автореферат диссертации по энергетике, 05.14.03, диссертация на тему:Разработка физико-статистических моделей надежности оборудования первого контура АЭС с ВВЭР для проектирования

Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской революция энергетический институт

Для служебного пользования экз. №

На правах рукописи

БАЛЙЦКИЯ ГЕРМАН ФЕДОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-СТАТКСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ, ПЕРВОГО КОНТУРА АЭС с ВВЭР для- ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Зпециальность 05.14.03 - Ядерные энергетические установки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

Работа выполнена на кафедре Атомных электростанций Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской революции энергетического института.

Научные руководители -

доктор технических наук профессор Дементьев Б.А.,

кандидат технических наук доцент Нохненко В.А.

Официальные оппоненты - доктор юхничееких наук

Полянин Лев Николаевич ,

кандидат физико-математических наук Корноушенко Е.К.

Вздув;ая организация - Совз&томтехэнэрго

Заз?1та диссертации состоится 1991 г. ъиО час.

в аудитории кафедры АХ на заседании .специализированного Совета К - 053.16.15. Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской революции энергетического института по адресу : Москва, Красноказарменная ул., д. 1?.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ. Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просиы направлять по адресу :

105835, ГСП, Москва, Е - 250, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый Совет МЭИ.

]

Автореферат разослан " ' ' nVWWV 4.1991 г.

Ученый секретарь Совета, у

к.т.н. доцент Горбуров В.И.

ОВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современный этап развития отечественной ато>лной энергетики характеризуется как реконструкцией и строительством новых энергоблоков .АЭС большой моияости, так и пристальным вниманием к проблемам экологии и их решением. Это диалектическое противоречие разрешается повышением требований к обеспечению надежности и безопасности конструкторских решений, процесса технологического изготовления и эксплуатационных режимов АЭС. На перечисленные стадии обеспечения надежности и безопасности АЭС расходуется значительная часть как капиталовложений на новое оборудование, так и текучи эксплуатационных затрат. В этом ряду существенной проблемой остается этап конструирования оборудования, несущий п себе спектр альтернативных решений, часть из которых на практике решается по аналогии, существенная часть на основании действующи ГОСТов к норм. Однако, остаются не тривиальные актуальные проблемы, решение которых выходит за границы установившейся практики при конструировании. В этом кругу проблем разработка физико-статистических моделей надежности оборудования 1-го контура АЭС с ВВЭР занимает свое значительное место.

Проблема количественной оценки величины надежности уникального оборудования 1-го контура ВВЭР, будучи долгое время гносеологической, переходит в плоскость инженернкх расчетов и вычислений. Уникальность изготовления (малые серии) и большие запаси прочности и ресурса, отсутствие полномасштабных испытанйй на долговечность, объективная неполнота статистической информации об эксплуатационной надежности, многообразие динамических режимов эксплуатации определяют сложность, комплексность я актуальность решения сформулированной задачи.

Цель работы:

- разработка методического и алгоритмического аппарата для оптимизации конструкторских и технологических решений по обеспечен™ заданного уровня надежности элементов 1-го контура АЭС на этапе проектирования;

- выбор альтернативного технического решения по критерию величины показателей надежности и ресурса.

Сформулированные цели достигаются путем решения следующих задач:

- проведение логико-смыслового обоснования в использовании рассмотренных методов расчета;

- формулировка и доказательство метода построения оценок надежности на основе оптимальной математической классификации и теории распознавания;

- разработка методики решения задач надежности на примере ГЦТ ВВЗР с позиция теории распознавания;

- рассмотрение ряда вероятностных моделей типа "напряжение-прочность" и методов, служааих базой данных моделей;

- разработка группы методических стандартных проектировочных ре-иений в статике по выбору показателей надежности для интервала силовых нагрузок и моментов;

- построение методики расчета характеристик ресурса элементов первого контура на бале эксплуатационных динамических нагрузок;

- решение обцей проблемы адекватности физических процессов и ото-бражашотх кх математических моделей.

