У нас: 141825 рефератів
Щойно додані Реферати Тор 100
Скористайтеся пошуком, наприклад Реферат        Грубий пошук Точний пошук
Вхід в абонемент





Державний комітет ядерного регулювання України Одеський Національний Політехнічний Університет

ПЕЧЕРИЦЯ Олександр Володимирович

УДК 621.039.58

МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ ДЛЯ ОЦІНКИ РИЗИКУ ЕКСПЛУАТАЦІЇ АЕС

Спеціальність 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, доцент,

Носовський Анатолій Володимирович, Державне Підприємство "Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки", заступник директора з наукових питань

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор,

Погосов Олексій Юрійович, Одеський Національний політехнічний університет, професор кафедри атомних електричних станцій

- кандидат технічних наук, доцент,

Шараєвський Ігор Георгійович, Інститут технічної теплофізики Національної Академії наук України, завідуючий відділом високофорсованого теплообміну

Провідна установа - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", м. Київ.

Захист відбудеться " 15 " листопада 2005 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.052.04 у Одеському Національному політехнічному Університеті за адресою: 65044 м. Одеса, пр. Шевченка, 1, ауд.400-А.

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

Автореферат розісланий " 5 " жовтня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Гогунський В.Д.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Основою для прийняття рішень щодо забезпечення та підвищення безпеки ядерних установок є оцінка впливу на безпеку наслідків цих рішень. Взагалі, такі оцінки можуть виконуватися за допомогою як детерміністичних, так і імовірнісних методів. Відсутність достатнього аналізу досвіду експлуатації, необхідних знань механізмів старіння, відмов та зносу обладнання і т. ін. є причиною того, що детерміністичні методи аналізу безпеки протягом багаторічної історії розвитку ядерної енергетики панували серед інших. Оцінки безпеки на основі детерміністичних методів, в деяких випадках можуть зумовлювати виникнення зайвого консерватизму під час прийняття рішень, у тому числі регулюючих. Зайвий консерватизм вимог, в свою чергу, може призвести до негативних явищ з точки зору забезпечення безпеки. Протягом кількох останніх років було виконано цілий комплекс робіт, пов'язаних з оцінкою рівня безпеки АЕС із застосуванням імовірнісних методів. У ході виконання цих робіт було необхідно здійснити кількісну оцінку величин (параметрів) на підставі зібраної (наявної) статистичної інформації, тому питання отримання достовірних і систематизованих даних з історії експлуатації, у першу чергу даних по дефектах елементів, є наріжним з точки зору забезпечення прийнятної якості зазначених робіт, та має суттєвий вплив на отримання прийнятних та показових результатів оцінок ризику від експлуатації АЕС.

Досвід виконання аналізів безпеки діючих енергоблоків АЕС та енергоблоків, що вводяться в експлуатацію, свідчить про те, що інформація з історії експлуатації елементів систем АЕС не завжди використовується, коли це є необхідним. Цей факт відзначається під час виконання технічних оцінок та експертиз результатів зазначених аналізів безпеки.

Однією з основних причин, які обумовлюють проблеми з прийнятним використанням специфічних даних є той факт, що події (дефекти елементів) є досить рідкими, а спостереження проводяться з порівняно недавнього часу і не завжди організовані коректно. Крім того відсутні науково обґрунтовані методичні положення щодо визначення показників надійності (ПН) під час виконання аналізу безпеки АЕС з використанням імовірнісних методів.

З іншого боку, основи Байєсівського оцінювання і теорія Байєсівських методів, що застосовуються під час оцінки надійності технічних об'єктів, дозволяють створити на необхідну базу знань для рішення практичних задач і розробки інженерних методик, алгоритмів і програм.

Тому актуальними стають задачі виконання досліджень та розробки науково обґрунтованих підходів до використання даних з надійності під час оцінки рівня ризику від експлуатації АЕС.

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

Робота виконувалася у відповідності з:

-

графіками розробки Звітів з аналізу безпеки (ЗАБ) АЕС України;

-

графіками виконання Державної експертизи ЯРБ матеріалів ЗАБ діючих енергоблоків, та енергоблоків, що вводяться в експлуатацію;

-

рішенням Колегії Державного комітету ядерного регулювання України "З питань застосування оцінки ризиків в регулюванні безпеки ядерних установок";

-

"Програмою впровадження ризик-орієнтованих підходів в регулюючу діяльність та експлуатацію АЕС України" сумісно узгодженою Державним комітетом ядерного регулювання та Міністерством палива та енергетики;

-

постійним, починаючи з 1993 року, договором між Державним комітетом ядерного регулювання України та Державним науково технічним центром з ядерної та радіаційної безпеки на виконання науково-дослідної роботи "Оперативний та технологічний аналіз порушень у роботі АЕС України".

