Авария на Саяно-Шушенской ГЭС-причины

Бикол
Комментарии к публикациям в СМИ:

1. http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=1226173&ThemesID=1148
Глава Ростехнадзора Николай Кутьин заявил на пресс-конференции 25 августа, что основная версия причины катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС – это выход на запредельные режимы работы гидроагрегата № 2. Кутьин отметил, что есть данные о некорректной работе автоматической системы управления агрегата. Глава Ростехнадзора подчеркнул, что версии о гидроударе или внешнем воздействии не подтверждаются.

1.1. АВАРИЯ НА САЯНО-ШУШЕНСКОЙ ГЭС
Уважаемые дамы и господа!
Разрешите предложить Вашему вниманию версию аварии на Саяно-Шушенской ГЭС основанной на сведениях, полученных из СМИ и из Интернета.
Полагаю,что авария развивалась в следующей последовательности:
1. Вышел из строя направляющий подшипник гидротурбины (причины отказов направляющих подшипников гидротурбин широко известны специалистам).
2. Один из ободьев щелевого уплотнения (может быть оба одновременно) вступил в непосредственный контакт с соответствующим уплотнительным кольцом, жёстко закреплённым к неподвижным конструктивным элементам гидротурбины;
3. Вследствие контакта вращающегося рабочего колеса с неподвижным уплотняющим кольцом возник интенсивный местный нагрев, расплавление и последующее жесткое соединение (сварка трением) рабочего колеса с неподвижными деталями.
4. В результате, крепёжные элементы, закрепляющие крышку к статору гидротурбины, оказались под воздействием так называемого момента торможения турбины + „момента количества движения вращающегося ротора гидроагрегата“+ „момента от электромагнитных сил, удерживающих включённый гидроагрегат в сети“.
5. Под воздействием суммарного крутящего момента крышка турбины с „приваренным“ к ней рабочим колесом , срезала , крепёжные элементы рассчитываемые, как правило, на восприятие осевой нагрузки, и , таким образом крышка турбины вместе с опорным конусом и ротором гидрогенератора получила возможность осевого перемещения вдоль оси гидроагрегата.
6. Элементарный расчёт показывает, что в случае аварийного разрушения крепёжных деталей, жёстко закрепляющих крышку к статору гидротурбины, величина осевой гидравлической силы, возникающей от давления потока, воздействующего на мидель крышки гидротурбины, вполне достаточна , чтобы кратковременно поднять ротор гидроагрегат вверх вертикально и чтобы гидроагрегат весом „полторы тысячи тонн“ летал и вращался, как „мячик“, в мощной струе потока воды, вырвавшегося из спиральной камеры в шахту гидроагрегата и, за считанные секунды, затопившего здание ГЭС, со всеми „вытекающими“ отсюда последствиями...
БИКОЛ
26.08.09

1.2. Re: АВАРИЯ НА САЯНО-ШУШЕНСКОЙ ГЭС
Уточнение редакции изложения п.п 4 и 5 комментария:
В связи с публикациями в сети Интернет, в частности, на сайте (http://forums.drom.ru/hakasiya/t1151239745.html), многочисленных фотоматериалов о разрушении узлов и деталей гидроагрегата №2 СШГЭС, считаю необходимым внести некоторые уточнения в п.п. 4 и 5 комментария, расположенного выше, и изложить их в следующей редакции:

-2-

4. В результате, крышка и рабочее колесо гидротурбины оказались под одновременным воздействием аварийного давления Pavar и так называемых „момента торможения турбины“, „момента количества движения вращающегося ротора гидроагрегата“, „момента от электромагнитных сил, удерживающих включённый гидроагрегат в сети“.
5. Под воздействием аварийного давления Pavar и суммарного крутящего момента были разрушены шпильки крепления крышки к статору турбины и сломаны верхние цапфы лопаток направляющего аппарата (см. http://bikol.narod.ru/turb-avar.jpg) .
6. Далее по тексту упомянутого комментария...
БИКОЛ
23.10.2009

2. http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=1239386
Правительственная комиссия по ликвидации последствий аварии на Саяно-Шушенской ГЭС (СШГЭС) обсудила причины аварии, в которой погибло 75 человек. Как стало известно "Ъ", причины чисто технические — плохие крепления крышки второго гидроагрегата. Вице-премьер Игорь Сечин назвал и виновников аварии. Все они — сотрудники и руководители станции. Топ-менеджеры "РусГидро", которой принадлежит ГЭС, пока сохраняют свои посты.