Научная новизна работы заключается

- в постановке и решении применительно к энергетическому оборудованию АХ задачи оптимальной математической классификации и реализации, на ее основе, с помощью интервального эталонного ряда принципа распознавания и прогноза оценок надежности любого (единичного) элемента Г-го контура;

- в использовании параметрических методов анализа многомерных стохастических процессов в области причинно-следственных связей между прочностными свойствами и интегральными оценками надежности для элементов 1-го контура;

- в формулировке и доказательстве принципа адекватности стохастических физико-химических процессов, протекающих при эксплуатации 1-го контура, и отображаавдх указанные процессы алгоритмических моделей.

Практическая ценность. Разработанные методики и алгоритмы используются для обоснования проектных решений при определении требований к надежности элементов 1-го контура, а также при выработке рекомендаций по альтернативный инженерным решениям.

Личное участие автора. Представленные в диссертационной работе результаты получены при непосредственном участии автора. Являясь ответственным исполнителем работы по данной тематике, автор принимал прямое участие в разработке логики

построения и изложения материала, написании и проверке методик и шчзритмов, в проведении и анализе расчетов на ЭВМ, изложении результатов и рекомендаций в научно-исследовательских отчетах, докладах и статьях.

Внедрение. Разработанные при участии автора в рамках диссертации и научно-исследовательских отчетов методические документы были использованы в экспериментальной методике при испытании изделия на надежность в условиях: повышенной температуры, влаадости, водостойкости и вибрация на предприятии п/я А - 1131.

Научная методика применения универсального (для произвольных многомерных стохастических процессов ) принципа адекватности была использована в практических рекомендациях Научного Совета АН СССР по комплексной проблеме "Кибернетика".

Некоторые результаты диссертации использованы автором в учебной работе со студентам кафедры АХ Московского энергетического института.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях МЭИ в 1985 и 1986 годах, на Всесоюзном научно-техническом семинаре Горьяовского политехнического института в 1986 году, на научно-технических семинарах лаборатория 1023 "Надежность и безопасность АЭС" кафедры атомных электростанция на протяжении 1985 -1990 годов, на заседания кафедры-АЭС МЭИ в няне 1990 года.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в вести статьях и пяти научно-исследовательских отчетах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глаз, выводов и библиографического списка из 12? наименований. Работа изложена на 190 страницах, включая 30 рисунков и 20 таблиц.

Автор выкосит на защиту.

1. Методику прогнозирования оценок надежности ГЦТ ВВЗР с помощью методов оптимальной математической классификации я распознавания образов.

2. Методики определения оценок надежности элементов ГЦТ 8ВЭР на базе нетрадиционных моделей "напряжение-прочность".

3. ?&тодкку оценки ресурса ГЦТ при случайных стационарных а квазистационарных динамических нагрузках.

4. Постановку и решение проблемы адекватности стохастических фн-

зкко-химических процессов и отображающих их алгоритмических моделей.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, ее научная новизна и практическая ценность. Коротко описаны цель и содержание диссертации.

Первая глава посвяпена краткому анализу параметрических методов оценки надежности, нашедших свое теоретическое воплощение в работах член-корреспондента АН СССР В.В.' Болотина. Параметрические методы, моделиругопие функцию надежности, нашля свое применение в авиации, космической технике, строительных конструкциях, частично в энергетике.

Подчеркивается важность построения физических функциональных моделей "параметрической" надежности, когда рассчитывают вероятность того,_что параметра состояния 1-го контура не выйдут за границы поля допуска. И в этом плане расчет параметрической надежности суть обычное продолжение инженерных расчетов на этапе проектирования, когда вычисляют напряжения, деформации, переметения, запасы прочности в различных сечениях (например, ГЦТ), выбирая один из многих альтернативных вариантов конструкции. Выделяется мысль о важности отражения в параметрических моделях полей температур, еи-браний, давлений, коррозии, проявляюсихся на этапах изготовления, монтажа и эксплуатации. И в обойм плане, благодаря тому, что отказ может появиться за счет воздействия любого из перечисленных полей, логично применение формулы надежности для так называемых последовательно соединенных элементов системы.

