ІНЮШЕВ Владислав Валерійович

УДК 621.039.58

Метод дослідження надійності та ефективності захисних систем безпеки АЕС на етапі експлуатації

05.14.14 "Теплові і ядерні енергоустановки"

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Одеса – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Державному підприємстві "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки" (ДП ДНТЦ ЯРБ)

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор,

Дубковський В’ячеслав Олександрович, Одеський національний політехнічний університет,

завідуючій кафедрою атомних станцій

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор,

Дуель Михайло Олександрович, Харківський інститут комплексної автоматизації, учений секретар

- кандидат технічних наук, доцент,

Шараєвський Ігор Георгійович, Інститут технічної теплофізики Національної академії наук України, завідуючій відділом високофорсованого теплообміну

Провідна організація - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", кафедра атомних електричних станції та інженерної теплофізики, Міносвіти і науки України, м. Київ

Захист відбудеться "17" січня 2006 р. о 13 годині 30 хвилин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.052.04 у Одеському національному політехнічному університеті за адресою: 65044 м. Одеса, пр. Шевченка, 1, аудиторія 400-А.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Одеського національного політехнічного університету за адресою: 65044 м. Одеса, пр. Шевченка, 1.

Автореферат розісланий "17" грудня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Гогунський В.Д.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. В даний час, коли більшість енергоблоків АЕС України експлуатується 15-20 років, наробіток частини елементів АЕС, у тому числі й елементів систем, важливих для безпеки (СВБ), наближається до величини призначеного ресурсу/терміну служби. Проведені в рамках Державного Комітету ядерного регулювання України роботи з'ясували загальну картину надійності устаткування сучасних АЕС України. Для окремих елементів систем АЕС, важливих для безпеки, наробіток/тривалість експлуатації вже перевищує зазначені величини. Отже встає питання про проведення заміни такого устаткування. По оцінках, виконаним НАЭК “Энергоатом” для 3 і 4 енергоблоків Запорізької АЕС, введених в експлуатацію в 1986 і 1987 роках відповідно, - у 523 одиниць (приблизно половина загального числа) устаткування й арматури реакторного і турбінного відділень наробіток перевищує призначений ресурс. Оцінна вартість заміни зазначених одиниць устаткування складе порядку 20 мільйонів доларів США. Економічна ситуація в ядерній енергетиці й в Україні в цілому не дозволяє знайти такий обсяг фінансування для проведення робіт із заміни устаткування. У цьому зв'язку особливо актуально встає питання про проведення переоцінки ресурсу елементів СВБ АЕС і визначення можливості продовження терміну їхньої експлуатації. Рішення, що приймаються як організаціями, що є відповідальними за безпечну експлуатацію АЕС, так і органами державного регулювання ядерної та радіаційної безпеки, щодо встановлення призначених термінів випробувань, профілактичних робіт та ін., потребують наглядного представлення картини, що дасть змогу прийняття цих рішень в умовах дійсної картини (теоретичного обґрунтування і подальшого практичного підтвердження). У цих умовах постає задача виконання оцінки безпеки пропонованих експлуатуючими організаціями технічних рішень по модернізації СВБ і продовженню терміну експлуатації елементів цих систем.

При вирішенні цих питань є ризик виникнення помилок двох видів:

-

-

В першому випадку ситуація чревата аварією з відомими наслідками, в іншому – величезними витратами, які не є виправданими. Можливі наслідки раптової відмови устаткування, особливо устаткування СВБ, з одного боку, а також висока вартість устаткування - з іншого, обумовлюють важливість коректної оцінки фактично можливого ресурсу (терміну служби), чи, іншими словами, оцінки можливості продовження експлуатації устаткування понад відповідний призначений показник надійності (ПН).

В даній роботі розглядається механічна частина приводів ОР СУЗ (органів регулювання системи управління та захисту). СУЗ є воднораз керівною системою безпеки та захисною системою безпеки, яка виконує одну з самих відповідальних функцій безпеки контроль та керування реактивністю, включаючи функцію аварійного захисту. Згідно технічним документам, практиці експлуатації, досліджень надійності, найбільш відданою відмовам і найменш дослідженою частиною ЗСБ є механічна частина приводів СУЗ (системи управління та захисту).

