Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ проблемы оптимизации срока службы атомных станций 10
1.1 Задачи, связанные с продлением срока службы АС 10
1.2 Анализ методических и руководящих материалов по оценке технического состояния и остаточного ресурса элементов ЭБ АС 16
1.3 Основные процессы старения в оборудовании АС 23
1.4 Обзор показателей экономической эффективности 35
1.5 Постановка задачи 46
2 Многокритериальная задача оптимизации срока службы энергоблока АС . 49
2.1 Постановка многокритериальной задачи 49
2.2 Марковская модель эксплуатации 58
2.3 Исходная информация для расчетов 64
2.4 Выводы по второй главе 70
3 Математические модели процессов старения 72
3.1 Математическая модель роста трещин 72
3.2 Разработка математической модели каплеударной эрозии 79
3.3 Расчет характеристик надежности пароводяного оборудования АС в условиях каплеударной эрозии 84
3.4 Систематизация моделей старения материала компонентов АС 94
3.5. Выводы по третьей главе 105
4 Разработка методики расчетов 107
4.1 Порядок оценки эффективности ЭБ АС 107
4.2 Примерный расчет СС ЭБ реактора РБМК-1000 113
4.3 Исследование модели на чувствительность 124
4.4 Выводы по разделу 4 129
Заключение 131
Литература 133
Приложение А - Описание программного комплекса 144
- Анализ методических и руководящих материалов по оценке технического состояния и остаточного ресурса элементов ЭБ АС
- Постановка многокритериальной задачи
- Разработка математической модели каплеударной эрозии
- Порядок оценки эффективности ЭБ АС
Введение к работе
Введение
Проблема останова и вывода из эксплуатации энергоблоков АС является актуальной для атомной энергетики [1,2]. Количество энергоблоков АС со сроком эксплуатации 25 лет и более для восьми ведущих стран, входящих в ассоциацию надзорных органов, составляет 118. По техническим, экологическим, общественно-политическим и др. причинам в настоящее время остановлено 85 блоков со средним сроком эксплуатации 17 лет [3].
На рисунке 1 показаны количество остановленных энергоблоков и средняя продолжительность их эксплуатации. 5 7 9 10 "1 1963 1970 1975 1980 1985 1990 1995 200год а) 20.3 18.8 24.0 24.5 I 1963 1970 1975 1980 1985 1990 1995 200год б)
Вывод энергоблока АС из эксплуатации является дорогостоящей процедурой (в США 200-1200 долл/кВт), поэтому проблема определения сроков службы атомных станций с учетом жизненных циклов их основного оборудования становится все более важной по мере увеличения возраста АС. Возникает вопрос о рациональной схеме принятия решения о сроке вывода АС из эксплуатации, о целесообразности замены какого-либо типа основного оборудования с учетом факторов безопасности и экономичности. Актуальными являются научно-технические и экономические исследования, направленные на обоснование технической возможности и экономической целесообразности эксплуатации энергоблоков АС сверх проектного срока службы как альтернативе выводу из эксплуатации [4-5]. Экономическая целесообразность тех или иных действий оценивается на основании изучения предыстории эксплуатации с учетом ремонтов и замен оборудования, важного с точки зрения безопасности. Безопасность блока должна отражать современные требования и рекомендации и может быть оценена путем проведения ВАБ первого уровня. Процессы старения в материале оборудования ведут к снижению как характеристик надежности этого оборудования, так и общей безопасности. Однако поддержание требуемых характеристик надежности удорожает эксплуатацию. Поэтому весьма актуальными являются исследования, связанные с разработкой метода принятия решения о продлении срока службы, алгоритма и системы поддержки принятия решения о выводе из эксплуатации с оценкой затрат, связанных с ненадежностью оборудования АС.
Этим проблемам в странах, имеющих АС, уделяется большое внимание [1]. В США еще в 80-х годах разработана программа продления ресурса (срока службы оборудования) энергоблоков ТЭС и АС - PLEX (Plant Life Extension). По оценкам EPRI внедрение программ PLEX на энергоблоке ТЭС обходится в 125-625 долл/кВт, а строительство новых блоков - в 1300-1900 долл/кВт. Кроме того, затраты, которые несут блоки при проведении PLEX, компенсируются выгодой из-за возможности дальнейшей эксплуатации блока. Причем выгода значительно превышает затраты.
