Результат интеллектуальной деятельности: Устройство централизованного контроля и измерения радиоактивности технологического оборудования, загрязнений предметов пользования и дозиметрии обслуживающего персонала

Изобретение относится к области радиационной безопасности, технологий радиационного контроля оборудования, окружающей среды, дозиметрии и контроля загрязнений предметов пользования персонала при обслуживании промышленных объектов. Конечная цель применения подобных устройств - защита обслуживающего персонала опасных объектов, а также обеспечение экологической безопасности для населения и окружающей среды. Заявленное устройство может применяться в процессе обслуживания опасных объектов, к которым могут быть отнесены морские добывающие платформы, при ремонте, а также при выполнении дезактивации оборудования с уровнем радиации, превышающим допустимый.

Известно «Устройство контроля радиоактивного загрязнения» [патент РФ на полезную модель №127484, опубл. 27.04.2013 г.], включающее в себя комплект детекторов (фосвич-детекторов) комбинированной регистрации бета- и гамма-излучения, модуль датчиков присутствия, модуль сигнализации, модуль управления устройствами ограничения прохода, модуль ввода-вывода данных и компьютер, а для мелких предметов дополнительно установлен фосвич-детектор комбинированной регистрации бета- и гамма-излучения, соединенный с информационной шиной комплекта детекторов, а также модуль идентификации личных карт персонала и видеокамера, соединенные с компьютером.

Недостатками этого устройства является отсутствие специализированной аппаратуры технологического радиационного контроля трубопроводов, оборудования и окружающей среды, средств связи персонала с оператором пульта централизованного контроля и управления.

Известно «Мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром» [патент РФ на полезную модель №109625, опубл. 20.10.2011 г.], в котором размещены электрически связанные между собой приемопередающее устройство и процессор, к которому подключены монитор, клавиатура, блок памяти, блок питания и средства звуковой сигнализации, снабжено последовательно связанными полупроводниковым детектором излучения, усилителем и блоком сопряжения, выход которого подключен к процессору, выполненному с возможностью формирования звуковых и визуальных сигналов дозиметра и радиометра с помощью упомянутых средств звуковой сигнализации и монитора.

Недостатками этого устройства является отсутствие модуля управления устройствами ограничения прохода, стационарной специализированной аппаратуры технологического радиационного контроля трубопроводов, оборудования и окружающей среды для постоянной передачи информации на пульт централизованного контроля и управления объекта применения и датчиков присутствия персонала (видеокамер) в конкретных помещениях.

Наиболее близким является «Автоматизированная система технологического радиационного контроля трубопроводов и оборудования морских платформ и терминалов» [патент РФ на полезную модель №115080, опубл. 20.04.2012 г.], состоящая из блоков радиационного контроля на основе гамма-спектрометрических сцинтилляционных датчиков в герметичной капсуле, блока питания и коммуникаций и/или коммутаций блоков радиационного контроля, аппаратуры сбора, обработки и регистрации информации об оценке параметров солеотложения, с введенным в систему аппаратно-программным комплексом, включающим промышленный компьютер и программное обеспечение, а также устройством вывода информации, связанным с промышленным компьютером.

Недостатками этого устройства является отсутствие:

- модуля управления устройствами ограничения прохода в помещения объекта,

- специальной аппаратуры дозиметрического контроля и контроля радиоактивного загрязнения предметов и экипировки обслуживающего персонала при выполнении работ по дезактивации оборудования или замене его компонентов,

- специальных датчиков присутствия,

- видеокамер,

- идентификаторов персонала,

- а так же радиационного контроля окружающей среды и средств связи персонала с оператором пульта централизованного контроля и управления.

Решаемая изобретением задача - комплексная защита персонала и окружающей среды обеспечением централизованного радиационного, дозиметрического контроля для осуществления процесса эвакуации персонала из опасных зон в случае превышения допустимых доз или при возникновении условий, недопустимых для нахождения персонала в контролируемых зонах, а также при обнаружении радиоактивных загрязнений в зоне выполнения ремонтных работ, для своевременной дезактивации оборудования, одежды и предметов, используемых персоналом; обеспечением обработки информации, поступающей от различных групп датчиков объекта, выработки управляющих воздействий автоматически и одним оператором с помощью специализированного программного обеспечения и оборудования пульта централизованного контроля и управления.

Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей устройства, путем обеспечения обнаружения радиоактивных элементов оборудования с контролем изменений уровня радиации во времени, загрязнений окружающей среды, ремонтных зон, предметов пользования ремонтников и своевременной их дезактивации, с совмещением функций по одновременному индивидуальному контролю получаемых доз, состояния обслуживающего персонала, находящегося в зоне радиационной опасности.

Заявленное устройство централизованного контроля и измерения радиоактивности технологического оборудования и окружающей среды, загрязнений предметов пользования и дозиметрии обслуживающего персонала содержит стационарные блоки радиационных измерений, аппаратуру сбора, обработки и регистрации информации, подключенную к промышленному компьютеру со специализированным программным обеспечением, а также блок вывода информации, связанный с упомянутым компьютером. Дополнительно устройство содержит вновь введенную мобильную установку контроля радиоактивного загрязнения предметов и экипировки персонала, состоящую из датчиков присутствия, комплекта детекторов (фосвич-детекторов), локального модуля сигнализации, идентификатора и видеокамеры, которые непосредственно соединены с аппаратурой сбора, обработки и регистрации информации. Аппаратура сбора, обработки и регистрации информации непосредственно связана с введенными модулями управления устройствами ограничения прохода в помещения объекта с повышенной радиоактивностью и загрязнениями, видеокамерами, идентификаторами присутствия персонала в помещениях и специализированными датчиками радиационного контроля окружающей среды, а так же с модулем связи. Модуль связи, вместе с упомянутыми аппаратурой сбора, обработки и регистрации информации, промышленным компьютером, блоком вывода информации, встроен в пульт централизованного контроля и управления. Аппаратура сбора, обработки и регистрации информации имеет дополнительный вход для сигналов от персональных радиоустройств связи, радиометрии и дозиметрии.

Устройство централизованного контроля и измерения радиоактивности технологического оборудования и окружающей среды, загрязнений предметов пользования и дозиметрии обслуживающего персонала, представленное на Фигуре, содержит стационарные блоки 1 радиационных измерений, аппаратуру 2 сбора, обработки и регистрации информации, подключенную к промышленному компьютеру 3 со специализированным программным обеспечением, а также блок 4 вывода информации, связанный с упомянутым компьютером 3. Дополнительно устройство содержит вновь введенную мобильную установку 5 контроля радиоактивного загрязнения предметов и экипировки персонала при выполнении ремонтных работ и дезактивации оборудования, состоящую из датчиков 6 присутствия, комплекта детекторов (фосвич-детекторов) 7, локального модуля 8 сигнализации, идентификатора 9 и видеокамеры 10, которые непосредственно соединены с аппаратурой 2 сбора, обработки и регистрации информации. Аппаратура 2 сбора, обработки и регистрации информации непосредственно связана с введенными модулями 11 управления устройствами ограничения прохода в помещения объекта с повышенной радиоактивностью и загрязнениями, видеокамерами 12, идентификаторами 13 присутствия персонала в помещениях и специализированными датчиками 14 радиационного контроля окружающей среды, а так же с модулем 15 связи. Модуль 15 связи, вместе с упомянутыми аппаратурой 2 сбора, обработки и регистрации информации, промышленным компьютером 3, блоком 4 вывода информации, встроен в пульт 16 централизованного контроля и управления. Аппаратура 2 сбора, обработки и регистрации информации имеет дополнительный вход 17 для сигналов от персональных радиоустройств связи, радиометрии и дозиметрии.

Заявленное устройство работает следующим образом.

На начальной стадии функционирования объекта окружающая среда, оборудование и его элементы обследуются с помощью персональных радиоустройств связи, радиометрии и дозиметрии. Информация от радиоустройств, поступившая на вход 17, через аппаратуру 2, на компьютер 3 систематизируется, привязывается к объемной модели объекта (например, с использованием системы ГЛОНАСС) и постоянно обновляется при перемещениях персонала. Оператор пульта 16 централизованного контроля и управления, через блок 4 вывода, получает информацию, как в отдельном виде с селекцией по заданному уровню, так и в виде объемной модели объекта с отражением уровней радиоактивности оборудования.

Стационарные блоки 1 радиационных измерений устанавливаются в выбранных точках на трубопроводах и оборудовании с выраженной тенденцией к повышению радиации.

