Универсальное сухогрузное судно

(19.20)

Расходы за год в тыс. у.е. равны:

(19.21)

Расходы на топливо и бункеровку в тыс. у.е. определим в зависимости от потребной массы топлива за год:

(19.22)

где _ MTPG _ потребная за год масса топлива с учетом смазочного масла и других составляющих, тонн

CTB _ стоимость франко-тонны топлива с учетом смазочного масла и других составляющих, у.е.

19.5 Расчет объема перевозок за год

Объем перевозок за год в тыс. тонн определяется по формуле:

 (19.23)

где _ VGR _ количество груза, перевезенного за круговой рейс, тыс. тонн;

NRS _ количество круговых рейсов за год.

Количество груза, перевезенного за круговой рейс, в тыс.тонн, рассчитывается по формуле:

(19.24)

где _ PGR _ грузоподъемность судна, тыс. тонн,

ET _ коэффициент использования грузоподъемности судна за круговой рейс.

Количество круговых рейсов за год определяется по формуле:

(19.25)

где _ TEK _ эксплуатационный период за год, дней,

TH _ ходовое время за круговой рейс, дней,

TS _ время стоянки вне грузовых операций за круговой рейс, дней.

Ходовое время за круговой рейс в днях определяется по формуле:

(19.26)

где _ DAL _ плечо кругового рейса, миль

VE _ эксплуатационная скорость, узлы.

Время нахождения под грузовыми операциями за круговой рейс в днях определяется по формуле:

 (19.27)

где _ GNORM _ норма грузовых работ (производительность погрузочно-разгрузочных работ), тонн/час.

19.6 Расчет экономических критериев

Годовой доход в млн. у.е. рассчитываем как произведение объема перевозок за год в тыс. тонн и фрахтовой ставки в у.е./тонна:

(19.28)

Эквивалентную предналоговую ставку I определяем путем численного решения уравнения:

(19.29)

Фактор возмещения капитала (CRF - Capital Recorvery Factor) определяем по формуле:

(19.30)

Эквивалентную посленалоговую ставку I1 определяем путем численного решения уравнения

(19.31)

Необходимая фрахтовая ставка RFR, у.е./тонна, (Required Freight Rate) рассчитывается по формулам:

(19.32)

Приведенная стоимость в млн.у.е. (при постоянных текущих затратах) (Present Worth Method) рассчитывается по формулам:

(19.33)

Для расчета вновь созданной стоимости в млн. грн (максимизируемый критерий) (Net Present Value) предварительно рассчитаем налог на прибыль, млн. грн:

(19.34)

Доход после уплаты налога в млн. грн равен:

(19.35)

Тогда вновь созданная стоимость в млн. грн рассчитывается по формулам:

(19.36)

Удельная доходность рассчитывается по формуле:

(19.37)

Рассчитаем также "технический критерий", равный произведению грузоподъемности на скорость хода судна и деленному на мощность главного двигателя:

(19.38)

19.7 Расчет экономической эффективности судна

Расчет произведен в программе В. Былого «EKO»

Таблица 19.3 - Исходные данные

Масса металлического корпуса, тыс. тонн	1,127
Масса оборудования корпуса, тыс. тонн	0.483
Мощность главного двигателя, кВт	1500
Масса оборудования МКО, тыс. тонн	0.2500
Массовое водоизмещение порожнем, тыс. тонн	2.0400
Расчетной число судов в серии, единиц	10
Код типа судна	3
Дедвейт, тыс. тонн	5.500
Сред. расх. на 1 чл. экип. в мес., у.е.	1500
Численность экипажа, человек	11
Потребная за год масса топлива с учетом смазочн. масла и других составл., у.е.	3000.000
Стоимость франко-тонны топлива с учетом смазочн. масла и других составл., у.е.	2000
Грузоподъемность судна, тыс. тонн	5.00
Коэффициент использования грузоподъемности судна за круговой рейс	0.750
Норма грузовых работ (производительность погрузочно-разгрузочных работ), тонн/час	1000.000
Эксплуатационный период за год, дней,	340.000
Плечо кругового рейса, миль	5000.000
Эксплуатационная скорость, узлы	12.000
Время стоянки вне грузовых операций за круговой рейс, дней	0.500
Срок службы судна, годы	24.000
Налоговая ставка (доля, отчисляемая от остатка от годовой прибыли за вычетом отчислений на реновацию)	0.300
Фрахтовая ставка, у.е./тонна	50
Заданная эквивалентная ставка предпринимательской прибыли	0.350
Заданная эквивалентная ставка для расчета критерия приведенной стоимости	0.250

Таблица 19.4 - Результаты расчета.

