Введение к работе
Актуальность работы. Одна из главных проблем развивающейся ядерной энергетики состоит в поиске путей повышения надёжности оборудования и уменьшения риска чрезвычайных ситуаций. Оценка и управление риском исследовательских реакторов - важная составляющая этой проблемы. Разработка адекватных математических моделей для оценки риска исследовательских реакторов и проведение оценок с их использованием являются необходимой составляющей как для получения паспорта безопасности этих опасных объектов, так и для принятия решений об их дальнейшем использовании.
При оценке надёжности и риска исследовательских реакторов типовых (ИРТ) встречается множество неопределённостей, которые могут возникать из-за недостатка информации. На практике, как правило, независимо от характера информации, предполагают ее случайный (вероятностный) характер, что обуславливает использование теории вероятностей как базовой теории для оценки риска. При этом, обычно, в силу отсутствия необходимой информации и нетривиальности ее обработки на функциональном уровне используют точечные оценки параметров. Однако не все параметры, характеризующие риск, имеют случайный характер: ряд параметров имеет нечеткую природу. Обработку нечетких переменных целесообразно проводить в рамках нечеткого подхода, с использованием базовой теории нечетких множеств. Резонность подобного подхода к обработке неопределенной информации объясняется и тем, что при этом вычисления проводятся на функциональном уровне, неопределенности входных параметров описываются выбранной функцией, и результатом вычислений также является функция, ширина которой и характеризует неопределенность результата. К сожалению, нечеткий подход еще не нашел заслуживающего развития для задач оценки надежности и риска реакторов вообще и исследовательских реакторов, в частности. Также необходима разработка деревьев отказов для возможных аварийных ситуаций ИРТ с учетом возможных исходных отказов, и оценки частоты отказов элементов и систем ИРТ, для которых отсутствуют литературные данные. Поэтому работы, связанные с разработкой математических
моделей для оценки риска ИРТ, которые позволяют получать адекватные оценки риска, находить проблемные места, принимать меры, повышающие безопасность, являются весьма актуальными.
Целью работы являлась разработка моделей для оценки риска исследовательских реакторов типовых (ИРТ).
Задачи исследования:
проведение поиска статистических данных по частотам отказов элементов ИРТ;
разработка деревьев отказов для оценки частоты отказов элементов и систем ИРТ, для которых отсутствуют статистические данные;
разработка набора деревьев отказов, описывающих сценарии аварийных ситуаций для оценки частоты отказов ИРТ;
разработка нечеткого подхода для оценки частоты отказов ИРТ с использованием деревьев отказов;
выбор операторов для описания логических символов «И» и «ИЛИ» для реализации нечеткого подхода оценки частоты отказов ИРТ с использованием деревьев отказов;
проведение расчетов по оценке частоты отказов ИРТ МИФИ с использованием вероятностного и нечеткого подходов на основе построенных деревьев отказов;
проведение оценки риска максимальной проектной аварии (МПА) ИРТ МИФИ с использованием вероятностного и нечеткого подходов;
проведение оценки риска запроектной аварии ИРТ МИФИ.
Научная новизна работы. На основании проведенных исследований:
сформирована база данных по частотам отказов элементов ИРТ;
разработан набор деревьев отказов, описывающих сценарии аварийных ситуаций ИРТ;
разработан нечеткий подход для оценки частоты отказов ИРТ с использованием деревьев отказов;
предложены операторы для описания логических символов «И» и «ИЛИ» на базе Т-норм и Т-конорм для реализации нечеткого подхода оценки частоты отказов ИРТ с использованием деревьев отказов;
проведены расчеты по частотам возникновения аварий ИРТ МИФИ с использованием вероятностного и нечеткого подходов на основе построенных деревьев отказов;
проведены оценки риска максимальной проектной аварий ИРТ МИФИ с использованием вероятностного и нечеткого подходов;
проведены оценки риска запросктной аварии ИРТ МИФИ.
Практическая значимость. На основании проведенных исследований:
сформирована база данных по частотам отказов элементов ИРТ для расчетов оценки частоты отказов ИРТ с использованием деревьев отказов;
разработан набор деревьев отказов, моделирующих сценарии аварийных ситуаций на базе вероятностного и нечеткого подходов, который позволяет оценивать частоты отказов элементов оборудования и систем ИРТ;
проведены оценки возможности максимальной проектной и запросктной аварий ИРТ МИФИ на основе вероятностного и нечеткого подходов;
проведены оценки рисков максимальной проектной и запросктной аварий ИРТ МИФИ. По полученным результатам определены степень опасности ИРТ МИФИ и возможность сохранения работающего реактора в пределах городской застройки;
результаты работы использованы при подготовке отчета по обоснованию безопасности ИРТ МИФИ и разработке паспорта безопасности НИЯУ МИФИ, который необходим для получения лицензии на продолжение эксплуатации ИРТ МИФИ.
Основные положения, выносимые на защиту:
набор деревьев отказов, описывающих сценарии аварийных ситуаций ИРТ.
результаты анализа и обработки данных по исходным отказам элементов и систем ИРТ МИФИ.
результаты расчета частот отказов элементов ИРТ МИФИ с использованием вероятностного и нечеткого подходов на основе построенных деревьев отказов.
результаты оценки риска максимальной проектной аварии дм ИРТ МИФИ с использованием вероятностного и нечеткого подходов.
результаты оценки риска запроектной аварии для ИРТ МИФИ.
Достоверность полученных результатов обеспечивается сопоставлением результатов оценок частот отказов, полученных расчетным путем, с литературными данными; совпадением результатов расчетов, полученных с использованием вероятностного и нечеткого подходов в части точечных оценок, а также использованием программных продуктов, апробированных при проведении предыдущих расчетов.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа изложена на 178 страницах, содержит 34 рисунка и список цитируемой литературы из 87 наименований.
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных конференциях и семинарах:
Научных сессиях МИФИ 2007,2008,2009 г.г.
XI Международной конференции по безопасности АЭС и подготовке кадров. Обнинск-2007 г.
XII Международной конференция по мягким вычислениям и измерениям -2009 г., г. Санкт-Петербург.
диссертационный совет
по защите докторских и кандидатских диссертаций при ФГУ
«Федеральный медицинский биофизический центр имени
А.И. Бурназяна» Федерального медико-биологического
агентства
Исх. 11-09/44$
0J. ОЧІ-Ґ& Российская государственная
библиотека 101000 г. Москва, ул. Воздвиженка, 3
В соответствии с п.20 Положения о порядке присуждения ученых степеней направляю Вам автореферат диссертации Аунг Тхут Вин.
Приложение: 1. Автореферат- 1 экз.
Ученый секретарь
диссертационного совета ДМ 462.001.02
д-р техн. наук, профессор X\J Б.А. Галушкин
Исп. Чеславлева 8-499-190-37-71
4. XII Международной конференции по безопасности АЭС и подготовке кадров, Обнинск-2009 г.
Личный вклад автора
Автор принимал непосредственное участие в решении задач, изложенных в диссертации, разработал модели и программы для проведения расчетов, проводил расчеты и анализировал результаты.
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 7 работ, перечень которых приведен в конце автореферата.
Похожие диссертации на Разработка моделей для оценки риска аварий исследовательских реакторов типовых (ИРТ)