Процедура проведення робіт із продовження терміну експлуатації механічної частини приводів СУЗ та вимоги до змісту таких робіт установлені діючими нормативними документами, які обов'язково передбачають у якості одного з етапів робіт із продовження терміну експлуатації – проведення аналізу експлуатаційної надійності досліджуваного устаткування. З іншого боку, на практиці відсутні інженерні методики для ухвалення рішення про можливість продовження терміну експлуатації. Крім того, відсутня інформація про дійсну (тобто визначену на стадії експлуатації) ефективність (надалі – "ефективність") роботи досліджуваних систем.

На сьогодні коректне вивчення ПН необхідне і можливе лише на стадії експлуатації тому, що: на стадії проектування і стадії вироблення засобів неможливо аналітично (з досить великою достовірністю) обчислити ПН. Це пояснюється практичною відсутністю достовірних вихідних даних на комплектуючі деталі. На стадії проектування і стадії виготовлення виробів неможливе проведення контрольних, а тим більше визначальних, випробувань на надійність. Це пов'язано з великою коштовністю виробів, їх дрібно-серійністю, виробітком під час випробувань великої частини ресурсу.

Тому актуальними стають задачі розробки інженерної методики дослідження експлуатаційної надійності захисних СБ, що в тому числі вирішує питання, які пов'язані з продовженням відповідних показників довговічності, а також методики дослідження (прогнозування) різних варіантів ефективності роботи захисних СБ.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Робота виконувалась у відповідності з:

-

-

-

-

-

Мета і завдання дослідження. Метою даної роботи є підвищення експлуатаційної безпеки енергоблоків АЕС за рахунок розробки та впровадження методу проведення аналізу експлуатаційної надійності і ефективності захисних СБ, як самостійної задачі, так і проміжної для визначення можливості продовження терміну їх експлуатації. Для досягнення поставленої мети вирішуються такі основні завдання:

-

-

-

-

Об'єкт дослідження. Об’єктом дослідження є устаткування захисних систем безпеки АЕС, зокрема, механічна частина органів регулювання СУЗ.

Предмет дослідження. Предметом дослідження є метод визначення показників надійності і систем, важливих для безпеки АЕС.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження базуються на положеннях теорії ймовірностей, математичної статистики, теорії масового обслуговування. теорії випадкових процесів, апараті вивчення марковських (напівмарковських) випадкових процесів, теорії наближень функцій .

Наукова новизна отриманих результатів

- В роботі методами дослідження напівмарковських випадкових процесів вперше отримані наближені оцінки ефективності роботи систем класу, що досліджується. З цією метою здійснена процедура одержання функцій розподілу часу наробітку на відмову і часу відновлення за статистичними даними.

- Дістав подальший розвиток в теорії надійності, для практичних досліджень, підхід до вивчення показників довговічності за допомогою досліджень показників безвідмовності.

- Удосконалено метод інтервальних оцінок комплексного ПН (стаціонарного коефіцієнту готовності) для високонадійних систем. Наведено наближені оцінки і аналітичні вирази для інтервальних оцінок для випадків, коли середній час наробітку на відмову і відновлення описуються зрізаними нормальними розподілами.

- Дістали подальший розвиток методи оцінки надійності об'єктів, що досліджуються на етапі експлуатації за допомогою вибірок з різним цензуруванням.

- Вперше розроблено інженерну методику одержання інформації для подовження (не подовження) терміну експлуатації високонадійних систем Усі наукові положення, з урахуванням досягнутого рівня новизни, є фундаментом вирішення в дисертаційній роботі поставленої наукової проблеми.

Обґрунтованість і достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій. Наукові положення, висновки і рекомендації дисертації обґрунтовані коректним використанням математичного апарату, у тому числі, математичного апарату теорії ймовірностей, теорії масового обслуговування, теорії випадкових процесів, теорії марковських (напівмарковських) процесів; успішною програмною реалізацією розроблених алгоритмів та ефективним практичним впровадженням результатів дисертаційних досліджень.