Специализированные датчики 14 радиационного контроля окружающей среды измеряют радиационный фон в зоне расположения объекта, в местах вероятного радиоактивного загрязнения промышленными выбросами. Для морских буровых и добычных платформ это воздушная и водная среда, где наиболее вероятными местами радиоактивных загрязнений являются зоны вблизи факелов сжигания попутного газа, установки по отделению попутных вод, накопительные емкости, места слива подвергаемых очистке технических и бытовых вод, акватория вблизи платформы.

Помещения, где располагается радиационно опасное оборудование и его элементы, имеют ограниченный доступ, обеспечивающийся устройствами ограничения прохода, управляемыми автоматически компьютером 3 или оператором пульта 16, через аппаратуру 2 и модули 11. Доступ в помещения осуществляется после идентификации работника через персональный идентификатор 13, при сверке личности через видеокамеры 12, установленные при входе и внутри помещений объекта, а так же при наличии у работника персонального радиоустройства связи, радиометрии и дозиметрии. Таким образом, допущенный к работе персонал находится под персонифицированным, визуальным, дозиметрическим контролем в условиях постоянного измерения уровней радиоизлучений стационарных блоков 1, специализированных датчиков 14 и переносных персональных радиоустройств связи, радиометрии и дозиметрии в режиме централизованного автоматического контроля и обработки информации аппаратурой 2 и компьютером 3 со специализированным программным обеспечением.

Роль оператора пульта 16 централизованного контроля и управления состоит в координации работ по обслуживанию объекта с визуальным контролем состояния и действий исполнителей по плану работ, а при возникновении угрозы превышения допустимых доз или при возникновении условий, недопустимых для нахождения персонала в контролируемых зонах - организации эвакуации людей. При возникновении угрозы загрязнения окружающей среды - принятие неотложных мер по предотвращению. Для осуществления этих мероприятий пульт 16 оборудован модулем связи 15 и блоком 4 вывода информации, в том числе с видеокамер 12, а каждый работник - переносным персональным радиоустройством связи, радиометрии и дозиметрии.

Длительность эксплуатации объектов техники неразрывно связана с выполнением ремонтных операций, выражающихся в восстановлении работоспособности оборудования или его элементов. Повышение уровня радиации при солевых отложениях, требует демонтажа отдельных частей с последующей дезактивацией и монтажом для дальнейшей эксплуатации оборудования. Эти технологические операции вызывают необходимость применения специализированного оборудования - мобильной установки 5 контроля радиоактивного загрязнения предметов и экипировки персонала.

Установка 5, выполненная в виде бокса, имеет в своем составе датчики 6 присутствия, комплект детекторов (фосвич-детекторов) 7, локальный модуль 8 сигнализации, идентификатор 9 и видеокамеру 10, которые непосредственно соединены с аппаратурой 2 сбора, обработки и регистрации информации пульта 16 централизованного контроля и управления. Установка 5 может перемещаться в различные помещения с ремонтируемым оборудованием, допуск ремонтников в которые осуществляется по описанному выше алгоритму, а технология выполнения ремонтных операций контролируется оператором с пульта 16.

Ремонтный персонал также оснащен переносным персональным радиоустройством связи, радиометрии и дозиметрии. По окончании работ или при необходимости покинуть помещение, где выполняются ремонтные работы, связанные с возможностью распространения загрязнений, по команде оператора работник располагается в пространстве, контролируемом датчиками 6 присутствия установки 5, идентифицируется идентификатором 9 и видеокамерой 10. Локальный модуль 8 сигнализации последовательно подает команды по изменениям позиции ног, рук, туловища, головы, одежды и иных принадлежностей работника по отношению фиксированному положению детекторов 7. При этом, осуществляется фиксация результатов измерений радиоактивности и оценивается степень загрязненности экипировки работника. В случае недопустимого уровня загрязнений, работник может быть выпущен оператором из помещения только при смене одежды и обуви, а загрязненные предметы подлежат эвакуации в специальном контейнере. Загрязненное место выполнения ремонтных работ дезактивируется с последующим измерением уровня остаточной радиации, а работники, выполнившие дезактивацию, проходят контроль загрязненности предметов и экипировки на установке 5, в соответствии с описанной выше процедурой.

Информация с детекторов 7, видеокамер 10 и 12, персональных радиоустройств связи, радиометрии и дозиметрии фиксируется в памяти компьютера 3. Там же хранятся персональные данные и ранее полученные дозы работников, что позволяет обеспечить допуск к работе персонала с учетом ранее полученных доз радиации.