Часть V
ИНЖЕНЕРНЫЕ ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И БЕЗОПАСНОСТИ АЭС
Глава 24
МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЭС
Методы расчета обеспечения АЭС запасными частями, инструментом и принадлежностями (ЗИП)
Опыт эксплуатации показывает, что время восстановления работоспособности оборудования после отказа существенным образом зависит от наличия запасных элементов. Отсутствие запасных элементов даже при хорошей ремонтопригодности системы приводит к значительному увеличению времени восстановления. При эксплуатации систем высокой готовности к действию, отсутствие запасных элементов увеличивает время восстановления в 10-20 раз.
В настоящее время стоимость элементов ЗИПа достигает 20% и более общей стоимости системы. Содержание элементов ЗИПа сопряжено также с большими экономическими затратами. При этом может оказаться, что большое увеличение стоимости ЗИПа не даст существенного эффекта в уменьшении времени простоя.
Анализ состава и расхода ЗИПа на АЭС показывает, что по отдельным типам элементов, запас превосходит потребности, и они "залеживаются" , в то время как в некоторых других элементах ощущается недостача.
Из всего изложенного следует, что внедрение в практику научно обоснованных методов расчета количественного состава ЗИПа к дорогостоящему оборудованию приведет к повышению его характеристик восстанавливаемости и достижению большого экономического эффекта.
Поэтому имеет практическое значение нахождение количественных соотношений между числом запасных элементов и вероятностью того, что на заданном интервале времени t данная система не будет простаивать из-за отсутствия необходимых запасных элементов, надежностью элементов и стоимостью ЗИПа.
Рис. 24.3. Схема использования ЗИПа с учетом восстановления элементов
Сетевое планирование и управление при эксплуатации АЭС
Эксплуатация такой сложной эргатической системы, какой является АЭС, - это совокупность технологических и организационных процессов, связанных с анализом и синтезом отдельных элементов и подсистем оборудования, различных видов обеспечения и т.д. Для эксплуатации АЭС привлекаются большое число коллективов разноплановых специалистов. Сроки проведения работ, как правило, ограничены. Поэтому для реализации процесса эксплуатации в ограниченные сроки с высоким качеством необходимо планировать этот процесс и научно им управлять.
При решении вопросов планирования и управления эксплуатацией АЭС нашли широкое применение методы сетевого планирования и управления (СПУ). Применение методов СП У обусловлено рядом его преимуществ. Основное достоинство метода состоит в том, что он позволяет выявить объем предстоящих работ, установить взаимосвязь между работами, рациональную последовательность их выполнения, координировать действия коллективов исполнителей.
Основы построения сетевых моделей. Теоретической базой метода сетевого планирования служит теория графов. В основе метода СПУ лежит сетевая модель процесса эксплуатации, с помощью которой можно отобразить объем предстоящих работ, последовательность их выполнения, а также логическую взаимосвязь работ. Сетевая модель изображается в виде единого сетевого графика. Работы (операции) сети отображаются стрелками. События, отображающие результат выполнения работ, изображаются кружками.
При составлении сетевых графиков исходят из трех основных понятий: работы, события и пути. Различают три типа работ: действительную (или просто работу), ожидание и фиктивную работу (зависимость). Действительная работа - это процесс или совокупность процессов, требующих для своего выполнения затрат труда, материальных ресурсов и времени.
Ожидание - это процесс, требующий затрат времени, но не требующий затрат трудовых и материальных ресурсов.
Действительная работа и ожидание на сетевом графике изображаются сплошными линиями. Продолжительность работы в единицах времени проставляется над стрелкой.
Рис. 24.4. Фрагмент сетевой модели: => - работа, лежащая на критическом пути
Фиктивная работа или зависимость - это логическая связь между работами, не требующая затрат времени и ресурсов, но показывающая, что начало одной работы обусловлено окончанием другой. Фиктивную работу вводят для отражения правильной взаимосвязи между работами при построении сетевого графика и изображают штриховой линией со стрелкой.
Событие представляет собой результат выполнения одной или нескольких работ. В отличие от работы событие не является процессом и не имеет продолжительности. Свершение события означает, что можно приступить к последующим работам. Если событие является результатом нескольких работ, то оно считается свершившимся при выполнении всех работ. Факт свершения события - обязательное условие для начала выполнения выходящих из него работ.
В любом сетевом графике существуют два особых события - исходное и завершающее. Исходным является событие, которому не предшествуют никакие работы. Оно не является результатом выполнения ни одной из работ сети. Это событие определяет начало сетевого графика. Завершающее событие - это событие, не имеющее последующих работ. Оно свидетельствует об окончании всех работ сетевого графика.
Каждая работа сетевого графика объединяет два события: непосредственно предшествующее данной работе (начальное событие) и следующее за ней (конечное событие).
Каждому событию сети присваивается определенный номер (рис. 24.4), работа сети кодируется номерами начального и конечного событий. Продолжительность работы указывается в единицах времени над стрелкой, соответствующей данной работе.
Любая последовательность работ сети, в которой конечное событие каждой работы совпадает с начальным событием последующей работы, называется путем. Путь, начало которого совпадает с исходным событием, а конец - с завершающим событием сети, называется полным. Продолжительность каждого из путей равна сумме продолжительностей составляющих его работ.
