Уровень 8 страница

+--- — t +-- — t

T „ri т.н' ^отс т.н' ^ликс '

ⁱ2^q 2 ^q 2 ^q 2 _

если известны объем оборудования V₂, м, давление P₂, Па, и температура T₂, К, в оборудовании.

Здесь Q_Tp - общая масса ОХВ в отсекаемом участке аварийного

трубопровода, кг;

t отс - время отсечения аварийного участка трубопровода, с; t_ликв - время ликвидации отверстий разгерметизации, с.

Начальный размер вторичного облака ОХВ, образующегося при истечении из разрушенного трубопровода, м, равен

R2^H =

q2^H

^рр2^{.н w}e

(4.68)

где w_e - скорость ветра на высоте 10 м;

q 2'^н - плотность газообразного ОХВ во вторичном облаке в начальный момент времени определяется по формуле (4.64) для условия сценария 2;

р₂ = /Р₂/RT₂ - плотность газообразного ОХВ в оборудовании, кг/м³.

Сценарий 3. Масса ОХВ, образующая первичное облако q₃, кг, складывается из массы ОХВ, переходящей в первичное облако при мгновенном вскипании перегретого ОХВ q3; массы ОХВ, переходящей в первичное облако в виде аэрозоля q^; массы ОХВ, переходящей в первичное облако при кипении пролива q₃^h, и массы газообразного ОХВ в оборудовании Q^г, т. е.

(4.69)

Если величина формуле

Q^г заранее неизвестна, то ее можно определить по

Q¹

RT3

(4.70)

где a - объемная доля оборудования, заполненная газовой фазой.

1 - exp

C (т - T + T - T |)~

V з кип ¹ I"¹ з кип |/

2Ан

(4.71)

где АН,

скрытая теплота кипения.

(4.72)

л/^КИЛ,Qж - q3r - q3"[, (4.73)

q3¹

т

mm < —

1 Сп Рп

q3"= mm(q3, Q^ж-)

т + T - т

АН

кип з кип

кип

где т_п - температура подстилающей поверхности;

1 - теплопроводность подстилающей поверхности; С_п - теплоемкость подстилающей поверхности; Р_п - плотность подстилающей поверхности.

подстилающих

Теплофизические характеристики основных типов поверхностей приведены в табл. VI.9 прил. VI.

Площадь контакта с твердой поверхностью f_k0ht включает в себя как подстилающую, так и боковую поверхность обваловки; при проливе на грунт F_koht = F. Площадь поверхности разлива F принимается равной площади обваловки, а при разлитии на грунт определяется по формуле

Q^ж - q3^r - q3"

(4.74)

в первичное счет подвода

облако при теплоты от

т - т п кип

F конт

^F 0,05рж Продолжительность поступления ОХВ интенсивном кипении жидкого ОХВ за подстилающей поверхности, с, равна

¹ г з

= mm <

АН,

V

p

FPh_&c4Ji10 "⁶ (5,83 + 4,1w_e)' L (4.75)

ГДе -и;

давление насыщенного пара, мм рт. ст., определяется по формуле:

^-нас = ^{760 exp}\

^DHкип ^m1^Ткип ^Твозд,

R

(4.76)

Расход ОХВ во вторичное облако, образующееся при испарении ОХВ из пролива, кг/с, равен

^ = FViIlO "⁶ (5,83 + 4,1w_B)-_нас. (4.77)

Продолжительность поступления ОХВ во вторичное облако, с, равна

ти - т 3 -

Q - Q3

(4.78)

Я3

Плотность ОХВ в первичном облаке в начальный момент времени, кг/м, определяется по формуле

Q3

кип

Q3 + Q31 + Q1

м-3(-о Л I-3J

RT3

р г⁶ -

■ T > T T > T •

•>*-3^ ^± кип ^± п ^ ^± кип '

, в остальных случаях.

