Файл: Клемин А.И. Инженерные вероятностные расчеты при проектировании ядерных реакторов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 246

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

которого эксплуатировать

установку в течение некоторого

перио­

да времени tx без ППР, а на второй

фазе работать в течение вре­

мени t2 уже с ППР. Длины периодов tt и t2 должны

выбираться

из расчета, чтобы на каждом из них произошло

не

менее

5—10

аварийных остановок. Тогда бп

=

6п 2 ) //2 , где 6П

2 ) — полное вре­

мя, затраченное на ППР установки за период t2.

В свою очередь,

Т0 (0) = V m i ;

Т0

п) = ToJtn2,

 

 

(6.39)

где хх и mi — чистое время

работы

установки и число ее полных

отказов в период tx; х2 и ш2

— то же за период t2. .

 

време­

Если установку не удастся эксплуатировать в течение

ни ti без ППР, то величины b и Т^О) можно оценить другим,

более

грубым способом. Для этого в течение времени tx

надо эксплуати­

ровать установку с одной частотой остановок для ППР (при доле

времени бп1 5 ), а в течение

t,

— с другой

 

(при бп

2 ) ), причем

бп 1 } ф

Ф 6<2>. Тогда

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

fii

,)=e!i,,/fi;

б п

 

= 9

 

' д

0

(бп2 > )-Г0 1 (

г

1 ) ).

;]

(6.40)

 

2 )

п 2

 

2

 

Г 0

(6< , , )=т 1

//п 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<;(2)

-бп1'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оп

 

 

 

 

 

Г 0 ( 0 ) = Г 0 ( б ^ ) - 6 б » ' .

Найдя по формуле (6.36) оптимальную долю времени на ППР бпП Т , из выражения (6.30) легко получить оптимальное среднее число остановок реакторной установки для профилактических ремонтов за период эксплуатации

л 2 п т (*)=вг-*/е;.

(6.41)

§ 6.4. Определение характеристик надежности

по данным эксплуатации

Определение показателей надежности ремонтируемых элемен­ тов реакторной установки. Из предыдущих параграфов видно, что все основные показатели надежности можно найти, если из­

вестны параметр

потока

отказов К, интенсивность восстановления

Яв

[см. формулы

(6.15),

(6.16), (6.33)], а также доли времени б п ,

^г,

брез- Чтобы

получить эти характеристики для любого ремон-"

тируемого элемента реакторной установки, необходимо иметь ин­ формацию, приведенную в табл. 6.2, по каждой единице оборудо­ вания.


Т а б л и ц а 6.2

с

1

2

о

О

4

5

6

Эксплуатационные

д а н н ы е

д л я изделия

 

 

 

 

Е

 

 

Причина,

Характерные моменты

 

 

а>

 

д / р е з

 

 

а

Д'ППР

характер,

эксплуатации

Дата А

' р а б

и прочие

последствие

 

<

я

 

остановки

отказа

 

 

 

 

 

 

П у щ е н о в

э к с п л у а т а ­

ц и ю

 

 

Н а ч а т

П П Р

 

К о н е ц

П П Р ,

начата эк ­

с п л у а т а ц и я

 

О т к а з

(аварийная оста­

н о в к а ) , начат

ремонт

О к о н ч а н и е

аварийного

ремонта,

и з д е л и е переве­

дено в резерв

 

П у щ е н о в

э к с п л у а т а ­

ц и ю и т .

д .

 

и

/ 2 ^1

—.

tl

' 3 — ^2

и

 

И з н о с рабо ­

чей ч а с т и ,

 

остановка

 

реактора

на t ч

Если просуммировать за некоторый календарный период вре­

мени t интервалы времени в столбцах

4—7 (см. табл. 6.2),

то соот­

ветственно

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

т (t) =

2

(ti+1

— ti)

по 4-му столбцу;

 

 

 

Bp (t)

=

2

(ti+1

t()

по 5-му столбцу;

 

 

 

0П (t)

2

(/; + 1 tt)

по 6-му столбцу;

 

 

 

врез (0

— ^

(^г-н — ti)

по 7-му столбцу.

 

Отсюда для

выбранного интервала

времени t

находим

все ос­

новные

характеристики надежности

 

 

 

Т0

=

т (t)/m

(t);

X =

1/Т„;

Тв =

0Р (t)/m (t);

6П = 0П

(t)/t;

 

 

 

 

К

=

УТВ;

б р е з =

0 р е з (t)/t,

 

(6.42)

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).


 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

6.3

 

Э к с п л у а т а ц и о н н ы е

д а н н ы е д л я

изделий типа

А

 

 

Номер

 

Дата

 

Время

 

 

 

пуска

снятия

 

Причина,

характер

изделия

отказа

замены

н последствие

отказа

в эксплуа­

с эксплуа -

на новое

 

тацию

тацин

 

 

 

 

 

1

h

 

 

А*!