Определяющую роль при прогнозировании срока службы ЭБ АС играют процессы старения, протекающие в материале оборудования и ограничивающие его ресурс. Основными механизмами, определяющими деградацию свойств металла на АС, считаются:
— охрупчивание металла корпуса реактора под действием нейтронного потока (neutron irradiation embrittlement of Pressure Vessels);
— усталостные повреждения под действием термоциклических и механических нагрузок (fatigue due to cyclic thermal and mechanical stress);
— коррозионное растрескивание со стороны первого контура (primary water stress corrosion cracking);
— термическое старение с охрупчиванием (thermal ageing embrittlement);
— коррозия (corrosion);
— межзеренное коррозионное растрескивание (intergranular corrosion cracking).
Своевременное отслеживание последствий деградации требует проведения мониторинга оборудования во время эксплуатации (on-line monitoring) и широкого использования диагностики, автоматического контроля усталостных нагрузок и т.д.
Эти проблемы рассматриваются в соответствующих программах управления ресурсом. Однако чрезмерный контроль также опасен и может привести к необоснованным экономическим затратам. Поэтому задача оптимизации срока службы блока является актуальной и обоснованной как с технической, так и с и экономической точек зрения.
Анализ технического состояния блоков АС, выработавших назначенный ресурс или приближающихся к нему, свидетельствует о том, что эксплуатация в течение продленного срока службы может быть возможна не только с технической точки зрения, точки зрения надежности и безопасности, но и с экономической точки зрения. Классификация оборудования, важного с точки зрения влияния на безопасность, выполненная в разных странах, развивающих ядерную энергетику, обозначила основные типы оборудования, которые следует учитывать при принятии решения о продлении срока службы. Влияние выбранного оборудования на КИУМ ЭБ обусловлено простоями ЭБ из-за ненадежности оборудования. Одной из основных задач в связи с этим является прогнозирование характеристик надежности оборудования на основе математических моделей процессов старения, ограничивающих ресурс основного оборудования.
Но на работу энергоблока кроме условия безопасности накладывается и условие экономической эффективности эксплуатации. Экономичность производства электроэнергии в значительной степени зависит от времени простоя блока, связанного с проведением профилактики или с устранением причин отказа оборудования АС. С другой стороны, чем чаще профилактика, тем надежнее оборудование, тем меньше затраты на ремонт и восстановление. Поэтому и задача оптимизации срока службы блока, и задача оптимизации срока эксплуатации оборудования являются многокритериальными. Системный подход в постановке многокритериальной задачи оптимизации и разработке математических моделей ее решения является весьма актуальным. Актуальность задачи определяется не только старением первых энергоблоков России и необходимостью принятия решения о продлении их срока службы, но и тем, что каждая задача ПР является задачей индивидуального прогнозирования, поэтому требуется разработать методологию выработки принципа оптимизации, сбора и обработки исходной информации, модификации экономического критерия с учетом экономической обстановки в течение эксплуатации конкретного ЭБ. Поэтому необходимость разработки подходов, методик и алгоритмов постановки и решения задачи оптимизации срока службы ЭБ определяют актуальность настоящей диссертационной работы.
Цель работы - систематизация математических моделей старения металла оборудования АС, разработка математических моделей, описывающих некоторые процессы старения, и расчетных методик прогнозирования характеристик надежности отдельного оборудования и блока в целом, а также апробация разработанных методик в приближенном расчете серийного энергоблока.
Задачами исследования являются:
— постановка многокритериальной задачи оптимизации срока службы энергоблока;
— разработка математической модели оценки сроков службы отдельного оборудования и блока в целом;
— систематизация математических моделей старения металла оборудования АС;
— разработка математических моделей некоторых процессов старения.
Методами исследования являются:
— системный анализ повышения эффективности сложных технических систем;
— методы вероятностного прогнозирования надежности и анализ физических процессов при построении моделей старения материала оборудования АС;
— статистические методы обработки экспериментальных и
эксплуатационных данных по отказам. Основные положения, выносимые автором на защиту:
1. Систематизация процессов старения основного оборудования АС.