(4.79)

Радиус первичного облака определяем по формуле (4.65), заменяя нижний индекс 1 на 3.

Определение высоты источника выброса. Высота источника выброса h, м, принимается при наличии обваловки, равной высоте последней, в остальных случаях h — 0.

Определение полей концентрации ОХВ. Величина дисперсии в зависимости от расстояния х определяется по формулам:

s x —

S y — <

S z —

С 3^x

-v/1 + 0,0001x Г о _x (220,6 ■ 60 + x/w_e)

220,6 ■ 60 +600

_x,x/w_e < 600; f (z 0,x)g (x),

, x/w_e > 600;

(4.80)

(4.81) (4.82)

где

S(x) — - B, t ln[c1 x^1 (1 + С2x^2)] z0 < 0,1м; ln[c1 xD1l(1 + С2xD2)_

f (z 0,x ) —

B1

A1 x

IJz0 > 0,1м,

где z₀ - коэффициент, характеризующий шероховатость подстилающей

поверхности (табл. VI. 10 прил. VI).

Значения коэффициентов A₁, A₂, B₁, B₂, C₁, С ₂, D₁, D₂ приведены в

табл. VI. 11 и VI. 12 прил. VI. Значения коэффициентов A₁, A₂, B₁, B₂, C₃,

зависят от класса устойчивости атмосферы (табл. VI. 13 прил. VI), зависящего от скорости ветра и интенсивности теплого потока у поверхности земли.

Ci (x, y, z, т) = 2о x

Предельные значения о_z равны 640 - для конвекции, 400 - для изотермии и 220 - для инверсии. Если результаты расчета по формуле (4.82) дают большие значения о _z, то следует использовать приведенные предельные значения.

Концентрация ОХВ при прохождении первичного облака (для всех сценариев)

G3 ⁽x,y,z, x)^Q_i

1/2

2,67kR3 + (2k)3'

0 x 0 y 0 z

Г

y

G3 (x, y, z, т) = exp

exp

.(4.84)

(z-h)2 1 Г (z + h)2 202J [ 202

2о2

(4.83)

Концентрация ОХВ при прохождении вторичного облака, обра­зующегося при истечении газообразного ОХВ из разрушенного оборудования, при наличии пролива

Gh ⁽x,y,z)qi

/ ^we T i x

x , t£ —; wb

+2k0y0z

w_B (2KRi c_t (x,y,z,т)= <0,x £—^

с ₃V2P

Gh (x,y,z, t)qj T

^WB ^Ti

(4.85)

2kR^t Wb t ] +(2k)³³² 0 x 0 y 0 z

) C₃V2P

Г у2

где т[ - длительность истечения газообразного ОХВ из разрушенного оборудования при наличии пролива, с;

exp

(4.86)

Г (z-h)² 1 Г (z + h)²

20:

G3 (x, y, z, t) = exp

I 20:

Концентрация ОХВ при прохождении вторичного облака, обра­зующегося при истечении газообразного ОХВ из разрушенного оборудования в отсутствие пролива:

г.и

+2k0y0z

^gh ^{(x,y,z )q}

^r2pRr)

x£

W_B T^г x
----- ^{в i} T >---- '

C ₃v2k w_e

г.и x I—, t£ —; C W2k wb

с^ги(x,y,z,т) = \0,x £ ^WT1

(4.87)

г. и

Gh (x,y,z,T-T \ }q™ T ^ГИ

2kR-w_e т^г +(2k)³³²

⁰ x ⁰ y ⁰ z

г.н

^wb ^T i

) c₃V2P

, T>Ti +Ti

где т{ - длительность истечения газообразного ОХВ из разрушенного оборудования в отсутствие пролива, с; qJM - расход ОХВ во вторичном облаке, образующемся при испарении ОХВ из оборудования в /-м сценарии. Концентрация ОХВ при прохождении вторичного облака, обра­зующегося при испарении ОХВ из пролива: GH(x,y,z)qf x < weти ^>^и + г.и + x ; i------ /--------------------- ь x <------- /=", т>т i + i +------- ; (2qu/pи+ we 2ns y s z) C 3V2p we of(x,y,z, т) = \0,x<^L,т<ти+ тг.и+ —; (4.88) C3V2p we Gh(x,У,z,т-тг -тги)qfти x weти -г------------------------------------------------------------------------------------------------------------- г X > -----------------

