книги из ГПНТБ / Клемин А.И. Инженерные вероятностные расчеты при проектировании ядерных реакторов

>

>

§ 6.3. Учет остановок на ремонты и профилактику при оценке надежности реакторной установки и ее оборудования

Среднее время между восстановлениями. В предыдущем пара­ графе ничего не говорили о периодах простоя реакторной установ­ ки для устранения полных отказов — аварийных ремонтов (вос­ становлений установки) и для перегрузки горючего, плановопредупредительных ремонтов (ППР) и т. п., т. е. для предусмот­ ренных остановок. Предусмотренные остановки планируются за­ ранее, и пх длительность, как правило, известна, следовательно, она является не случайной, а постоянной детерминированной ве­ личиной. Обозначим долю календарного времени, затрачиваемую на остановки для производства плановых ремонтов реакторной

бп и 0 Г —средняя длительность соответственно одного планового ремонта и одной перегрузки. Если на практике перегрузку горю­

жительность аварийного ремонта 0Р является случайной величи­ ной, так как она существенно зависит от характера отказа уста­ новки, который заранее неизвестен. Среднее календарное время от пуска установки после одного аварийного ремонта до другого

мировать все время, затраченное на аварийные ремонты установки

0р(^)=2^рУ> т 0 Д л я этого периода среднее время восстановления

і

установки после отказа .

7 V = е р ( 0 / / я ( 0 ,

где m{t) — число полных отказов установки за время t. Обратная величина называется интенсивностью восстановления: Хв = 1 / Г в . Вычислим величину

Это среднее число восстановлений, а стало быть, и полных отка­ зов изделия в единицу календарного времени эксплуатации, т. е.

J50 Мет), проработавших в общей сложности (с 1960 по 1969 г.) около 200 лет, календарный параметр потока отказов АЭС (точнее

Хк 1 год-1 = 1,14 - КГ*ч_ 1 .

Вычисление коэффициентов технического использования и го­ товности. Если рассмотреть достаточно большой интервал эксплу­ атации реакторной установки t, то можно записать t = Tm(t), %{t) = T0m(t). Тогда по формуле (6.4) получаем, что коэффициент технического использования для реакторной установки за этот период эксплуатации

Если период t выбрать в интервале эксплуатации, когда' остановки на плановые ремонты и перегрузку горючего отсутствуют (б п = = бг = 0), то, согласно формуле (6.6),

средняя наработка на полный отказ Т0 является монотонно воз­

В отсутствие ППР Т0 минимальна и равна Г0 (0). При б п Ф 0 Т0(&п) возрастает, однако доля чистого времени работы в общем кален­

Это оптимальная доля календарного времени эксплуатации реак­ торной установки, которую необходимо расходовать на ППР.

дить невыгодно. Согласно формуле (6.37) это целесообразно лишь при очень большой, не достижимой на практике величине Ь. В усло­

Соотношения (6.30)—(6.37) справедливы не только для реак­ торной установки. Они носят гораздо более общий характер. Ими

монтируются) в процессе эксплуатации. Для этого вместо доли бг

должен базироваться на экономическом анализе. В конечном ито­ ге они должны быть такими, при которых, например, стоимость электроэнергии, вырабатываемой АЭС, минимальна. Выбор опти­ мальных (по экономическому критерию) долей времени для ППР и резерва — это большой и сложный вопрос, требующий отдель­ ного рассмотрения. Он выходит за рамки книги.

Однако, если не учитывать затраты на ППР*, то 6пПТ можно выбирать по формуле (6.36). Для этого необходимо хотя бы при­

* О н и часто с у щ е с т в е н н о м е н ь ш е в ы и г р ы ш а за счет д о п о л н и т е л ь н о й в ы ­ р а б о т к и э л е к т р о э н е р г и и .

Т а б л и ц а 6.2

Если просуммировать за некоторый календарный период вре­

гдет(^) — число отказов изделия за время t. Если нас интересуют характеристики надежности по отношению к отказам какого-то конкретного типа, то суммировать по столбцу 5 табл. 6.2 надо вы­ борочно, отбирая только продолжительности ремонтов после от­ казов заданного типа. В свою очередь, в качестве tn{t) в формулы (6.42) следует подставить число не всех отказов за время t, а толь­ ко рассматриваемого типа m.j(t).

Определение показателей надежности неремонтируемых эле­ ментов реакторной установки. Для получения характеристик на­ дежности таких элементов необходимо иметь следующую инфор­ мацию по каждому отдельному типу 'рассматриваемых изделий (табл. 6.3).

Определенная часть неремонтируемых элементов реакторных установок отказывает в процессе эксплуатации, остальные могут быть сняты с эксплуатации по истечении некоторого периода вре­ мени, прежде чем наступит их отказ. Например, каналы реактора по достижении определенного выгорания извлекаются и заменя­ ются на свежие. Это и отображено в табл. 6.3, см. изделия № 1 и 3.

Для получения средней наработки на отказ Т0 в данном случае нельзя просто просуммировать наработки всех отказавших изде­ лий и поделить сумму на число отказов, так как часть изделий данного типа проработала большее время и обычно неизвестно, сколько бы эти изделия еще отработали, не будь они сняты с эк­

ном смысле неполная (усеченная). Тем не менее необходимо найти показатели надежности, которые характеризовали бы все изделия данного типа.

Подобного рода задача в математической статистике называет­ ся сценкой неизвестных параметров по усеченным наблюдениям.

1. Экспоненциалный закон f(t) = (1/Г0 ) exp (—t/T0 ), где Т0 — параметр (численно равный среднему времени работы изделия до отказа), который необходимо определить по данным эксплуатации.

ции. Полученные результаты можно рассматривать как выборку объемом п значений случайной величины т