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є розробка науково обґрунтованої методики використання та поєднання специфічних та узагальнених даних з надійності тепломеханічного обладнання систем важливих для безпеки під час виконання оцінки рівня безпеки АЕС імовірнісними методами. Для досягнення поставленої мети вирішуються такі основні завдання:

-

аналіз сучасної наукової і нормативної бази щодо використання специфічних, узагальнених даних з надійності та їх поєднання під час виконання оцінки рівня безпеки АЕС;

-

формулювання, на підставі цього аналізу, підходів до поєднання специфічних та узагальнених даних з дефектів та наробітків елементів;

-

аналіз можливості використання різних (в тому числі, немарківських) моделей для оцінки показників надійності елементів;

-

розробка методики використання даних з надійності тепломеханічного обладнання систем, важливих для безпеки АЕС для визначення певного переліку показників надійності, які є необхідними вихідними даними для виконання оцінки рівня безпеки АЕС.

Об’єкт дослідження. Процес визначення показників надійності тепломеханічного обладнання систем, важливих для безпеки АЕС, які розраховуються з використанням специфічних та узагальнених даних з дефектів та наробітків обладнання.

Предмет дослідження. Методика визначення показників надійності, які є необхідними вихідними даними для виконання оцінки ризику від експлуатації АЕС.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження під час розробки зазначеної методики базуються на положеннях теорії ймовірностей, математичної статистики, теорії випадкових процесів, теорії наближень функцій.

Наукова новизна отриманих результатів. В роботі вперше для відновлювальних елементів високо надійних систем, важливих для безпеки АЕС, застосовано немарківську модель перебування елементів в безвідмовному стані та стані відновлювання з довільним законом розподілу перебування елементів в будь-якому з обох зазначених станів (без обов'язкового припущення про експонентний закон розподілу). Дістало подальший розвиток застосування байєсівських моделей в теорії надійності, для практичних досліджень випадкових процесів відмов і відновлень елементів систем АЕС, в тому числі з урахуванням цензурування. Вперше розроблено систематизовану методику розрахунку певного переліку показників надійності елементів на підставі даних з дефектів та наробітків різного ступеню пріоритетності. Всі розрахункові формули методики доведені до вигляду, що дозволяє гармонізувати процес їх практичного використання під час роботи з чинними нормативними документами та сучасними програмними продуктами, які використовуються під час імовірнісних оцінок безпеки АЕС.

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 випадкових процесів; успішною реалізацією розроблених алгоритмів та ефективним практичним впровадженням результатів дисертаційних досліджень.

Практичне значення отриманих результатів. Положення розробленої методики визначення показників надійності, а також підходи до збору та обробки первинних даних з надійності та визначення наробітків елементів, які було розроблено автором особисто, були використані Київським науково-дослідним та проектно-конструкторським інститутом "Енергопроект" під час виконання імовірнісного аналізу безпеки першого рівня енергоблоків 2 ХАЕС та 4 РАЕС. Методика використовується під час аналогічних досліджень для інших енергоблоків, а також під час виконання технічних оцінок та експертиз результатів зазначених досліджень.

Особистий внесок здобувача. Всі основні результати дисертаційних досліджень, 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:

-

Нараді спеціалістів МАГАТЕ "Показники безпеки АЕС"; Мадрид, Іспанія, жовтень 2000;

-

Науково-технічному семінарі "Методи проведення аналізу корінних причин подій на АЕС" Київ, Україна, грудень 2001;

-

Науково-технічній нараді Державного науково технічного центру з ядерної та радіаційної безпеки "Щодо застосування ризик - орієнтованих підходів" Київ, Україна, грудень 2001;

-

Нарадах міжвідомчої (Держатомрегулювання, Мінпаливенерго) робо-чої групи по розробці "Програми впровадження ризик-орієнтованих підходів в регулюючу діяльність та експлуатацію АЕС України ", Київ, Україна, травень 2001 – червень 2003;

-

Науково-технічному семінарі "Практическое применение ВАБ и риск – ориентированных подходов для совершенствования эффективности безопасности эксплуатации АЭС" Одеса, Україна, жовтень 2002;

-

Міжнародній конференції "Моделювання динамічних систем та дослідження стійкості". Київ, Україна, травень 2003.