2. Математическая модель каплеударной эрозии гибов трубопроводов с двухфазным теплоносителем.
3. Методика расчета времени до разрушения при некоторых процессах старения (ЭКИ, рост трещин, учет характеристик метода контроля).
4. Методика прогнозирования ресурса оборудования энергоблока.
Достоверность научных положений и выводов. Достоверность оценок
определяется полнотой используемых для прогнозирования математических моделей, степенью определенности параметров и точностью (устойчивостью) статистических оценок характеристик надежности по эксплуатационным данным, совпадением отдельных результатов расчетов ресурса оборудования с аналогичными результатами других исследователей и данными по эксплуатации оборудования ЭБ.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Разработан системный подход к оптимизации срока службы энергоблока, принимающий во внимание техническое состояние оборудования с учетом процессов старения материала, требования по безопасности и экономической эффективности эксплуатации.
2. Предложен новый алгоритмический подход к оценке характеристик надежности трубопроводов в условиях роста трещин с использованием характеристик метода неразрушающего контроля дефектов.
3. Разработана новая модель прогнозирования ресурса гибов паропроводов с двухфазной средой в условиях каплеударной эрозии.
4. Разработана марковская модель оценки срока службы отдельного оборудования и блока в целом, приведен приближенный расчет ресурса оборудования ЭБ РБМК-1000.
-9 Практическая значимость работы состоит в следующем:
1. Разработанные теоретические модели доведены до инженерных методик с соответствующей программной реализацией, что позволяет проводить вариантные расчеты с изменением параметров эксплуатации. Проведены расчеты характеристик надежности и ресурса оборудования, для которого рассматриваемый процесс старения является определяющим.
2. Разработанная методика оценки срока службы ЭБ позволяет решить многокритериальную задачу с различными целевыми функциями экономического критерия: самоокупаемости блока или получения максимальной прибыли, - и может быть использована на различных этапах жизненного цикла ЭБ - проектирования, управления ресурсом, продления эксплуатации.
Личный вклад автора
Автор самостоятельно провел настоящее исследование - от обзора литературы по проблеме до написания методик, выводов формул и анализу литературных данных, обзору показателей эффективности и систематизации процессов старения, написании программ расчета и анализу результатов, подготовке публикаций, отчетов и выступлений с докладами на конференциях и семинарах. Автором лично получены формулы для учета влияния метода неразрушающего контроля на начальное распределение дефектов в материале оборудования. Проведено исследование срока службы ЭБ РБМК-1000 с учетом вклада от ненадежности различного оборудования и точности параметров. Проведен расчет и исследование ресурса паропровода насыщенного пара и ПВД с помощью разработанной математической модели каплеударной эрозии.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались диссертантом на международных конференциях: «Энергетика-3000» Обнинск, 16-20 октября 2000; VII международной конференции «Безопасность АЭС и подготовка кадров», Обнинск, 8-11 октября 2001 г.; международной конференции «Контроль и диагностика трубопроводов», Москва, 21-26 мая 2001 г.
Анализ методических и руководящих материалов по оценке технического состояния и остаточного ресурса элементов ЭБ АС
Следуя рекомендациям МАГАТЭ [7,8,16], безопасность определяется текущим техническим состоянием энергоблока. Для российской практики соответствующие критерии безопасности или их диапазоны должны приниматься совместными решениями органов федерального управления и надзора за ядерной безопасностью с учетом отчислений на страхование от ядерного ущерба и специфики регионов размещения энергоблоков [17].
В России сегодня эксплуатируются 29 ядерных энергоблоков общей установленной электрической мощностью 21,2 ГВт. В их числе 13 энергоблоков с реакторами типа ВВЭР, 11 энергоблоков с реакторами типа РБМК, 4 энергоблока типа ЭГП Билибинской АТЭЦ с канальными водографитовыми реакторами и один энергоблок на быстрых нейтронах БН-600. Россия имеет уникальный опыт эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах - БН-350 и БН-600 (безаварийная работа в течение 20 лет).
