Оцінка стійкості роботи заводу комунікаційних засобів "Смайлик" у надзвичайних ситуаціях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Вінницький національний технічний університет

Інститут радіотехніки, зв'язку та приладобудування

Кафедра МБЦО

РОЗРАХУНКОВА РОБОТА

на тему:

„Оцінка стійкості роботи заводу комунікаційних засобів «Смайлик» у НС”

з дисципліни „Цивільний захист”

Перевірив:

к. т. н., доцент

Томчук М. А.

Виконала

ст. групи ТСМ-11

Знайкова Олена

Вінниця 2011

Варіант: 15

1. Початкові дані:

Очікувані значення факторів ураження на об'єкті:

- надмірний тиск Рф max= 24 кПа;

- імпульс світла Uсв. max=1100 кДж/м2;

- рівень радіації Р1 max= 10 Р/год;

- вертикальна складова напруженості Ев=15 кВ/м.

Приміщення:

- 4-ьох поверховий цегляний будинок безкаркасної конструкції;

- дах - залізобетон, покритий руберойдом;

- двері та віконні рами виготовлені з дерева та пофарбовані в темний колір Кпосл = 7.

Сховище для укриття робітників та службовців розташоване окремо в районі забудови:

- перекриття - залізобетонне товщиною h1=30 см;

- ґрунтова подушка: h2=50 см.

РЕА виготовлена з напівпровідникових елементів, мікросхем ТТЛ, інтегральних схем та ін. (обирається із довідникової таблиці)

Наявні робото технічна лінія і автоматизовані дільниці. Максимальна довжина струмопровідних частин електроапаратури автоматизованих дільниць , .

В приміщенні резервних джерел електроенергії є: електродвигуни потужністю від 2 до 10 кВт, генератори на 100-300 кВт, відкрите розподільне улаштування, розвідна кабельна мережа та ін.

Напруга живлення інтегральних мікросхем Uж=125%;

Допустима доза опромінення технічного персоналу Дд=4,5 Р;

Максимальна тривалість роботи tp.max=12 год;

Мінімальна тривалість роботи tp.min =2 год;

Час початку роботи після аварії на АЕС tпі = 1 год (першої повної зміни)

Щільність забудови території П=28 %.

2. Виконати:

Оцінку стійкості роботи заводу в умовах дії:

ударної хвилі;

світлового імпульсу;

радіоактивного забруднення.

Оцінку стійкості роботи РЕА в умовах дії:

іонізуючого випромінювання;

електромагнітного імпульсу.

Розрахунок режимів роботи чергових змін в умовах дії радіації.

Виконання

Оцінка стійкості роботи заводу в умовах дії ударної хвилі

Критерієм стійкості роботи ОГД в умовах дії ударної хвилі є максимальне значення надлишкового тиску, при якому будинки, споруди, обладнання, апаратура ще не руйнуються, або отримують такі слабкі руйнування, які не впливають на його роботу.

Основні елементи заводу, від яких залежить його функціонування (виробництво продукції): виробниче приміщення, електродвигуни, генератори, відкрите розподільне улаштування, контрольно-вимірювальна апаратура, електричні лампи в плафонах, стелажі, розвідна кабельна наземна мережа, заглиблені мережі комунального господарства, сховище і входи в сховище.

На основі вивчення будівельної і технологічної документації складають узагальнені характеристики кожного елемента.

Для кожного елемента за довідковими таблицями визначаємо значення надлишкового тиску в кПа, при яких елемент може отримати слабкі, середні, сильні та повні руйнування. Данні заносимо до таблиці 1.