Строительная стоимость серийно освоенного судна, млн. у.е.	26.0041
стоимость металлич. корпуса, млн. у.е.	5.5497
стоим. оборудования корпуса, млн. у.е.	13.4302
стоимость главного двигателя, млн. у.е.	2.4705
стоимость оборудования МКО, млн. у.е.	3.3886
стоимость работ по судну, млн. у.е.	1.1651
Среднесерийная стоим. судна, млн. у.е.	27.9801
стоимость проектирования, млн. у.е.	2.4706
стоимость оснастки и приспособлений для постройки судна, млн. у.е.	3.7674
Прямые эксплуатац. расходы, млн. у.е.	1.3002
в том числе
расходы на текущий ремонт, тыс. у.е.	155.3
расходы на снабжение, тыс. у.е.	85.8
расходы на содержание экипажа, тыс. у.е.	401.9
расх. навиг. и на агентиров., тыс. у.е.	134.0
расх. на топливо и бункеровку, тыс. у.е.	523.3
Ходовое время за круговой рейс, дней	5.2
Время нахождения под грузовыми операциями за круговой рейс, дней	0.34
Количество круговых рейсов за год	56.2
Объем перевозок за год, тыс. тонн	364.4
Годов. доход до уплаты налога, млн. у.е.	7.8816
Годов. дох. после упл. налога, млн. у.е.	7.1959
Суммарный за срок службы годов. доход после уплаты налога, приведенный к началу эксплуатации, млн. у.е.	15.9746
Эквивалентная предналоговая ставка	0.126
Фактор возмещения капитала (Capital Recovery Factor)	0.282
Эквивалентная посленалоговая ставка	0.320
Необходимая фрахтовая ставка, у.е./тонна (Required Freight Rate)	46.396
Приведенная стоимость, млн. у.е. (Present Worth Method)	31.4768
Вновь созданная стоимость, млн. у.е. (Net Present Value)	-12.0055
Удельная доходность	0.521
Грузоподъмн. скорость/мощность главного двигателя, тыс. тонн*узел/кВт	16.487

Исходя из результатов расчета можно определить окупаемость судна, которая обратно пропорциональна удельной доходности, год.

года.

20. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В СУДОСТОЕНИИ

20.1 Загрязнение атмосферного воздуха в районе верфи и на судне

С точки зрения охраны атмосферного воздуха в районе судостроительного или судоремонтного предприятия загрязнения условно делятся на антропогенные и природные. Источники загрязнения делятся на организованные и неорганизованные, стационарные и передвижные. Кроме этого сами выбросы загрязняющих веществ подразделяются на холодные и горячие.

Антропогенное загрязнение - загрязнение атмосферы связанное с деятельностью предприятия (например - котельные обеспечивающие предприятие теплом).

Природное загрязнение - загрязнение атмосферы не связанное с деятельностью человека (например - загрязнение атмосферы песчаной пылью во время сильных ветров).

Организованные источники - источники выбрасывающие загрязняющие вещества из какого либо специального оборудования (например - трубы предприятия).

Неорганизованные источники - источники выбрасывающие загрязняющие вещества без применения специального оборудования (например - загрязнение атмосферы мусором в районе расположения свалки промышленных отходов предприятия или твердых бытовых отходов).

Стационарные источники - источники не изменяющие координат выбросов во времени (например - стационарная котельная).

Нестационарные источники - источники изменяющие координаты выбросов во времени (например - автомобильный или железнодорожный транспорт передвигающийся по территории предприятия).

Холодные выбросы - выбросы температура газовоздушной смеси которых не превышает температуры окружающей атмосферного воздуха (например - выбросы из циклона деревообрабатывающего цеха или выбросы от сварки корпусообрабатывающего цеха предприятия).

Горячие выбросы - выбросы температура газовоздушной смеси которых превышает температуру окружающего воздуха (например - выбросы от печей для горячего гнутья заготовок корпусообрабатывающего цеха или стационарной котельной для обеспечения отоплением предприятия).

Методы прогноза загрязнения воздуха в районе предприятия основываются на результатах теоретического и экспериментального изучения закономерностей распространения загрязняющих веществ от их источников. Изучение осуществляется по двум направлениям. Первое из направлений состоит в разработке теории атмосферной диффузии, основой которой является математический аппарат описания распространения примесей с помощью решения уравнений турбулентной диффузии. Второе - связано в основном с эмпирико-статистическим анализом распространения загрязняющих веществ в атмосфере и использованием для этой цели интерполяционных моделей гауссовского типа. При этом определяется величина степени загрязнения воздуха в приземном слое на высоте не превышающей 2 метров от поверхности рельефа местности.

Работы по теории атмосферной диффузии, основанные на результатах интегрирования уравнений турбулентной диффузии атмосферных примесей получили значительной развитие в бывшем Советском Союзе. Работы второго направления сравнительно просты для описания закономерностей распределения и гауссовы модели используются довольно широко в различных странах.

20.2 Основы охраны атмосферного воздуха при загрязнении

Практический расчет прогнозных концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе проводится на территории Украины на основе решения уравнения турбулентной диффузии, представленных в работах М.Я. Берлянда, Е.Л. Гениховича и Р.И. Оникула, а также разработанном на основе этих работ общесоюзного нормативного документа ОНД-86. Документ распространяется на проектируемые, реконструируемые и действующие предприятия. Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций. Нормы не распространяются на расчет концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях. Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим расчетным значением концентрации загрязняющего вещества при неблагоприятных метеоусловиях в том числе и опасной скорости ветра. Критерием для оценки степени опасности загрязнения воздуха служит предельно допустимая (максимально разовая) концентрация загрязняющего вещества в атмосферном воздухе для районов жизнедеятельности человека - ПДК.

