авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Регулирование и оптимизация ввода в эксплуатацию энергоблоков аэс

-- [ Страница 4 ] --

Равенство коэффициентов получается при условии постоянства интегральной интенсивности отказов в течение всего этапа ПНР.

Вероятностная модель отказов позволяет спланировать сверхнормативные расходы денежных средств на проведение ПНР. В общем случае (в случае существенной зависимости от времени ) для С получено выражение:

(12)

Аналогичные выражения получены для удельных трудовых затрат и уменьшения ресурса оборудования АЭС в результате сверхнормативного накопления повреждений в процессе ликвидации последствий отказов. Потеря общего ресурса оборудования атомной станции складывается из потерь ресурса для каждого отказа. Среднее значение уменьшения ресурса находится по формуле

. (13)

Дальнейшее рассмотрение модели процесса ввода в эксплуатацию связано с критериями эффективности процесса. В качестве характеристики эффективности ввода в эксплуатацию автор предлагает принять вероятность того, что объем пуско-наладочных испытаний необходим и достаточен (оптимален) для надежной, безопасной и экономичной эксплуатации энергоблока.

Для оценки эффективности ПНР рассмотрено влияние выбора стратегии и процедуры ПНР на последующую эксплуатацию энергоблока. С одной стороны, нагрузки на оборудование и время проведения отдельных операций ПНР должны быть по возможности малыми, так как это позволяет сберечь ресурс оборудования энергоблока и сделать процесс ПНР экономичным. С другой стороны, для обеспечения надежности и безопасности эксплуатации энергоблока необходимо в процессе ПНР обеспечить исключение возможности отказов оборудования, приводящих к переходу энергоблока в область режимов с нарушением нормальной эксплуатации и аварийных режимов, для которых характерны нагрузки, значительно превосходящие нормальные эксплуатационные. Поэтому запланированные испытания в процессе ПНР должны предусматривать и нагружение оборудования энергоблока АЭС до уровней, превосходящих нормальные эксплуатационные. Основная цель процедуры заключается в обнаружении и устранении дефектов элементов и узлов оборудования, которые могут привести к отказам в условиях последующей эксплуатации энергоблока.

Общей закономерностью является увеличение интенсивности отказов с ростом внешней нагрузки. Введено понятие о критическом количестве повреждений , превышение которого при данном уровне внешнего воздействия приводит к мгновенному отказу, что соответствует предельному состоянию данного элемента или узла оборудования. Величина зависит от интенсивности внешнего воздействия на данный элемент конструкции. Типичная зависимость представлена на рис. 9.



 Типичная зависимость критического-42

Рис. 9. Типичная зависимость критического количества повреждений

от внешней нагрузки

При всех значениях количества повреждений соответствующие элементы и узлы оборудования в данный момент времени с некоторой ненулевой вероятностью будут работать безотказно. При достижении значения возникает детерминированный отказ. Область значений определяет множество возможных отказов на данном этапе ПНР, которое показано прямоугольником на рис. 9. Интенсивность отказов в этой области является функцией и . Эта функция, как показано на рис. 10 пунктирной линией, является возрастающей с ростом и обращается в бесконечность при .

Зависимость интенсивности отказов от числа повреждений вблизи предельного состояния в типичной ситуации хорошо аппроксимируется гиперболой

, (14)

где А - коэффициент, который должен определяться экспериментально. При удалении от в сторону начала координат интенсивность отказов быстро спадает и зависимость приобретает вид

, (15)

характерный для термоактивационных процессов роста повреждений.

Рис. 10. Зависимость интенсивности отказов от числа повреждений при заданном уровне внешнего воздействия .

Для надежной работы k-го узла оборудования энергоблока АС очевидно необходимо, чтобы максимум функции располагался на достаточном удалении от , в области малых , как это показано на рис. 11.

 Распределение для узлов-62

Рис. 11. Распределение для узлов оборудования, функционирующих в режиме, далеком от предельного состояния.

С течением времени количество повреждений растет и распределение по количеству повреждений меняется, т.е. функция распределения становится зависящей от времени . При этом с хорошим приближением можно считать, что гауссова экспонента сохраняется, а со временем возрастают ее параметры: среднее значение и дисперсия. Максимум функции смещается в положительном направлении оси , как это показано на рис. 12. При этом происходят отказы соответствующего источника, поэтому изображенная на этом рисунке поверхность деформируется таким образом, что она проходит через прямую ,

Этот процесс приводит к уменьшению ресурса данного элемента или узла оборудования. Вероятность его отказа с течением времени возрастает.

