Неасимптотические методы анализа ресурсных характеристик элементов и подсистем ядерных энергетических установок

• Автор: Соколов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 211 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Общие вопросы анализа технического состояния оборудования ЯЭУ
1.1 Обзор литературы
1.2 Анализ теоретических вероятностных методов, традиционно применяемых для оценки технического состояния оборудования ЯЭУ
1.3 Первичная обработка исходной статистической информации об отказах
1.4 Выводы по первой главе
Глава 2. Оценка ресурсных характеристик невосстанавливаемого оборудования при мгновенном восстановлении работоспособности
2.1 Современные практические методы оценивания ресурсных характеристик элементов и систем
2.2 Оценка остаточной наработки до отказа при однородном потоке отказов
2.3 Прямое и обратное остаточные времена
2.4 Оценка доверительного интервала математического ожидания прямого остаточного времени
2.5 Выводы по второй главе
Глава 3. Неасимптотические модели оценки ресурсных характеристик с учетом различных стратегий функционирования оборудования
3.1 Практические методы оценки ресурсных характеристик элементов и систем для альтернирующих процессов с учетом различных видов обслуживания
3.2 Модель функционирования системы с мгновенным обнаружением отказа
3.3 Модель функционирования системы со встроенным контролем без определения места отказа
3.4 Стратегия функционирования системы с учетом проведения плановых профилактических работ
3.5 Применение метода имитационного моделирования для расчета гаммапроцентного ресурса элементов и систем ЯЭУ
3.6 Выводы по третьей главе
Глава 4. Расчетный анализ характеристик надежности элементов и систем объектов атомной энергетики, выполненный с применением разработанных методов
4.1 Описание системы управления и защиты реактора РБМК-1000

4.2 Результаты расчетов показателей надежности СУЗ реакторов РБМК-1000 на примере Смоленской АЭС
4.3 Анализ ресурсных характеристик и других показателей надежности электрооборудования СУЗ реакторов ЭГП-6 Билибинской АЭС
4.4 Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы
Приложение А. Сведения о системе управления и защиты реакторов РБМК-1000
первой очереди Смоленской АЭС
Приложение Б. Распределение отказов элементов СУЗ реакторов РБМК-1000 первой
очереди Смоленской АЭС по годам эксплуатации
Приложение В. Оценка показателей надежности элементов СУЗ реактора
РБМК-1000 энергоблока №1 Смоленской АЭС
Приложение Г. Сведения о системе управления и защиты реактора ЭГП
Билибинской АЭС
Приложение Д. Оценка показателей надежности элементов СУЗ реакторов ЭГП-6 Билибинской АЭС

Введение
Согласно данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), по профилю выработанного календарного ресурса энергоблоков атомных электростанций (АЭС) [88] в настоящее время в эксплуатации находятся 148 блоков, проработавших более 30 лет, и 210 блоков, возраст которых составляет от 20 до 30 лет. Суммарно эти энергоблоки представляют более 80% от 440 реакторов, эксплуатирующихся на АЭС в мире.
Программа развития атомной энергетики в России предусматривает продолжение эксплуатации энергоблоков АЭС после окончания 30-летнего срока службы за счет выполнения ряда работ, обеспечивающих безопасность дальнейшего их функционирования за пределами ранее назначенного срока службы. Реализация обширного комплекса мероприятий по модернизации АЭС с использованием новых технологий и современного оборудования позволяет обеспечить дальнейшую безопасную эксплуатацию АЭС, добиться увеличения коэффициента использования установленной мощности (КИУМ), а также обеспечить выполнение необходимых условий для продления срока эксплуатации энергоблоков АЭС.
Естественно, решения о продлении сроков службы энергоблоков АЭС требуют научного обоснования. В этой связи становится актуальной задача оценки характеристик надежности элементов и подсистем ядерных энергетических установок (ЯЭУ). В настоящее время разрабатывается множество математических моделей, описывающих поведение систем во времени. Они предоставляют возможность прогнозировать возможные изменения, происходящие в различных устройствах при различных условиях эксплуатации, позволяют выделить основные особенности систем, их достоинства и недостатки. Особенно распространены асимптотические модели, используя которые, можно оценить надежность изделий, исходя из предположения о бесконечно длительном сроке их работы.
Разработанные в представленной диссертации математические модели могут быть использованы для оценивания ресурсных характеристик элементов и систем ЯЭУ и анализа состояния работоспособности на их основе. Использование данных оценок дает возможность выявить оборудование, которое необходимо вывести из эксплуатации или заменить для обеспечения заданного уровня безопасности. Представленные модели описывают поведение ресурсных характеристик в зависимости

Tyl>Ty-t. (1.8)
Пусть F(x) - функция распределения ресурса изделия, F,(x) - функция распределения остаточного ресурса при текущей наработке t. Тогда вероятности безотказной работы можно определить как P(x) = l-F(x),
Pt{x)--F,{x).
Используя определение гамма-процентного ресурса, можно получить
PU + T,)
Отсюда следует
Р(( + Т!1) = уР(Г).
Поскольку (/)<1 и Ру(0 = у, тогда
ра+тщ),
а так как функция Р(у) не возрастает, то у+Т >т
У> У5
Откуда сразу следует (1.8), причем равенство имеет место только в том случае, если /0=1. Разумно полагать, что Р(1)<1, тогда неравенство (1.8) становится строгим. Следовательно, исчерпание ГПР не означает исчерпания ОГПР, и снятие такого изделия с эксплуатации является преждевременным, поскольку оно еще может функционировать с заданной вероятностью безотказной работы у в течение некоторого времени.
Таким образом, оценка (1.8) при г >ТУ становится непригодной для принятия на ее основе решений о снятии изделия с эксплуатации.
Пусть некоторое изделие имеет ВФИ-распределение наработки, средний ресурс Г, ГПР Ту и исчерпало его, т.е. I >Ту. Проведем оценку ОГПР такого изделия снизу.
Поскольку Р(1) < у можно получить Р(1 + Ту,) = уР(1)<у2.
Тогда, если Р(Т/1)=у2, и поскольку функция Р(С) не возрастает, то ( + Т <х2
у/ у