Частное расследование аварии на СШГЭС. Происшедшей 17-го августа 2009 г.. Борис Колесников
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
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
Общий вид направляющего подшипника гидротурбины с обрезиненными сегментами показан на рис. 7 [4].
Рис. 7. Направляющий подшипник гидротурбины
(с самоустанавливающими сегментами)
1- корпус из двух частей; 2- ванна из 4-х частей; 3- верхнее воротниковое уплотнение; 4- нижнее воротниковое уплотнение; 5- сегменты; 6- сухарь; 7- клин; 8- плита опорная;