-

Нараді фахівців ДНТЦ ЯРБ, АЕС та організацій – розробників ІАБ і АПА "пілотних" енергоблоків АЕС України, Київ, Україна, листопад 2003.

Публікації. Результати дисертаційних досліджень опубліковані у 7 статтях, які надруковані у фахових виданнях, що відповідають вимогам ВАК України.

Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, 4 розділів і висновків. Обсяг дисертації – 148 сторінок. Список використаних літературних джерел на 15 сторінках налічує 153 найменування.

Основний зміст дисертації

У вступі обґрунтовується актуальність проблеми дослідження підходів до поєднання специфічних та узагальнених даних під час оцінки рівня ризику від експлуатації АЕС України, 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 наводиться огляд підходів до використання даних з надійності.

Відзначаються чотири методи оцінки ПН, що застосовуються:

-

перший – для розрахунку ПН винятково за специфічними даними з надійності (даними з надійності елементів систем енергоблоку, оцінка безпеки якого виконується);

-

другий – для розрахунку ПН, коли специфічних даних не достатньо (критерії достатності визначені у відповідних регулюючих вимогах) і повинні використовуватися узагальнені дані (дані з історії експлуатації елементів енергоблоків аналогічного проекту);

-

третій – коли специфічних даних недостатньо, а по узагальненим даним є тільки інформація щодо кількості спрацьовувань на вимогу або часів спостережень та точкових оцінок ПН (імовірність відмови на вимогу або частота відмови), які було отримано за допомогою зазначених даних з наробіток;

-

четвертий (експертна оцінка) - коли немає ні специфічних, ні узагальнених даних.

Складність використання зазначених методів полягає в тому, що:

-

повинна бути забезпечена прийнятність (коректність процедури збору та обробки даних, обґрунтованість періоду збору даних і т.ін.) даних з надійності;

-

повинна бути забезпечена прийнятність математичного апарату, який було застосовано для виконання розрахунків.

Відзначається, що:

-

для практичного використання спеціалізованих програмних продуктів (на приклад - Integrated Risk and Reliability Analysis System - IRRAS) і можливості отримання представницьких результатів оцінки ризику від експлуатації енергоблоку АЕС необхідно мати повний опис розрахунків для базисних подій (відмов елементів), знати параметри розподілів випадкових величин (наробітку між відмовами та часу відновлення);

-

для оцінки невизначеності (при використанні параметричних методів), значущості та чутливості результатів розрахунків треба мати статистичні оцінки параметрів розподілів. Для цього потрібно використовувати статистичні оцінки показників надійності елементів систем енергоблоку АЕС, рівень безпеки якого досліджується;

-

для систем, які працюють у режимі очікування, потрібно використовувати такий план спостережень, який дозволяє визначити необхідні параметри імовірнісних моделей;

-

для можливості використання формул, які "зашиті" в програмному забезпеченні (і детальний опис яких не наведено в супроводжувальній технічній документації), повинні бути описані відповідні імовірнісні моделі, виконано аналіз їх прийнятності та описані методи статистичної оцінки параметрів моделей з пріоритетністю використання вимог відповідних нормативних документів, якщо такі існують. Для наближених формул повинні бути наведені похибки наближення.

Приводиться загальна схема та різновиди задач байєсівського оцінювання ПН.

Відзначається важливість:

-

необхідності надання опису різновидів Байєсівських оцінок, які використовуються для типів та параметрів розподілів випадкових величин;

-

статистичних оцінок параметрів розподілів для оцінки невизначеності, значущості та чутливості результатів розрахунків;

-

необхідності визначення плану спостережень, який дозволяє оцінити параметри імовірнісних моделей;

-

необхідності надання опису імовірнісних моделей та виконання аналізу їх прийнятності.

У другому розділі детально розглядаються атрибути вихідної інформації з надійності, яка використовується під час оцінок ризику від експлуатації АЕС.

Визначається, що:

-

на елементах систем АЕС, що вивчаються, можуть виникати раптові відмови;

-

ці відмови є рідкими подіями;

-

вибірки при спостереженнях відмов елементів є цензурованими;

-

під час збору та обробки первинних даних для елементів, що вивчаються, найбільш придатні експериментальні методи (спостереження під час експлуатації);

-

для вивчення надійності елементів найбільш придатні аналітичні методи і методи математичного моделювання.

Детально розглядаються особливості визначення показників надійності елементів систем АЕС, які знаходяться у режимі очікування.