Таблиця 1 - Значення надлишкового тиску для основних елементів заводу

Елементи об'єкта	Зруйнування, ?Рф, кПа	?Рф гр, кПа
	слабкі	середні	сильні	повні
1	2	3	4	5	6
1 Виробниче приміщення
Цегляні безкаркасні ви-робничо допоміжні будинки з перекриттям із залізобетонних збірних елементів одно- і багатоповерхові	10...20	20...35	35...45	45...60	20
2 Технологічне обладнання
Електродвигуни потужністю 2…10 кВт	30…50	50…70	-	80…100	50
Трансформатори 100…1000 кВ	20…30	30…50	50…60	60	30
Генератори на 100…300 кВт	30…40	40…60	-	-	40
Відкрите розподільне улаштування	15…25	25…35	-	-	25
Контрольно-вимірювальна апаратура	5…10	10…20	20…30	30	10
Електричні лампи в плафонах	-	-	-	10…20	10
Стелажі	10…25	25…35	35…50	50…70	25
3 Комунальні енергетичні споруди і мережі
Кабельні наземні лінії	10…30	30…50	50…60	60	30
Мережі комунального господарства заглиблені	100…200	400…1000	1000…1500	1500	300
4 Засоби зв'язку
Кабельні наземні лінії зв'язку	10…30	30…50	50…60	60	30
5 Захисні споруди
Окремо розташоване сховище, розраховане на 500 кПа	500…600	600…700	700…900	900	600
Входи в сховище	30…40	40…60	60…80	80	40

За таблицею 1 визначаємо границі стійкості роботи кожного елементу. За границю стійкості роботи елементу приймається надлишковий тиск, який відповідає границі слабких та середніх руйнувань. Дані значення заносимо в таблицю 1, колонка 6.

По мінімальному значенню границь стійкості елементів об'єкту визначаємо границю стійкості заводу в цілому: ?Рф.гр = 10 кПа.

Висновок: ?Рф.гр = 10 кПа < ?Рф.max = 24 кПа, а значить, об'єкт нестійкий до ударної хвилі. Найбільш уразливими елементами є контрольно-вимірювальна апаратура та електричні лампи в плафонах. При дії ?Рф.max = 24 кПа очікуються наступні руйнування:

- повні руйнування: електричні лампи в плафонах;

- сильні руйнування: контрольно-вимірювальна апаратура;

- середні руйнування: виробниче приміщення;

- слабкі руйнування: трансформатори, відкрите розподільне улаштування, стелажі, кабельні наземні лінії.

Для підвищення стійкості об'єкта необхідно вжити наступних заходів по підвищенню стійкості його окремих елементів:

1. Оскільки при середніх руйнуваннях руйнуються другорядні елементи будівель та споруд, необхідно укріпити перегородки та покрівлю виробничого приміщення, а також замінити дерев'яні вікна та двері на металеві. За таких умов буде надійніше захищено від дії руйнувань і обладнання, що знаходиться всередині приміщення.

2. Контрольно-вимірювальну апаратуру можна замінити на більш стійку, а відповідно, дорогу, або передбачити для неї захисні шафи чи відсіки всередині приміщення.

3. Кабельні наземні лінії доцільно закопати в землю, або прокласти волоконно-оптичні лінії зв'язку, якщо дозволяє бюджет заводу. ВОЛЗ є нестійкими лише до дії проникаючої радіації.

4. Відкрите розподільне улаштування, якщо це є можливим, закрити.

Оцінка стійкості роботи заводу в умовах дії світлового випромінювання

Критерій стійкості об'єкта в умовах дії світлового випромінювання - мінімальне значення світлового імпульсу, при якому може статись запалення матеріалів або споруд, внаслідок чого на об'єкті виникнуть пожежі.

Ступінь вогнестійкості елементів ОГД - ІІІ (основні елементи виконані з негорючих матеріалів).

Категорія виробництва за пожежо- і вибухонебезпекою - В.

Щільність забудови П = 30%.

Визначаємо елементи цеха або цеха в цілому, які можуть загорітись. Дані заносимо в таблицю 2.

Таблиця 2 - Здатність елементів цеху до загоряння

Елементи ОГД	Uсв., кДж/м2
Дах з рубероїдним покриттям	590
Двері дерев'яні	250
Віконні рами дерев'яні	250
Штори	330

По мінімальному світловому імпульсу границя стійкості об'єкта в цілому Uсв.гр = 250 кДж/м2.

Висновок: Uсв.гр = 250 кДж/м2 < Uсв.max = 1100 кДж/м2, а отже, ОГД не стійкий в роботі. Крім того, оскільки щільність забудови П = 28 %, а ступінь вогнестійкості ІІІ, можуть виникнути окремі пожежі.