В случае превышения концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе величины ПДК для данного вещества воздух считается загрязненным и непригодным для дыхания (). В этом случае необходимо разработать мероприятия для уменьшения концентрации до величины ПДКили меньше последней ().

Данное условие должно выполняться на границе санитарной защитной зоны. То есть на территории предприятия и до границы санитарной защитной зоны концентрация загрязнязняющего вещества может быть и больше ПДК, но за границей СЗЗ она в обязательном порядке должна быть меньше. В случае невыполнения данного условия для жителей живущих за территорией предприятия должны быть разработаны мероприятия по выполнению условия (). В качестве примеров по разработке мероприятий может служить:

- выселение жителей из загрязненного района атмосферного воздуха с предоставление квартир;

- снижение мощности выбросов источника;

- исключение источника из состава выбросов.

Аналогично вышеперечисленным выставляются требования для грузовых и пассажирских судов, находящихся в плавании. В качестве источника здесь служит судовая труба, выбрасывающая загрязняющие вещества в атмосферу. Судовой состав или пассажиры при нахождении в особенности верхней палубе судна подвергаются воздействию загрязненного воздуха, выходящего из трубы судна.

Условия нормальной жизнедеятельности человека на судне, находящемся в плавании, определены выше.

20.3 Нормативы загрязнения атмосферного воздуха в окружающей среде

Величины некоторых максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДК) для селитебной территории, окружающей территорию верфи или судоремонтного предприятия, представлены в таблице 19.1. Таким образом представленные величины являются определяющими для населения, обитающего за территорией санитарной защитной зоны предприятия.

Таблица 20.1 - Величина ПДК для местности, окружающей территорию судостроительного или судоремонтного предприятия

Загрязняющее вещество	ПДК мг/м	Класс опасности
Азота двуокись	0,085	2
Ацетон	0,35	4
Углерода окись	5	4
Спирт метиловый	1	3
Свинец и его неорганические соединения	0,001	1
Водород цианистый (синильная кислота)	0,2	2
Бензин нефтяной	5	4
Ацетон	0,35	4
Ангидрид сернистый	0,5	3

20.4 Загрязнение атмосферного воздуха от на селитебной территории прилегающей к предприятию

В зависимости от высоты трубы H, источник относится к одному из следующих четырех классов: высокие - H ? 50 м, средней высоты - H=10-50 м, низкие H=2-10 м и наземные H ?2 м. Для всех классов источников длина - высота выражена в метрах, время - в секундах, масса вредных веществ - в граммах, мощность выброса - в граммах в секунду, концентрация в атмосферном воздухе - миллиграммах в кубическом метре, концентрация на выходе из источника - в миллиграммах на кубический метр.

При совместном присутствии в атмосферном воздухе одновременно нескольких (n) веществ, обладающих в соответствии с перечнем утвержденным министерством охраны здоровья Украины суммацией вредного воздействия, для каждой группы загрязняющих веществ рассчитывается безразмерная суммарная концентрация , которая по абсолютной величине не должна превышать единицы:

(20.1)

С, С…. С (мг/м) - расчетные концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в фиксированной точке местности

ПДК, ПДК… ПДК(мг/м) - соответствующие максимально-разовые предельно-допустимые концентрации загрязнителей в атмосферном воздухе.

Приведем расчетные формулы для определения загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника в приземном слое на высоте не превышающей 2 м от поверхности земли.

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника и определяется по формуле:

(20.2)

где А -- коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М (г/с) -- масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени (для выбранного типа дизеля масса выбрасываемого нефтяного бензина в атмосферу г/с);

F -- безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m и n -- коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

(м) -- высота источника выброса над уровнем моря

-- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, = 1;

(°С) -- разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в;

V₁ (м³/с) -- расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле

 (20.3)

(м) -- диаметр устья источника выброса;

(м/с) -- средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным - 200.

Значения мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси V₁ (м³/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются в соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами.

При определении значения Т (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г (°С) -- по действующим для данного производства технологическим нормативам.

Значение безразмерного коэффициента F принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) -- 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей при среднем эсплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % -- 2; от 75 до 90 % -- 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки -- 3.

Значения коэффициентов т и п определяются в зависимости от параметров , ,, и :

; (20.4)

; (20.5)

; (20.6)

. (20.7)

Коэффициент т определяется в зависимости от f по рисунку 19.1 или по формулам:

при f < 100; (20.8)

при f 100. (20.9)

Рисунок 20.1



Рисунок 20.2

Для f_e < f < 100 значение коэффициента т вычисляется при f = f_e.

Коэффициент п при f < 100 определяется в зависимости от _м по рисунку 2 или формулам:

при (20.10)

при ; (20.11)

при . (20.12)

При f 100 или T 0 коэффициент п вычисляется по п. 2.7.

Так как то,

Так как ,

Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым сечением:

мг/м³

Следовательно максимальное значение приземной концентрации вредного вещества не превышает предельно допустимую концентрацию выбрасываемого в атмосферу нефтяного бензина.