Сформулирована типовая схема методики оценки надежности ГЦТ, состоящая из :

- описания механического элемента и внешних воздействий на него с позиций статистической динамики, теории упругости, теорий теплопроводности, колебаний, коррозии;

- определения вероятностного "поведения" и стационарности взаимодействую оих факторов при случайных воздействиях;

- выбора пространства качества и области допустимых состояний исходя из технико-экономических возможностей и с учетом технологических и эксплуатационных требований;

- расчета функции надежности как дополнения до единицы вероятности случайного выброса за пределы допустимой области.

Заметим, что "вероятности отказа", подсчитываемые для целей

проектирования элемента 1-го контура, не имеют предельной статистической значимости. Они представляют собой лишь сравнительные значения. Эта точка зрения позволяет использовать вероятностные параметрические методы как весьма полезный аппарат для сравнения различных возможных проектных решений.

Вторая глава унрупненно решает задачу нахождения оценок надежности, обращаясь к традиционной характеристике - интенсивности отказов. Используются современные разработки в построении статистических моделей шэгопарамэтрических процессов -методы теории оптимальней классификации и распознавания.

Расчет показателей надежности для вновь проектируемого оборудования проблематичен и, теп более, если оно имеет конструктивные отличия от традиционного. Проблематичность сызшоется отсутствием статистики отказов проектируемого механического оборудования. Использование в этой ситуации рассуждений "г.о аналогии и т.д." не может служить основание« для принятия положительного репения о величине надежности вновь проектируемого оборудования из-за отсутствия численных мер и оценок, выступайних как опора иаучноцу знанию. Как показывают расчеты, рассмотренная в главе методика прогноза надежности может быть эффективно использована в прогнозировании надежности уникального оборудования 1-го контура. Прогноз надежности основывается на решении трех задач :

- проведение оптимальной классификации как методической основы репения проблемы;

- построение процедуры распознавания конструируемого объекта, то есть соотнесение его с полученной структурой групп-эталонов;

- расчет метрики шкалы надежности.

Постановка и алгоритмическая разработка перечисленных задач выполнена на уровне методики. В частности, для первой задачи реализованы : - анализ и формулировка логнко-матеиаткчвеких принципов оптимальной классификации; - алгоритмическая процедура нахождения экстремума критерия качества классификации с реализацией на ЭВМ;

- экспериментальная проверка эффективности оптимальней классификации при нахождении оценок надежное?:! ГЦТ.

Начальный этап классификации - выбор мери, характеризующий сходство (близость) объектов меяду собой. Так как объекты (в данном случае - ГЦТ) рассматривается по числу параметров описания как Л -параметрические векторы в гнпврпростралстве, то мера сходствва должна обладать свойством функция расстояния, т.е. близость в гяпар-

пространстве означает и большее сходство объектов. Использование в работе евклидовой метрики определило выбор меры близости между двумя объектами I и / в виде <Лц. = + ¿Г Схск ~ Ху-к) I1! где ЭСс/с и - значения Л" -ого параметра соответственно у/-ого и у -ого объектов и (О; 1] . Любая ступень классификации

состоит кз конечного множества групп объектов,^/Э ,,,, Л } _

Каждая группа объектов, принадлежащая множеству £ , т.е. группа уэ 1^,...,Л.) может состоять из любого числа объектов

(_р>еЕ£3;^{¡/>лII.. - и/>х. -3) . Величину суммарной близости объектов, вошедших ву0 -ую группу, определяем сг^,-^¡Ессц , здесь ¿,</ еуэ ; £ , причем && - О , если ^ ~ $ или с/3 ~ {1} . Близость объектов внутри классов любой ступени классификации характеризуется показателем внутренней близости в виде сО = У а„/ £ Ср » здесь Ск = * ,если£=/,

причем /уо число объектов, входящих в класс ¿/0 ; Ср - число сочетаний по два из 7у> объектов.