Для підвищення стійкості об'єкта необхідно вжити наступних заходів по підвищенню стійкості його окремих елементів:

1. Дах покрити червоною оплавленою черепицею (Uсв = 1050 кДж/м2).

2. Двері та віконні рами пофарбувати в білий колір (Uсв=1670 кДж/м2) або замінити на металеві (що в свою чергу підвищить стійкість до дії ударної хвилі).

3. Штори замінити на металеві ролети.

Оцінка стійкості роботи ОГД в умовах дії іонізуючого випромінювання

Критерій стійкості роботи ОГД в умовах дії іонізуючих випромінювань - допустима доза, яку можуть отримати робітники і службовці за час роботи зміни в конкретних умовах.

Коефіцієнт послаблення сховища

,

де Кр = 1 - коефіцієнт для окремо розміщеного сховища;

n - кількість захисних шарів перекриття;

hі - шар стіни, грунту, см;

dі - шар половинного ослаблення радіації (для бетону 5,7; для ґрунту 8,1) .

Отримаємо:

.

Визначаємо можливі дози опромінення робітників та службовців, які будуть працювати у звичайному режимі (2 зміни по 12 год):

де tп = 1 год - час початку опромінення;

tк = 1 + 12 = 13 (год) - час кінця опромінення;

Р1 = 10 Р/год.

Отримаємо:

Граничне значення рівня радіації, до якого можлива робота виробничого персоналу

(Р/год).

Висновок: Ргр = 4,05 Р/год < Р1max = 10 Р/год, а отже, ОГД є нестійким, фактична доза опромінення персоналу при роботі в звичайному режимі перевищує допустиму майже в 2,5 рази, що не є допустимо. Сховище забезпечує достатньо надійний захист від проникаючої радіації, оскільки коефіцієнт ослаблення сховища становить 2770.

Для підвищення стійкості роботи об'єкту в умовах дії іонізуючого випромінювання необхідно провести наступні заходи: підвищити герметичність цеху, за рахунок забезпечення щільності дверних та віконних щілин, підготувати предмети для закриття вікон у випадку руйнування скла. Необхідно забезпечити наявність на заводі відповідних ЗІЗ для захисту робітників, а також відповідних медикаментів (йоду).

Оцінка стійкості роботи РЕА в умовах дії іонізуючого випромінювання

Критерій стійкості роботи РЕА (ЕА) - максимальне значення експозиційної дози або потужності дози, при яких можуть виникнути зміни параметрів елементів РЕА (ЕА), але робота системи ще не порушується.

Елементи, від яких залежить робота РЕА заносимо до таблиці 3.

Для кожного елементу визначаємо максимально допустиму експозиційну дозу Дгрі (Ргрі). Дані заносимо в таблицю 3.

Таблиця 3 - Допустима експозиційна доза елементів РЕА

Елементи РЕА	Дгрі, Р
1 Мікросхеми: Мікросхема К555 Мікросхема К1533 2 Транзистори: Транзистор КТ583 Транзистор КТ315 3 Діоди: Напівпровідникові Фотодіоди 4 Резистори 5 Конденсатори 6 Радіолампи	103 104 106 104 106 103 106 106 109

За таблицею 3.3 границя стійкості роботи РЕА Дгр = 103 Р.

Можлива експозиційна доза опромінення в заданих умовах

де tк = 13 год - час на спрацювання для мікросхем.

Отримаємо

Визначаємо допустимий час стійкої роботи РЕА

(год).

Висновки: Оскільки Дгр.min = 103 Р > Дм = 11,1 Р, РЕА є стійкою в роботі, принаймні допустимий час стійкої роботи складає 2,78*105 год. Отже, дана РЕА є стійкою в роботі і не потребує захисту від негативного впливу іонізуючого випромінювання.

Оцінка стійкості роботи РЕА в умовах дії електромагнітного імпульсу

Визначаємо горизонтальну складову напруженості електричного поля:

ЕГ=10-3ЕВ=10-315=0,015 (кВ/м).

РЕА має робототехнічну лінію та автоматизовані дільниці.

Максимальна довжина струмопровідних частин: lг = 1,7 м, lв = 1,4м.

Визначаємо напруги наведення в вертикальних і горизонтальних струмопровідних частинах

;

.