21. ОХРАНА ТРУДА

Борьба с шумом на морских судах имеет особое значение: судно является не только местом работы, и одновременно жизни, отдыха и проведения свободного времени для всего экипажа. Суда имеют интенсивные источники шума и вибрации, находящиеся обычно в непосредственной близости от жилых и служебных помещений. Общеизвестно, что высокий уровень шума неблагоприятно сказывается на работе слуховых органов, вызывает психические расстройства и неблагоприятно сказывается на деятельности всего организма человека. Все это повышает утомляемость, снижает внимание и, в конечном счете, приводит к снижению производительности труда и также может явиться причиной частных случаев. Соответственно этому, работы по борьбе с шумом должны начинаться с самой ранней стадии разработки проекта судна, т.е. расчет шумности, ожидаемой в судовых помещениях, является одним из первых этапов работ.

Анализ материалов и результаты расчета позволяют дать рациональный комплекс мероприятий, обеспечивающих снижение шума в судовых помещениях до значений, которые установлены нормами допустимых уровней шума в машинно-котельном отделении.

Таблица 21.1 - Предельные величины допустимых уровней шума в МКО.

Наименование помещений и мест работы и отдыха	Уровни звукового давления дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, гц	Эквивалентные уровни звука L A дБА
	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Энергетическое отделение
Периодически обслуживаемое (при дистанционном управлении из ЦПУ)	107	100	96	93	90	88	86	85	85

Уровень звукового давления, создаваемого двигателем внутреннего сгорания в МКО.

Из всех судовых поршневых машин наиболее шумными являются двигатели внутреннего сгорания и именно двигатели дизеля.

Дизель имеет следующие основные источники шума:

- систему наддувочного и продувочного воздуха;

- шатунно-кривошипный механизм;

- процесс сгорания;

- клапанно-распределительный механизм;

- топливовпрыскивающую аппаратуру;

- навешанное оборудование, приводимое от коленчатого вала;

- вибрирующие поверхности двигателя и фундамента.

Эти источники способствуют образованию как механического, так и аэродинамического шума.

К шумам аэродинамического (или газодинамического) происхождения относятся шумы впускных и выпускных систем двигателей, шумы различного рода нагнетателей наддувочного и продувочного воздуха, а также шумы, возникающие в период сгорания топлива в цилиндрах двигателя.

В некоторых случаях уровни шума на всасывании, создаваемые продувочными и наддувочными насосами, достигают 115--118 дБ. Значительный уровень имеет и шум всасывания двигателей без наддува.

Шумы нагнетателей роторного типа состоят из вихревого шума, шума от пульсаций столба воздуха в трубе, шума вращения и шума от препятствий в потоке. Шум центробежного нагнетателя имеет аналогичный состав с весьма интенсивной составляющей, соответствующей «сиренному шуму» Высокочастотный интенсивный шум центробежных нагнетателей создает весьма неприятный физиологический эффект.

Следующим источником шума является процесс сгорания в цилиндрах двигателя. Значительная сложность этого вопроса и отсутствие достаточного экспериментального материала являются причиной того, что до сих пор нет еще утвердившейся общей теории шумообразования при сгорании топлива. Одной из главных причин шума является большая скорость нарастания давления при сгорании.

У ряда типов двигателей внутреннего сгорания, особенно у тяжелых тихоходных судовых двигателей, шум процесса сгорания намного ниже общего уровня шума и маскируется другими, более мощными источниками (механическими). К числу механических источников шума дизелей относятся: кривошипношатунный механизм; топливовпрыскивающая система; клапаннораспределительный механизм; различные вспомогательные механизмы, установленные на двигателе, и их приводы (особенно зубчатые передачи).

Как показали отечественные исследования, наибольшее значение в процессе шумообразования двигателей имеют удары в кривошипношатунном механизме, главным образом удары поршней о втулки цилиндров при их перекладке.

Известно, что за один оборот коленчатого вала поршень перекладывается в плоскости движения шатуна с одной стороны на другую несколько раз. Во время перекладки, из-за зазора между поршнем и втулкой цилиндра поршень приобретает некоторую скорость в поперечном направлении, ударяя о стенку в момент контакта. Вследствие этих ударов возникают интенсивные вибрации стенок цилиндра с собственной частотой, что обусловливает появление шума на 3--9 дб превышающего шумы от других источников в двигателе.

На интенсивность шума, вызываемого ударами поршней о втулки цилиндров, влияют следующие факторы: число оборотов, величина зазоров в сочленениях, вес поршня и шатуна, величина и характер действующих на поршень усилий, отношение радиуса мотыля к длине шатуна, материал и толщина блока и крышки цилиндров, тактность, число цилиндров, вязкость смазочного масла.

Спектр шума малооборотных дизелей имеет максимальные составляющие на низких частотах с некоторым спадом на средних частотах. На высоких частотах шум заметно снижается. Шум, излучаемый остовом (цилиндровым блоком и картером), невелик по уровню из-за высокой жесткости и больших масс его узлов. Доминирующий шум излучается в верхней части дизеля, где имеются сравнительно тонкие сварные конструкции. В спектре особенно выделяются частота вращения и частота вспышек. В районе продувочных и наддувочных систем превалирует высокочастотный шум.

