Общие рекомендации по выбору структуры .

1. Последовательное соединение элементов обладает наибольшей вероятностью опасных отказов т.к. при такой структуре их вероятности отказов складываются;

2. Параллельное соединение элементов обладает наименьшей вероятностью опасных отказов, т.к. при такой структуре вероятности отказов отдельных элементов перемножаются , однако при этом увеличивается вероятность безопасных ( ложных ) отказов.

3. Однако при чистом параллельном соединении возрастает число аварийно-

безопасных отказов, которые приводят к ложным остановкам ЯР и большим

экономическим потерям . Поэтому на АЭС вместо параллельного

соединения применяют параллельное соединения элементов с «логической

фильтрацией « ложных отказов путём использования « Логических

фильтров « 2 из 3 и 2 из 4 .

4.В случае восстановления неисправного элемента перспективны « самонастраивающиеся логические структуры « , которые легче всего реализовать на микропроцессорных контроллерах.

Раздел 3. Эксплуатационная надёжность и готовность систем.

Техническое Обслуживание и Ремонт ( ТОР ) особенно систем важных для безопасности представляет из себя сложную техническую задачу, которая преследует несколько важных целей :

1. Контроль исправности элементов и системы в целом, в реальном масштабе времени без нарушения её работоспособности ;

2. Сокращение времени восстановления работоспособности системы Т_В , от которого , как было показано в предыдущих лекциях , очень сильно зависит готовность систем выполнять свои функции ;

3. Уменьшение вероятности аварийно- опасных отказов системы ;

4. Сокращение числа обслуживающего и ремонтного персонала из-за низкой надёжности которого возрастает число и вероятность аварийно- опасных отказов .

Для достижения этих целей существует несколько методов :

1. Метод оценки времени ремонта и восстановления работоспособности системы Т_В , исходя из требований её готовности выполнять свои функции ,

2. Метод ручного или компьютерного контроля исправности системы без её восстановления ,

3. Метод автоматического контроля и устранения неисправности в очень короткое время с применением микропроцессорных систем.

Последний метод на наш взгляд кажется наиболее перспективным не только для практики, но и для выполнения курсовых и дипломных работ !

Вначале покажем – как рассчитать Т_В для любой системы СКУ с заданной готовностью или неготовностью выполнять свои функции .

Допустим , задана неготовность Q = Т_В / Т_СР = 10^-4 .

В этом случае Т_В = 10^-4 х Т_СР .Если Т_СР задана или его можно рассчитать то легко находится время восстановления Т_В .

Теперь рассмотрим – из каких этапов состоит время восстановления Т_В .

После того , как произошел отказ , необходимо найти причину отказа, т.е. тот элемент или ТЭЗ , который необходимо заменить. Этот этап называется Диагностика , а потраченное на это врем – Т_{Д .}

Время потраченное на замену или в общем случае ремонт элемента назовём временем замены Т_З .

После того , как элемент заменён , необходимо затратить время на проверку работоспособности восстановленной системы , прежде чем включить её в работу . Назовём это время пуска Т_П.. Таким образом :

Т_В = Т_Д + Т_З + Т_П ( 8 )

После того как мы определили необходимое время Т_В , теперь нужно проанализировать возможные пути уменьшения её составляющих .

Рассмотрим сначала как осуществляется в настоящее время контроль неисправности , ремонта и их периодичность.

На старой системе разрозненных приборов каждый прибор проверяется индивидуально техниками по обслуживанию по следующему правилу ( регламенту ) :

1.Переодическими осмотрами перед включением прибора в работу или один раз в смену (10 час)

2.Профилактическими проверками исправности 1 раз в месяц ( 700 час )

3. Проверками технического состояния 1 раз в месяц особенно после происходившего перед этим ремонта ;

4. Профилактические ремонтные работы 1 раз в год ( 7000 час ) одновременно с другими ремонтными работами на энергоблоке.

Поскольку приборов на АЭС около тысячи и они разнородные , то для их обслуживания имеется 5 лабораторий с общим числом работников цеха ТАИ около 300 человек.

Недостаток такой системы обслуживания очевиден :

1. Он очень трудоёмок, требует большого персонала и, главное , ненадёжен особенно при ремонте сложной техники ;

2. Время контроля неисправности с восстановлением из-за нерасторопности персонала и его низкой квалификации обычно не укладывается в требуемое по расчёту время.

Поэтому в современных зарубежных и отечественных СКУЗ АЭС используются сети микропроцессорных контроллерных систем с распределенным контролем исправности и автоматическим восстановлением отказавших блоков , а их ремонт осуществляется на

заводе, который выпускает эту технику.

Лабораторная работа . Анализ надёжности аппаратуры СКУЗ. ЯР.