Продолжается эксплуатация в режиме энергообеспечения канальных уран-графитовых промышленных реакторов в г. Северске (Сибирская АЭС) и г. Железногорске. На стадии высокой степени достройки находятся 5 энергоблоков: на Ростовской АЭС два блока с ВВЭР-1000, на Калининской АЭС ВВЭР-1000, на Балаковской АЭС ВВЭР-1000 и на Курской АЭС РБМК-1000.
В 1999 г. АС России только за счёт увеличения КИУМ выработали на 16 % больше электроэнергии, чем в 1998 г. - 120 млрд. кВт-ч.
В нашей стране разработка элементов управления сроком службы началась в начале 90-х годов, однако полной концепции как официального документа, объединяющего в единый непрерывный процесс весь жизненный цикл от создания до вывода из эксплуатации объектов (в качестве базового концептуального подхода на стратегическую перспективу), - только в 1998 г [18, 19]. С точки зрения жизненного цикла АС эксплуатация является наиболее важным и содержательным этапом, оправдывающим все предшествующие и оплачивающим последующие этапы. Именно эксплуатация АС обеспечивает не только получение прибыли, но и средств на покрытие эксплуатационных расходов, поддержание безопасности, последующий вывод из эксплуатации АС, а также создание замещающих мощностей.
В связи с этим представляет большой интерес анализ опыта, накопленного странами с развитой ядерной энергетикой в подходе к решению указанных проблем к концу 20 века. Опыт других стран с развитой ядерной энергетикой США, Франция, Великобритания, Германия по разным причинам не планируют строительство новых блоков и готовятся к процессу продолжения эксплуатации АС. В отличие от них Япония, Китай и некоторые другие страны юго-восточной Азии строят новые энергоблоки, что не мешает им обращать особое внимание на эффективность эксплуатации действующих блоков, и это с очевидностью ведет к значительным (более 50 лет) срокам их эксплуатации. В Канаде, Корее и России назначенный срок службы энергоблока АС составляет 30 лет, и ведутся работы по подготовке к продолжению эксплуатации сверх этого срока. Аналогичная ситуация в Германии, Швеции и Испании, но назначенный срок службы составляет 40 лет. Франция, Великобритания и Япония не имеют ограничения на срок службы своих блоков, но с периодичностью в 10 лет должны подтверждать безопасность дальнейшей эксплуатации каждого блока.
В США в редакции Кода ASME 1995 г. предусматривается возможность подтверждения лицензии после 40 лет эксплуатации на 20 лет, т.е. до 60 лет с момента получения первого разрешения на эксплуатацию.
Первый построенный компанией EDF реактор типа PWR (900 МВт эл.) был принят в эксплуатацию около 20 лет назад. Работающие в настоящее время блоки PWR относительно молоды: средний возраст 34-х блоков мощностью 900 МВт (эл.) составляет 18 лет, а 12 блоков мощностью 1300 МВт (эл.) - 12 лет. Эти блоки в данное время амортизированы почти на 50 процентов и представляют собой финансовые инвестиции национального значения (доля этих блоков в производстве электроэнергии превышает 80 процентов). Чтобы обеспечить долгосрочную поддержку важных показателей их работы (безопасность, эксплуатационная готовность, экономичность, экологические показатели), эксплуатировать блоки в течение всего проектного срока службы в 40 лет (за исключением тех случаев, когда это по весомым причинам не имеет смысла) и укреплять приемлемость ядерной энергетики в общественном мнении, необходимо управлять действующими АЭС.
Финансовые ставки, связанные с обеспечением заявленного или превышающего его срока службы АЭС, очень высоки: так, продление срока службы на 10 лет отодвигает по времени демонтаж и восстановление площадки, что снижает их стоимость на несколько десятков миллиардов франков. Кроме того, каждый дополнительный год эксплуатации блока мощностью 900 МВт (эл.) может дать экономию около 500 млн. франков в год за счет отсрочки новых инвестиций в замещающие энергетические мощности (при условии, что стоимость обслуживания станции при этом не становится чрезмерной) [4].