Практичне значення отриманих результатів. Теоретичні положення розроблених методів лягли в основу інженерної методики. Задачі, вирішувані в методиці, мають чіткі економічні критерії, мають повне математичне та програмне забезпечення й доведені до практичних розрахунків. Це дає змогу оперативно провадити аналіз поточного стану надійності захисних СБ АЕС. Прогнозування ПН, яке є частиною запропонованої методики дозволяє мати достатньо достовірну картину для регулярного (при експлуатаційній картині, що весь час змінюється) прийняття рішень щодо можливості подальшої експлуатації захисних систем безпеки ядерного реактора. Одержані результати впроваджено на Южно-Української АЕС для досліджень механічної частини СУЗ енергоблоку №3. Розроблена методика, в принципі, є універсальною для будь-яких ЗСБ. Для впровадження методики на інших енергоблоках (на інших станціях) в розробленому алгоритмі передбачено врахування їх специфіки. Одержано наглядну інформацію про ефективність механічної частини СУЗ.

Особистий внесок здобувача. Всі основні результати дисертаційного дослідження, які подано до захисту, отримано автором особисто. У друкованих працях, опублікованих у співавторстві, автору належать змістовні і формальні постановки задач, побудова математичних моделей, розв'язання задач.

Апробація результатів. Результати досліджень докладались на:

-

-

-

-

Публікації. Результати досліджень опубліковані у 12 працях, які надруковані у фахових виданнях, що відповідають вимогам ВАК України, та 2 працях, які надруковані у збірниках наукових трудів конференцій.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, 6 розділів і висновків. Обсяг дисертації – 159 сторінок. Список використаних літературних джерел на 12 сторінках налічує 138 найменувань.

Основний зміст дисертації

У вступі обґрунтовується актуальність проблеми розробки методів дослідження надійності і ефективності ЗСБ на етапі експлуатації і формулюється мета, основні завдання дослідження, наукова новизна, і практична значимість роботи, наводяться дані щодо реалізації і впровадження результатів роботи, її апробації та публікацій основних результатів дослідження в наукових фахових виданнях.

У першому розділі викладено опис об'єкту дослідження.

Перший підрозділ присвячено опису як об'єкту, так і вихідних даних. Вивчення об'єкту досліджень і вихідних даних виявило наступне:

-

-

-

-

-

-

Другий підрозділ присвячено огляду літератури. Специфіка об'єкту, що вивчається, змусила провести пошук підходів до вирішення проблеми як у науковій літературі, так і в чинній нормативній базі. Це пояснюється, перш за все, високою відповідальністю виконуваних функцій ЗСБ, і таким чином потрібно максимальне використання апробованих методів і підходів.

Вивчення методів досліджень виявило наступне:

-

-

-

-

У висновках до першого розділу відзначається, що є необхідність розробки спеціалізованої методики, що враховує специфіку об'єкта і специфіку вихідних даних. При цьому методика, що розробляється, повинна бути гармонізованою з чинною нормативною базою, а методичні процедури не повинні суперечити, описаним в цих документах. Методика, що розробляється повинна складатися з двох частин:

-

-

Методика повинна передбачати оцінку точності (вірогідності) одержуваних оцінок. Тому поряд із крапковими оцінками шуканих ПН, що при обмеженому обсязі статистики є мало інформативними, необхідно розглядати інтервальні оцінки, що накривають із заданою довірчою імовірністю невідомі значення ПН. Процедури одержання зазначених вище оцінок повинні бути орієнтовані на малі і до того ж цензуровані вибірки.

Основні теоретичні положення викладено у другому розділі.

Загальній постановці задачі присвячено перший підрозділ. Проблема, внаслідок різних підходів до вивчення ПН систем і їх елементів, розподіляється на дві взаємопов'язані задачі (етапи): дослідження ПН елементів; дослідження ПН системи. Відмінність у підходах виразилася у застосуванні як різного апарату досліджень, так і у частині постановки задачі. Тому розглядаються окремо: дві змістовні і формальні постановки задачі, різні теоретичні передумови, дві моделі, два напрямки вирішення:

-

-

Другий підрозділ надає постановку задачі для вивчення ПН. Класична оцінка терміну служби на стадії експлуатації повинна включати ряд послідовних операцій (етапів):

-

-

-

На жаль, такий підхід, при всій його вірогідності, у даному випадку не може бути прямо застосованим за наступними причинами:

-

-

(нормативні документи і стандарти (ДСТУ 2860-94, НД 306.711-96) допускають можливість визначення настання граничного стану навіть у тих випадках, коли його критерій чітко не обговорений, виходячи з визначення граничного стану як стану, коли параметр потоку відмов (t) об'єкта "стає неприйнятним". При цьому під "неприйнятністю" варто розуміти підвищення (інтенсифікацію) параметра потоку відмов, вище деякого припустимого рівня на прогнозованій ділянці (що виходить за межи спостережень)