Внешняя близость объектов, принадлежащих к разным классам, характеризует близость любой пары объектов, принадлежащих к разным классам. Если по отношения к классу ^ все не включенные в него объекты на данной ступени классификации условно составляют класс/э=^ч/о то внепжяя близость между объектами классов ^ и / составит :

= 5 ~ •причем 'если ^ з -

а

■I

Показатель внешней близости объектов любой ступени классификации определяется как ¿X! — ¿Г Ct. fi / Р ' Р * причем

Рр — { , если 1у, = Ш , где /Я - число рассматриваемых объектов, а - число объектов, входящее в класс .

Качество классификации зависит от обоих показателей с*> и ОС. Влияние же этих показателей на качество разнонаправленно. Физика показателей внутренней и внешней близости (однородности) выявляет правило: "классификация будет наилучшей, когда разность величин внутренней и внешней мер однородности будет максимальной". Требование наибольшей внутренней близости ьд и наименьшей внешней 2С приводит к критерию группировки объектов в виде функционала

гур*)= Лгаа:[с00?*)-Х(О] 0*

г \ "о / г?* , здесь кв - оптимальный

вариант классификации объектов.

Если число объектов не слишком велико либо и при большом числе

объектов они на 1-ой ступени образуют "компактный" ряд групп, то, как правило, достаточно бывает группировок, полученных на 1-ой ступени. Когда указанные особенности отсутствуют, то строят следу-ките, после 1-ой, ступени иерархической структуры. Тогда объектами классификации являются группы, сформированные на предыдущей ступени. При этом мера близости между парой произвольных: _объектов-клас-сов может быть определена как [1+1* [ хf

где £• - расстояние между центрами тяжести •х^(г1) и х(а) классов Ч и т> . Дальнейшее логико-математическое построение мер близости я критерия группировки аналогично предыдущему.

Множество ГЦТ, у которого интересуюкие нас параметры (марка стали, уровень вибраций, химический состав теплоносителя и т.д.) известны, в соответствии с критерием разбивается на А клас-

сов в пространстве М- параметров. Этот перечень классов образует формируюсую выборку-эталон. Затем для каждого класса, в зависимости от включенных в него объектов, устанавливаются интервальные изменения характеристик объектов.

Исследуемый объект , характеристику надежности которого определяют, поочередно включается в сформированные классы-эталоны. Для каждого варианта включения ОС^ вычисляется значение критерия Р(/?0 ) . Очевидно, что принадлежит классу у®* , ее-

т Р( гпа.оср(К^) • гДе •/> = 1>*>-> л »

поэтому в соответствии с гипотезой компактности значение искомой характеристики ^-т будет находиться в пределах вариации этой характеристики в классе У3» .

Изложенные методические процедуры использованы для оценки надежности ГЦТ с БВЭР-ЮОО, Не обсуждая здесь логику выбора параметров описания и шкалу надежности, укажем, что параметрами описания ГЦТ был выбран перечень : максимальная виброскорость, модуль упругости материала , максимальный подогрев теплоносителя в реакторе, шероховатость внутренней стенки, внутренний диаыетр, максимальное давление теплоносителя, напряжение текучести материала. Рассматривались стали марок 16ГНМ, 12ХМЗ, Ст.20, 12МХ, 10ГН2Ш. Для каждой стали учитывались среднеквадратичесмю отклонения механических свойств, обусловленные технологией. Предохранительная наплавка на внутренней стенке ГЦТ ке учитывалась. Априори предполагаем, что рассмотренное множество из 53 ГЦТ , принадлежащее действующим ■ ВВЭР-ЮОО и экспериментальным установкам, достаточно однородно в смысла технологии производства и монтажа. Данное множество разда-