Спектр шума среднеоборотных дизелей, по сравнению с малооборотными, имеет более высокочастотный спектр. Уровень шума в низкочастотной части спектра в значительной степени зависит от максимального давления сгорания в цилиндре.

Превалирующий по уровню шум имеет место в средней части спектра из-за более высокой скорости нарастания давления в цилиндрах. У дизелей возбуждаются в наибольшей мере различные плоские поверхности. Наиболее громкий шум излучается клапанными крышками, лючками, стенками картера и т. д. В высокочастотном диапазоне шум, возможно, вызывается непосредственно колебаниями давления в цилиндрах. Система турбонаддува этих машин также может служить доминирующим источником шума на высоких частотах.

Шум высокооборотных машин имеет обычно меньший уровень в низкочастотной области спектра. Уровень возрастает постепенно до самой высокой области спектра, в которой и становится определяющим. На высокочастотный шум заметное влияние оказывает повышение частоты вращения. Двигатели этого класса в целом имеют более высокое давление сгорания и более крутой подъем давления в цилиндре. Эти обстоятельства способствуют значительному повышению механического шума от вращающихся и колеблющихся частей дизеля, а также от клапанного механизма.

Если уровень звуковой мощности известен, то можно рассчитать результирующий уровень звукового давления в любой точке помещения судна (корабля) по формуле, дБ:

(21.1)

- уровень шума двигателя, определяемый в соответствии с рекомендациями раздела 1.5., дб;

- показатель направленности источника шума, определяемый в соответствии с таблицей 1.5.. Для машинного оборудования, смонтированного на полу излучение можно считать полусферическим Q = 2

- расстояние от центра источника шума до рассчитываемой точки судового помещения, м;

- средний коэффициент звукопоглощения для ограждающих поверхностей судового помещения, который выбирается согласно таблице 1.4;

- общая площадь ограждающих помещение поверхностей, м.

Таблица 21.2 - Показатель направленности для источника звука, расположенного в различных местах прямоугольного помещения судна.

Расположение источника звука	Коэффициент направленности Q
Вблизи центра помещения	1
В центре одной из стен	2
На грани двух стен в середине высоты помещения	4
В углу помещения	8

Определим звуковое давление в дальнем верхнем углу , создаваемое главным двигателем судна в машинном отделении, (), при следующих параметрах помещения:

длина машинного отделения l= 14,7 м;

ширина машинного отделения b= 16 м;

высота от подволока до платформы, на котором установлен двигатель h= 8 м.

Двигатель находится в центре машинного отделения. Излучение его можно считать полусферическим Q = 2. Стены и подволок обшиты сосновыми досками толщиной 3/4 дюйма.

Звуковое давление в дальнем верхнем углу машинного отделения определится как:

_ коэффициент звукопоглощения стен и подволока машинного отделения составит =0,1.

_ расстояние от центра источника звука до рассчетнной точки в дальнем верхнем углу машинного отделения определится как:

м (21.2)

м

Общая площадь ограждающих помещение поверхностей

(21.3)

Звуковое давление в дальнем верхнем углу отделения составит:

Следовательно звуковое давление в машинном отделении не превышает предельных величин допустимых уровней шума.

Проведение мероприятий по снижению уровня громкости шума не исключает необходимости в ряде случаев применения индивидуальных приспособлений для защиты органов слуха. К этим средствам относятся вкладыши, наушники и шлемы.

Эффективность противошумных средств зависит от их конструкции, использованных материалов, силы прижима, правильности ношения. Одно из наиболее простых средств индивидуальной защиты от шума -- вкладыши.

Они представляют собой: кусочки ваты, пропитанные воском, глицерином, вазелином; кусочки ультратонкого стекловолокна; пробочки из губчатой резины; эластичные резиновые капсулы, заполненные воском, и т. д. При плотном прилегании к уху вкладыши снижают шум до 15--30 дБ.

Наружные противошумные средства (наушники) закрывают всю ушную раковину; они более гигиеничны и эффективны, чем вкладыши. При весьма интенсивном шуме (120 дБ и выше) используются специальные шлемы с вмонтированными в них наушниками.

22. ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

ВЫЯВЛЕНИЕ И ОЦЕНКА РАДИАЦИОННОЙ ОБСТАНОВКИ НА СУДНЕ ПРИ ЗАГРЯЗНЕНИИ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ПОСЛЕ АВАРИИ НА АЭС

22.1 Вводная часть

Среди потенциально опасных производств особое место занимают радиационно-опасные объекты (РОО). Они представляют собой опасность для людей и окружающей среды и требуют постоянного контроля за их работой и защитой. Особенностью является то, что человек может определить наличие загрязнения среды только специальными приборами.

К радиационно-опасным объектам относятся:

_ атомные электростанции (АЭС);

_ предприятия по производству и переработке ядерного топлива;

_ научно-исследовательские и проектные организации, связанные с ядерными реакторами;

_ ядерные энергетические установки на транспорте.