Срок службы АЭС определяют три главных фактора: — нормальный износ (старение) ее компонентов и систем, зависящий в том числе от времени и условий их работы, а также от качества обслуживания; — уровень безопасности, который должен соответствовать регламентированным требованиям по безопасности и может измениться в зависимости от изменений норм и правил; — конкурентоспособность, которая должна оставаться достаточной при сравнении с другими способами производства энергии. В этом контексте достижение 40-летнего срока службы зависит, прежде всего, от управления степенью безопасности и от технико-экономических показателей. С технической точки зрения задачей является изучение процессов старения и внедрение соответствующих мер для поддержания эксплуатационных показателей на необходимом уровне. Этой цели посвящено принятие программы КОПУР (Контроль, Оценка, Прогнозирование и Управление Ресурсными характеристиками элементов). Методология Контроля, Оценки, Прогнозирования и Управления Ресурсными характеристиками элементов (КОПУР) рассмотрена в РД-ЭО-0039-95 [20]. Здесь приведены основные термины и определения, рассмотрены основные принципы КОПУР; требования к составлению перечня оборудования, к периодичности проведения КОПУР, к перечню основных работ; рассмотрены возможные пути управления ресурсными характеристиками: техническое обслуживание, ремонт, замену элементов или их составных частей, модернизацию, изменение (смягчение) условий эксплуатации, переназначение показателей долговечности или ресурсных характеристик. Однако данная работа является методологической по сути и, к сожалению, не содержит конкретных оценочных методик.
Постановка многокритериальной задачи
В настоящее время срок работы блока определяется лицензией, выдаваемой Госатомнадзором. В нашей стране лицензия на работу энергоблока АС выдается на 30 календарных лет [80]. По окончании лицензии блок останавливается, и для продолжения работы требуется новая лицензия, для получения которой нужно подтвердить необходимый уровень безопасности работы блока. Вторая лицензия выдается сроком на 10 лет.
Но на работу энергоблока кроме условия безопасности накладываются и другие условия, такие, например, как экономическая эффективность работы. Это также должно быть учтено при определении оптимального времени останова блока [4,6,61,81].
Экономичность производства электроэнергии в значительной степени зависит от времени простоя блока, связанного с проведением профилактики или с устранением причин отказа оборудования АС. С другой стороны, чем чаще профилактика, тем надежнее оборудование, тем меньше затраты на ремонт и восстановление. Поэтому и задача оптимизации срока службы блока, и задача оптимизации срока эксплуатации оборудования являются существенно многокритериальными.
Итак, лингвистическая постановка задачи оценки момента прекращения эксплуатации ЭБ следующая: — Работа энергоблока должна быть как можно более безопасной; — Интегральный экономический эффект эксплуатации энергоблока должен быть неотрицательным; — Срок службы энергоблока должен быть как можно больше. Поставленная многокритериальная задача оценки срока службы может быть решена как однокритериальная - срок службы энергоблока должен быть как можно больше, - при ограничениях на выполнение условий безопасности и экономической эффективности. Традиционная постановка задачи принятия решения предполагает наличие множества альтернатив Q и принципа оптимальности ОП, с помощью которого осуществляется оптимальный выбор. Тогда Q0cQ, где Q0 - множество решений, оптимальных с точки зрения ОП. В данной задаче принятия решения о ПСС в качестве множества альтернатив Q следует рассматривать сроки эксплуатации энергоблока. Тогда в качестве принципов оптимальности будем рассматривать два принципа: экономическую целесообразность и требования по безопасности ЭБ [82]. Оба этих критерия являются конкурирующими, т.