течь, д е ф е к т

и з г о ­

2

 

 

h

 

 

 

 

т о в л е н и я ,

оста­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н о в к а

реактора

3

' з

 

на / суток

 

п

tn

 

 

 

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

сплуатации. Иными словами,

информация, содержащаяся в

табл. 6.3, не отражает надежности

всех п изделий, она в определен­

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.

Решим

ее

методом наибольшего правдоподобия [см. формулу

(4.15)].

Прежде всего надо задаться законом распределения

f(t)

случайной

величины времени работы изделия до отказа т

(см.

табл. 6.1).

Рассмотрим три случая.

 

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.

В результате наблюдений

получено, что у m изделий наработки

на отказ составили Тг, Т2,

Тт; остальные п — т изделий про-,

работали без отказа время

t3, после чего были сняты с эксплуата­

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

Тъ Т2 , . . . , f m , T V C ^ V T .

(6.43)

n — m

-



О с о б е н н о с т ь

э т о й в ы б о р к и з а к л ю ч а е т с я в т о м , ч т о п — т е е п о с ­

л е д н и х ч и с е л с о д е р ж а т э л е м е н т н е о п р е д е л е н н о с т и , а и м е н н о , о н и х

и з в е с т н о

л и ш ь , ч т о

т

> г'э-

 

 

 

 

 

В с о о т в е т с т в и и с

в ы р а ж е н и е м

(4 . 14) ф у н к ц и я

п р а в д о п о д о б и я L

д л я л ю б о й в ы б о р к и п р е д с т а в л я е т с о б о й в е р о я т н о с т ь

п о л у ч е н и я

и м е н н о д а н н о й в ы б о р к и ( и л и п р о п о р ц и о н а л ь н а е й )

 

 

L =

е х р ( - T J T 0

)

• JL е х р (

-

Т 2 / 7 0 ) •... • JL

е х р ( -

TJТ0)

х

Jo

 

 

 

1 о

 

 

 

 

X е х р ( - у Т 0 )

... • е х р ( - t 0 / T 0 )

=

 

 

= ( 1 / Т " ) е х р

«2Т,= 1 + (п-т)/8

-

г д е е х р ( - * 8 / Т 0 ) = | / ( / ) Л = J ( 1 / Г 0 ) е х р ( - * / 7 0 ) Л = Р { т > * э } =

= Р ( / э ) , т . е . в е р о я т н о с т ь б е з о т к а з н о й р а б о т ы и з д е л и я в т е ч е н и е

в р е м е н и tg.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о д с т а в л я я L

в у р а в н е н и е

п р а в д о п о д о б и я

(4 . 15)

и

р е ш а я е г о

о т н о с и т е л ь н о Т 0 , н а х о д и м

 

 

 

 

 

 

 

 

d l n L

 

m

 

S 7 . +

( t t _ m )

/ 8

-о,

 

 

 

 

 

 

i= 1

 

 

 

 

 

 

пг

і2= 17 \ + ( " - " * ) ' в

 

 

 

 

(6 . 44 )

 

 

 

 

 

 

 

Т а к и м о б р а з о м , с р е д н я я н а р а б о т к а н а о т к а з Т0

е с т ь о т н о ш е н и е

п о л н о й н а р а б о т к и

в с е х

п и з д е л и й

к ч и с л у

о т к а з а в ш и х

и з д е л и й

(пг).

2. З а к о н В е й б у л л а

f(t)

= Xytv-1 ехр( — ХІУ),

г д е

X

и

у

п а р а ­

м е т р ы з а к о н а , к о т о р ы е п р е д с т о и т о ц е н и т ь п о р е з у л ь т а т а м н а б л ю ­

д е н и й (6 . 43) . К а к и

в п е р в о м с л у ч а е ,

ф у н к ц и ю " п р а в д о п о д о б и я д л я

у с е ч е н н о й в ы б о р к и

(6 . 43) з а п и ш е м в

в и д е п р о и з в е д е н и я

L=(Xy)'

1 m

 

 

 

 

ТГ

е х р — X

2 77)

- е х р [ — Х ( п — m ) U \ ,

 

 

г д е Р { т > * э } = Р ( * э ) = е х р ( — Я , ф , с м . т а б л . 6 . 1 .

 

У р а в н е н и я

п р а в д о п о д о б и я (4 . 15) в

д а н н о м

с л у ч а е

б у д у т в ы г л я ­

д е т ь с л е д у ю щ и м о б р а з о м :

 

 

 

 

 

d l n L

 

 

 

 

 

дХ

» = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

dlnL

пг

т

 

 

= 0.

 

 

 

 

— + У,1пТ: — Х yiTyi\nTi—X(n—m)tl\ntg