Theoretical grounds for the equipment's operability and safety estimations of nuclear power plants with emergent properties taking into account

Олександр В’ячеславович Єфімов; Ю. В. Ромашов

doi:10.15276/opu.2.52.2017.07

Автор(и)

Олександр В’ячеславович Єфімов National Technical University “Kharkiv Politechnical Institute”
Ю. В. Ромашов National Technical University “Kharkiv Politechnical Institute”; V. N. Karazin Kharkiv National University;

DOI:

https://doi.org/10.15276/opu.2.52.2017.07

Ключові слова:

елементи обладнання та технологічні процеси АЕС, зовнішні впливові фактори, синергетичні ефекти, працездатність, міцність, руйнування, надійність, математичні моделі, чисельне інтегрування

Анотація

Обговорюються підходи до оцінки працездатності та безпеки облад-нання АЕС. Метою даної статті є концептуальна розробка підходів, моделей і методів, які роблять можливим отримання оцінки працездатності і безпеки АЕС з урахуванням можливого виникають властивостей цих систем обладнання. Наукова і практична цінність результатів є розробка підходів, моделей методів, які дозволяють отримати оцінки працездатності експлуатації обладнання та безпеки АЕС, беручи до уваги можливі емерджентні властивості, які нехтували в підходах, моделей і методів, добре знаних сьогодні. Розглягуто загальні підходи до побудови математичних моделей відповідального обладнання АЕС, яка з урахуванням взаємодії різних зовнішніх факторів, які можуть призвести до синергетичних ефектів. Основний результат є встановлена мож-ливість математичного моделювання обладнання АЕС у вигляді систем, пов'язані крайової і початково-крайових задач, що дозво-ляє брати до уваги можливі емерджентні властивості. Головний висновок перспективних застосувань методи – дискретизація для чисельного аналізу елементів АЕС. Значення отриманих результатів полягає в розробці теоретичних основ для оцінки працездатно-сті і безпеки АЕС обладнання шляхом з урахуванням можливих емерджентних властивостей.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Олександр В’ячеславович Єфімов, National Technical University “Kharkiv Politechnical Institute”

Єфімов Олександр В’ячеславович, доктор технічних наук, професор, народився 22.04.1953 р. в м. Харкові. В 1976 р. закінчив Харківський політехнічний інститут за спеціальністю турбінобудування, отримав диплом інженера-механіка з відзнакою. З 1976 р. до 1997 р. працював в Інституті проблем машинобудування НАН України (м. Харків) на посадах інженера, молодшого наукового співробітника, старшого наукового співробітника. З 1997 р. до теперішнього часу працює завідувачем кафедри парогенераторобудування Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Кандидатську дисертацію захистив у 1982 р., докторську дисертацію – у 1995 р. Вчене звання професора має з 2001 р.

О.В. Єфімов є автором 156 опублікованих наукових праць, серед яких 3 монографії, 2 підручника та 5 навчальних посібників з грифом МОН України.

Бібліографія

1. Єфімов О.В., Гаркуша Т.А Оценка эффективности тепловых схем энергоблоков по параметрам состояния и надежности оборудования //– Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: НТУ “ХПІ”. – № 1 –2006. – C 72-75.

2. Єфімов О.В., Потаніна Т.В., Меньшикова О.Д., Гаркуша Т.А. „Модель горизонтального парогенератора в структуре имитационной модели энергоблока с ВВЭР-1000” // – Матеріали 2 Міжнародної науково-практичної конференції „Сучасні наукові дослідження-2006”.– Т. 15.– Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2006.

3. Єфімов О.В., Потаніна Т.В., Меньшикова О.Д., Гаркуша Т.А. Алгоритмізація та програмування розрахунку горизонтального парогенератора для імітаційної моделі енергоблоку АЕС з ВВЕР-1000 // – Вісник Національного технічного університету „Львівська політехніка” „Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація”. Збірник наукових праць. – Львів: НТУ „Львівська політехніка”. – 2006.

4. Єфімов О.В., Потаніна Т.В. Разработка имитационной модели энергоблока АЭС с ВВЭР-1000 для решения задач анализа, управления и диагностики // – Сборник трудов конференции «Моделирование-2006».– Киев: Институт проблем моделирования в энергетике им. Г.Е.Пухова НАН Украины.– 2006..

