Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС

Рассмотрены вопросы стандартизации ресурсоспособности оборудования АЭС. Предложены подходы совершенствования технологий ресурсного проектирования и модели процессов прогнозирования ресурсоспособности оборудования объектов критического применения....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2013
1. Verfasser: Маловик, К.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2013
Schriftenreihe:Вопросы атомной науки и техники
Schlagworte:
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111411
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС / К.Н. Маловик // Вопросы атомной науки и техники. — 2013. — № 5. — С 69-73. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-111411
record_format dspace
spelling irk-123456789-1114112017-01-10T03:03:10Z Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС Маловик, К.Н. Материалы реакторов на тепловых нейтронах Рассмотрены вопросы стандартизации ресурсоспособности оборудования АЭС. Предложены подходы совершенствования технологий ресурсного проектирования и модели процессов прогнозирования ресурсоспособности оборудования объектов критического применения. Розглянуто питання стандартизації ресурсоспроможності обладнання АЕС. Запропоновано підходи вдосконалення технологій ресурсного проектування і моделі прогнозування процесів ресурсоспроможності обладнання об'єктів критичного застосування. Considered the issues of standardization resource capacity NPP equipment. Approaches perfection of technologies of resource design and model the processes of forecasting resource capacity equipment of objects for critical applications. 2013 Article Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС / К.Н. Маловик // Вопросы атомной науки и техники. — 2013. — № 5. — С 69-73. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111411 65.018.08:621.311.25.002.5 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Материалы реакторов на тепловых нейтронах
Материалы реакторов на тепловых нейтронах
spellingShingle Материалы реакторов на тепловых нейтронах
Материалы реакторов на тепловых нейтронах
Маловик, К.Н.
Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС
Вопросы атомной науки и техники
description Рассмотрены вопросы стандартизации ресурсоспособности оборудования АЭС. Предложены подходы совершенствования технологий ресурсного проектирования и модели процессов прогнозирования ресурсоспособности оборудования объектов критического применения.
format Article
author Маловик, К.Н.
author_facet Маловик, К.Н.
author_sort Маловик, К.Н.
title Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС
title_short Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС
title_full Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС
title_fullStr Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС
title_full_unstemmed Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС
title_sort повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования аэс
publisher Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate 2013
topic_facet Материалы реакторов на тепловых нейтронах
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/111411
citation_txt Повышение качества оценивания ресурсоспособности оборудования АЭС / К.Н. Маловик // Вопросы атомной науки и техники. — 2013. — № 5. — С 69-73. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series Вопросы атомной науки и техники
work_keys_str_mv AT malovikkn povyšeniekačestvaocenivaniâresursosposobnostioborudovaniâaés
first_indexed 2025-07-08T02:08:42Z
last_indexed 2025-07-08T02:08:42Z
_version_ 1837042787741073408
fulltext   ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) 69 УДК 65.018.08:621.311.25.002.5 ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ОЦЕНИВАНИЯ РЕСУРСОСПОСОБНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ АЭС К.Н. Маловик Севастопольский национальный университет ядерной энергии и промышленности, Севастополь, Украина E-mail: konstmalovik@mail.ru; тел./факс +38(0692)71-01-80 Рассмотрены вопросы стандартизации ресурсоспособности оборудования АЭС. Предложены подходы совершенствования технологий ресурсного проектирования и модели процессов прогнозирования ресурсоспособности оборудования объектов критического применения. АЭС, а также другие экологические, энерге- тические и транспортные комплексы являются объектами критического применения (ОКП) в том смысле, что взаимосвязанная последовательность повреждений на этапе их эксплуатации может в большинстве случаев привести к авариям, носящим характер катастроф [1]. К сожалению, анализ Чернобыльской аварии (Украина) [2], критических событий на Фукусиме (Япония), аварии на Саяно- Шушенской ГЭС (Россия) показывает, что они имеют системные причины, которые в обобщенном виде можно формулировать как недостаточное качество культуры безопасности ОКП, основным определяющим фактором