-ТО-

лилось на четыре класса-зталона, В каждом эталоне интервал характеристик надежности формировался для участков сварных ¡лвов. Показателей надежности, характеризуют! ГЦТ, был выбран средний поток отказов для сварных швов на единицу длины, т.е. УУ = N / Т Ь-са , где М - число отказов на сварных; швах ; Т .- наработка ГЦТ до отказа, ч ; 2.са - общая длина сварного шва на рассматриваемом участке, м . Для ГЦТ с проектируемыми параметрами У= 7,2; Е = 18,0* Ю4 МПа; 30°С; Ъ 15,4 • ТО"6 м; с{ - 0,80 м; р = 16,1 Ша; @т = 187,4 МПа был получен при распознавании максимум критерия ТР (Я * ) для четвертого класса с интервальной оцэнкой надежности ЧЛ/ . Ю"8 (ч-мГ1 равной 35,1 * 27,3 • КГ^ч-мГ1. Выбранная на полученном интервале величина может служить базовой оценкой характеристик надежности представленного проектируемого трубопровода.

Третья глава посвянена постановке и методическому решению задач оценки надежности элементов ГЦТ ВВЭР с помошью моделей "напряжение-прочность", а также моделированию оценки ресурса трубопроводного оборудования ггри случайных квазистационарных динамических нагрузках. Разработанный алгоритмический аппарат использован для нахождения оценок надекност^атрубка 4-ой петли 1-го блока ВВЭР - 440 на Армянской АХ.

Процесс расчета надежности ГЦТ укрушенно представлен следуюго-ми этапами : - проведение предварительного проектирования; - оценивание внешних факторов; - анализ предварительного конструкторского варианта ГЦТ, включая действу»еде на ГЦТ нагрузки с учетом плотностей их распределения; - выбор стали ГЦТ на основании ее физических и химических свойств, а также экономической целесообразности; - построение характеристик прочности выбранной стали и разрушаювдх нагрузок ог физико-химических характеристик стали, геометрической конфигурации, ожидаемых рабочих нагрузок; - описание вероятного совместного воздействия разрушающих нагрузок и прочности ГЦТ.

Благодаря множественности воздействующих на ГЦТ параметров рекомендован наиболее удобный и эффективный подход при решении перечисленных проблем - системный подход, рассматриваюсь ГЦТ как единую систему и характеризующийся тремя разрезами - структурным, функциональным, хронологическим.

Во всех случаях, отраженных в методиках, автор обращается к характеристикам нормального закона распределения, так как практическое использование множества существующих законов распределения, не представляя принципиальных трудностей при расчетах, затемняла -

бы eyir-эство методического решения. Под понятием "прочность" в диссертации понимается способность материма сопротивляться данному виду нагрузки без раэрупения, а под "напряжением" - удельная нагрузка, действующая на рассматриваемый фрагмент ГЦТ. Под нагрузкой понимается.как.механическая нагрузка, так и воздействие физико-химических факторов окружатвей среды, причем напряжение ( или нагрузка) и прочность в об нем случае являются случайными величинами, Если X - множество всех вероятных значений напряжения и У множество всех значений прочности, то вероятность безотказной работы элемента определяется кал^> _ J^J^ (X) j^/" -f (у) с/У J ctX

где J^h и jf}, - плотности распределения вероятностей напряжения и прочности. Определению и вычислении /? для разных законов ра. определения посеяейн материал, аппелируюиий к критерию согласия уС2. Подчас^ (X) и ("У) известны при премировании либо заданы. В случае зависимости напряжения от нескольких случайных величин предлагается использовать аппроксимирующие разложения в ряд Тейлора для расчета матожидания и дисперсии, Далее показало на нескольких примерах, испольэуюших закон Гаусса, применение полученных зависимостей для матожидания и дисперсии в стандартных проектировочных модулях.