г г. и

(Zqf т ^и/ p ^и ₊(2к)^3/2 s x s y s z) ^C 3^ где т^и - длительность испарения ОХВ из пролива в i -м сценарии, с;

q^f - расход ОХВ во вторичном облаке, образующемся при испарении

ОХВ из пролива в i -м сценарии, кг/с.

Концентрация ОХВ при прохождении вторичного облака, обра­зующегося при истечении жидкого ОХВ из разрушенного оборудования

' Gh(x,y,z)q^f _x < w_eт^f _т>_x__;

w_B (2кЯ^ж2 + 2ps _y s _z)' C₃V2P' w_B'

o^f(x,y,z,т) = \0,x <^^т?,т < —; (4.89)

C₃V2p w_B

Gh (x,y,z, т^^Ж т^f _x > w_B т ^f

где т_г^ж - длительность истечения жидкого ОХВ из разрушенного

оборудования в i -м сценарии, с;

- расход ОХВ во вторичном облаке, образующемся при истечении

жидкого ОХВ из разрушенного оборудования в i -м сценарии, кг/с.

Определение полей токсидозы ОХВ. Составляющая токсидозы при прохождении первичного облака (для всех сценариев)

D(x,y,z)= , ^G(x,yI*&W"^2sx. (4.90)

w_e[2,67reR/ + (2л)^3/2 s _x s _y s_z_

Составляющая токсидозы при прохождении вторичного облака, образующегося при истечении газообразного ОХВ из разрушенного оборудования

G н (x,y,z)q

г.и

i

w.

.{ 2K(Rf")

+ 2 K0 y 0 z

X min (тги;0,5 (т

тг +

т

экс

ж

т

i

ж

T

i

экс

т

x £

Df* (x,y,zt) =

^w в ^т i

с ₃V2P'

Gн (x,y,z)q^ruт^ги (2к)¹

(2 pRr we т^г +(2 к)

x >

г. н

^we ^T i

(4.91)

Составляющая токсидозы при прохождении вторичного облака, образующегося при испарения ОХВ из пролива

^{г g}h ^(x,y,z)qf

^(2qf/^{p f} + ^2pwe ⁰y ⁰z ⁾

'экс

\x min [т _г^ги;0,5^т

T У +

т

экс

T _i

Д^{и (x,y,z} w_fi т _i

x £—V=

с ₃V2P

(4.92)

Gh (x,y,z)q^f т ^f (2к)

1/2

0,

(2q^u т f/ p f +(2k)³²

⁰ x ⁰ y ⁰ z

) c₃V2P

где т_экс - время экспозиции, с.

Составляющая токсидозы при прохождении вторичного облака, образующегося при истечении жидкого ОХВ из разрушенного оборудования:

x£

we т Г c3V2P

^Gh ^(x,y,z)^qf ^min(тГ ^{, т}экс ⁾

DT (x,y,z) = \

w_B (2kR^t2 + 2к0 y 0 z) '.

u/2

Г

0,

wB T i

(4.93)

I Gh (x,y,z, T)q^T т ^Г (2к)

i/2

w

(2kR^t2 wb t ^г +(2k)³

⁰ x ⁰ y ⁰ z

) c₃V2P

Истинная токсидоза определяется суммированием всех составляющих токсидоз для данной точки.

Сравнением с пороговыми и летальными токсидозами определяются расстояния, соответствующие пороговому воздействию и смертельному поражению.