Приділяється увагу методам аналізу невизначеності, які реалізовані в спеціалізованих програмних продуктах, що використовуються для оцінки ризику. Наведено опис типів розподілів ймовірностей, які "підтримуються" зазначеними програмами, і використовуються для характеристики невизначеності випадкових величин. Розглянуті метрологічні властивості оцінок як загального значення частоти пошкодження активної зони (ЧПАЗ), так й значень окремих показників надійності, що є вихідними даними для отримання зазначеної величіні.

Для формування найбільш докладної і об'єктивної інформації, що є вхідною для оцінки ризику від експлуатації енергоблоку АЕС ставиться задача:

-

Одержання статистичної оцінки закону розподілу інтенсивності відмов ? (а також ?s - інтенсивності відмов в режимі очікування);

-

Одержання статистичної оцінки закону розподілу середнього часу відновлення ?;

-

Одержання статистичної оцінки закону розподілу імовірності відмови на вимогу Рвим.

Третій розділ присвячено практичним підходам до визначення ПН.

Описано правила первинної обробки інформації з дефектів та наробіток елементів систем АЕС, що вивчаються. Дано опис дій по одержанню вихідних даних, визначенню обсягу спостережень. Приводяться практичні рекомендації по методам оцінки ПН при малому числі спостережень.

Надано процедуру об'єднання інформації з точки зору:

-

Пріоритетності використання узагальнених даних з надійності елементів систем АЕС;

-

Основних передумов застосування байєсівських оцінок;

-

Байєсівських оцінок інтенсивності відмов;

-

Байєсівських оцінок імовірності відмови на вимогу;

-

Емпіричного байєсівського оцінювання.

Відзначено, що для Байєсівських оцінок інтенсивності відмов у якості апріорного розподілу використовується гамма - розподіл з параметрами =0 , =0 , для щільності розподілу

, (1)

та неповної гамма - функції

, (2)

де - гамма - функція Ейлера, .

Після об'єднання за формулою Байєса апріорної інформації та специфічних даних поєднаний розподіл також є гамма - розподілом з параметрами , , які обчислюються за формулами:

,, (3)

де N –кількість відмов, T –наробіток для елементів систем конкретного енергоблоку АЕС (специфічні дані) .

Поєднаний гамма - розподіл у вигляді (1) з параметрами , , які обчислюються за формулами (3) використовується для статистичного моделювання у програмі IRRAS, під час оцінки невизначеності.

Таким чином байєсівський довірчий інтервал для обраної нами імовірності 0,9 для інтенсивності відмов з використанням неповної гамма - функції (2) визначиться з співвідношень:

, (4)

. (5)

У якості апріорного розподілу для оцінки імовірності відмови на вимогу, використовується бетта - розподіл з параметрами , зі щільністю :

(6)

де ; , .

При визначенні довірчих інтервалів для імовірності Р застосовується неповна бетта функція , яка визначається таким чином:

. (7)

Після використання Байєсівської процедури об'єднання інформації поєднаний розподіл також буде бетта - розподілом з параметрами , b, які обчислюються за формулами:

; , (8)

де d – кількість відмов на вимогу елементів систем конкретного енергоблоку АЕС за специфічними даними, N – кількість вимог на спрацьовування елементів систем конкретного енергоблоку АЕС за специфічними даними.

Поєднаний бетта - розподіл зі щільністю у вигляді (6), параметри якого , b обчислюються за формулами (8), використовується для статистичного моделювання імовірності відмови на вимогу Р у програмах оцінки ризику від експлуатації АЕС під час виконання оцінці невизначеності.

Байєсівський довірчий інтервал для імовірності 0,9 при використанні неповної бетта - функції (7) визначається з таких співвідношень:

(9)

. (10)

Визначено характеристики відновлювання. Ці характеристики можна одержувати як параметричними, так і непараметричними методами, що знайшло своє відображення. Окремо наводяться вирази для підрахунків оцінки показників (середнього часу) відновлювання елементів систем АЕС, що вивчаються, а також перевірці однорідності вибірок.

Описана послідовність операцій і наведені в третьому розділі вирази склали методологічну основу для методики, розробка і апробація якої знайшли своє відображення в четвертому розділі.