5. Єфімов О.В., Меньшикова Е.Д., Каверцев В.Л., Гаркуша Т.А., Лифшиц В.Д. Математическая модель котла утилизатора // – Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: НТУ “ХПІ”. – № 3 –2006.

6. Єфімов О.В., Потаніна Т.В. Разработка имитационной модели энергоблока АЭС с ВВЭР-1000 для решения задач анализа, управления и диагностики  Енергетика: економіка, технології, екологія - Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”. – Київ. - №2 – 2006. С. 84-91.

7. Єфімов О.В., Потаніна Т.В. Анализ функционирования энергоблока АЭС с реактором ВВЭР-1000 на основе имитационного моделирования  Электронное моделирование – Национальная Академия наук Украины «Институт проблем моделирования в энергетике им. Г.Е. Пухова». – Киев. – Т. 29. №1 – 2007. С.115-120.

8. Потаніна Т.В., Єфімов О.В. Разработка модели влияния изменения параметров теплоносителя и рабочего вещества на паропроизводительность парогенераторов ПГВ-1000 энергоблоков АЭС с ВВЭР-1000  Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск Хімія, хімічна технологія і екологія. – Харків НТУ „ХПІ”. – 2007. – № 9. – С. 60-65.

9. Товажнянський Л.Л., Єфімов О.В., Потаніна Т.В., Гаркуша Т.А. Методи і підходи до створення імітаційної моделі енергоблоку АЕС з ВВЕР-1000 для рішення завдань аналізу, діагностики і оптимального управління // Енергетика та ресурсозбереження – Науковий Вісник Академії наук вищої освіти України. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2007. – № 6. – С.19-33.

10. Єфімов О.В., Шелепов І.Г. Концепція енергозбереження на ТЕС і АЕС шляхом оптимізації низько-потенційних комплексів на основі АСТ // Енергетика та ресурсозбереження – Науковий Вісник Академії наук вищої освіти України. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2007. – № 6. – С.120-140.

11. Єфімов О.В., Потаніна Т.В., Бєлов І.С., Гаркуша Т.А. Применение метода проекции градиента для решения задачи оптимального распределения нагрузок между энергоблоками АЭС  Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: НТУ „ХПІ”, 2008.–№1. С. 89-96.

12. Єфімов О.В., Потаніна Т.В. Математическая постановка задачи оптимального распределения нагрузок между энергоблоками АЭС с ВВЭР-1000  Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: НТУ „ХПІ”, 2008.–№3. С. 40-46.

13. Єфімов О.В., Гончаренко О.Л. Розрахунок температур теплоносіїв в конденсаційних теплоутилізаційних апаратах на основі балансових рівнянь // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск Енергетичні і теплотехнічні процеси і устаткування. – Харків НТУ „ХПІ”. – 2008. – № 6. С. 93-97.

14. Єфімов О.В., Гаркуша Т.А. Основные методические положения расчетов и оптимизации параметров энергоблоков АЭС методами математического моделирования // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск Енергетичні і теплотехнічні процеси і устаткування. – Харків НТУ „ХПІ”. – 2008. – №62. С. 130-133.

15. Єфімов О.В., Пилипенко М.М., Єсипенко Т.О., Каверцев В.Л., Чуян О.О. Методи математичного моделювання і оптимізації параметрів теплоенергетичного устаткування АЕС // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск Системний аналіз управління і інформаційні технології. – Харків НТУ „ХПІ”. – 2008. – № 26. С. 159-165.

16. Єфімов О.В., Гаркуша Т.А. Вплив структурних змін в системі регенерації на показники роботи і надійність енергоблоків АЕС потужністю 1000 МВт // Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: НТУ „ХПІ”.– 2009. – № 1 С. 24-30.

17. О.В. Єфімов, Л.В. Гончаренко, О.Л. Гончаренко Метод розрахунку коефіцієнтів дифузії при конденсації водяної пари з продуктів згоряння газоподібного палива // Енергетика та електрифікація. – 2009. – №3. – С. 18-21.

