Частное расследование аварии на СШГЭС
Происшедшей 17-го августа 2009 г.
Борис Колесников
«Из всех средств массовой информации
для нас важнейшим является Интернет»
Народная мудрость
© Борис Колесников, 2019
1. Объект расследования- гидроагрегат 2 (ГА-2) Саяно-Шушенской ГЭС
1.1. Основные параметры гидростанции
Таблица 1
Год начала строительства- 1963.
Годы ввода первого (со сменным рабочим колесом) и последнего гидроагрегатов- 1978/1985.
Год официальной приёмки в эксплуатацию- 2000.
Рис. 1. Саяно-Шушенская ГЭС [1]
Рис. 2. Саяно-Шушенская ГЭС
1.1.1. Трёхмерный ролик по урокам аварии 17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС [2]
1.2. Основные параметры гидроагрегатов
1.2.1. Характеристики гидротурбины
Таблица 2
Особенностями конструкции гидротурбины являются:
выполнение рабочего колеса цельносварным на заводе, с доставкой на строительную площадку водным путем;
применение железобетонной конструкции спиральной камеры;
направляющий аппарат с индивидуальным гидравлическим сервоприводом каждой лопатки;
направляющий подшипник с обрезиненными сегментами на водяной смазке.
масса турбины (без статора и спиральной камеры) 656 т [3]
«В период освоения Саяно-Шушенской ГЭС произошло 64 нарушения работы гидротурбин и повреждения их узлов, в результате которых простой агрегатов составил 17614 час., недовыработка электроэнергии составила 6120 млн. кВт·ч. В подтверждение недостаточной изученности и продуманности конструкторских решений следует отметить, что непредвиденные остановки турбин происходили и тогда, когда они работали только на расчётных напорах» [4].
1.2.2. Характеристики гидрогенератора
Таблица 3
Особенностями конструкции гидрогенератора являются:
выполнение внутрипроводникового водяного охлаждения обмотки статора и форсированного воздушного охлаждения обмотки ротора;
двухрядный подпятник с эластичными металлопластмассовыми сегментами, размещенный в цельносварной масляной ванне диаметром 6 м; рассчитан на восприятие нагрузки 36000 кН;
подшипник генератора баббитовый, с самоустанавливающимися сегментами;
общая масса генератора 1 860 т
1.2.3. Характерные зоны работы ГА-2 [5]
Рис. 3. Характерные зоны работы гидроагрегатов Саяно-Шушенской ГЭС
Особенностями режима работы гидроагрегата в зоне 2 являются:
повышенная вибрация и увеличение шума в машзале;
возрастание гула и грохота в отсасывающей трубе;
снижение к. п. д.
Весовые характеристики базовых узлов и деталей ГА-2 [6]
Таблица 4
* Вес верхней крестовины принят ориентировочно
** Вес обода ротора определён также ориентировочно из расчёта ~ 60% от веса ротора.
«Полётный» вес ротора гидроагрегата (1687 550 +150) = 1287т
2. Аварийное разрушение ГА2 и его составных частей
Общая картина аварийного разрушения ГА2 и его составных частей показаны на рис. 4 и 5.
Рис. 4. Аварийное разрушение гидроагрегата 2
1-рабочее колесо турбины; 2- крышка турбины; 3- ванна подпятника; 4- спицы ротора генератора; 5- обод ротора генератора
Рис. 5. Схема аварийного разрушения составных частей гидроагрегата 2 [7]
Для выявления технических причин аварийного разрушения ГА2 рассмотрим последовательно, шаг за шагом, особенности конструкции и характера разрушений его базовых узлов и деталей.
3. Разрушение гидротурбины
Общий вид гидротурбины в разрезе показан на рис. 6.
Рис.6. Радиально осевая гидротурбина СШГЭС
3.1. Разрушение направляющего подшипника и облицовки вала гидротурбины