Цель работы : Оказать помощь студентам при трудоёмких расчётах надежности СКУЗ ЯР, важных для обеспечения безопасности и поэтому требующих применения трехзначной логики.

Поскольку студенты сталкиваются впервые с оценками надёжности таких систем, то работа состоит из двух частей : 1) теоретической и 2) расчётной.

Цель теоретического занятия- освоить методику оценок одно- и двухэлементных систем, описываемых трехзначной логикой и понять физический смысл новых понятий.

Для выполнения этого занятия необходимо использовать директорию “ SUZ” и файл

“ Reliabiliti “ с теоретической частью файла “teory exe “.

Цель расчётного занятия – освоить методику оценок важных для курсовой работы структур регуляторов. В следующем семестре по этой же методике мы будем оценивать отказоустойчивость систем контроля и аварийной защиты.

Практическое занятие №1.( Выполняется в лабораторном практикуме)

1. Оценка надёжности элемента ИК для регулятора по курсовой работе

Для оценки надёжности регулятора, расчётная схема которого приведена на рис.2 ( стр.12) необходимо вначале оценить показатели качества его трех элементов ( ИК.АР и ИО), а затем найти вероятности аварийно-опасных и аварийно-безопасных отказов регулятора при трех значениях времени контроля исправности.

Если эти показатели не соответствуют требованиям ГОСТ, приведенным в таблице 2, то необходимо резервировать эти автоматические регуляторы до тех пор, пока они не будут удовлетворять требованиям этой таблицы.

Рассмотрим вначале элемент ИК.

Он состоит из ионизационной камеры, соединенной последовательно с операционным усилителем. Таким образом, расчетную схему этого элемента можно рассматривать как одну схему с двумя последовательно включенными элементами, как показано ниже.

Х₁ Х₂

КАМЕРА

УСИЛИТЕЛЬ

Ф С

Надёжность камеры характеризуется как элемент Х₁ с l_общ =10^-4 час^-1 и a =l₀ / l_общ – степень опасности отказа элемента, равной 1. Это означает, что все его отказы аварийно-опасны т.к. ведут к увеличению мощности реактора и все отказы логически опасны для регулятора!

Надёжность усилителя выше как элемент Х₂ с l_общ =10^-5 час^-1 и a =l₀ / l_общ =0,5.

Теперь можно составить детерминированную логическую таблицу истинности состояний камеры и усилителя, которые фактические представляют состояния элемента ИК.

Х1	Х2	С	Физический смысл состояний системы С как элемента ИК
0	0	0	Оба элемента отказали опасно и выход усилителя тоже Опасное состояние ИК
0	1	1	На вход усилителя сигнал не поступает, но усилитель требует уменьшения мощности. Отказ ИК безопасный для регулятора и он снижает мощность.
0	2	0	Усилитель исправен, но на его вход сигнал от камеры не поступает. Опасное состояние ИК т.к. регулятор увеличивает мощность реактора.
0	0	0	Аварийно-опасны камера и усилитель. Элемент ИК тоже находится при такой комбинации в аварийно-опасном состоянии.
0	1	1	ИК отказал безопасно, т.к. на вход усилителя сигнал не поступает, а усилитель отказал и требует у регулятора снижения мощности .
0	2	0	ИК отказал опасно из-за опасного отказа камеры.
2	0	0	ИК отказал опасно из-за опасного отказа усилителя.
2	1	1	ИК отказал безопасно из-за безопасного отказа усилителя
2	2	2	ИК исправен поскольку исправны камера и усилитель.

Во всех оценках СКУЗ с трехзначной логикой самым главным в расчётах на ЭВМ является только правильное составление состояний « С « исходя из здравого смысла. Остальные трудоёмкие расчёты выполнит ЭВМ и предоставит Вам в виде таблицы значения всех видов вероятностей как для отдельных состояний, так и для системы в целом !

В данном случае результатами расчётов у Вас будет:

1. Интенсивности отказов l_ОБЩАЯ ИК = l₁ + l₂ = 10^-4 + 10^-5 = 1,1 х 10^-4 час^-1

2. Коэффициент опасности элемента ИК для регулятора a= Q₀ / Q₀ + Q₁ .

Проделайте эту задачу на компьютере в лабораторном практикуме.

2. Показатели надежности регулятора с задатчиком мощности ( элемент АР ).

Эти показатели задаются из опыта эксплуатации и они равны l_ОБЩАЯ =10^-5 и a=0,5

3.Показатели надёжности привода ( элемент ИО).

Задаются из опыта эксплуатации и они равны :l_ОБЩАЯ =10^-4 и a=0,5

Теперь когда исходны данные элементов для расчёта надёжности регулятора известны

остается определить время профилактических осмотров исправности с немедленным

восстановлением отказавших элементов .