование защитного сооружения системой воздухоснабжения

Система воздухоснабжения должна обеспечивать очистку наружного воздуха, требуемый обмен воздуха и удаление из помещений тепловыделений и влаги.

Расчет оборудования системы воздухоснабжения ведется обычно для двух режимов работы:

- чистой вентиляции (І режим) – в убежище подается очищенный от пыли наружный воздух;

- фильтровентиляции (ІІ режим) – наружный воздух очищается от радиоактивной пыли, паров и аэрозолей отравляющих веществ, бактериологических средств.

Для ІІ климатической зоны количество наружного воздуха, подаваемого на одного человека, принимается:

- по І режиму – 10 м³/ч на человека W_I;

- по ІІ режиму – 2 м³/ч на человека W_II.

ФВК-1 обеспечивает І и ІІ режимы вентиляции.

Подача воздуха одним ФВК-1 составляет:

- в І режиме – 1200 м³/ч W_oI;

- во ІІ режиме – 300 м³/ч W_oII.

Нам необходимо определить какое количество ФВК-1 необходимо установить в убежище.

Для вычислений будем использовать формулу:

 .

2.2.1 Количество ФВК-1, необходимое для обеспечения воздухом укрываемых в первом режиме:

шт. ФВК-1. Принимают 5 шт.

2.2.2 Количество ФВК-1, необходимое для обеспечения воздухом укрываемых во втором режиме:

шт. ФВК-1. Принимают 4 шт.

Для полного обеспечения укрываемых чистым воздухом в первом и во втором режимах вентиляции, в убежище необходимо установить 5 ФВК-1.

2.3 Система водоснабжения

Определим необходимый аварийный запас воды.

Исходя из нормы воды на одного укрываемого 3 л в сутки, находим, что аварийный запас воды, а соответственно и объем резервуара для нее, должен составить:

W_вод. = N * W_вод.н. * t_пр. = 500 * 3 * 4 = 6000 л.

2.4 Санитарно-техническая система

Учитывая естественные физиологические потребности человека, рассчитаем необходимый объем резервуара для сточных вод. Норма сточных вод на одного укрываемого – 2 л в сутки.

S_ст.вод = N * S_{ст.вод.н.} * t_пр. = 500 * 2 * 4 = 4000 л.

2.5 Система электроснабжения

При оборудовании системы воздухоснабжения на базе ФВК-1 аварийным источником электроснабжения являются аккумуляторные батареи, которые используются для освещения убежища. Желательно оборудовать убежище электроручными вентиляторами.

Выводы:

1. Для обеспечения чистым воздухом укрываемых (500 человек) необходимо установить 5 ФВК-1.

2. Аварийный запас воды должен составлять 6000 л.

3. Резервуар для сточных вод должен иметь объем в 4000 л.

4. Убежища должны быть оборудованы аккумуляторными батареями.