18. Tatiana Potanina, Aleksander Efimow Symulacyjne modelowanie funkcjonow ania energobloku elektrowni atomowej z reaktrem WWER-1000 // Nauka i studia “Filologiczne nauki Biologiczne nauki Medycyna Techniczne nauki Fizyka Informatyka”. – №2(14)2009. – Przemysl. – Nauka i studia.

19. Tatiana Potanina, Aleksander Efimov Problem of optimal load distribution between power units on the power stations // Motrol “Motorization and power industry in agriculture”. – Lublin 2009.Tom11A.P.25-30.

20. О.В. Єфімов, О.Л. Гончаренко, Л.В. Гончаренко Совершенствование метода теплового расчета конденсационного теплоутилизационного аппарата поверхностного типа, устанавливаемого за котельной установкой // Енергетика: економіка, технології, екологія. – Науковий журнал Національного технічного університету України „Київський політехнічний інститут”. – К НТУУ „КПІ”. – 2009. – № 1. – С. 64-73. 21. О.В. Єфімов, В.Л. Каверцев, Т.А. Гаркуша, О.В. Налізко Комплекс программ для расчета линзовых компенсаторов, применяемых в трубопроводных системах энергетических объектов // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск Енергетичні і теплотехнічні процеси і устаткування. – Харків НТУ „ХПІ”. – 2010. – №2. С. 113-119. 22. О.В. Єфімов, О.Л. Гончаренко Метод теплового расчета конденсационного воздухоподогревателя с циркулирующим промежуточным шарообразным теплоносителем // Энергетика и электрификация – 2010. – №4 С. 24-30.

23. О.В. Єфімов, В.Л. Каверцев, Т.А. Гаркуша Методы и модели автоматизированной диагностики технического состояния оборудования, планирования ремонтов и расчета коэффициентов готовности энергоблоков ТЭС и АЭС // Інтегровані технології та енергозбереження. – Харків: НТУ „ХПІ”. – 2010. №2. С. 61-68. 24. О.В. Єфімов, О.Л. Гончаренко Математическая модель системы «котел-теплоутилизатор» // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. Збірник наукових праць. Тематичний випуск „Інформатика та моделювання”, №14. – Харків НТУ „ХПІ”. – 2010. – №21. С. 76-87. 25. О.В. Єфімов, Т.В. Потаніна Методи автоматизації прийняття рішень при управлінні плануванням ремонтів обладнання енергоблоків ТЕС і АЕС // Вісник Національного технічного університету „Харківський політехнічний інститут”. – Харків НТУ „ХПІ”. – 2010. – №68. С. 87-93.

26. О.В. Єфімов, Т.В. Потаніна Методы и модели автоматизированного распределения нагрузок между энергоблоками АЭС на основе их эксплуатационных характеристик // Ядерна та радіаційна безпека 4(48).2010. – С. 22-25.

27. Aleksandr Yefimov, Aleksandr Goncharenko Thermal design technique for surface-type heat recovery condenser // Motrol, Motorization and power industry in agriculture. – Lublin. – 2010. – V.12C.

Ю. В. Ромашов, National Technical University “Kharkiv Politechnical Institute”; V. N. Karazin Kharkiv National University;

DSc, Assoc. Prof.

Посилання

Johnson, Christopher W. What are emergent properties and how do they affect the engineering of com-plex systems? / Johnson, Christopher W. // Reliability Engineering & System Safety. – 2006. – № 91(12). – P. 1475–1481. DOI:10.1016/j.ress.2006.01.008

Flage, R. Emerging risk – Conceptual definition and a relation to black swan type of events / R. Flage, T. Aven. // Reliability Engineering & System Safety. – 2015. – № 144. – P. 61 – 67. DOI:10.1016/ j.ress.2015.07.008

Дыбач, А.М. Синергия в областях деятельности по обеспечению ядерной безопасности и ядер-ной защищенности АЭС / А.М. Дыбач, И.Я. Кузмяк, А.В. Кухоцкий // Ядерна та радіаційна без-пека. – 2013. – № 4(60). – С. 38 – 41.

Дыбач, А.М. Методологические основы анализа и учета неопределённостей вероятностного анализа безопасности АЭС / А.М. Дыбач // Ядерна та радіаційна безпека. – 2014. – № 4(64). – C. 8 – 16.