На территории Украины работает 4 атомных электростанций с 15 энергетическими ядерными реакторами, которые дают около 52% электроэнергии, вырабатываемой в стране. Для проведения исследовательских работ функционируют 2 ядерных реактора. В Украине работает более 8 тысяч предприятий и организаций, которые используют различные радиоактивные вещества, а также хранят и перерабатывают радиоактивные отходы.

Развитие отечественной ядерной энергетики ведется на основе строительства реакторов на тепловых нейтронах, позволяющих использовать в качестве топлива слабообогощенный природный уран (U-238).

К таким реакторам отсносятся:

_ реакторы большой мощности, канальные (РБМК-1000, РБМК-1500), замедлителем в нем служит графит, а теплоносителем - кипящая вода, циркулирующая снизу вверх по вертикальным каналам, проходящим через активную зону. Он размещается в наземной шахте и содержит 192 т. слабообогощенной двуокиси урана-238, а под ним находится железобетонный бункер для сбора радиоактивных отходов при работе реактора.

_ водоводяные энергетические реакторы (ВВЭР-600, ВВЭР-1000), в которых вода служит одновременно теплоносителем и замедлителем.

При аварии на АЭС с выбросом радионуклидов (ЧАЭС) необходимо быстро выявить радиационную обстановку методом прогнозирования, а затем уточнить ее по данным разведки.

Оценку радиационной обстановки произведем методом прогнозирования.

При авариях на АЭС выделяются 5 зон радиоактивного загрязнения, показанные на рисунке1.

Рис. 22.1 _ Прогнозируемые зоны загрязнения

При авариях на АЭС выделяются 5 зон радиоактивного загрязнения. Зона радиационной опасности (М) - представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения на открытой местности может составлять от 5 до 50 рад. в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,014 рад/час.

В пределах зоны «М» целесообразно ограничить пребывание людей, не привлекаемых непосредственно к работам по ликвидации последствий радиационной аварии.

При ликвидации аварии в зоне «М» и во всех других зонах должны выполняться основные мероприятия: радиационный и дозиметрический контроль, защита органов дыхания, профилактический прием йодсодержащих препаратов, санитарная обработка людей, дезактивация обмундирования и техники.

Зона умеренного загрязнения (А) - представляет собой участок загрязненной местности, в пределах которой доза излучения может составлять от 50 до 500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 0,14 рад/час. Действия формирований в зоне «А» необходимо осуществлять в защитной технике с обязательной защитой органов дыхания.

В зоне сильного загрязнения (Б) - доза излучения составляет от 500 до 1500 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 1,4 рад/час. Действия формирований необходимо осуществлять в защитной технике с размещением в защитных сооружениях.

В зоне опасного загрязнения (В) - доза излучения составляет от 1500 до 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 4,2 рад/час. Действия формирований возможно только в сильно защищенных объектах и технике. Время нахождения в зоне - несколько часов.

В зоне чрезвычайного опасного загрязнения (Г) - доза излучения может составлять больше 5000 рад в год. На внешней границе этой зоны уровень радиации через 1 час после аварии составляет 14 рад/с. В зоне нельзя находиться даже кратковременно.

Оценка радиационной обстановки при аварии на АЭС сводится к определению методом прогноза доз излучения и выработке оптимальных режимов деятельности людей при нахождении их в прогнозируемой зоне загрязнения.

При расчетах необходимо руководствоваться допустимой зоной облучения, установленной для различных категорий населения, оказавшегося в зоне радиоактивного загрязнения при аварии на АЭС.

1. Население, рабочие и служащие, не привлекаемые в мирное время к работе с радиоактивными веществами - 1 мЗВ в год.

2. Население, рабочие и служащие, персонал, привлекаемые в мирное время к работе с радиоактивными веществами - 2 мЗВ в год.

3. Постоянно работающие с ИИ - 20 мЗВ в год.

22.2 Расчетная часть

Выполнена по методике Л3 для следующих исходных данных.

Исходные данные :

время аварии: Т_авар. = 10,00;

время начала работы: Т_нач. = 12,00;

начало работы после аварии 2 ч.;

время работы: Т_раб. - 9 ч.;

количество аварийных реакторов: 1;

доля выброса радиоактивного вещества; 30 %,

коэффициент ослабления мощности дозы излучения: 5;

скорость ветра: 5 м/с;

расстояние до объекта: R_х = 19 км;

установленная доза радиации: 2 бэр;

облачность: 5 балл;

тип реактора: РБМК _ 1000.

В зависимости от характера и объема исходной информации задачи расчёта при аварии на АЭС могут решаться либо расчётным методом (прогнозирования), либо на основании результатов фактических измерений на загрязнённой местности (по данным разведки).

1. Определяется категория устойчивости атмосферы (инверсия, изотермия, конвекция), соответствующую погодным условиям и заданному времени суток. Для заданных условий категория устойчивости - Д (конвекция). Таблица №1 [10]

2. На основе установленной категории устойчивости атмосферы (определённая в п. а) и по заданной скорости приземного ветра определяется средняя скорость ветра в слое распространения радиоактивного воздуха. Эта средняя скорость в данном случае равняется:

м/с, Таблица №2 [10]

3. По таблице №4 для заданного реактора РВМК-1000, доли выброшенных радиоактивных веществ (h=30%) определяются размеры прогнозируемых зон загрязнения местности.