Загальна процедура визначення за допомогою методики наступних показників надійності:

-

інтенсивність відмов в режимі очікування;

-

інтенсивність відмов в режимі роботи;

-

імовірність відмови на вимогу;

-

середній час відновлення;

включає в себе наступні етапи:

-

формування переліку елементів систем, важливих для безпеки, які розглядаються в імовірнісній моделі енергоблоку АЕС під час виконання оцінки ризику від його експлуатації;

-

виконання аналізу джерел специфічної та узагальненої інформації з дефектів та наробітків елементів;

-

визначення наробітків елементів;

-

визначення тривалості відновлення елементів після виникнення дефектів;

-

визначення цензурованості даних з дефектів;

-

попередній аналіз отриманої інформації з потоку відмов;

-

визначення достатності зібраних специфічних даних;

-

виконання оцінки показників надійності параметричними методами (у випадку, якщо специфічних даних достатньо);

-

виконання оцінки показників непараметричними методами та виконання байесівського оцінювання показників надійності (якщо специфічних даних недостатньо і існує необхідність у їх поєднанні з апріорною узагальненою статистикою).

Найбільшу увагу приділено опису методичних дій щодо виконання останнього етапу з перелічених, а саме – використання байесівських методів поєднання даних з дефектів та наробітків з урахуванням пріоритетності використання джерел цих статистичних даних, та визначення на їх підставі відповідних показників надійності.

Відзначається, що під час визначення імовірності відмови на вимогу і інтенсивності відмов необхідно мати апріорні (по узагальненим даним інших об'єктів) та поєднані (узагальнені дані та недостані специфічні данні) оцінки параметрів розподілів. Для дослідження інтенсивності відмов застосовуються параметри гамма-розподілу, а для дослідження імовірності відмови на вимогу – бетта - розподілу. Процедура застосування розробленої методики проілюстрована на рисунках 1 - 3.

Рис. 1 Загальна процедура застосування методики

Рис. 2 Класифікація і пріоритетність використання статистичної інформації під час виконання оцінок ризику від експлуатації АЕС

Рис. 3 Байєсівські оцінки ПН елементів систем АЕС згідно розробленої методики

Апробацію методики виконано на прикладі розрахунку ПН елементів систем безпеки енергоблоків АЕС з ВВЕР-1000.

Для проведення розрахунків показників надійності були обрані такі елементи систем безпеки АЕС:

-

насоси системи аварійного вводу бору високого тиску (САОЗ ВТ) (далі - насоси);

-

дизель-генератори системи аварійного енергопостачання (далі - ДГ).

Для досягнення цілей дослідження дані з дефектів зазначених елементів були розподілені таким чином:

-

специфічні дані по об'єкту спостережень: дані з надійності вищезазначених елементів систем безпеки енергоблоку 5 ЗАЕС, які було використано під час виконання імовірнісного аналізу безпеки зазначеного енергоблоку;

-

апріорні дані (узагальнені по іншим об'єктам спостережень): дані з історії експлуатації вищезазначених елементів систем безпеки АЕС ВВЕР-1000/320 АЕС України, які було зібрано, у тому числі особисто автором, під час низки науково-дослідних робіт, які виконувались ДП "ДНТЦ ЯРБ" за дорученням Держатомрегулювання України.

Наводяться розрахунки ПН систем безпеки АЕС, а саме:

-

оцінка імовірності відмови на вимогу,

-

оцінка інтенсивності відмов в режимі очікування,

-

оцінка інтенсивності відмов в режимі роботи,

-

оцінки середнього часу відновлення.

Досліджено час відновлення ДГ. Відзначається, що дослідження розподілу часу відновлення можуть проводитися як параметричними, так і непараметричними методами. Попередні дослідження автора (під час науково-дослідних робот, що зазначені вище) показали, що час відновлення елементів АЕС, в основному, підкоряється нормальному (зрізаному нормальному) розподілу. Тому безпосередній оцінці показників відновлення в роботі передує перевірка (в нашому випадку – перевірка двома різними методами) конфігурації розподілу при висуненні гіпотези саме про нормальність розподілу. Перевірку гіпотези було виконано за допомогою перших моментів (математичне сподівання, дисперсія, асиметрія, ексцес). Крім того, виконано перевірку гіпотези за критерієм W. Обидві перевірки підтвердили не протиріччя висунутої гіпотези (з заданою довірчою імовірністю).

Побудовано загальну методичну схему користування апріорними і поєднаними даними для визначення ПН, що перелічені вище.

Показано, що для різних ПН існують різні підходи щодо байєсівського оцінювання і вказано та обґрунтовано, якими саме методами треба користуватися. Загальну схему одержання ПН узгоджено з схемами користування специфічною і об'єднаною інформаціями для різних видів байєсівських оцінок.