2.1. В последнюю неделю многие СМИ называют основными причинами катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС износ оборудования и ослабление крепления крышки гидротурбины № 2. При этом полностью игнорируется причина разрушения верхних цапф лопаток направляющего аппарата: диаметр каждой цапфы равен 300 мм (http://bikol.narod.ru/sschges.jpg). Не анализируется также причина вращения ротора гидроагрегата совместно с крышкой турбины после её отрыва от статора.
Без выявления и объяснения этих причин аварии всякие другие являются второстепенными.
Позволю себе смелость утверждать, что причиной катастрофы явились непреодолимые силы которые возникли на роторе гидроагрегата вследствие мгновенного, жесткого присоединения (заклинивания) рабочего колеса к крышке гидротурбины и одновременного воздействия электромагнитных сил генератора, включённого в мощнейшую энергосистему Сибири. (Жёсткое присоединение (заклинивание) рабочего колеса к крышке турбины обусловлено разрушением лабиринтного (щелевого) уплотнения (http://bikol.narod.ru/sschges.jpg) вследствие механического контакта уплотнительных колец возникшего в результате запредельного радиального биения вала гидротурбины, которое, в свою очередь, было вызвано аварийным выходом из строя направляющего подшипника турбины).
Ради объективности следует отметить, что при одновременном сочетании указанных выше форс-мажорных обстоятельств (возникновение непреодолимой силы) подобная катастрофа могла бы произойти на любом другом гидроагрегате СШГЭС (даже и в том случае, если бы в эксплуатацию вводился абсолютно новенький гидроагрегат).
На основании вышеизложенного можно сделать следующий вывод:
Форс-мажор, к которому без сомнения можно отнести катастрофу на СШГЭС, не зависит от общественно-политического строя и видов собственности, а также от реформы РАО ЕЭС.
БИКОЛ.
20.09.09

-3-

3. http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=1250345&ThemesID=1148
Официально объявлены причины аварии на Саяно-Шушенской ГЭС, унесшей жизни 75 человек. Как и предполагал "Ъ", это срывы креплений крышки гидроагрегата N 2. Но Ростехнадзор считает, что аварийная ситуация начала складываться на станции еще девять лет назад. В результате в список ответственных за аварию попало не только нынешнее руководство ГЭС и "РусГидро", но также экс-глава ликвидированного РАО "ЕЭС России" Анатолий Чубайс.

3.1. "Акт технического расследования причин аварии на СШГЭС“
1. Специалистам по гидравлическим турбинам хорошо известно, что на всех вертикальных гидроагрегатах результирующая осевая сила, возникающая при работе в турбинном режиме, всегда направлена вертикально вниз. Поэтому в гидроагрегатах зонтичного типа, каковым является гидроагрегат №2 СШГЭС, при работе в турбинном режиме (даже в зонах неустойчивой работы) не могли и никогда не могут возникнуть силы, направленные вертикально вверх, способные разорвать шпильки (даже при снижении их устало-коррозионной прочности) крепления крышки к статору турбины, приподнять и выдавить крышку и ротор гидроагрегата.
Следовательно, заключение п.5 „Акта технического расследования причин аварии, происшедшей 17 августа 2009 года ...“ о том, что „При входе в зону эксплуатационной характеристики гидроагрегата, не рекомендованной к работе, произошел обрыв шпилек крышки турбины“ является ошибочным.
2. Далее в п.5 „Акта технического расследования причин аварии, происшедшей              17 августа 2009 года ...“ указывается: „При выходе обода рабочего колеса на отметку 314,6 рабочее колесо перешло в насосный режим и за счет запасенной энергии ротора генератора создало избыточное давление на входных кромках лопастей рабочего колеса, что привело к обрыву перьев лопаток направляющего аппарата“.
Из рассмотрения рис. 1 (http://bikol.narod.ru/turbina-akt.jpg ), на котором показано предполагаемое положение „обода рабочего колеса на отметке 314,6“, можно без особого труда установить, что величина статической составляющей аварийного давления Pavar имеет практически одинаковые значения во всей "проточной части" . Таким образом, на лопатки направляющего аппарата не действует сколь-нибудь заметный перепад давлений и, поэтому „обрыв перьев лопаток направляющего аппарата“не мог произойти вследствие „избыточного давления на входных кромках лопастей рабочего колеса“.
Внешний вид разрушений верхних цапф лопаток, показанный на рис. 2. (http://bikol.narod.ru/turbina-akt.jpg ) свидетельствует,скорее всего, о разрушительном механическом воздействии на направляющий аппарат гидротурбины №2.
Следовательно, заключение п.5 „Акта технического расследования причин аварии, происшедшей 17 августа 2009 года в части обоснования причин „обрыва перьев лопаток направляющего аппарата“ гидротурбины №2 является ошибочным.
Вывод:
Комиссия технического расследования причин аварии на СШГЭС под председательством руководителя Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору г-на Кутьина Н.Г. не установила первопричину катастрофического разрушения гидроагрегата №2.
БИКОЛ
14.10.09

-4-

3.2. Re: "Акт технического расследования причин аварии на СШ ГЭС“
Дополнение к комментарию bikol от 14.10.09.

1. В „Акте технического расследования причин аварии на СШГЭС...“ отсутствуют акты технической экспертизы после аварийного состояния направляющего подшипника и верхнего лабиринтного (щелевого) уплотнения гидротурбины №2.
Проведение такой экспертизы имеет исключительно важное значение для установления первопричины аварии на СШГЭС (см. комментарий bikol к статье „Ростехнадзор назвал предварительную версию аварии на Саяно-Шушенской ГЭС“; Ъ-Online, 25.08.2009 ).

