Из публикации сообщения 23 марта 2011 года Главным следственным управлением СК РФ о завершении следственных действий по уголовному делу об аварии 17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС следует, что главной и единственной причиной аварии на СШ ГЭС явилось нарушение эксплуатационным персоналом станции правил техники безопасности. В действительности это не так: фактически авария на СШ ГЭС стала следствием совокупности непредсказуемых причин прежде всего технического, а уже потом, организационного и нормативно-правового характера. Технические причины аварии на СЩ ГЭС показаны на „Схеме причинно-следственных связей возникновения аварии гидроагрегата №2“ (см. сайт http://bikol.narod.ru/schemapss.jpg )
Проведенный с использованием вышеупомянутой схемы причинно-следственный анализ процесса аварийного разрушения гидроагрегата №2 (см. также схему на сайте http://bikol.narod.ru/agregatlmz.jpg ) даёт все основания утверждать, что: 1. ПЕРВОПРИЧИНОЙ техногенной аварии на Саяно-Шушенской ГЭС явилось ЗАКЛИНИВАНИЕ рабочего колеса гидротурбины № 2, вследствие которого на роторе гидроагрегата мгновенно возникли непреодолимые электрогидромеханический крутящий момент и выталкивающая осевая гидравлическая сила, многократно превышающие, в совокупности, силы принятые при расчете гидроагрегата на прочность. 1.1. ЗАКЛИНИВАНИЕ произошло в результате непосредственного механического контакта и трения между вращающимся и неподвижным кольцами верхнего лабиринтного уплотнения из-за недопустимого увеличения радиального биения вала турбины... ВЫВОД: Для предотвращения подобных аварий в будущем на гидроэлектростанциях, оснащённых радиально-осевыми гидротурбинами, необходимо разработать и внедрить конструкции щелевых (лабиринтных) уплотнений, исключающие вероятность заклинивания рабочих колес независимо от величины радиального биения вала турбины. БИКОЛ
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
„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 14.10.2009
Полагаю, что авария на гидроагрегате №2 СШ ГЗС 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 крышку турбины и ротор гидроагрегата 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 26.08.2009 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: 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
В действительности это не так: фактически авария на СШ ГЭС стала следствием совокупности непредсказуемых причин прежде всего технического, а уже потом, организационного и нормативно-правового характера.
Технические причины аварии на СЩ ГЭС показаны на „Схеме причинно-следственных связей возникновения аварии гидроагрегата №2“ (см. сайт
http://bikol.narod.ru/schemapss.jpg )
Проведенный с использованием вышеупомянутой схемы причинно-следственный анализ процесса аварийного разрушения гидроагрегата №2 (см. также схему на сайте http://bikol.narod.ru/agregatlmz.jpg ) даёт все основания утверждать, что:
1. ПЕРВОПРИЧИНОЙ техногенной аварии на Саяно-Шушенской ГЭС явилось ЗАКЛИНИВАНИЕ рабочего колеса гидротурбины № 2, вследствие которого на роторе гидроагрегата мгновенно возникли непреодолимые электрогидромеханический крутящий момент и выталкивающая осевая гидравлическая сила, многократно превышающие, в совокупности, силы принятые при расчете гидроагрегата на прочность.
1.1. ЗАКЛИНИВАНИЕ произошло в результате непосредственного механического контакта и трения между вращающимся и неподвижным кольцами верхнего лабиринтного уплотнения из-за недопустимого увеличения радиального биения вала турбины...
ВЫВОД:
Для предотвращения подобных аварий в будущем на гидроэлектростанциях, оснащённых радиально-осевыми гидротурбинами, необходимо разработать и внедрить конструкции щелевых (лабиринтных) уплотнений, исключающие вероятность заклинивания рабочих колес независимо от величины радиального биения вала турбины.
БИКОЛ
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
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
14.10.2009
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 крышку турбины и ротор гидроагрегата 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
26.08.2009
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:
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