Висновки

В дисертаційній роботі вирішено завдання щодо дослідження підходів до поєднання специфічних та узагальнених даних з дефектів та наробітків та використання цих даних для визначення показників надійності елементів систем, важливих для безпеки АЕС. Вирішення цього завдання дозволило підвищити ефективність виконання оцінок ризику від експлуатації енергоблоків АЕС України за рахунок забезпечення теоретичного обґрунтованого та структурованого процесу отримання вихідних даних з надійності елементів систем АЕС, які є необхідними для зазначених оцінок.

В роботі отримано такі основні теоретичні і практичні результати:

1. Запропоновано конкретні шляхи поєднання специфічних та узагальнених даних для визначення показників надійності під час оцінки рівня ризику від експлуатації АЕС.

2. Вирішене важливе питання урахування пріоритетності використання узагальнених даних, яке висвітлюється в вітчизняних нормативних вимогах та відповідних міжнародних рекомендаціях.

3. Запропоновано і вирішено питання застосування різних, в тому числі немарківських моделей для оцінки показників надійності, як на основі чинної нормативної бази, так і оригінальних розробок, що не суперечать цій базі.

4. Досліджено можливість використання різних байєсівських методів для об'єднання інформації в умовах цензурованості вибірок для різних показників надійності.

5. Проведено поглиблений аналіз специфіки цензурованих вихідних даних для оцінки достовірності і точності під час визначення інтенсивності відмов елементів систем АЕС.

6. Запропоновано розрахункові формули, що дозволяють використовувати сучасне програмне забезпечення для кількісних оцінок ризику від експлуатації АЕС.

7. Для випадкових величин, що вивчаються та описуються зазначеними формулами, наведено їх закони розподілу, що дозволяє для наближених формул визначати похибки та виконувати оцінку невизначеності та чутливості отриманих оцінок ризику.

8. Розроблено методику, що втілює концепцію впровадження різних байєсівських оцінок показників надійності (імовірності відмови на вимогу, інтенсивності відмов, середньої тривалості відновлення), які є необхідними вихідними даними для виконання оцінки ризику від експлуатації АЕС.

Отримані теоретичні результати щодо методів об'єднання інформації і процедура застосування розробленої методики були проілюстровані на прикладі визначення показників надійності насосів системи аварійного вводу бору високого тиску і дизель - генераторів системи аварійного енергопостачання однієї з АЕС України.

Застосовність одержаних в роботі наукових та практичних результатів була підтверджена під час виконання імовірнісного аналізу безпеки першого рівня енергоблоків 2 ХАЕС та 4 РАЕС.

Основні положення дисертаційної роботи опубліковано в таких працях:

1)

Печерица А.В., Инюшев В.В. Характеристика источников данных по дефектам оборудования и арматуры АЭС Украины // Ядерная и радиационная безопасность. - 1999. - Т.2, № 1. - C. 13-24.

Здобувачу належить представлення класифікації джерел даних, надання характеристик кожного з джерел, та виконання оцінки представницності джерел для їх подальшого використання.

2)

Печерица А.В., Инюшев В.В. Использование методики событий-предшественников для анализа нарушений в работе АЭС // Ядерная и радиационная безопасность. - 1999. – Т.2, №2. - C. 42-53.

Здобувачу належить представлення опису та процедури виконання кількісної оцінки подій – попередників аварій.

3)

Печерица А.В. Результаты применения методики событий-предшественников для анализа нарушений в работе АЭС Украины // Ядерная и радиационная безопасность. - 2001. - Т.4, № 1. - С. 29-35.

Здобувачу належить представлення результатів кількісної оцінки впливу подій на рівень експлуатаційної безпеки АЕС, виконаної під час науково-дослідної роботи, відповідальним виконавцем якої вин був.

4)

Печерица А. В., Оценка риска от эксплуатации АЭС в условиях ограниченной информации // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. научных трудов.- Донецк: ДонГТУ.- 2002.- Вып. 23. - C. 97-102.

Здобувачем запропонована структурна схема виконання досліджень безпеки АЕС з урахуванням обмежень наявної статистичної інформації з надійності елементів, які представлені в відповідних імовірнісних моделях.

5)

Печерица А.В., Важенин О.Н. Специфика использования статистических данных для оценок риска от эксплуатации АЭС Украины. // Ядерная и радиационная безопасность. -2002. -Т 5, №4. – С. 41-46.

Здобувачем представлена класифікація та пріоритетність вихідних даних за надійності, що використовуються під час оцінок ризику від експлуатації АЕС.

6)

Зеленый О.В., Печерица А.В. Углубленный анализ цензурированных исходных данных для оценки достоверности и точности в исследованиях надежности. // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. научных трудов.- Донецк: ООО "Лебедь".- 2004.- Вып. 27. - C. 92-97.

