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
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 |
(бп) = 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 |
|
|
|
|
|
.Т; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fii |
,)=e!i,,/fi; |
б п |
|
= 9 |
|
' д |
0 |
(бп2 > )-Г0 (б1 ( |
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 |
' 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 |
|
|
'о |
|
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 } = |
|
'э |
'в |
= 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 |