4.4. Чрезвычайные ситуации, вызванные выбросом радиоактивных

веществ

Радиационная авария - это потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей выше установленных норм или к радиоактивному загрязнению окружающей среды.

К радиационно опасным объектам (РОО) относятся:

- предприятия ядерного топливного цикла (ЯТЦ): урановой и радиохимической промышленности, места переработки и захоронения радиоактивных отходов;

- атомные станции (АС): атомные электрические станции (АЭС), атомные теплоэлектроцентрали (АТЭЦ), атомные установки теплоснабжения (АСТЭ);

- объекты с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ): ко­рабельные ЯЭУ, космические ЯЭУ, войсковыми атомными электростанциями (ВАЭС);

- ядерные боеприпасы (ЯБ) и склады для их хранения. Аварии на РОО подразделяются на:

- проектные РА - аварии, для которых проектом определены исходные и конечные состояния и предусмотрены системы безопасности, обеспечивающие ограниченные последствия аварии установленными пределами (как правило, с частичной разгерметизацией, но без оплавления активной зоны);

- запроектные РА - аварии, вызываемые не учитываемыми для проектных аварий исходными состояниями и сопровождающиеся дополнительными по сравнению с проектными авариями отказами систем безопасности и реализацией ошибочных решений персонала, приводящих к тяжелым последствиям (сопровождаются частичным или полным расплавлением активной зоны).

При авариях на РОО с выбросами радиоактивных веществ образуются зоны радиоактивного загрязнения, характеризующиеся уровнем радиации, дозой облучения, площадью зоны заражения и т. п. (табл. 4.9).

Расчет параметров зоны радиационного загрязнения при радиа­ционной аварии. Геометрические размеры (длина L, км, и ширина B, км) зон загрязнения (рис. 4.6) для запроектных аварий АЭС представлены в табл. VII. 1 прил. VII, а для отличающихся значений массы радиоактивного выброса m, кг, и скорости ветра w_B, м/с, рассчитываются по формулам

L ' = L B " = B

m w„

; (4.94)

m w

. (4.95)

Зона заражения Поглощенная доза облучения, D¥, Уровень радиации, P, Гр/час Площадь зоны заражения, S, км А' - слабого 0,056 1,410-4 °,8(LABA - LABA) А - умеренного 0,56 1,410-3 0,8(LABA - LEВБ) Б - сильного 5,6 1,410-2 0,8(LE ВБ - LB В в) В - опасного 16,8 4,2102 0,8(LB В в - Lr В г) Г - чрезвычайно опасного   0,14 0,8Lr ВГ

Таблица 4.9 - Характеристика зон радиоактивного заражения при аварии на РОО

Примечание. 1 Гр= 100 рад; L - длина; В - ширина.

Время подхода радиоактивного облака к объекту t _подх, ч, определяем по формуле

t подх = —, (4.96)

где С - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы, равный 0,13 - при инверсии; 0,23 - при изо-термии и 0,24 - при конвекции;

R - расстояние от объекта до эпицентра выброса, км;

w_B - скорость движения воздуха на высоте 10 м, км/ч. Степень

вертикальной устойчивости атмосферы можно определить по табл. VI. 1 прил. VI в зависимости от времени суток, состояния облачности и скорости ветра.

Прогнозирование количества пораженного персонала и населения, оказавшегося в зоне радиационного загрязнения. Расчет уровней радиации P, Гр/ч, и доз внешнего облучения D, Гр, производится в зависимости от времени, прошедшего после аварии по формулам

Pj =—^рШ—, (4.97)

(V^t изм ⁾

где Р_изм - измеренный (рассчитанный) уровень радиации в момент времени тизм, Гр/ч;

n - коэффициент равный 0,25 для промежутка времени до 1 мес после аварии и 0,5 - от 1 до 3 мес;

^D = ^K(ркон^tкон ^{- Р}нач^tнач X ^(4.98)

где Р_нач - уровень радиации на время начала облучения (t_Ha4); Р_кон - на время окончания облучения (t_K0H), Гр/ч;

K - коэффициент, равный 1,33 для промежутка времени до 1 мес после аварии и 2 - от 1 до 3 мес.