Науково-технічна література як правило, основну увагу приділяє методикам, що ґрунтуються на припущеннях про стаціонарність випадкових потоків. В нашому випадку припущення стаціонарності вимагає ствердження, що потік відмов (t) = const, виключає, саме по собі, наявність часових змін потоку відмов. Тому, при рішенні даної задачі більш перспективною є модель нестаціонарного ординарного потоку без післядії (для який (t) - функція часу, але число подій на інтервалі [t1,t2] має розподіл Пуассона). І методи оцінки параметрів розподілів і методи оцінки ПН потребують крім крапкових обов'язкового наведення інтервальних оцінок. Наведено потрібні вирази для цих оцінок для параметричних і непараметричних методів, а також для прогнозування ПН.

Третій підрозділ присвячено дослідженню характеристик потоку відмов. Наведено статистичну оцінку процесів старіння. На ділянках монотонності короткостроковий прогноз за згладженими даними можна проводити за допомогою лінійної інтерполяції. При цьому крайні (експериментальні) точки можна використовувати для контролю якості прогнозу по згладженим даним. Для немонотонних залежностей короткостроковий прогноз за згладженими даними необхідно проводити з використанням рівнянь регресії. Потік відмов може описуватися різними моделями. Серед інших - ординарний потік відмов, потік без післядії, потік з обмеженою післядією, пуасонівський потік з змінним параметром, рекурентний потік із запізнюванням (загальним процесом відновлення), потоки відмов типу Пальма. Наведено необхідні вирази для інтенсивності потоку відмов у момент часу і параметра (чи темпу) потоку відмов у момент часу . Відомі методи дослідження тренда і застосування регресійних моделей інтенсивності потоку відмов – два підходи до вирішення задачі. Методи дослідження тренда можуть застосовуватися як попередня оцінка (перший крок наближення). Побудова і вивчення регресійних моделей може дати змогу більш детального вивчення потоку відмов з ціллю прогнозування.

Розглядається регресійна модель залежності випадкового результуючого показника від невипадкових змінних , яка має вигляд:

(1),

де - система відомих (базисних) функцій (в нашому випадку степеневі функції, або поліноми Чебишева для k=1,2,...,p); - невідомі параметри, що підлягають оцінюванню; залишковий випадковий компонент, що має нормальний закон розподілу із середнім значенням і з дисперсією (взагалі кажучи, невідомою) , тобто:

(2).

У висновках до другого розділу визначені методичні основи оцінки ПН механічної частини приводів СУЗ для визначення можливості продовження терміну її експлуатації і сформульовані основні концепції Методики:

-

-

-

Побудована на приведених вище концепціях Методика дозволить прогнозувати поводження устаткування, що експлуатується, на кожний (один) наступний за спостереженим етапом крок, і з появою додаткової інформації - уточнювати прогноз.

Розробці методики присвячено третій розділ.

У першому підрозділі відображено первинну статистичну обробку вихідної інформації. Необхідні процедури включають: побудову варіаційних рядів, побудову діаграм реалізацій, побудову гістограм, емпіричних функцій розподілу ПН, оцінку крапкових значень і оцінку їх інтервальних значень цих параметрів.

Другий підрозділ присвячено визначенню показника безвідмовності і дослідження потоку відмов як випадкового процесу. Наведено формули для вивчення процесу як Пуасонівського потоку відмов, оцінка середнього числа відмов на проміжку прогнозування

Статистична оцінка середньої інтенсивності потоку відмов , для -го інтервалу спостереження обчислюється за формулою:

= , (3),

де - довжина інтервалів спостереження, на які поділяється весь інтервал спостереження ; - числа відмов, що потрапили в -й інтервал спостереження довжиною .