Полный путь, имеющий максимальную продолжительность, называется критическим, а работы, лежащие на нем, - критическими работами. Основной особенностью критического пути является то, что задержка выполнения любой из работ этого пути приводит к более позднему наступлению завершающего события. Полные пути, длина которых меньше длины критического пути, называются некритическими. У них имеются резервы времени, в пределах которых продолжительность отдельных работ может быть увеличена.
Рис. 24.5. Схематическое изображение дополнительных событий и фиктивных работ
Рис. 24.6. Модель правила 4
Это не приводит к увеличению общего срока наступления завершающего события.
При построении сетевых моделей необходимо соблюдать следующие правила.
- В сетевом графике не должно быть работ, имеющих одинаковые обозначения, т.е. работ с общими начальными и конечными событиями. Чтобы различать такие работы, необходимо ввести дополнительные события и фиктивные работы (рис. 24.5).
- Все события, кроме завершающего, должны иметь последующую работу. Наличие "тупиков" в сети свидетельствует либо о допущенной ошибке, либо о том, что результаты этой работы не нужны и она является лишней. В сети также не должно быть событий, в которые не входит ни одна работа (за исключением исходного события), так как условия наступления таких событий не обеспечены и они не могут совершиться.
- В сетевом графике не должно быть замкнутых контуров, т.е. путей, соединяющих некоторое событие с самим собой.
- Если некоторые работы могут быть начаты после частичного выполнения предшествующих им работ, то предшествующую работу следует разбить на части и ввести дополнительное событие, обозначающее завершение соответствующей части работы (рис. 24.6).
- При построении сетевого графика необходимо избегать взаимного пересечения стрелок (рис. 24.7).
Для оценки продолжительности работ сети существуют два подхода к определению этой величины: детерминистический и вероятностный. В первом случае не учитывают случайный характер времени выполнения работы и ее продолжительность оценивают нормативным временем. Во втором случае время выполнения работ сети рассматривают как случайную величину.
Рис. 24.7. Модель правила 5
Расчет и анализ параметров сетевого графика при детерминированном времени выполнения работ. Расчет сетевого графика выполняется для выявления критического пути и резервов времени для работ, расположенных на других путях, и включает в себя следующие операции: расчет наиболее ранних сроков свершения событий (раннее свершение), расчет наиболее поздних сроков свершения событий (позднее свершение ) расчет резервов времени свершения событий Ri.
Определение критического пути в сетевом графике необходимо для того, чтобы выполнить работы, последовательное выполнение которых определяет общий срок окончания работы, и сосредоточить внимание на их своевременном выполнении, поскольку увеличение времени выполнения любой из них приводит к увеличению продолжительности выполнения всего комплекса работ.
Чтобы определить резервы времени работ, не лежащих на критическом пути, для каждой работы сетевого графика рассчитываются следующие величины:
самый ранний из возможных срок начала работы (раннее начало),
самый поздний из допустимых срок начала работы (позднее начало),
;
самый ранний из возможных срок окончания работы (раннее окончание),
;
самый поздний из допустимых срок окончания работы (позднее окончание),
.
При расчете сетевого графика каждый кружок, изображающий событие, делят на четыре сектора (рис. 24.8). В верхнем секторе пишут номер события, в левом - рассчитанное значение t, в правом , в нижнем - резерв времени свершения события Ri.
Расчет наиболее ранних сроков свершения событий проводится в направлении от исходного к завершающему событию. Для исходного события ранний срок его свершения принимается за начало отсчета времени, т.е. — 0 . Для любого другого события сети ранний срок свершения равен длине максимального из путей, ведущих к данному событию от исходного события сети.
Рис. 24.9. Схема для расчетов ранних сроков свершения событий
Если к событию j сети подходит несколько работ с рассчитанными ранее сроками свершения их начальных событий, то ранний срок свершения j -го события есть:
(24.9)
Рассчитаем ранний срок свершения события 6 для фрагмента сети, изображенного на рис. 24.9. К событию 6 от исходного ведут пути:
- 1 — 2 — 4 — 6 продолжительностью L1 = 10 ед.,
- 1 — 2 — 3 — 6 продолжительностью L2 = 7 ед.,
- 1 — 3 — 6 продолжительностью L3 = 6 ед.
Любое событие считается свершившимся лишь в том случае, когда выполнены все работы, входящие в него. Следовательно, событие 6 не может свершиться ранее, чем через 10 ед. времени после начала выполнения работ сети, т.е. = 10 ед.
Практически при расчете ранних сроков свершения событий последовательно переходят из исходного события к событиям, все более от него удаленным. Ранний срок наступления завершающего события определяет продолжительность выполнения всех работ сети.
Поздние сроки свершения событий рассчитывают, последовательно переходя от завершающего события к событиям, все более приближающимся к исходному. Поздний срок свершения завершающего события принимается равным раннему сроку его свершения. В отношении любого другого события наиболее поздним и допустимым является срок, превышение которого вызывает превышение предельного наступления завершающего события.
Другими словами, любое г -е событие должно свершиться в такой срок, чтобы осталось достаточно времени для выполнения всех следующих работ, т.е. оно должно отстоять по времени от завершающего события на величину, не меньшую, чем максимальный из следующих за i -м событием путей.