Здобувачу належить представлення шляхів практичного застосування апарату досліджень цензурованих вибірок даних з надійності.

7)

Носовський А.В., Печериця О.В. Застосування байєсівських підходів до поєднання ін формації під час оцінки рівня екологічної безпеки АЕС. // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. - 2005. – Вип. 2. – С. 86 - 91.

Здобувачем представлено результати технічної оцінки матеріалів Звітів з аналізу безпеки АЕС України, в яких він брав участь, з висвітленням проблематики використання специфічних та узагальнених даних з надійності тепломеханічного обладнання систем АЕС. Здобувачем наведено стислий огляд теоретичних джерел щодо застосування байєсівських підходів до поєднання специфічних та узагальнених даних та показано перспективність використання зазначених підходів з метою підвищення точності виконання оцінок екологічного ризику від експлуатації АЕС.

Печериця О.В. Методика визначення показників надійності для оцінки ризику експлуатації АЕС. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14 "Теплові і ядерні енергоустановки". – Одеський Національний Політехнічний Університет, Одеса, 2005 рік.

Дисертаційна робота присвячена розробці методики визначення показників надійності елементів систем АЕС на підставі специфічних та узагальнених первинних даних з дефектів та наробіток. В дисертації, на підставі аналізу наукової та нормативної бази, та з урахуванням практичного досвіду, сформульовано принципи поєднання специфічних та узагальнених даних для визначення показників надійності. Під час розробки методики були проаналізовані рівень застосування різних моделей оцінки показників надійності, а також можливість використання різних байєсівських методів для об'єднання інформації в умовах цензурованості вибірок первинних даних.

Розроблена методика була застосована під час виконання імовірнісного аналізу безпеки кількох енергоблоків АЕС України.

Ключові слова: імовірність відмови, інтенсивність відмови, час відновлювання, специфічні дані, узагальнені дані, пріоритетність використання даних, оцінка ризику, експлуатація АЕС.

Печерица А.В. Методика определения показателей надёжности для оценки риска эксплуатации АЭС. – Рукопись.

Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук по специальности 05.14.14 "Тепловые и ядерные энергоустановки". – Одесский Национальный Политехнический Университет, Одесса, 2005 год.

Диссертационная работа посвящена разработке методики определения показателей надежности элементов систем, важных для безопасности АЭС. Данные показатели, в свою очередь, являются важной исходной информацией при выполнении вероятностных оценок риска от эксплуатации АЭС.

В настоящее время оценка риска осуществляется специализированными стандартными программами, для которых исходной информацией является следующая номенклатура показателей надежности: интенсивности отказов, вероятности отказов при поступлении требования и среднее время восстановления. Специфика элементов, показатели надёжности которых оцениваются, заключается в следующем: элементы подвержены внезапным отказам; отказы являются редкими событиями; выборки при наблюдениях распределения времени наработки на отказ являются цензурированными; действующие нормативные документы не регламентируют решение задачи оценки показателей надежности для заданных объектов в полном объеме; первичные данные получаются в результате наблюдений во время эксплуатации элементов; для изучения надежности элементов наиболее пригодны аналитические методы, и методы математического моделирования. Подходы для оценки показателей надёжности, в большинстве случаев, ориентированы на использование марковских моделей, что в свою очередь, подразумевает допущение об экспоненциальном законе распределения времени наработки на отказ и времени восстановления. Такие допущения являются достаточно грубой аппроксимацией реальных характеристик надежности элементов, и это вносило погрешности в результаты оценок риска от эксплуатации АЭС.