которой является их надежность. Одной из важных комплексных технических характеристик надежности является ресурсоспособность (РС) [3], показатели которой должны иметь высокое качество оценивания и прогнозирования. Важность проблемы оценки реального уровня РС оборудования АЭС, подверженных при эксплуата- ции воздействию процессов старения, усталости, излома и деформации, характеризуется большим числом энергоблоков, имеющих выработку ресурса, близкую к установленной проектом. Например, по данным МАГАТЭ [4], многие энергоблоки АЭС приближаются к окончанию проектного срока службы: возраст 213 (49 %) из 438 реакторов от 20 до 30 лет, 115 (26 %) – от 30 до 40 лет. Сроки окончания регламентированного периода эксплуатации действующих энергоблоков Украины приведены на рис. 1; они характеризуют актуальность проблемы оценивания РС оборудования АЭС, а также ее напряженность с точки зрения как сроков исполнения, так и качества оценивания и прогнозирования выбранных показателей РС. Рис. 1. Сроки окончания регламентированного периода эксплуатации действующих энергоблоков АЭС Украины Современное состояние технологии ресурсного проектирования и систем обеспечения ресурсных задач характеризуется отсутствием [3, 4]: – единой теоретической основы и организационной формы; – общепринятой единой методологии и научного обеспечения; – достаточной эффективности эксплуа- тационного контроля, что не обеспечивает гарантированного ресурса, в полной мере назначенного ресурса эксплуатации и безотказной работы элементов на протяжении всего назначенного срока службы оборудования АЭС. Проблемы оценивания РС оборудования АЭС формулируются следующим образом [1, 4]: - непредсказуемость фактического ресурса эксплуатации конкретного оборудования АЭС; - не разработана теория оценивания и прогнозирования РС оборудования АЭС при неопределенности исходных данных; - не разработаны модели оценки влияния показателей РС на степень риска критических ситуаций оборудования АЭС; - не решена задача индивидуального прогнозирования РС оборудования АЭС. Для исследования РС оборудования АЭС и в общем ОКП целесообразно динамику интенсивности отказов интерпретировать с помощью семейства кривых (рис. 2), где заданы следующие характеристики [4]: Ht − назначенный   70 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) ресурс; γP − заданная вероятность обеспечения γ -процентного ресурса γt ; )(tf − плотность вероятности случайной величины наработки СО; H Hλ и B Hλ − нижнее и верхнее значения интенсивности отказов при заданном Ht ; H γλ и B γλ − нижнее и верхнее значения интенсивности отказов при заданном γt ; Н ПTγ и Н ППT − нижние прогнозируемые значения времени, соответствующие H γλ и B γλ при пессимистическом поведении )t(λ ; B OTγ и B ПOT − верхние прогнозируемые значения времени, соответствующие B γλ и B Пλ при оптимистическом поведении )t(λ . Рис. 2. Динамика временных характеристик )t(λ при прогнозировании РС ОКП Это позволяет систематизировать свойства РС оборудования ОКП, унифицировать динамику состояний и нормировать показатели РС оборудования АЭС, т. е. выполнить комплекс работ по стандартизации РС, которую можно характеризовать системой показателей, представленной в таблице [4]. Система показателей РС ОКП Обозначения Наименование Примечание 1. H Hλ ; …; B Hλ Диапазон допустимых изменений )t(λ , соответствующий назначенному ресурсу Ht – 2. H γλ ; …, B γλ Диапазон допустимых изменений )t(λ , соответствующий γ -процентному ресурсу На стадии проектирования СО необходимы пессимистическое и оптимистическое прогнозирования поведения )t(λ 3. H Пλ ;…; B Пλ Диапазон допустимых изменений )t(λ , соответствующий предельному состоянию СО Контрольный H Пλ и предельный B Пλ уровни устанавливаются на основе расчетов по вероятностному анализу безопасности энергоблоков АЭС 4. В Пtγ ;…; В Оtγ Диапазон допустимых значений γ -процентного ресурса, соответствующий интенсивности отказов H γλ при пессимистическом прогнозе и интенсивности отказов B γλ при оптимистическом прогнозе – 5. * opt Остаточный ресурс СО Методика разрабатывается на стадии проектирования СО 6. Н ППt ;…; В ПОt Диапазон допустимых значений предельной наработки, соответствующей интенсивности отказов при пессимистическом прогнозе H Пλ и интенсивности отказов при оптимистическом прогнозе H Оλ –   ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) 71 Известно [4], что недостаточное качество оценивания и прогнозирования показателей РС определяется следующими трудностями: − идеализацией объекта прогнозирования, в котором должна быть обеспечена безотказность наиболее ответственных узлов и минимизирована вероятность отказов остальных узлов; − вероятностным характером прогнозирования, определяющим неустранимый разброс показателей ресурсоспособности, обладающих большой чувствительностью к различным факторам; − противоречивостью и поэтому сложностью согласования фактического прогнозируемого