Частично материал главы был применен в расчете оценок надежности патрубка 1-го блока 4-ой петли Армянской АсС, в переходной зоне которого в первом слое наплавки (из ЭА - 395/9) были обнаружены точечные протяженные дефекты, расположенные под 45° к оси патрубка. ' Для выяснения причин поверхностного растрескивания был прорэден ряд экспериментальных; работ с целью оценки термонапряженного состояния узла патрубка. Патрубок реактора был подвергнут тензометрированию, в частности, на переходной втулке, в зоне сварных швов между реактором и втулкой, между ГЦТ и втулкой. Гензорезисторы и термопари располагались вдоль образуяжЯ исследуемой зоны. Проведенные измерения позволили получить поле значений напряженно-деформированного состояния узла патрубка в режимах гидроопресовки первого контура давлением 14 ЫПа и температуре 180 г 18б°С, а также при разотрете первого контура и выходе на минимальный контрольный уровень ( Р = 12,4 МПа, ~t = 257°С ).

Максимальные напряжения в период гидроопрессовки были зафиксированы в зоне сварного шва . "патрубок реактора - переходная втулка" и соответствовали в осевом направлении &z =87,6 МПа и в касательном - = 227 МПа. Величина (ог для данного материала

(15Х2;Щ + 04XI9HIIM3 +■ 0XI8HIOT) по техническим условия/л равна 260 МПа. Опираясь на эти значения,расчет оценки надежности для максимальной (Эд. = 227 ¡.Па > Q приводит к величине R = 0,9292 при среднекгадратическсм ( с.к. ) отклонении значения && в 10 /6 и к величине = 0,9984 при с.к. отклонении б 5 1

■ В зоне переходной втулки при гидроопрессовке = 23,0 Ша и = 57,3 !fa, = 225 Ша ( ОХ181ПОГ ), тогда для = 57,3 Ша и среднего квадратического отклонения в 10 % получаем 7? = 0,99995599, при с.к. отклонении в 20 К Я = 0,9998469.

В зоне сварного шва стыка "переходная втулка - трубопровод" при гидрооопрессовке Qr = 63,9 МПа и = 88,8 Ша, = 300 Ша

(составные материалы: OXI8HIOT + 04XI9HIIM3 + 0XI8HI0T), тогда для &¿> = 68,8 МПа и с.к. отклонения в Г0 t получаем /? = 0 , 99999999, при с.к. отклонении в 20 Я /*? = 0, 9995959.

Наконец, при разогреве 1-го контура в переходной втулке 'зафиксированы максимальные величины =42,3 Ша и = 52,8 Ша ; в сварном шве стыка "переходная втулка - трубопровод" имеем аналогично с = 78,7 Ша и б^г = 90,5 Ша. Перечисленные значения приводят к очень высоким оценкам надежности, например, при с.к. отклонении в 10 % R - 0,99999999 . В сварном шве стыка "патрубок реактора - переходная 'втулка" максимальные величины суть = 101,9 Ша, <3¿ = 302,2 Ша, напомним, что здесь <V = 280 Ша. Расчет оценки надежности для = 302,2 Юа при с.к. отклонении в 10 % дает величину R = 0,2956, а при с.к. отклонении в 5 % R = 0,0392. Очевиден отказ в зоне сварного шва между патрубком реактора и переходной втулкой, так как вероятность его появления при последнем условии суть = /— R - 0,9608,

Последняя треть главы посвящена динамике непрерывного воздействия сил и моментов, возникшоаих в процессе эксплуатации я предста-вляюших квазистационарный широкополосный случайный процесс S(t) , В том. спектре напряжений, какой суиэствует при работе ГЦТ благодаря собственно вибрациям, пульсациям давлений и температур, коррозионному фактору, всегда можно выделить основную стационарную и переменную случайную динамическую часть , являющуюся стандартом 5(Т) . Опуская все промежуточные объяснения и выкладки, отметим, что использование спектральных характеристик случайного процесса нагружения трубопровода и получаемых экспериментально параметрических характеристик феноменологической "кривой усталости" материала ГЦТ приводит к формуле ресурса в виде

