Lectures on the discipline: "Safety of nuclear power plant operation" and "Сriteria of safety and risk assessment".

1. www.iate.obninsk.ru
Самохин Д.С., к.т.н.,
Заведующий кафедрой “Расчет и конструирование
реакторов АЭС” (РКР АЭС)
www.samokhin.ucoz.ru
1
Безопасность эксплуатации АЭС.
Критерии безопасности и оценка риска.
Часть №9

2. www.iate.obninsk.ru
Лекция №9. Содержание.
1
Оценка показателей надёжности по результатам
наблюдений
2
3
4
5
6
Оценка показателей надёжности, если отказов не
наблюдалось
Расчет норм надёжности
3
Нормы надёжности на системы в ЯЭ
Порядок расчета надёжности систем
ядерных энергоблоков
Литература

3. www.iate.obninsk.ru
ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ
НАДЁЖНОСТИ ПО
РЕЗУЛЬТАТАМ
НАБЛЮДЕНИЙ
1
3

4. www.iate.obninsk.ru
Оценка показателей надёжности по результатам
наблюдений
Статистика по отказам есть и велика:
- План испытаний [N,Б,T];
- План испытаний [N,В,T];
- Байесовский подход.
Статистики по отказам нет, или мала:
- Использование без(мало)аварийного опыта;
- Физико-статистические модели;
- Экспертные оценки.
4

5. www.iate.obninsk.ru
Оценка показателей надёжности по результатам
наблюдений
План испытаний [N,Б,T].
N – элементов испытываются в течении времени Т и
сломанные элементы не восстанавливаются.
План испытаний [N,В,T].
N – элементов испытываются в течении времени Т и
выбывшие из строя элементы восстанавливаются.
Если P(T)>0.9 то указанные планы испытаний одинаковы
и результаты можно получить за один промежуток
времени, в ином случае результаты испытаний по
плану [N,В,T] получаются быстрее.
5

6. www.iate.obninsk.ru
Оценка показателей надёжности по результатам
наблюдений
nt – число элементов находящихся в работе
Δn – число элементов выбывших из строя
T – интервал времени эксперимента
P(t) – вероятность безотказной работы
6
План испытаний [N,Б,T]: nt = [n(t)+ n(t+ Δ)]/2
План испытаний [N,В,T]: nt = n(t)
- интенсивность отказов элементов

7. www.iate.obninsk.ru
ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ
НАДЁЖНОСТИ, ЕСЛИ
ОТКАЗОВ НЕ НАБЛЮДАЛОСЬ
2
7

8. www.iate.obninsk.ru
Оценка показателей надёжности, если отказов не
наблюдалось
t – время наблюдения за объектом
Pα – назначенная вероятность в предположении, что по крайней
мере 1 отказ был за время эксплуатации, но он не зафиксирован.
8
При Pα = 0.9 означает большую степень недоверия к
зафиксированному безаварийному опыту
эксплуатации при этом
При Pα = 0.5 мы не отдаем предпочтение ни одной из двух гипотез,
т.е. равно доверяем и не доверяем без(мало-) аварийному опыту.

9. www.iate.obninsk.ru
РАСЧЕТ НОРМ
НАДЁЖНОСТИ3
9

10. www.iate.obninsk.ru
Расчет норм надёжности
 Назначается норма надежности на систему в целом
(вероятность безотказной работы в течение заданного
времени, среднее время безотказной работы, λ-
характеристика, или ещё как-то).
 Система разбивается на элементы расчета надежности
(ЭРН).
 Проводится расчет норм надежности для ЭРН.
10

11. www.iate.obninsk.ru
Расчет норм надёжности
 ПРЕДПОЛОЖЕНИЯ:
– Все ЭРН включены последовательно (в
смысле надежности);
– Учитываются только внезапные отказы;
– Все ЭРН равнонадежны;
– Отказы ЭРН независимы.
11

12. www.iate.obninsk.ru
Расчет норм надёжности
 Результат:
где норма на интенсивность отказа ЭРН,
норма на интенсивность отказа системы,
состоящей из n элементов.
12
n
сист
ЭРН