У моделі, що застосовується, для побудови функцій розподілу випадкових послідовностей вся система розглядається як один відновлюваний елемент. Час відновлення є значно меншим, ніж час спостережень, і тому в цій моделі відновлення вважається миттєвим і не враховується. При цьому є тільки одна реалізація випадкового процесу відмов системи, у якій фіксуються часи відмов. За наявними цензурованими експлуатаційними даним досліджується розподіл часу між відмовами. Одержані дані дозволяють побудувати емпіричну функцію розподілу часу між відмовами, оцінити середній час між відмовами і її дисперсією. Згідно методики виконується:

-

-

-

-

-

-

Вивчення регресійних моделей показали, що такий апарат досліджень краще використовувати для зростаючої інтенсивності потоку відмов, тому, що фізично інтенсивність потоку відмов є завжди величиною, що не може бути меншою за нуль, і гіпотеза про нормальний розподіл похибок краще виконується для великих значень інтенсивностей потоку відмов. Крім того, для оцінок довговічності завжди найбільш небезпечною є імовірність прогледіти саме підвищення інтенсивності потоку відмов.

Третій підрозділ присвячено оцінці середньої тривалості відновлення . Процедура містить в собі відомі правила перевірки згідності дослідного і теоретичного розподілів. Конкретний вибір критерію залежить від кількості експериментальних даних. В даному випадку для перевірки гіпотези про нормальний розподіл часу відновлення використовується критерій W.

Четвертий підрозділ надає методику прийняття рішення про подовження терміну експлуатації. Для ухвалення рішення повинні бути перевірені умови:

-

-

-

По цим результатам приймається рішення: якщо задовольняються обидві поставлені умови, приймається рішення – дозволити продовження терміну служби на прогнозований проміжок часу, або якщо не задовольняється хоча б одна з зазначених умов, приймається рішення - прогноз інтенсивності потоку відмов несприятливий.

У висновках до третього розділу відзначається, що методологічні основи побудови Методики приведені з використанням обов'язкових положень чинних нормативних документів і останніх наукових розробок . Враховано специфіку об'єкту, що вивчається. Теоретичні посилки наукових джерел формалізовано і доведено до рівня інженерної методики. Запропоновано в якості критерію наближення до критичного стану використовувати підвищення інтенсивності потоку відмов. Запропоновано також застосування критерію k – критичного значення рівня інтенсивності потоку відмов.. Наведено послідовність необхідних методичних дій і вирази для відповідних розрахунків.

Показано, що дослідженням підлягають регресійні моделі, які передбачають очікуване зростання інтенсивності потоку відмов.

Апробацію методики (дослідження конкретного об'єкту) викладено в четвертому розділі.

Перший підрозділ визначає об'єкт дослідження. Для апробації Методики обрано 3-й енергоблок Южно-Української АЕС. Відповідно до зазначеної Методики виконується аналіз експлуатаційної надійності (оцінка ПН, зіставлення їх з показниками, які регламентовані в НТД, виявлення тенденцій до змін інтенсивності потоку відмов). Даються рекомендації з продовження терміну служби механічної частини приводів СУЗ.

Другий підрозділ присвячено вихідним даним, джерелам інформації і умовам аналізу. Виконано попередній розрахунок наробітку на відмову системи. Цей розрахунковий показник є орієнтиром для порівняння показника безвідмовності з отриманим за результатами спостережень на етапі експлуатації.

Третій підрозділ присвячено оцінці можливості продовження ресурсу, що містить згідно запропонованої Методики:

-

-

-

-

У четвертому підрозділі визначені конкретні показники безвідмовності.

Роботи, які виконані в межах третього підрозділу, дозволили в п'ятому підрозділі зробити дослідження потоку відмов. Перевірка умов відповідності, проведена в шостому підрозділі, показали, що обидві умови відповідності виконуються. Тому прийняте рішення про дозвіл продовження терміну служби.

Сьомий підрозділ присвячено аналізу результатів і висновкам, що зводяться до того, що:

-

-

-

Проведений аналіз експлуатаційної надійності дозволив зробити висновок про можливість продовження терміну експлуатації приводів СУЗ енергоблоку №3 Южно-Української АЕС.

Дослідження ефективності системи проведено в п'ятому розділі.

Перший підрозділ присвячено постановці задачі. Будь-який простій АЕС викликає збитки. Тому виникає задача: "безпека - надійність - ефективність".

У другому підрозділі описано одержання інформації про відмови і відновлення. При цьому спосіб одержання інформації є аналогічним способу для спостереження за відмовами. Найбільш поширеними відмовами для СУЗ є відмова типу "витік", тому виконується побудова емпіричної функції розподілу для відмови типу "витік" і визначається функція розподілу часу відновлення (зрізаний нормальний розподіл).