В диссертации описаны параметрические и непараметрические методы оценки показателей надежности. При этом параметрические методы за счет идентификации полученных во время наблюдений распределений с известными позволяют помимо экспоненциального закона (который теперь является частным случаем) пользоваться еще одним из четырех: логарифмически нормальным, Вейбулла, DM и DN распределениями. Это позволило уйти от указанных ограничений. Использование параметрических методов стало возможным за счет привлечения дополнительной информации. Непараметрические методы позволяют построить и использовать по имеющимся (и, при необходимости, дополнительным) данным эмпирическую функцию распределения. Специфика исходных данных для высоконадежных элементов систем АЭС, состоит не только в "малом" потоке исследуемых событий (отказов элементов), но и в том, что все наблюдаемые выборки являются цензурированными: наблюдения ведутся не от начала эксплуатации и не до наступления предельных состояний, т.е. до момента окончания срока службы. В диссертации исследованы подходы к использованию и объёдинению специфических и обобщенных данных по дефектам и наработкам элементов систем АЭС. Установлена приоритетность использования специфических и обобщенных данных с учетом специфики каждого из исследуемых показателей надежности. Показано, что для получения априорных и апостериорных оценок интенсивности отказов целесообразно использование гамма – распределения с целью определения параметров этого распределения, а для вероятности отказа на требование – использование бета распределения. Приведено описание действий по получению исходных данных, определен необходимый объем наблюдений. Приведены практические рекомендации по применяемым методам оценки показателей надежности при малом числе наблюдений. Представлена процедура объединения информации с точки зрения: приоритетности исходных данных, основных предпосылок применения байесовских оценок, эмпирического байесовского оценивания. Разработана инженерная методика получения показателей надежности в условиях количественно недостаточной информации о потоке отказов и восстановлений с минимально возможным числом ограничений и предположений. Методика апробирована на примере оценки показателей надёжности элементов систем безопасности энергоблока ВВЭР-1000: насосов системы аварийного ввода бора высокого давления и дизель генераторов системы аварийного энергоснабжения. Разработанная методика применяется при выполнении ВАБ энергоблоков АЭС, а также при выполнении других исследований уровня безопасности АЭС вероятностными методами.

Ключевые слова: вероятность отказа, интенсивность отказа, время восстановления, специфические данные, обобщённые данные, приоритетность использования данных, оценка риска, эксплуатация АЭС.

Oleksandr V. Pecherytsya. Methodology of reliability indicators estimation for risk assessment of NPP operation. – Manuscript.

Thesis for candidate's degree of technical science in speciality 05.14.14 – Heat and nuclear facilities. – Odessa National Polytechnic University. – Odessa, 2005.

The dissertation is dedicated to development of methodology for estimation of the reliability indicators for NPP safety significant systems elements, based upon to the specific and generic primary information on defects and number of demands (hours of operation). In the dissertation the principles of specific and generic data combining for estimation of the reliability parameters were determined in the dissertation based upon to the analysis of scientific and regulatory documents and taking into account the practical experience. The applicability level of various models for reliability parameters estimation was analyzed under the methodic development along with assessment of the possibility of applying of various Bayesian methods for the information combining in cases of censored samples of the primary data.

The developed methodic was applied under the probabilistic safety assessment level 1 for some of Ukrainian NPP operational units.

Key words: failure probability, failure rate, period of recovery, specific data, generic data, priority of the data application, risk assessment, NPP operation.






Наступні 7 робіт по вашій темі:

ОСМОТИЧНА ПОВЕДІНКА ООЦИТІВ І ЕМБРІОНІВ МИШІ НА РІЗНИХ ЕТАПАХ КРІОКОНСЕРВУВАННЯ - Автореферат - 22 Стр.
ОБГРУНТУВАННЯ КОМПЛЕКСНОГО ПІДХОДУ ДО ВИЗНАЧЕННЯ ФАКТОРІВ ПРОГРЕСІЇ ЦЕРВІКАЛЬНОЇ ІНТРАЕПІТЕЛІАЛЬНОЇ НЕОПЛАЗІЇЇ І ПОЧАТКОВОГО РАКУ ШИЙКИ МАТКИ - Автореферат - 30 Стр.
УПРАВЛІННЯ ТРАНСПОРТНО-ЛОГІСТИЧНИМИ СИСТЕМАМИ ПІДПРИЄМСТВ АПК - Автореферат - 23 Стр.
ФІЛОСОФСЬКО-ПРАВОВИЙ АНАЛІЗ РОЗРОБКИ І ВИКОРИСТАННЯ ЕЛЕКТРОННИХ ЕКСПЕРТНИХ СИСТЕМ У ПРАВОЗАСТОСОВЧІЙ ДІЯЛЬНОСТІ - Автореферат - 25 Стр.
ГАЛОГЕНIДНI МАКРОБIЦИКЛІЧНІ ТРИС-ДІОКСИМАТИ ЗАЛІЗА (II): СИНТЕЗ, СТРУКТУРА ТА РЕАКЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ - Автореферат - 24 Стр.
Декомпресія кишечнику поліфункціональним зондом у сполученні з внутрішньопросвітною оксигенацією і ентеросорбцією у комплексному хірургічному лікуванні важких форм гострої спайкової тонкокишкової непрохідності - Автореферат - 24 Стр.
Синтез системи адаптивного управління грошовими потоками - Автореферат - 19 Стр.