Результаты сведены в таблицу 22.1

Рисунок 22.2 - Схема расположения зон радиоактивного загрязнения

Таблица 22.1. Размеры зон загрязнения местности

Индекс зоны	Длина, км
М	418
А	145
Б	33,7
В	17,6

4. Исходя из заданного расстояния R_х от судна до аварийного реактора, с учётом образующихся зон загрязнения, устанавливается зона загрязнения, в которую попало судно. Судно находится на внутренней границе зоны Б.

5. По таблице №7 определяется время формирования следа радиоактивного загрязнения (Т_ф) после аварии на АЭС (время начала выпадения радиоактивных осадков на территории объекта). Для судна: минут (0,95 часа) .

Следовательно, судно через 57 минут после аварии окажется в зоне загрязнения, что потребует дополнительных мер по защите экипажа.

6. Для соответствующей зоны загрязнения с учётом времени начала и продолжительности работы, определяется доза облучения, которую получит экипаж судна при условии расположения на границе зоны.

Для проектируемого судна: БЭР.

Доза облучения, которую получит экипаж судна за время Т определяется по формуле:

, БЭР (22.1)

БЭР

- где _ доза, рассчитанная по таблице 9 [10];

- коэффициент ослабления радиации;

- коэффициент, учитывающий нахождение рабочего объекта в зоне заражения.

Расчет показывает, что экипаж судна за 9 часов работы в зоне могут получить установленную дозу БЭР.

Определим допустимое время начала работы и экипажа после аварии на АЭС при условии получения дозы не более БЭР

 БЭР

Согласно БЭР и ч находим суток, т.е. можно начинать работу только через 4 суток после аварии на АЭС и работать полную смену.

По исходным данным необходимо начать работу после аварии через 2 часа. Следовательно, по таблице 10 и времени часа и расчитанной дозе БЭР с учетом БЭР, находим продолжительность работы

Следовательно, экипаж судна, чтобы не получить дозу не выше установленной (2 БЭР), могут начинать работу в зоне «Б» через 2 часа и выполнять ее 3 часа.

Результаты расчетов сведены в таблицу 22.2.

Таблица 22.2 - Результаты расчетов.

Категория устойчивости атмосферы	Vcp, м/с	Зона	ч	, БЭР	, БЭР	, БЭР	Режимы
Д	5	Внутренняя граница зоны Б	0,95	13,6	4,62	5,88	ч ч сут ч

22.3 Мероприятия по защите экипажа судна

Судно в момент аварии на АЭС находится на внутренней границе зоны Б. Следовательно, экипаж судна попадает в зону радиоактивного загрязнения с дозой облучения превышающую предельно допустимую.

1. После получения оповещения о движении радиоактивного облака установить непрерывное радиационное наблюдение с переносными или стационарными дозиметрическими приборами.

2. При прохождении радиоактивного облака экипаж судна укрыть в помещении коллективной защиты.

3. По данным разведки уточнить прогнозируемую радиационную обстановку .

4. При уровнях радиации (Р>5 мР/ч) на палубе судна экипаж должен находится в респираторах или противогазах.

5. Во избежание переоблучения экипажа судна необходимо организовать сменную вахту с учетом допустимой дозы.

6. Для исключения заноса радиоактивных веществ внутрь помещений необходимо загерметизировать их, а при наличии фильтровентиляционных установок включить их в режиме «чистой вентиляции».

7. После выпадения радиоактивных осадков и снижения загрязненности палубы произвести дезактивационные работы с последующим контролем степени загрязненности.

8. При больших уровнях загрязненности судну необходимо выйти в море из порта и следовать в незагрязненный район.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте спроектировано универсальное сухогрухное судно неограниченного района плавания грузоподъемностью 5000 тонн.

В ходе проектирования рассмотрены вопросы: остойчивости, непотопляемости, ходкости, прочности. Полученные значения основных характеристик судна удовлетворяют требованиям Правил Морского Регистра Судоходства.

Судно имеет достаточную остойчивость для эксплуатации в условиях заданных техническим заданием и рассчитано по Правилам Морского Регистра Судоходства.

Конструкция корпуса судна разработана в соответствии с Правилами Морского Регистра Судоходства и удовлетворяет всем предъявленным требованиям.

Экономический раздел дал нам возможность рассчитать стоимость постройки судна, расчет экономической эффективности капитальных вложений и срок окупаемости судна.

Рассмотрены вопросы по охране труда и окружающей среды, с учетом возможных происшествий во время эксплуатации сухогрузного судна.

В целом можно сделать вывод, что спроектированное судно полностью удовлетворяет требованиям Правил Морского Регистра Судоходства и результаты расчета соответствуют требованиям технического задания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Логачев С.И., Чугунов В.В. Мировое судостроение: современное состояние и перспективы развития СПб.: Судостроение; 2001. - 312c.,ил.

2. Малотоннажные и среднетонажные морские сухогрузные суда российского и мирового флота: Справочник/ЦНИИ морского флота. - СПб, 2004._448c.

3. Судоходство и судостроение (статистика, экономика, цены). ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. - Вып. 8(35). - СПб, 2006. - 260с.