2. Представляя доклад по итогам расследования причин аварии на СШГЭС (см. http://www.vesti.ru/doc.html?id=318558), глава Ростехнадзора г-н Кутьин Н.Г. сообщил, что авария на Саяно-Шушенской ГЭС не уникальна и что на Нурекской ГЭС, как и на СШГЭС, "произошел срыв креплений, там также возникли вопросы по шпилькам креплений"...

Однако, с этим мнением г-на Кутьина Н.Г. нельзя согласится по следующим основаниям:

2.1. Из статьи бывшего начальника "Таджикглавэнерго", заслуженного работника РТ, академика Международной инженерной Академии, кандидата технических наук Бахрома СИРОЖЕВА , (см. http://www.centrasia.ru/newsA.php?st=1256446860) стало известно, что авария на Нурекской ГЭС в 1983 году не была засекречена...

2.2. При катастрофической аварии на СШГЭС „отрыв“ и „полёт“ гидроагрегата (крышки турбины совместно с ротором) весом „полторы тысячи тонн“ были обусловлены воздействием непреодолимой силы, возникшей вследствие сочетания доселе неизвестных форс-мажорных обстоятельств. Количество энергии выделившей при аварии на СШГЭС сопоставимо с энергией атомной бомбы: „суммарная мощность выделившейся энергии во время нынешней аварии — 4,4 ГВт, реактора на ЧАЭС — 1 ГВт“ (Журнал «Огонёк» № 16 (5094) от 31.08.2009)

В случае известной аварии на Нурекской ГЭС в 1983 г. „отрыв“ крышки турбины был обусловлен ослаблением крепления крышки и аварийным износом верхнего лабиринтного уплотнения рабочего колеса (увеличилось давление воды в полости между крышкой и рабочим колесом). Следует отметить, что „отрыв“ крышки турбины (конструктивно не связанной с ротором генератора) не оказал непосредственного влияния на работу генератора, который после „отрыва“ крышки продолжал работать в нормальном режиме. Количество энергии, выделившей при аварии на Нурекской ГЭС, в сравнении с энергией аварии на СШГЭС, ничтожно мало...

3. „Авария уникальная, природа ее непонятна, ничего подобного в мировой практике не наблюдалось“- именно так охарактеризовал аварию на СШГЭС глава МЧС России Сергей Шойгу (Журнал «Огонёк» № 15 (5093) от 24.08.2009 )

Таким образом, несмотря на совпадение внешних признаков (разрушение шпилек крепления крышки турбины), катастрофа на СШГЭС не только принципиально отличается от аварии на Нурекской ГЭС в 1983 г., но и не имеет аналогов в мировой гидроэнергетике.

БИКОЛ
11.11.09

Дополнительные справочные данные по Нурекской ГЭС:
1. Фрагмент документа „ Обзор аварий и других нарушений в работе на электростанциях и в электрических сетях энергосистем за 1983 г. Выпуск 1. Авария на Нурекской ГЭС в 1983 г. (http://bikol.narod.ru/nurekges.jpg)

 2. Компоновка гидроагрегатов: подвесной тип (Нурекская ГЭС); зонтичный тип (Саяно-Шушенская ГЭС).  Схема сил, действующих на крышку турбины в турбинном режиме. (http://bikol.narod.ru/nurek.jpg). 
25.03.10

-5-

4.
Депутаты-коммунисты будут настаивать, чтобы по результатам парламентского расследования были приняты решения, которые обеспечат надежное и эффективное функционирование электроэнергетики как единой и целостной системы и позволят избежать чрезвычайных ситуаций.

4.1. Государство- это мы. "Мы"- это тот человеческий материал, из которого был построен "развитой социализм". "Мы"- это тот человеческий материал, из которого строится "развитой капитализм"... И пока не улучшатся качественные показатели этого "материала", не будет обеспечено "надёжное и эффективное функционирование электроэнергетики как единой и целостной системы..."
БИКОЛ
28.11.09

5. http://www.rosbalt.ru/2009/12/01/693392.html
Существующий уровень обледенения плотины Сергей Бологов называет «незначительным», но при этом подчеркивает, что для предотвращения намерзания льда в более холодный период очень важно обязательно запустить на холостом ходу два гидроагрегата станции.
Весной же СШ ГЭС ждет другая проблема – паводок. Существующие на станции водосбросные сооружения могут пропустить паводок расходом воды до 12870 куб. м в секунду, но при этом возможно повреждение дна водобойного колодца.

5.1. Для своевременной подготовки к “новым ударам“, которые ожидают СШГЭС, в частности- зимнее обледенение и весенний паводок, целесообразно, по моему мнению, временно преобразовать гидротурбины в вихревые водосливы (см. http://bikol.narod.ru/tvsliv.jpg).
Разумеется, здесь речь идёт только о тех относительно сохранившихся турбинах, замена которых не предусматривается в 2010 году.
БИКОЛ
03.12.09