Разработка и исследование неасимптотических методов анализа надежности элементов и подсистем ЯЭУ с учетом контроля и профилактики

• Автор: Дагаев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 159 с.

Оглавление
Введение
Г лава 1. Классификация состояний объектов АЭС и стратегий их функционирования
1.1. Обзор литературы
1.2. Классификация состояний систем, стратегий их
функционирования и восстановления
1.2.1. Классификация стратегий обслуживания
1.2.2. Классификация восстановительных работ
1.2.3. Классификация моделей
1.3. Стратегии обслуживания систем в условиях
асимптотической постановки задачи
1.4. Выводы по первой главе
Глава 2. Разработка и исследование неасимптотических моделей расчета надежности систем
2.1. Модели функционирования систем со
встроенным контролем и аварийным восстановлением
2.1.1. Стратегия функционирования системы со встроенным контролем без обнаружения места отказа
2.1.2. Встроенный контроль с мгновенным обнаружением отказа
2.2. Модели, учитывающие проведение профилактических
работ со скользящим периодом профилактики
2.2.1. Профилактическое обслуживание в системе с учетом
встроенного контроля
2.2.2. Профилактическое обслуживание системы без учета встроенного
контроля и без отключения во время проверки работоспособности.
2.2.3. Профилактическое обслуживание системы без учета встроенного контроля, с мгновенным обнаружением отказа при проверке работоспособности.
2.2.4. Профилактическое обслуживание системы без учета встроенного контроля, с отключением во время проверки работоспособности.
2.3. Модель, учитывающая встроенный контроль
в системе с установленным периодом профилактики
2.4. Модель, предполагающая наличие периодического контроля и аварийных профилактических работ в случае обнаружения отказа
2.5. Выводы по второй главе
Глава 3. Стоимостные модели систем с различными стратегиями функционирования
3.1 Модели, учитывающие встроенный контроль в системе и не учитывающие проведение профилактических работ
3.1.1 Стоимостная модель, учитывающая встроенный контроль в
системе без мгновенного обнаружения отказа
3.1.2 Стоимостная модель, учитывающая встроенный контроль
в системе без профилактического обслуживания
3.2 Модели, учитывающие профилактику
3.2.1 Стоимостная модель, учитывающая встроенный контроль
в системе с профилактическим обслуживанием.
3.2.2 Стоимостная модель, учитывающая профилактическое обслуживание системы без отключения во время проверки работоспособности
3.2.3 Профилактическое обслуживание системы с мгновенным
обнаружением отказа.
3.2.4 Стоимостная модель, учитывающая профилактическое обслуживание системы с отключением во время проверки работоспособности.
3.3. Выводы по третьей главе
Глава 4. Результаты анализа характеристик надежности элементов и систем объектов атомной энергетики, выполненные с использованием разработанных методов.
4.1 Описание системы управления и защиты реактора БиАЭС
4.2. Результаты расчетов показателей надежности СУЗ Би АЭС
4.3. Проведение расчета надежности по аналитическим моделям
4.4. Результаты расчета показателей надежности по Курской АЭС
4.5. Выводы по четвертой главе
Заключение по диссертации
Литература
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время, возникает необходимость в решении задач, направленных на повышение показателей надежности и эффективности сложных систем. Подобные задачи решаются во многих областях, но они особенно важны в атомной энергетике, поскольку от того, насколько точно и правильно рассчитана надежность устройств и приборов, работающих на АС, зависит жизнь людей. От точности и достоверности проведения расчетов характеристик надежности оборудования зависит экономичность функционирования энергоблоков АС, а также уровень риска от их эксплуатации. Ряд элементов и систем АС в настоящее время исчерпывает свой ресурс, поэтому остро стоит проблема обоснования возможности продления их срока службы, поскольку вывод из эксплуатации такого рода систем, или их замена, является очень дорогостоящей. В этой связи становится актуальной задача оценки характеристик надежности элементов и подсистем АС. Поиск решений становится невозможным без привлечения программных средств и аппаратных возможностей вычислительной техники. В настоящее время разрабатывается множество математических моделей, описывающих поведение систем во времени. Модели могут быть предназначены для прогноза как качественных, так и количественных изменений, происходящих в различных устройствах. Они дают возможность выделять основные особенности систем, их достоинства и недостатки. С помощью математических моделей возможно проведение оптимизации работы систем их контроля и профилактики. Разработке таких моделей и их программной реализации посвящена данная работа. В настоящее время широко используется асимптотическая постановка задачи в математических моделях анализа надежности систем, но имеется ряд случаев, когда требуется решать задачу в неасимптотической постановке задачи. Существующие повсеместно использующиеся асимптотические методы позволяют оценить надежность устройств в предположении бесконечно долгого их срока работы, поэтому они несколько занижают реальный уровень надежности устройств. Неасимптотические методы дают возможность оценивать характеристики надежности оборудования с более высоким уровнем точности и достоверности. Они позволяют наблюдать за состоянием характеристик надежности в реальном времени в переходных режимах работы, оптимизировать периоды между моментами обслуживания систем, дают возможность решать задачи обоснования экономической эффективности и строить модели, на основе которых оценивается стоимость

Определим математическое ожидание времени нахождения представленного процесса в i-ом состоянии (i=0,l,2).

M{X0) = Tcp = {l-F(x))dx

M(X}) = T,,m=)(-0{x))dx

М(Х2) = Тап = jz(x)dx

где (l - F(x))- вероятность того, что система безотказно проработает время, большее, чем х.
Тср- среднее время нахождения системы в работоспособном состоянии;
(l - Ф(х)) - вероятность того, что длительность проявления отказа больше, х.
Та„ - среднее время нахождения системы в аварийно-профилактическом состоянии. Исходя из вышеприведенной информации средняя длительность периода между точками регенерации равна:
м(^)=^м(х^тср+т„л„+та„.
Откуда мы можем записать значение асимптотического коэффициента готовности и вероятности безотказной работы на интервале t.
к =м(х0)= Тср
МЩ Тср + Г(Л + Тап _ F(x^x + Д, _ ф(х)у1х + jZ(x)dx

]{-F(x + t))dx Tcp-]{-F{x))dx
р _ о _____•
' Тср + Т11б11 + Тап Тср + Т„0„ + Тап
Графическое представление формулы коэффициента готовности будет носить характер константы и изменяться во времени не будет, тогда как вероятность безотказной работы будет иметь вид монотонной убывающей кривой.
Стратегия №
Полное восстановление системы проводится либо в момент отказа, либо в заранее назначенный календарный момент времени
Рассмотрим систему, в которой проводятся аварийные восстановления в случае отказа, при этом индикация появившегося отказа происходит мгновенно. Также