к. одного можно достичь только за счет другого. Поэтому задача должна рассматриваться как многокритериальная. В поставленной задаче в качестве целевой функции логично использовать срок службы энергоблока, а требования по безопасности и экономическую целесообразность выразить в виде ограничений [83]. Примем следующие обозначения: Срок службы энергоблока обозначим как Т; Тогда целевую функцию fi определим как Т-»тах; Q(T)= f2(T) - целевая функция безопасности, - Q(T) QN; С(Т) = f3(T) - целевая функция экономической эффективности, - С(Т) 0; Тогда математическая постановка задачи выбора будет выглядеть следующим образом: Здесь Q(T) - уровень безопасности энергоблока, выражается числом инцидентов в год, и в общем случае зависит от времени; QN - нормативный уровень безопасности; С(Т) - функция стоимости эксплуатации энергоблока. Для решения задачи нужно получить две функции - функцию безопасности Q(t) и функцию стоимости эксплуатации C(t). При такой постановке задачи можно оценивать срок службы по каждому из ограничений и в качестве решения взять T=min(Tsaf, Tec0n). Экономические критерий принятия решения «продление срока службы -вывод из эксплуатации» определяется ежегодными затратами на содержание АС, модернизацию и замену оборудования, и количеством выработанной за этот период электроэнергии. При этом гарантирование надлежащих условий безопасности является абсолютным требованием при эксплуатации любой АС независимо от ее возраста. Эти базовые постулаты легли в основу выбора критерия. Расчет экономической эффективности, как правило, базировался на использовании методологии приведенных затрат. Однако важной методологической проблемой теории приведенных затрат является учет разновременности затрат и результатов. В этом смысле введение такого показателя как ЧДД (чистый дисконтированный доход, NPV - net present value -чистая приведенная стоимость) в качестве оптимизационного критерия является вполне логичным и методически обоснованным [61, 81, 83]. Этот интегральный критерий осуществляет соизмерение разновременных показателей путем дисконтирования:
Этот критерий учитывает как экономическую, так и техническую составляющие. Являясь интегральным, т.е. учитывающим всю историю эксплуатации блока, ЧДД отражает истинное соотношение между вложениями в производство электроэнергии (затратами) и стоимостью произведенной электроэнергии (результатом).
Разработка математической модели каплеударной эрозии
Как следует из таблицы 16, 95%-ный ресурс ПВД 6 составляет приблизительно 66,7 тыс. часов. Основной причиной выхода из строя является повреждение ПСТЭ в зоне входа пара. Анализ данных повреждаемости [108] показывает, что износ змеевиков ПВД начинает проявляться при 45-50 тыс. ч эксплуатации, а их замены происходят при наработках от 70 до 100 тыс. ч. 2) Изменение параметра а (см. схему ПВД), как и следовало ожидать, привело к улучшению ресурсных характеристик оборудования. При а=150 мм 95%-ный ресурс ПВД 6 увеличился до 93,1 тыс.часов (в 1.5 раза). Для ПВД 7 и 8 (116,7—173; 172,7—325,1) - тоже примерно в 1,5 раза. При а=180 мм 95%-ный ресурс ПВД 6 равен 95,4 тыс.ч, для ПВД 7 - 267 тыс.ч и для ПВД 8 - 325 тыс.ч. Поскольку 40 лет эксплуатации - это 350,4 тыс.ч, то ПВД 8 при продлении срока службы до 40 лет даже не понадобится замена. Ремонт ПВД 7 и ПВД 6 неизбежен. 3) Надежность ПНП достаточно высокая, что подтверждается расчетами работы [10], где ресурс гибов таких паропроводов оценивается в 30-40 лет на основании прогноза изменения толщины гиба до предельного, рассчитанного по Нормам, значения 5,18 мм. 95%-ный ресурс при этом составляет примерно 36 лет. Полученный по разработанной методике результат - 30,4 года (95%-ный ресурс). 