Активные зоны ВВЭР для атомных электростанций / В.Д .Шмелев, Ю.Г. Драгунов, В.П. Дени-сов, И.Н. Васильченко. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 220 с.

Ефимов, А. В. Потеря устойчивости и форма возможного изгиба направляющих каналов тепло-выделяющих сборок ядерных реакторов ВВЭР-1000 / А.В. Ефимов, М.В. Максимов, Ю.В. Рома-шов // Ядерна та радіаційна безпека. – 2015. – № 4(68). – C. 14 – 18.

Suzuki, M. Light water reactor fuel analysis code FEMAXI-V (Ver.1). JAERI-Data/Code 2000-030 / M Suzuki. – Tokai: Japan Atomic Energy Research Institute, 2000. – 285 p.

Влияние неопределенности исходных данных на оценку долговечности оболочки твэла при пе-ременном режиме эксплуатации / М.В. Максимов С.Н. Пелых, О.В. Маслов, В.Е. Баскаков // Ядерна та радіаційна безпека. – 2009. – № 2. – С. 13 – 19.

Парогенераторы реакторных установок ВВЭР для атомных электростанций / Б.И. Лукасевич, Н.Б. Трунов, Ю.Г. Дparyнoв, С.Е. Давиденко. – М.: ИКЦ «Академкниrа», 2004. – 391 с.

Morachkovskii, O.K. Continual model of propagation of corrosion cracks for the evaluation of the ser-vice life of structures / O.K. Morachkovskii, Yu.V. Romashov // Materials Science. – 2010. – Vol. 46, № 2. – P. 254 – 259.

Ромашов, Ю.В. Оценка показателей долговечности теплообменных труб парогенераторов АЭС с ВВЭР на основе континуальной модели коррозионного растрескивания / Ю.В. Ромашов // Ядер-на та радіаційна безпека. – 2012. – № 3(55). – С. 16 – 20.

Нормы расчета на прочность элементов оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-002-86). – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 525 с.

Дж. ван Гиг. Прикладная общая теория систем: в 2-х кн. / Гиг Дж. ван – М.: Мир, 1981. – 733 с.

Morachkovskii, O.K. Prediction of the corrosion cracking of structures under the conditions of high-temperature creep / O.K. Morachkovskii, Yu.V. Romashov // Materials Science. – 2011 – Vol. 46, № 5. – P. 613 – 618.

Ромашов, Ю.В. Метод определения ресурса эксплуатации и показателей долговечности элемен-тов конструкций тепловых и ядерных энергоустановок / Ю.В. Ромашов // Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2013. – № 14(988). – С. 62 – 71.

Morachkovskii, O.K. Solving initial-boundary-value creep problems / O.K. Morachkovskii, Yu.V. Ro-mashov // International Applied Mechanics. – 2009. – Vol. 45, № 10. – P. 1061 – 1070.

Андрейків, О.Є. Механіка руйнування та довговічність металевих матеріалів у водневмісних се-редовищах / О.Є. Андрейків, О.В. Гембара; Фізико-механічний ін-т ім. Г.В. Карпенка НАН Укра-їни. – К.: Наук. думка, 2008. – 344 с.

Ромашов, Ю. Узагальнене формулювання та наближене розв'язання задач про лінійно-пружне деформування тіл з рухомими границями для дослідження впливу суцільної корозії / Ю. Рома-шов // Теорія та практика раціонального проектування, виготовлення і експлуатації машинобуді-вних конструкцій: Тези доповідей. – Львів: КІНПАТРІ ЛТД, 2012. – С. 50 – 51.

Butcher, J.C. A history of Runge-Kutta methods / J.C. Butcher //Applied numerical mathematics. – 1996. – Vol. 20. – Р. 247 – 260.

Hoffman, J.D. Numerical Methods for Engineers and Scientists / J.D. Hoffman, S. Frankel. – New York Basel: Marcel Dekker, Inc., 2001. – 825 p.

Fletcher, C.A.J. Computational techniques for fluid dynamics 1 Fundamental and General Techniques / C.A.J. Fletcher. – Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, 1988, 1991. – 404 p.