ресурса, т. е. случайной величины, с назначенным − величиной детерминированной; − выявлением и определением наиболее влияющих воздействий (факторов) в процессе выработки ресурса, т. е. после окончания периода нормальной эксплуатации; − сложностью установления критических (определяющих) отказов на этапе «физического старения», который характеризуется появлением предотказных состояний, а также деградационных и ресурсных отказов; − установлением соотношений между критериями отказов и критичностью исследуемых параметров; − прогнозированием параметрической надежности ОКП; − выявлением крайней границы области состояний, определяющей близость к отказу, т. е. к предельному состоянию РС ОКП; − отсутствием нормирования показателей РС и ресурсных характеристик, а следовательно, обеспечения их требуемого уровня на этапе проектирования ОКП; − отсутствием научно обоснованной методической базы по оцениванию рисков при РС и ресурсных характеристик ОКП; − отсутствием теоретических и нормативно- технических основ повышения качества оценивания и прогнозирования показателей РС и ресурсных характеристик ОКП. Поэтому одним из путей решения проблемы долговечности оборудования АЭС следует считать повышение качества обоснованных выводов о показателях РС с помощью специальной системы прогнозирования, при создании которой необходимо применение следующих принципов [4]. 1. Организация непрерывного и всеобщего обучения, повышение уровня знаний и образования, внедрение практического опыта в области современных методов, технологий и средств по оцениванию и прогнозированию показателей РС для вовлечения всего персонала, особенно руководства ОКП, в целях совершенствования работ по обеспечению РС на всех этапах жизненного цикла ОКП. 2. Стандартизация показателей РС, методов оценивания и инструментальных средств для имитационного моделирования, технических средств для постановки экспериментов и физического моделирования, технологий для исследования и индивидуального прогнозирования − основа повышения качества системы прогнозирования показателей РС ОКП. 3. Постоянный высококачественный анализ информации обо всех несоответствиях техническим требованиям, начиная с этапов разработки и проектирования ОКП, и выявление потенциальных, латентных состояний, определяющих время развития предотказных процессов. 4. Отбор, выбор и формирование групп высококвалифицированных экспертов для повышения достоверности и качества оценивания и индивидуального прогнозирования показателей РС и ресурсных характеристик ОКП. 5. Обязательное оценивание рисков для повышения качества контроля показателей РС и ресурсных характеристик на всех этапах жизненного цикла ОКП. Рис. 3. Модель технологического треугольника обеспечения качества контроля показателей ресурсоспособности и ресурсных характеристик ОКП: 7.1 – выбор точек контроля; 7.2 – оценивание и прогнозирование; 7.3 – установление и распределение допусков; 7.4 – измерительный контроль Тогда целесообразно применить методологию А. Фейгенбауна [5], что позволит разработать модель технологического треугольника (рис. 3), основными элементами которой можно считать [4]: 1. Контроль за разработкой ОКП, в процессе которой предусматривается обеспечение технических требований по высококачественному оцениванию и прогнозированию его показателей РС и ресурсных характеристик (РХ). 2. Технологические основы (технологии, способы, подходы, методические инструкции и т. д.) оценивания и прогнозирования РС ОКП. 3. Техника использования контрольно- измерительного и испытательного оборудования для получения исходных данных и разработки предложений по выявлению недостаточных запасов надежности, предрасположенности к неустойчивости работоспособного состояния и невыявлению предотказных состояний ОКП. 4. Исследование ОКП на этапе разработки в целях определения технических рекомендаций:   72 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) − по установлению допусков на размеры, форму, а также параметров (механических, электрических, термических и др.); − проведению испытаний на надежность и долговечность, начиная с создания опытных образцов, при совершенствовании эффективных методов контроля; − рациональному выбору показателей РС и РХ, а также установлению методов их оценивания и прогнозирования. 5. Имитационное, инфологическое и математическое моделирования ОКП в целях предсказания его будущего поведения в зависимости от влияния внутренних и внешних факторов на изменение показателей РС и РХ. 6. Анализ уровня статистической исходной информации при эксплуатации ОКП (прежде всего ее однородности) на базе экспертных знаний для определения перечня приоритетных для безопасности элементов, наиболее подверженных деградационным и ресурсным отказам. 