3.4 Систематизация моделей старения материала компонентов АС Старение оборудования АС проявляется в снижении КИУМ в силу различных причин. Согласно действующему регламенту ремонтного обслуживания АС с оборудованием различного типа [114] максимальное значение КИУМа с коэффициентом, учитывающим вероятность отказов оборудования (кнор) [115], определяется как КИУМ=(1-кппр)(1- кнор)100%, где knnp=:t/T - коэффициент недовыработки электроэнергии вследствие нахождения энергоблока в плановом ремонте; кнор - предусмотренный нормативными документами поправочный коэффициент, учитывающий вероятность непланового снижения мощности вследствие отказов в работе оборудования; t - длительность плановых ремонтов в текущем году в соответствии с регламентом ремонтного обслуживания, календарных суток; Т - число календарных суток в текущем году. Однако реальная практика эксплуатации показывает, что фактические значения КИУМ могут быть существенно ниже. И объективной мерой с ростом возраста АС будет увеличение продолжительности ремонтов как следствие физического старения оборудования. На рисунке 29 показана зависимость недовыработки электроэнергии по причине простоя в ППР от возраста энергоблока (140 реакторо-лет эксплуатации ВВЭР-1000 с 1989 по 2001 г.г.) [84]. Эмпирические данные хорошо описываются зависимостью кппр =0,321 - 0,lexp(/6) - 0,lexp(/17), (16) где t - год эксплуатации. Отсюда следует вывод о том, что проектный КИУМ не может использоваться при контроле работы АС, а также при технико-экономическом обосновании новых проектов АС. Т.е. при решении таких задач необходимо использовать либо информацию о реальной эксплуатации блока (см. формулу 16), либо ориентироваться на характеристики надежности оборудования АС, влияющего на недовыработку электроэнергии. Именно такой подход реализован в разработанной модели, связывающей стоимость эксплуатации с ненадежностью оборудования. Важный вопрос, связанный с прогнозом ресурсных характеристик оборудования, касается закона распределения наработки на отказ или наработки до отказа (для невосстанавливаемых компонентов). Обычно применяемый для упрощения задачи экспоненциальный закон распределения описывает надежность нестареющих объектов. Это приводит к тому, что невозможно определить момент времени, после которого эксплуатация ЭБ окажется небезопасной. Обосновать сроки ремонта можно, только используя информацию о степени повреждения металла оборудования в процессе эксплуатации. А это можно сделать, только имея математическую модель процесса старения металла оборудования. В этом разделе приведены некоторые подробные математические модели процессов старения, характерные для основного оборудования АС.
В работе [95] рассматриваются вопросы оценки остаточного ресурса элементов трубопроводов, коллекторов и др., подверженных в течение эксплуатации трещинообразованию, и отмечается, что любой элемент может стать критическим по образованию трещины либо из-за непроектного нагружения (вибрация, защемление), либо из-за ухудшения несущей способности металла (коррозия, эрозия, образование и развитие дефектов), либо из-за того и другого одновременно. Как правило, оценка прочности определяется сравнением либо с предельным напряжением для металла, либо с накоплением повреждений в металле оборудования [51]. Предлагаемый подход состоит в последовательном усечении функции распределения времени до отказа в конце каждого цикла нагружения. Т.е. если объект не отказал до момента времени Tg, то его усеченная функция распределения будет равна
Порядок оценки эффективности ЭБ АС
Оптимизация срока службы блока АС относится к классу задач выбора инвестиционных проектов. В соответствии с классификацией, данной в рекомендациях, сравниваемые варианты структуры блока АС являются взаимоисключающими (альтернативными проектами). Проекты называются альтернативными, если осуществление одного из них делает невозможным или нецелесообразным осуществление остальных. Чаще всего (но не всегда) альтернативными являются проекты, служащие достижению одной той же цели. Каждый из альтернативных проектов должен рассматриваться самостоятельно. Эффект от его осуществления определяется без связи с другими проектами.
В рекомендациях подчёркивается, что при наличии нескольких альтернативных проектов наиболее эффективным из них считается тот, который обеспечивает максимальное значение ожидаемого чистого дисконтированного дохода (ЧДЦ), и это значение - неотрицательно.