Показанный сценарий отказов позволяет сформулировать ограничение: необходимо, чтобы в элементах конструкции, которые являются источниками отказов, сопровождающихся существенным понижением ресурса элементов, содержалось достаточно мало повреждений, а начальная функция распределения количества повреждений располагалось на достаточно большом удалении от линии предельного состояния. Для этих источников отказов нет необходимости в процессе ПНР нагружать оборудование сверхнормативно.

Рис. 12. Изменение функции распределения по количеству повреждений со временем.

Если в конструкции имеются источники отказов, у которых функция распределения по числам повреждений располагается в области предельного состояния, как это показано на рис. 13, то для последующей надежной и безопасной работы АС необходимо устранить соответствующие элементы конструкции путем их замены или надежно отремонтировать. Для их нахождения в процессе ПНР целесообразно применить режим перегрузки, при котором резко повышается вероятность отказа.

Рис. 13. Механизм увеличения надежности уязвимых элементов конструкции.

На рис. 13 нижняя горизонтальная прямая изображает эксплуатационную нагрузку на рассматриваемый элемент конструкции. Точка пересечения этой прямой с кривой предельных состояний определяет критическое количество повреждений э при эксплуатационном уровне нагрузки. Кривая с максимумом изображает плотность вероятности, что рассматриваемый элемент конструкции имеет повреждений. Площадь под кривой, правее точки э определяет вероятность немедленного отказа этого элемента конструкции после приложения эксплуатационной нагрузки. Если эта площадь достаточно велика, то данный элемент будет ненадежным. С течением времени вероятность отказа будет увеличиваться из-за движения функции распределения в положительном направлении оси . Верхняя прямая изображает нагрузку на рассматриваемый элемент конструкции в режиме перегрузки. Для этого режима определяется меньшая величина критических повреждений п.

В этих условиях возможны два исхода. Первым будет безотказная работа элемента сразу после приложения нагрузки . Это будет означать, что число повреждений в данном элементе конструкции меньше п. Этот вариант следует признать удачным, так как это будет означать, что число повреждений в данном элементе п, поэтому он будет надежно выполнять свою функцию в процессе эксплуатации энергоблока АС. Зная скорость смещения функции распределения можно с хорошей точностью предсказать время достижения уровня э, что позволит принять обоснованное решение по устранению отказа в процессе эксплуатации АС.

Предложена математическая модель эффективного вложения средств при выполнении ПНР. Получено выражение для функционала среднего значения прироста затрат в виде суммы функций, определяющих различные характеристики процесса ПНР, каждая из которых зависит только от одной переменной, в предположении о независимости отдельных отказов друг от друга.

, (16)

где - среднее число отказов от -того источника. Величина представляет собой дополнительные затраты, связанные с ликвидацией последствий отказа от -того источника. Эти затраты включают в себя как расходы на ремонт и/или замену элемента оборудования, так и расходы, связанные с задержкой ПНР. Последний фактор приобретает особое значение, если отказ произошел на участке работ, входящих в критический путь сетевого графика.

Помимо стоимостного критерия, учтено влияние источников отказов оборудования, которые представляют опасность для персонала и экологии. Если число таких источников равно L, то минимум функционала стоимости с ограничением вероятности возникновения аварийных ситуаций достигается варьированием следующего функционала

, (17)

где выражение в скобках, содержащее множитель Лагранжа , учитывает ограничение вероятности возникновения аварийных ситуаций.

В качестве критерия эффективности ПНР автор считает целесообразным принять норму прибыли АС в процессе ее эксплуатации

, (18)

где - цена производимого продукта (электроэнергии) в единицу времени,

- затраты на обслуживание электростанции в штатном режиме (в единицу времени), - сумма ущерба вследствие отказов в процессе эксплуатации.

Для оптимизации процесса будем полагать, что все величины, стоящие в знаменателе (18) являются некоторыми известными функциями различных характеристик процесса ПНР. Минимизируя функционал (18) по этим переменным, можно планировать процесс ПНР, оптимальный для достижения максимальной нормы прибыли с выполнением условия безопасности функционирования АС.

В шестой главе разработаны вопросы идентификации и оценки рисков, возникающих в процессе сооружения и ввода в эксплуатацию энергоблока АЭС и их влияния на длительность этого процесса, в том числе учета и прогнозирования рисков, оптимизации продолжительности ввода в эксплуатацию и затрат на этот процесс.





Приведены примеры рисков, подразделенных на риски, связанные с процессами организации и производства работ (процессные риски) и риски, связанные с несоответствием технического качества результатов работ установленным требованиям, не выявляемые на этапах разработки, проектирования и сооружения энергоблока, являющиеся скрытыми и выявляемыми только в период испытаний (технические риски). Риски первого типа в существенной степени являются управляемыми, для них возможно планирование. Риски второго типа являются вероятностными.

