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;