При нахождении человека в помещении (дом, защитное сооружение и т.п.) доза облучения будет меньше в K _осл раз. Коэффициент K _осл называется

коэффициентом ослабления и его значения приведены в табл. VII.2 прил. VII.

Коэффициент защищенности за сутки С, показывающий во сколько раз доза облучения реально будет меньше дозы, которую человек получил бы на открытой местности, можно определить по формуле

с—₎, (⁴")

i

где t _i - - продолжительность пребывания людей в различных условиях (дома, защитные сооружения, транспорт и т.п.), ч.

Доза внутреннего (ингаляционного) облучения человека зависит от степени вертикальной устойчивости атмосферы, скорости ветра и расстояния от эпицентра аварии (табл. VII.3 прил. VII).

Рис. 4.6 - Зоны радиоактивного загрязнения при радиационной аварии

Время допустимой работы t _раб, ч, персонала (населения) при условии получения дозы, не превышающей установленное значение D_уст, определя­ется по табл. VII.4 прил. VII.

4.5. Чрезвычайные ситуации, вызванные гидротехническими авариями

При разрушении гидротехнических сооружений (ГТС), к числу которых относятся плотины, запруды и т. п., и при недостаточном водосбросе (перелив воды через гребень плотины) образуется волна прорыва, характеризуемая высотой гребня h, м, и скоростью v, м/с, определяемыми по формулам

<,г-— (4.100)

v= Avlpv+ 1,

где A_h, B_h, A_v, B_v - коэффициенты, зависящие от высоты уровня воды в

верхнем бьефе плотины (уровня воды водохранилища) Но, м, гидравлического уклона реки (превышение в метрах высоты уровня реки на 1000 м длины) i и параметров прорана в безразмерном виде (проран - узкий проток в теле плотины) B, значения которых приведены в табл. 4.10.

H 0, м В i =10-4 i =10-3 Ah в/ Av Ву Ah в/ Av Ву                                                                                   0,5                                                           0,25

Таблица 4.10 - Значения коэффициентов A и В при уклонах реки

Время прихода гребня t_гр, ч, и фронта tф, ч, волны прорыва определяются по табл. 4.11 в зависимости от H₀, м, i и удаленности створа объекта от ГТС L, м.

Таблица 4.11 - Время прихода гребня t_гр, ч, и фронта tф, ч, волны прорыва

L, м	H 0=20	H 0=40	H 0=80
i =10-4	i =10-3	i =10-4	i =10-3	i =10-4	i =10-3
t Ф	t гр	t Ф	t гр	t Ф	t гр	t Ф	t гр	t Ф	t гр	t Ф	t гр
	0,2	1,8	0,2	1.2	0,1		0,1	1,2	0,1	1,1	0,1	0,2
	0,5		0,6	2,4	0,3		0,3		0,2	1,7	0,1	0,4
	1,6				1,0				0,5		0,4
									1,2

Продолжительность затопления территории объекта t _зат, ч, определяем по формуле

tзат =P(tгр -tф)(1 - hjh), (4.101)

iL/H 0 Высота плотины H 0 в долях от средней глубины реки в нижнем бьефе () H 0=10 h0 H 0=20 h0 0,05 15,5 18,0 0,1 14,0 16,0 0,2 12,5 14,0 0,4 11,0 12,0 0,8 9,5 10,8 1,6 8,3 9,9

Таблица 4.12 - Значения коэффициента b

где b - коэффициент, зависящий от высоты плотины H ₀, м, гидравлического уклона реки i и расстояния до объекта L, км (табл. 4.12); h_M - высота месторасположения объекта, м; h - высота подъема воды, м.