Расчётный период и разбиение его на шаги Эффективность инвестиционного проекта оценивается в течение расчётного периода. Расчётный период должен охватывать весь жизненный цикл разработки и реализации проекта вплоть до его прекращения. Начало расчётного периода рекомендуется определять в задании на расчёт эффективности инвестиционного проекта, например, как дату начала вложения средств в проектно-изыскательские работы. При необходимости в конце расчётного периода предусматривается ликвидация сооружённых объектов. В нашем случае момент прекращения проекта получается как решение многокритериальной задачи с учетом экономической составляющей и технического состояния определяющей части оборудования блока АС. Расчётный период разбивается на шаги. Шаги расчёта определяются их номерами. Время в расчётном периоде измеряется в годах или долях года и отсчитывается от фиксированного момента tg=0, принятого за базовый (обычно из соображений удобства в качестве базового принимается момент начала или конца нулевого шага; при сравнении нескольких проектов базовый момент для них рекомендуется выбирать одним и тем же). В тех случаях, когда базовым является начало нулевого шага, момент начала шага с номером m обозначается через tm; если же базовым моментом является конец нулевого шага, через tm обозначается конец шага с номером #и. Продолжительность разных шагов может быть различной. При разбиении расчётного периода на шаги следует учитывать (см. стр.90): — цель расчёта (оценка различных видов эффективности, реализуемости, мониторинг проекта с целью осуществления финансового управления и т.д.); — продолжительность различных фаз жизненного цикла проекта. В частности, целесообразно, чтобы моменты завершения строительства объектов или основных этапов такого строительства, моменты завершения освоения вводимых производственных мощностей, моменты начала производства основных видов продукции, моменты замены основных средств и т.п. совпадали с концами соответствующих шагов, что позволит проверить финансовую реализуемость проекта на отдельных этапах его реализации; — неравномерность денежных поступлений и затрат (в том числе сезонность производства); — периодичность финансирования проекта. Шаг расчёта рекомендуется выбирать таким, чтобы получение и возврат кредитов, а также процентные платежи приходились на его начало и конец; — условия финансирования (соотношение собственных и заёмных средств, величину и периодичность выплаты процентов за кредиты и лизинг). В частности, моменты получения разных траншей кредита, выплат основного долга и процентов по нему желательно совмещать с концами шагов; — «обозримость» выходных таблиц, удобство оценки человеком выходной информации; — изменение цен в течение шага вследствие инфляции и других причин. Желательно, чтобы в течение шага расчёта цены изменялись не больше чем на 5-10%. Отрезки времени, где прогнозируются высокие темпы инфляции, рекомендуется разбивать на более мелкие шаги. Исходя из обозримости выходных таблиц и удобства оценки человеком выходной информации и учитывая относительно высокую и переменную во времени инфляцию, в данной задаче представляется целесообразным принять шаг расчёта 0.5 года или 1 год. Норма дисконта Основным экономическим нормативом, используемым при дисконтировании, является норма дисконта (), выражаемая в долях единицы или в процентах в год. Норма дисконта является экзогенно задаваемым экономическим нормативом. В отдельных случаях значение нормы дисконта может выбираться по-разному для разных шагов расчёта (переменная норма дисконта). Это может быть целесообразно в случаях: — переменного во времени риска; — переменной по времени структуры капитала при оценке коммерческой эффективности инвестиционного проекта. Безрисковая, коммерческая норма дисконта, используемая для оценки коммерческой эффективности проекта в целом, может устанавливаться в соответствии с требованиями к минимально допустимой будущей доходности вкладываемых средств. Последняя определяется в зависимости от депозитных ставок банков первой категории надёжности (после исключения инфляции), а также (в перспективе) от ставки LIBOR по годовым еврокредитам, освобождённой от инфляционной составляющей (практически 4-6%). Ставка LIBOR (London Interbank Offered Rate) - годовая процентная ставка, принятая на Лондонском рынке банками первой категории для оплаты их взаимных кредитов в различных видах валют и на различные сроки. Таким образом, норма дисконта в данной задаче может быть установлена на уровне 0.04-0.06. Однако проведение вариативных расчетов возможно и при более высоких значениях нормы дисконта, например, 0.1-0.16. Схема расчёта капитальных и текущих затрат по альтернативному варианту Схема и порядок расчета капитальных и текущих затрат приведены в таблицах 21 и 22 соответственно.
![Научное обоснование и разработка модели прогнозирования исходов болезней системы кровообращения на уровне популяции на основании оценки индивидуального риска [Электронный ресурс]](/i/i/4472/168245.png "Научное обоснование и разработка модели прогнозирования исходов болезней системы кровообращения на уровне популяции на основании оценки индивидуального риска [Электронный ресурс] Леонов Николай Вячеславович")
![Разработка методов, моделей и алгоритмов прогнозирования и донозологической диагностики кожных болезней, имеющих представительство на проекционных зонах, с использованием нечеткой логики принятия решений и рефлексодиагностики [Электронный ресурс]](/i/i/4381/168311.png "Разработка методов, моделей и алгоритмов прогнозирования и донозологической диагностики кожных болезней, имеющих представительство на проекционных зонах, с использованием нечеткой логики принятия решений и рефлексодиагностики [Электронный ресурс] Ходеев Денис Владимирович")