Важнейшее влияние на фактическую продолжительность процесса ввода в эксплуатацию энергоблока АЭС оказывают отказы и дефекты оборудования, которые следует относить к вероятностным рискам и которые могут приводить к переходу энергоблока в нецелевое состояние.

С другой стороны, важной задачей ПНР в процессе ввода в эксплуатацию является создание условий для полного завершения известного в теории надежности процесса приработки конструкций (рис. 14) и достижения минимальных значений интенсивности отказов в процессе последующей промышленной эксплуатации энергоблока. Эта задача решается во время проведения всевозможных испытаний, когда на системах и оборудовании создаются различные режимы, в том числе предельные, имитирующие нарушение нормальных условий эксплуатации.

Практическое решение такой задачи показано автором путем анализа отказов и дефектов оборудования при вводе в эксплуатацию энергоблока №3 Калининской АЭС. Дана характеристика интенсивности отказов и дефектов технологического оборудования, оборудования АСУ ТП, а также суммарной интенсивности отказов и дефектов оборудования (рис. 15) на различных этапах и стадиях ввода в эксплуатацию и анализ причин, вызвавших рост и снижение интенсивности.

Сделан ряд выводов и рекомендаций, относящихся к методике выполнения работ по анализу отказов и дефектов оборудования.

Дано сравнение плановой и фактической длительности этапов и подэтапов ввода в эксплуатацию данного энергоблока, выполнен анализ причин увеличения продолжительности работ. Даны предложения по ускорению выполнения и улучшению организации ПНР на последующих энергоблоках.

 Суммарный график интенсивности-94

Рис. 15. Суммарный график интенсивности отказов и дефектов оборудования

энергоблока №3 КлнАЭС: - количество отказов в месяц.

Приведены результаты разработки методики экспертной оценки рисков, включающей их идентификацию, качественную и количественную оценки по каждому из направлений: «Проектирование», «Поставки оборудования», «Строительно-монтажные работы», «Ввод в эксплуатацию», «Финансовые ресурсы» в следующей последовательности:

  • определение перечня рисков;
  • оценка вероятностей наступления событий, вызванных этими рисками;
  • определение удельного веса каждого риска;
  • расчета балльной оценки наступления риска.

Целью и итогом оценки влияния рисков на сроки ввода в эксплуатацию должны быть разработка комплекса мер по снижению воздействия рисков на проект и оценка рискованности проекта в целом. При практическом приложении методики проанализировано и оценено влияние рисков на сроки сооружения и ввода в эксплуатацию энергоблока № 1 АЭС «Бушер» в Иране.

На основе анализа опыта, полученного на ряде энергоблоков АЭС, обобщены основные факторы, увеличивающие продолжительность процесса ввода в эксплуатацию и затраты на этот процесс. Предложены мероприятия по уменьшению влияния этих факторов.

Возможное сокращение сроков ввода в эксплуатацию в результате реализации предлагаемых мероприятий рассчитывалось по вышеупомянутой методике прогнозирования увеличения продолжительности сооружения и ввода в эксплуатацию энергоблоков АЭС, вызываемого рисками, путем замены рассматриваемой в методике вероятности наступления рискового события вероятностью исключения этого события.

По указанной методике выполнены экспертные оценки ожидаемого сокращения продолжительности и затрат на выполнение работ по вводу в эксплуатацию в результате реализации предлагаемых мероприятий.

Заключение:

1. Сформулирована и разработана актуальная комплексная научно-техническая проблема регулирования и оптимизации процесса ввода в эксплуатацию энергоблоков АС.

2. Решена проблема создания и развития системы регулирования процесса ввода в эксплуатацию:

  • Разработаны структура и состав системы документов, регулирующих ввод в эксплуатацию энергоблоков АС;
  • Разработана и внедрена на десятках введенных энергоблоков при поточном вводе в эксплуатацию атомных энергоблоков в нашей стране и за рубежом система нормативной документации для регулирования процесса ввода АС в эксплуатацию, включающая 193 документа различного уровня. В связи с введением новой нормативной базы сформулированы и реализуются задачи совершенствования и пересмотра структуры и состава данной системы.
  • Впервые в нашей стране разработана система обеспечения качества при вводе в эксплуатацию на основе программы обеспечения качества при вводе АС в эксплуатацию ПОКАС (ВЭ). Система применена при вводе в эксплуатацию энергоблока №1 Ростовской АЭС, энергоблока №3 Калининской АЭС, а также Тяньваньской АЭС в Китае, с учетом особенностей системы менеджмента качества, принятой в этой стране;

3. В рамках решения проблемы выбора стратегии и системного планирования процесса ввода в эксплуатацию разработаны теоретические основы управления процессом ввода в эксплуатацию энергоблоков АЭС, включающие структуру и модель процесса ввода в эксплуатацию:



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 

Похожие работы:








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.