4. WijnolstN., Waals F.A.J. European short sea fleet renewal programme. - Proc. of European Shipbuilding, Repairs and Conversion conf. - London, RINA, 2004_6p.

5. Технико - экономические характеристики судов морского флота. РД 31.03.01_90. - М.: В/О. Мортехинформреклама; 1992. - 232с.

6. Логачев С.И., Семидел Л.И., Стреле С.Б. Некоторые вопросы проектирования малотоннажных многоцелевых судов. - Судостроение, №10, 1991. - С. 38.

7. Морской Бюллетень - Совфрахт; Нед. Вып. №22, 24-30 мая 2009. С. 8.

8. Ашик В.В. Проектирование судов. _ Л.:Судостроение, 1985, _ 320с.

9. Правила грузовой марке грузовых судов. _ Л.:Судостроение, 1995, _ 186с.

СПЕЦИФИКАЦИЯ

1 Назначение судна:

Морская перевозка генеральных и навалочных грузов, включая двадцати и сорокафутовые контейнеры международного стандарта высотой до девяти футов, металла, зерна, леса, угля, крупногабаритных и тяжеловесных грузов.

2 Класс Регистра:

КМ Ice3 АUT1

3 Корпус:

Водонепроницаемые переборки - 5;

Система набора - смешанная.

Основные характеристики:

Размерения судна:

Длина наибольшая, м 98,6;

Длина между перпендикулярами, м 90,5;

Ширина на миделе, м 16,5;

Высота борта, м 7,8;

Коэффициент общей полноты 0,757

Осадка, м:

носом 6,3;

кормой 6,3;

Водоизмещение:

, т 7300;

, т 5500;

, рег т 4288;

, рег т 1707;

Скорость судна, уз 12;

Район плавания Неограниченный;

Дальность плавания, миль² 5000;

Экипаж, чел 11.

3 Вместимость помещений.

Трюм №1

Размеры, м:

длина, м 28,7;

ширина, м 13,2;

глубина, м 6,8;

Вместимость, м³ 2500;

Грузовой люк

Размеры, м:

длина, м 24,8;

ширина, м 13,2;

Трюм №2

Размеры, м:

длина, м 28,7;

ширина, м 13,2;

глубина, м 6,8;

Вместимость, м³ 2600;

Грузовой люк

Размеры, м:

длина, м 24,8;

ширина, м 13,2;

Контейнеровместимость

всего/в трюмах, TEU 154/114/

4 Энергетическая установка.

Главные двигатели

Тип Дизель;

Марка МАК 9М453К;

Мощность, кВт 2206;

Частота вращения вала, об/мин 500;

Тип передачи на гребной вал механическая (через редуктор);

Управление двигателями Дистанционное из рулевой рубки.

5.Движители.

Количество 1;

Тип ВРШ;

Количество лопастей 4;

Диаметр, мм 3700;

Материал Сталь.

Подруливающее устройство:

Тип «винт в трубе»;

Мощность, кВт 170.

6 Дизель-генераторы.

Вспомагательные

Количество 2;

Мощность, кВТ 2х180.

7 Котлы.

Вспомогательные:

количество 1;

тип THS 14 - P;

паропроизводительность, т/ч 1,4;

мощность, кВт 947;

рабочий вес, т 8,3

Утилизационные:

количество 1;

тип КУП 660;

паропроизводительность, т/ч 0,8;

рабочий вес, т 4,12.

8 Якорное и швартовное устройства.

Брашпиль: Электрический;

скорость подъема якоря, м/мин 10;

тяговое усилие на турачках, кН 49;

Якоря:

тип Холла;

количество, масса, кг 3х2000;

Цепи:

калибр, мм 44;

длина, м 3х220;

Шпиль: Электрический;

тяговое усилие, кН 49.

9 Рулевое устройство.

Рулевая машина: Роторная электрогидравлическая;

крутящий момент, кН м 75;

руль - тип Беккера.

10 Спасательные средства.

Шлюпки

Дежурные:

количество, вместимость мест 1х6;

Спасательные:

количество, вместимость мест 1х12;

Плоты:

количество, вместимость мест 2х12;

Спасательные круги, шт. 8.

11 Балластные и осушительные средства.

Насосы:

количество_тип 1_центробежный (балластный);

1_поршневой (осушительный);

подача, м³/ч 1х120;

1х70;

напор, м 1-21;

1-20;

привод электрический.

12 Устройства по предотвращению загрязнения моря.

Сепараторы трюмных вод:

производительность, м³/ч 1х10;

Противопожарные

Насосы:

Количество 2_центробежные;

подача, м³/ч 2х75;

1х45;

напор, м 2-40;

1-50;

привод Электрический.

Паротушение В коффердаме, топливных цистернах, МКО, под котлом, в малярной;

Пенотушение В МКО и трюмах;

Система пожарной сигнализации Световая и звуковая.

13 Отопление.

Водяное В хозяйственных, бытовых и санитарных помещениях;

Воздушное (зимнее кондиционирование) В жилых, служебных и общественных помещениях.

14 Средства навигации.

Лаг;

Эхолот;

РЛС;

GPS.

Размещено на Allbest.ru