7. Измерение и задание допусков контролируемых параметров, выбранных на этапе проектирования ОКП для оценивания и прогнозирования его показателей РС и РХ. 8. Применение рассмотренной модели технологического треугольника позволяет обосновать совершенствование технологии ресурсного проектирования оборудования ОКП (рис. 4) [4]. Рис. 4. Совершенствование технологии ресурсного проектирования В результате предложенных подходов модель процесса прогнозирования РС оборудования ОКП, основанную на упорядоченной последовательности методов [4] (систематизации свойств РС; унификации динамики состояний РС; оценивания и прогнозирования времени предельного состояния оборудования ОКП; выбора аргументов для оценивания показателей РС; экспертного оценивания РС; оценки компетентности экспертов; оценивания риска при контроле РС в условиях нечетких суждений), можно представить в виде рис. 5 [4].     Рис. 5. Модель процесса прогнозирования В заключение следует отметить, что проблемные вопросы развития научных основ повышения качества оценивания и прогнозирования РС определяются необходимостью предупреждения возникновения критических ситуаций, а качество ресурсного оценивания ОКП обеспечивается систематизацией работ по созданию и постоянному совершенствованию методологии моделирования и прогнозирования показателей РС оборудования ОКП, предусматривающих внедрение компетентностного подхода для снижения рисков при контроле РС. При этом основными направлениями работ в этой области следует считать: 1. Целесообразное обеспечение комплексного характера работ, начиная с применения модели «технологического треугольника» на этапе проектирования сложных объектов при обязательном создании нормативной базы по организации, накоплению и обработки статистической информации о ресурсных характеристиках сложных объектов в период их эксплуатации, развитию методов, технологий и инструментальных средств для применения современных систем прогнозирования показателей РС ОКП. 2. Выполнение комплекса работ по более полному учету факторов, влияющих на динамику состояний ресурсных характеристик сложных объектов с помощью совершенствования как их инфологического моделирования, так и экспертного оценивания, для всестороннего охвата времени «нормальной» эксплуатации и времени «физического старения» ОКП методами и методиками оценивания и прогнозирования их показателей РС.   ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) 73 3. Необходимая систематизация работ по созданию и постоянному совершенствованию методологии оценивания и прогнозирования РХ и показателей РС ОКП, предусматривающей внедрение компетентностного подхода для снижения рисков прогноза и повышения качества их оценивания. 4. Целесообразно дальнейшее развитие исследований по систематизации динамики предотказных и предельных состояний сложных объектов, а также типизации их параметрических, деградационных и ресурсных отказов с использованием модели «технологического треугольника». Требование научной обоснованности принимаемых решений при оценивании и прогнозировании РХ и показателей РС ОКП предопределяет необходимость создания и совершенствования новых научных дисциплин, таких как экспертология, индивидуальное оценивание РС, моделирование предотказных и предельных состояний, оценивание рисков прогнозирования, техника и технологии индивидуального прогнозирования РХ и показателей РС ОКП. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. К.Н. Маловик. Пути повышения качества оценивания ресурсных характеристик объектов критического применения // Міжнародна науково- практична конференція «Управління якістю в освіті та промисловості: досвід, проблеми та перспективи»,  22-24 травня 2013 року: Тези доповідей / Відп. за вип. Стадник Б.І. Львів: «Видавництво Львівської політехніки, 2013, 264 с. 2. Г.А. Кончинский, Н.А. Штейнберг. Безопа- сность атомных станций. Чернобыль. В прошлом, настоящем и будущем. Киев: Основа–Принит, 2004, 222 с. 3. Г.В. Аркадов, А.Ф. Гетман, К.Н. Маловик, С.Б. Смирнов. Ресурс и надежность оборудования и трубопроводов АЭС: Учебное пособие. Севастополь: СНУЯЭиП, 2012, 348 с. 4. К.Н. Маловик. Развитие научных основ повышения качества оценивания и прогнозирования ресурсных характеристик сложных объектов: Монография. Севастополь: СНУЯЭиП, 2013, 332 с. 5. А. Фейгенбаум. Контроль качества продукции / Сокр. пер. с англ. М.: «Экономика», 1986, 471 с. Статья поступила в редакцию 27.06.2013 г. ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ОЦІНЮВАННЯ РЕСУРСОСПРОМОЖНОСТІ УСТАТКУВАННЯ АЕС К.Н. Маловик Розглянуто питання стандартизації ресурсоспроможності обладнання АЕС. Запропоновано підходи вдосконалення технологій ресурсного проектування і моделі прогнозування процесів ресурсоспроможності обладнання об'єктів критичного застосування. IMPROVING THE QUALITY OF NPP EQUIPMENT RESOURCE CAPACITY EVALUATION K.N. Malovik Considered the issues of standardization resource capacity NPP equipment. Approaches perfection of technologies of resource design and model the processes of forecasting resource capacity equipment of objects for critical applications.