где - напряжение предела усталости; N/y - условный предел

усталости,-равный для стали XI8K9T 10® f ю' циклов; tu, - котангенс угла наклона кривой усталости, равный для XI8H9T 4 ; Г!; % = /б^ ; У и Р* - табличные статистические функции. Расчет ресурса Т„ по этой формуле обнаруживает разброс значений <10 20 объясняющийся случайной природой параметров кривой усталости » Му , , причем наибольший вклад в разброс привносится величиной . Отметим, что точность вычислений возрастает при экспериментальном вычислении Л/у и для конкретной ста-IIи ГЦТ. При конструкторских прикладных расчетах в первом прибли-(ении достаточно учесть статистические свойства лишь величини . 3 диссертации используется закон Гаусса для распределения G~y и ке-оод Монте-Карло при расчете величин рассеяния ресурса Т„ как функции 6г . Обсу^автся полученные величины матожидания и диспер-

ресурса.

В четвертой главе рассмотрены постановка и ре-иаиие проблемы адекватности физико-химических процессов и отобрана-и)югас их алгоритмических моделей.

Автором коротко рассмотрены современные подходы к решению сформулированной ироблемы,показана их недостаточность для еыеодов об адекватности. Узость параметрических критериев и необходимость бо~ ^©е полно отобразить взаимное соответствие модели и процесса привели автора к необходимости разработки нового и достаточно эффективного метода, учитывающего особенности рассмотренной проблемы, ^словно назовем разработанный метод определения меры адекватности математической модели "интегральны.!", что соответствует как смыслу использованных процедур, так и физике описываемого явления. Сущность любого физико-химического процесса подразумевает наличие стохастики как в стуктуре любой из отракшопих его моделей, так и в тех результатах, какие можно получить с юс томонфю для перечня конкретных параметров. Данное обстоятельство предопределяет выбор аппарата теории случайных функций.

На риунке I автором приведена укрупненная схема оценки адекватности модели указанным методом. Наиболее детально остановимся на расчете интегрального критерия, отнесенного в блок 3, так как расчет, построение и анализ данного критерия послужили отправной точ-

кой для написания четвертой главы.

Информация о моделях и физических; процессах, подле-_каснх оценке на адекватность.

I.

6.

Описание пространства состояний и зон вариации в численных показателях для системы процесс - модель. Сравнительный анализ информации обшэго пространства состояний как мате-матшеских моделей, так и протекающего процесса. Построение условного графического и аналитических аналогов системы процесс -модель.

Уточненная информация о процессе и элементах процесса, подлежащего математическому моделирования.

2.

3.

4.

Разработка группы интегральных параметров.

~ а.

31

Схема Функционирования модели. Расчет интегрального критерия адекватности по каждой из схем состояний системы процесс - модель.

X

X

Определение доверительных оценок интегрального критерия адекватности по каждой из систем процесс—модель,

{ 5. Сравнение интегральных

критериев адекватности

моделей. Свертка кри-

- териев.

Рис. I. Схема оценки адекватности модели .

Пусть над случайной функцией ХС?) , описывавшей динамику физического процесса (здесь не оговариваются обособленно случайные функции, отображающие реальный процесс, и случайные функции, описываяи-'э функционирование математической модели), произведено т независимых наблюдений (разрезов), причем в ка-адом из на-

Выводы по работе

1. Рассмотрены сукествуююте основные и альтернативные методы расчета надежности механического оборудования 1-го контура.

2. Проведено логико-смысловое обоснование использования рассмотренных методов расчета.

3. Сформулирован и обоснован метод построения оценок каде.-чностм на основе оптимальной математической классификации и теории; распознавания.