ЭРН
сист

13. www.iate.obninsk.ru
НОРМЫ НАДЁЖНОСТИ НА
СИСТЕМЫ В ЯЭ4
13

14. www.iate.obninsk.ru
Существующие нормы надежности для ЯЭ РФ
ОПБ-88/97 для АС:
- «следует стремиться к тому, чтобы оценочное значение
вероятности тяжелого повреждения или расплавления при
запроектных авариях активной зоны не превышало 10-5 на реактор в
год»;
-«следует стремиться к тому, чтобы оценочное значение
вероятности предельного аварийного выброса не превышало 10-7 на
реактор в год».
ГОСТ 26843-86 (требования на надежность СУЗ):
-вероятность несрабатывания на требование остановки реактора по
функции аварийной защиты должна быть ,
- назначенный срок службы не менее 10 лет.
14
5
10


15. www.iate.obninsk.ru
Расчет норм надёжности
Гост 24656-81 (требования к надёжности ГЦН
1-го контура ВВЭР):
-Срок службы до списания 30 лет
-Средняя наработка на отказ θ=18000 ч.
Гост 24722-81 (требование к корпусным
реакторам под давлением): назначенный срок
службы 30 лет.
И ДР.
15

16. www.iate.obninsk.ru
ПОРЯДОК РАСЧЕТА
НАДЁЖНОСТИ СИСТЕМ
ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГОБЛОКОВ
5
16

17. www.iate.obninsk.ru
Порядок расчета надёжности
 Обычно оценивается вероятность
безотказной работы изделия
(надёжность) в течение заданного
времени.
 Вероятность безотказной работы изделия
P(t) должна рассчитываться с учетом как
внезапных, так и износных отказов.
17

18. www.iate.obninsk.ru
Порядок расчета надёжности
 Следует различать при расчете:
- Характер действия изделия
(непрерывный, по требованию);
- Возможность ремонта (восстановления);
- Неизменность структуры изделия в
процессе работы (изменяется, не
изменяется).
18

19. www.iate.obninsk.ru
Порядок расчета надёжности
 Изделие для расчета расчленяется на
элементы расчета надежности (ЭРН).
 Для расчета надежности изделия
составляют его функциональную
структурную схему, в которую входят все
ЭРН, НЕОБХОДИМЫЕ для выполнения
ЗАДАННОЙ ОСНОВНОЙ функции
изделия.
 Очень ответственный этап:
Формулируется понятие отказа для всего
изделия и для ЭРН в отношении как
внезапных, так и износных отказов.
19

20. www.iate.obninsk.ru
Порядок расчета надёжности
 Составляется типовой график работы
изделия либо на один цикл использования
(одна кампания), либо один календарный
год, либо на весь срок службы изделия
 Если необходимо, в типовом графике
учитываются фазы хранения и
транспортировки (ТВС)
 Для каждой фазы работы изделия и его ЭРН
указываются режимы (мощности, давления,
напряжения, скорости вращения, усилия и
т.д.) и условия работы (темп. окр. среды,
влажность, наличия вибрации и т.п.)
20

21. www.iate.obninsk.ru
Порядок расчета надёжности
 В зависимости от целей расчета выбирается
метод расчёта надёжности. Эти методы
различаются по степени точности учета
режимов и условий работы изделия и его
элементов.
 Степень достоверности расчета зависит от
принятых допущений:
- От выбора функции P(t);
- От выбора значений параметров этой
функции;
21

22. www.iate.obninsk.ru
Порядок расчета надёжности
- От полноты учета факторов, влияющих на
надёжность изделия, в частности:
1) степени влияния отказов отдельных
ЭРН на отказ изделия,
2) наличия зависимости между отказами
отдельных ЭРН,
3) полноты учета влияния окружающей
среды и других внешних влияний.
22

23. www.iate.obninsk.ru
Порядок расчета надёжности
- Степени приработки ЭРН перед их
использованием;
- Изменения надёжности ЭРН во время
хранения и транспортировки.
23

24. www.iate.obninsk.ru
ЛИТЕРАТУРА
6
24
1. Волков Ю.В. Надежность и безопасность ЯЭУ: учеб. пособие по курсу «Надежность и
безопасность ЯЭУ» / Ю.В. Волков, О.Б. Дугинов, Д.А. Клинов – Обнинск : ИАТЭ, 2005.
(страницы 92-97).
2. Клемин А.И. Надежность ядерных энергетических установок: Основы расчета. – М.:
Энергоатомиздат, 1987. – 344 с.: ил. – (Надежность и качество) (страницы 259-272).
3. ОПБ-88/97; ГОСТ 26843-86; ГОСТ 24656-81; ГОСТ 24722-81