10.4. Стратегия эксплуатации, ТОиР по состоянию с контролем параметров
Стратегия ТОиР по состоянию с контролем параметров - это совокупность правил по определению режимов и регламента диагностирования объектов и принятию решений о необходимости их обслуживания, замены или ремонта на основе информации о фактическом техническом состоянии. При данной стратегии ТОиР системы АЭС эксплуатируются до предотказового состояния.
Для выявления предотказового состояния обычно используется принцип назначения упреждающих допусков на диагностические параметры. При этом под упреждающим допуском понимается совокупность значений параметра системы между предельным £2 и предотказовыми уровнями параметра (рис. 10.2). Выход параметра системы за предельный уровень £2 означает отказ. Достижение предотказового уровня 1 означает необходимость выполнения профилактических работ или замены объектов.
Рис. 10.2. Принцип назначения упреждающих допусков:
1 - область исправного и работоспособного состояний; 2 - область неисправного, по работоспособного состояния; 3 - область неисправного и неработоспособного состояний.
Реализация стратегий ТОиР по состоянию с контролем параметров требует установления количественных связей между значениями упреждающих допусков на каждый из контролируемых параметров системы и периодичностью их проверок. Очевидно, что при заданном случайном процессе, предельном уровне £2 и допустимой вероятности отказа Qдon каждому фиксированному значению упреждающего допуска АЭС соответствует конкретное значение периодичности проверок. При этом чем больше эти значения, тем меньше затраты на проверки (проверки реже) и больше затраты на замену и ремонт (чаще замены), и наоборот. Оптимальный вариант выбирается из условия обеспечения минимальных суммарных затрат Ст =>min на проверку, замену и ремонт объекта. Для каждого объекта находятся функции вида, которые используются при решении задачи группировки операций ТО, в том числе и операций диагностирования, в оптимальные формы технологического регламента для энергоблоков в целом.
Область применения стратегии ТОиР по состоянию с контролем параметров - системы и объекты, которые по соображениям безопасности не могут эксплуатироваться до отказа, а по экономическим соображениям - до выработки назначенного межремонтного ресурса. К таким системам и объектам относятся дорогостоящие системы с высокой функциональной значимостью, имеющие недостаточную степень резервирования (в том числе и кратность резервирования) и вместе с тем обладающие высоким уровнем эксплуатационной технологичности и контролепригодности.
Оперативный контроль технического состояния системы должен обеспечивать:
сигнализацию о наличии отказа или повреждения, о работоспособном состоянии, о необходимости проведения предупредительных работ для обеспечения экстремума выбранного критерия качества;
краткосрочное прогнозирование работоспособности на заданный интервал времени в случае сигнализации о необходимости проведения предупредительных работ;
поиск съемного функционального элемента, подлежащего замене; оценку технического состояния объектов в интересах сбора информации об их поведении.
Рис. 10.3. Взаимосвязь стратегий ТОиР по состоянию с непрерывным (а) и периодическим (б) контролем параметров с допусками на диагностические параметры.
Степень применения технического диагностирования определяет глубину и качество оценки технического состояния объектов, а значит, правильность и эффективность принимаемых решений и самой стратегии. Традиционный и наиболее распространенный подход к определению технического состояния системы состоит в том, что выбирается некоторая совокупность параметров системы, проводятся их измерения, результаты которых сравниваются с заданными границами области работоспособности. При выполнении условий принадлежности каждого из параметров системы заданной для него области принимается решение о работоспособности системы. Если же хотя бы для одного параметра это условие не соблюдается, то система признается неработоспособной.
При всей внешней простоте такого подхода его реализация наталкивается на ряд существенных трудностей:
- необходимость обоснования выбора совокупности тех или иных параметров, характеризующих работоспособность системы;
- определение областей работоспособности системы для каждого из выбранной совокупности параметров;
- аппаратурная реализация данной стратегии, обусловленная необходимостью применения большого числа разнородных первичных приборов, преобразователей и коммутаторов.
Характерной особенностью стратегии ТОиР по состоянию с контролем параметров является отсутствие межремонтных ресурсов объектов. Решение о продолжении эксплуатации до следующей проверки или ремонта принимается по результатам либо непрерывного (рис. 10.3,а), либо периодического (рис. 10.3,б) контроля параметров, определяющих техническое состояние системы.
Необходимые условия для применения стратегии ТОиР по состоянию с контролем параметров вытекают из требований безопасности и экономичности эксплуатации энергоблока АЭС (рис. 10.4).
Рис. 10.4. Необходимые условия применения стратегии эксплуатации, ТОиР по состоянию систем АЭС
Безопасность работы энергоблока АЭС достигается в результате обеспечения заданного уровня безотказности конструкций и систем повышенной живучести, оценки и прогнозирования уровня работоспособности систем при эксплуатации, обнаружения повреждений и отказов на ранних стадиях их развития, индикации отказов и предотказовых состояний, использования методов и средств технического диагностирования.
Экономическая эффективность атомных станций достигается выбором оптимальной стратегии эксплуатации, ТОиР, обеспечивающей экстремальные значения целевой функции (минимума удельной стоимости эксплуатации, ТОиР и максимума коэффициента использования установленной мощности атомных станций) при заданном уровне надежности функциональных систем энергоблоков и АЭС в целом. Экономическая эффективность атомных станций также зависит от быстроты обнаружения отказов и повреждений, требуемых уровней эксплуатационной технологичности (контролепригодности, доступности, легкосъемности и взаимозаменяемости), позволяющих оперативно восстанавливать работоспособность систем АЭС.