Визначимо коефіцієнти безпеки автоматизованої дільниці по вертикальних та горизонтальних частинах:

де .

Визначаємо коефіцієнт безпеки для кожного з блоків і заносимо отримані дані в таблицю 4.

Тоді коефіцієнт безпеки

< 40 (дБ),

(дБ) < 40 (дБ).

Таблиця 4 - Коефіцієнт безпеки

Функціональна дільниця	Кбв, дБ	Кбг, дБ	Результат дії
Блок живлення	-4,43	-66,12	не стійкий

Висновок: Як бачимо, значення та є менші 40 дБ, отже робота РЕА є не стійкою умовах дії електромагнітного імпульсу. Тому, необхідно провести заходи направлені на підвищення стійкості її роботи. Доцільно виконати екранування РЕА, що дасть змогу зменшити вплив ЕМІ.

Рівень затухання в екрані Аекр, визначаємо наступним чином:

,

- обирається менше значення із розрахованого.

Знаходимо товщину екрану при частоті електромагнітного випромінювання f =15 кГц

.

робота тиск режим черговий

Отже, для забезпечення коефіцієнта безпеки 40 дБ, для автоматизованої дільниці із відповідними довжинами струмопровідних частин, необхідно виконати екранування РЕА за допомогою екрану із сталі, товщиною 0,16 см.

Розрахунок режимів роботи чергових змін в умовах дії радіації

Час початку роботи після аварії на АЕС tпі = 1 год.

Визначаємо можливу дозу опромінення виробничого персоналу за 12 год роботи

(Р).

Д12 = 11,1 Р > Ддоп = 4,5 Р, а тому необхідно перейти на роботу скороченими змінами.

Визначаємо необхідну кількість можливих скорочених змін

.

Отже, необхідно 3 робочих зміни.

Визначимо час початку (tпi, год.), тривалість роботи (tрi, год.) та дози опромінення (Ді, Р) кожної скороченої зміни. Дані розрахунку заносимо до таблиці 5.

Оскільки час роботи першої зміни не перевищує 2 год, то друга зміна почне працювати в 6 годин. Розрахуємо час закінчення 2 зміни:

.

Час закінчення 3 зміни:

.

Розрахуємо дози опромінення для кожної зміни:

;

;

.

Таблиця 5 - Результати розрахунку режимів роботи чергових змін

№зміни	Час початку роботи, год	Час закінчення роботи, год	Тривалість роботи, год	Доза опромінення, Р
1	4	6	2	1,9
2	6	11	5	4
3	11	16	5	3,7

Представимо дані у вигляді графіка.

Рисунок 1 - Режими роботи чергових змін в умовах дії радіації

Висновок: Робота чергових змін організована таким чином, щоб забезпечити допустимий рівень опромінення персоналу (в межах 4,5 Р), при роботі в 3 скорочених зміни, загальною тривалістю 12 год. При цьому, найбільшу дозу отримає персонал, що працює в другу зміну, з 6:00 до 11:00 (4 Р), найменшу - персонал, що працює в першу зміну з 4:00 до 6:00 (1,9 Р).

Висновки

В результаті виконання роботи було здійснено розрахунок стійкості заводу комунікаційних засобів «Смайлик» в умовах НС. Було виконано оцінку стійкості роботи заводу в умовах дії іонізуючих випромінювань, світлового імпульсу, ударної хвилі. Згідно проведеним розрахункам об'єкт є нестійким до дії ударної хвилі прогнозованого рівня в 24 кПа, нестійким до дії світлового імпульсу у 1100 кДж/м2 та дії іонізуючих випромінювань на рівні 10 Р. Рекомендовані заходи по підвищенню стійкості наведені відповідно у пункті 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3.

РЕА, що використовується на заводі є стійкою до дії іонізуючих випромінювань, проте може бути виведена з ладу внаслідок дії електромагнітного імпульсу. Для виключення такої ситуації було вирішено здійснити екранування приладів за допомогою екрану, товщиною 0,16 см із сталі.

Для роботи персоналу в умовах дії радіації виробничий процес було розбито на 3 скорочені зміни, в результаті чого фактична доза опромінення персоналу залишилася в межах 4,5 Р.

Размещено на Allbest.ru