4. Изложенные логико-математические оптимальные процедуры явились основой для разработки методики решения задач надежности ГЦТ с позиций теории распознавания. Построенная методика апробирована на материале из конкретной проектировочной практики расчета оценок надекности ГЦТ и может служить основой выбора оценок надежности для уникального единичного оборудования ( типа ГЦТ ВВЭР ), статистика отказов которого отсутствует на этапе проектирования.

5. Рассмотрен значительный круг вероятностных .моделей типа "напряжение - прочность" и методы, слунаше базой данных моделей. Модели типа "напряжение - прочность" легли в основу разработки ряда методических решений по выбору показателей наденкости в статике для поля силовых нагрузок и моментов.

6. Построена методика расчета характеристик об сего ресурса Г1ГГ, использугокая эксплуатационные динамические нагрузки. Ка этапе проектирования данная методика позволяет укрупненно оценить качество принимаемых проектных решений.

7. Сформулирован и доказан с позиций теории случайных функций интегральный критерий адекватности, в основу которого положен способ сопоставления пространств реализаций физического процесса и отобрал ею щей его математической модели. На базе разработанного метода поставлена и решена обшая проблема адекватности алгоритмических моделей, описываогда физико-химические процессы 1-го контура, и, следовательно, методик, опираодосся на данные модели.

8. Алгоритмические построения и методы, использованные в качестве базы для разработки трех методик оценки показателей надежности ГЦТ в статике и в динамике, а также четвертая методика оценки адекватности, в основу которой положен разработанный автором математический метод, могут быть использованы в практике прсек-

тирования 1-го контура ВЗЗР. Получаемые- цифровые оценки суть основа как для суждения о собственно надежности конструкции, так и для выявления наилучшей альтернативной конструкции с точки зрения используемых инженерных решений, имеющихся технологий, материалов и капитальных затрат.

9. Изложенные в диссертации алгоритмические модели и методы могут бь:ть, пожмо ГЦТ, применены тс известному оборудованию 1-го контура ВВЭР, как то : корпус реактора, парогенератор, задвижки, главный циркуляционный насос и вспомогательная арматура.

Основное содержание работы изложено в публикациях:

1. Балицкил Г.Ф., Малшгев Б.В. О некоторых методах распознавания объектов на основе многопараметрической классификации // Труды института ЦКШ1АСС / Вып.21.- М.- 1978.- С. 28 - 36.

2. Дементьев Б.А., Еалицкий Г.3>,, Кохненко В.А. Оценка функции механической надежности ЯЗУ на временном интервале // Сборник научных трудов / № 128.- МОИ.- 1987.- С. 128 - 134.

3. Кохненко В.А., Еалицкий Г.ф. Оценка надежности трубопроводов онергетических установок // Сборник научных трудов / № 121, - МЭИ.- Ы.- 1987.- С. 57 -64.

4. Дементьев Б.А., Балицкий Г.Ф., Воробьев Ю.Б. Применение методов математического моделирования при определении надежности механического оборудования АХ // "Теплоэнергетика".- Энерго-атомиздат.- М,- 1988.- С. 15 - 17.

5. Дементьев Б.А., Балицкий Г.Ф., Кохненко В.А. Прогноз характеристик надежности труб большого диаметра при проектировании АЭС // Сборник трудов всесоюзного семинара / ГШ.- Горький.-1986.

6. Дементьев' Б.А., Балицкий Г.Ф., Кохненко В.А., Воробьев Ю.Б,

К вопросу адекватности моделей охрупчивания стали при нейтронном облучении // Сборник научных трудов / № 220.- МЭИ.- М,-1990.- С. 118 - 125.

к iu-WT« Л— <у ' „ JT

п,, Л. _Jj4»»__Ii!___- -

■ T«:iorpjt|)Hrt мэп, Kp*i\ ц(>к;«.»армсчняя, 13.