Третій підрозділ присвячено побудові моделі функціонування системи. Введено стани процесу для оцінки ефективності: за потужністю і за працездатністю. У класі "потужність" процес описується марковським процесом, а у класі працездатності процес виникнення відмов типу "витік" являє собою вкладений ланцюг маркова (альтернуючий процес відновлення).

Побудова часових діаграм описана в четвертому підрозділі.

Рис. 1 - Сумісна часова діаграма

П'ятий підрозділ присвячено оцінці ефективності СУЗ. Побудовано таблицю "потужність-імовірність безвідмовної роботи" в залежності від інтервалів спостережень. На об'єднаній діаграмі вказані імовірності перебування в станах за потужністю (100%,67%,50%) (верхня частина). Тут Тк – час між випробуваннями; tвипр –час випробувань. Нижня частина – альтернуючий процес відновлення. Де випадковий час безвідмовної роботи системи - 1, і випадковий час відновлення системи - 1.

Одержано формули для оцінки складових ефективності: для сумарного прибутку:

SП = (4),

і для сумарних витрат:

SВ = (5),

де С(100), С(67), С(50) - значення прибутків і втрат В(100), В(67), В(50) для кожного стану за потужністю; SРП[Т1, T2] та SРB[Т1,T2] – накопичений час перебування в працездатному стані та стані відновлення на інтервалі [Т1, T2], який обчислюється з використанням отриманих функцій розподілу відмов і відновлень.

Для обчислень складових ефективності використовується модель напівмарковського процесу (альтернуючий процес відновлення). Як перше наближення, приймається модель ординарного потоку відмов, що дозволяє обчислити імовірність відмови системи на різних ділянках спостереження (у різних станах за потужністю) і накопичений час перебування у працездатному стані і стані відновлення.

Шостий підрозділ присвячено викладенню методів точкових і інтервальних оцінок складових ефективності.

Сьомий підрозділ присвячено підрахункам ефективності конкретного об'єкту.

У висновках до п'ятого розділу відзначається, що розглядаються відмови типу "витік" і типу "неможливість виконання функцій захисту" як композиція двох незалежних випадкових процесів. Відмови типу "неможливість виконання функцій захисту" виникають між двома суміжними перевірками (випробуваннями), але виявляються лише під час ФВО, що може призвести до зміни стану за потужністю. Одержано змогу прогнозувати ефективність при будь-якій стратегії обслуговування (в частині проведення випробувань) на майбутній рік, розглядати різні варіанти щодо оцінок складових ефективності при різних стратегіях

Шостий розділ містить в собі перспективи розвитку методики.

Це пояснюється з одного боку, потрібністю використання такого прогресивного методу, як статистичне моделювання; з іншого – змогою обчислення інтервальних оцінок коефіцієнту готовності (ДСТУ 3004 не містить таких оцінок).

Перший підрозділ присвячено статистичному моделювання потоку відмов. Метод Монте-Карло особливо перспективний для розробки загальних рекомендацій із встановлення умов стаціонарності інтенсивності потоку відмов, або "гранично припустимого зростання" інтенсивності потоку відмов. Це виявляється за допомогою обчислювальних експериментів по обґрунтуванню критичних рівнів зростання інтенсивності потоків відмов при оцінці старіння елементів за цензурованими даними.

Другий підрозділ присвячено інтервальній оцінці стаціонарного коефіцієнта готовності КГ. Для випадку, коли розподіли То і Тв описуються зрізаними нормальними розподілами, орієнтовні довірчі границі контролю пропонується визначати, використовуючи довірчі інтервали Бонферроні. А для визначення точних довірчих границь пропонується використовувати функцію розподілу частки.

Висновки

В дисертаційній роботі вирішене завдання розробки методу дослідження показників надійності і ефективності захисних СБ АЕС на етапі експлуатації, зокрема таких важливих ПН, як показники довговічності. СУЗ є високонадійними, тому навіть багаторічні спостереження за відмовами (а саме вони цікавлять дослідників надійності і ефективності) надають обмежений статистичний матеріал, так необхідний для досліджень саме на етапі експлуатації. Настання граничних станів взагалі не спостерігалися. Розробка методу дослідження надійності таких систем, методів і, особливо, інженерної методики ускладнена ще тим, що специфіка ядерної енергетики вимагає при розробці методик обов'язкового максимального використання чинних нормативних документів, що вирішують тільки деякі фрагменти загальної задачі.

У теперішній час методики, що вирішують задачі прогнозування показників довговічності і ефективності таких систем взагалі відсутні, або вони носять керівний або декларативний і обмежений характер. Робилися спроби якісної оцінки факту підвищення інтенсивності потоку відмов (за допомогою виявлення тренду інтенсивності потоку відмов). Кількісних характеристик для вирішення задачі прогнозування не наводилося. Невідомі також методики оцінки (і прогнозування) ефективності ЗСБ.

В роботі з використанням положень теорії ймовірностей, математичної статистики, теорії масового обслуговування, теорії випадкових процесів, апарата вивчення напівмарковських випадкових процесів, теорії наближень функцій отримано такі основні теоретичні і практичні результати:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

Наукові і практичні результати, що одержані, можуть бути використані для захисних СБ ВВЕР-1000 усіх енергоблоків АЕС України, за умови збору і обробки відповідної інформації по конкретному об'єкту.

Основні положення дисертаційної роботи опубліковано у таких працях:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

Инюшев В.В. Метод дослідження надійності та ефективності захисних систем безпеки АЕС на етапі експлуатації. – Рукопис.

Дисертація на одержання наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14 "Теплові і ядерні енергоустановки" – Одеський Національний політехнічний Університет, Одеса, 2006 рік.

Дисертаційна робота присвячена розробці методу дослідження надійності й ефективності захисних систем безпеки на етапі експлуатації АЕС. Даний метод ліг в основу розробленої інженерної методики для оцінки можливості продовження терміну експлуатації систем, важливих для безпеки АЕС.

У дисертації описані методи оцінки ПН на стадії експлуатації. Показано, що, у залежності від повноти вихідної інформації, можуть застосовуватися як параметричні, так і непараметричні методи дослідження ПН (одержання оцінок). В основу методу лягла передумова про можливість дослідження показників довговічності за рахунок дослідження показників безвідмовності і зв'язаним з цим дослідженням параметра потоку відмов. Розроблена інженерна методика і подальші спостереження за досліджуваними об'єктами підтвердили можливість такого підходу.

Ключові слова: показники довговічності, потік відмов, інтенсифікація параметра потоку відмов, експлуатація систем, важливих для безпеки АЕС.

Инюшев В.В. Метод исследования надежности и эффективности защитных систем безопасности АЭС на этапе эксплуатации. – Рукопись.

Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук по специальности 05.14.14 "Тепловые и ядерные энергоустановки" – Одесский Национальный политехнический Университет, Одесса, 2006 год.

Диссертационная работа посвящена разработке метода исследования надежности и эффективности защитных систем безопасности на этапе эксплуатации АЭС. Данный метод лег в основу разработанной инженерной методики для оценки возможности продления срока эксплуатации систем, важных для безопасности АЭС.

В настоящее время, когда большинство энергоблоков АЭС Украины эксплуатируется 15-20 лет, наработка части элементов АЭС, в том числе и элементов систем, важных для безопасности (СВБ), приближается к величине назначенного ресурса/срока службы. Для отдельных элементов систем АЭС, важных для безопасности, наработка/продолжительность эксплуатации уже превышает указанные величины. Встает вопрос о проведение замены такого оборудования. По оценкам, выполненным НАЭК “Энергоатом” для 3 и 4 энергоблоков Запорожской АЭС, введенных в эксплуатацию в 1986 и 1987 годах соответственно, - в 523 единиц (приблизительно половина общего числа) оборудования и арматуры реакторного и турбинного отделений наработка превышает предназначенный ресурс. Оценочная стоимость замены указанных единиц оборудования составит порядка 20 миллионов долларов США. Экономическая ситуация в ядерной энергетике и в Украине в целом не разрешает найти такой объем финансирования для проведения работ из замены оборудования. В этой связи особенно актуально встает вопрос о проведении переоценки ресурса элементов СВБ АЭС и определения возможности продления срока их эксплуатации. Принимаемые решения, относительно установления назначенных сроков испытаний, профилактических работ и др., требуют наглядного представления картины, которая даст возможность принятия этих решений в условиях действительной картины (теоретического обоснования и дальнейшего практического подтверждения).