proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Авторские права
  Агентство  ПРоАтом. 27 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[05/03/2013]     Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Часть2

Геннадий Рассохин, Почетный энергетик России 

(Начало см. здесь)

Оттолкнувшись (в буквальном смысле слова «оттолкнуть») от заключения «ЦНИИТМаш», надо признать невиновность шпилек крепления крышки турбины ГА-2 в трагедии на Саянах. Они – пострадавшие. И как пострадавшие участники событий они могут дать «ценные свидетельские показания».




Важным фактом для установления причины разрушения шпилек является ориентация поверхностей их изломов. На всех шпильках начало поверхности излома и конец её (зона долома) ориентированы в тангенциальном направлении по часовой стрелке – в направлении вращения ротора.

Кроме того, поверхности изломов имеют подъем от начала к концу излома.

Инженер, выступающий в Интернете под «ником» «al2009», «препарировал» один из изломов. Видно, что трещина, имея начало во впадине одного витка резьбы, поднимаясь, пересекает 5÷6 витков.

Такая ориентация в сочетании с видом изломов (см. раздел 2 настоящей статьи) является дополнительным свидетельством того, что горизонтальная радиальная вибрация не участвовала в разрушении шпилек.  Здесь «поработали» другие нагрузки.

  

Из В.И.  Брызгалова – Рис. 3.15 [7].

Были и ранее «…повреждения верхнего неподвижного лабиринта из-за отслоения нержавеющей облицовки». «Разрушение неподвижного лабиринта вызвало увеличение биения вала, что приводило к соприкосновению разрушенных частей, выступающих в зазор, с рабочим колесом». «Этот дефект вызвал необходимость заменить на всех агрегатах «слоеную» конструкцию на цельную толстостенную из нержавеющей стали 06Х12Н3Д»

На рисунке «ёлочка», как положено, вершиной вверх. Если один «толстостенный» сектор неподвижного лабиринта отвалится, то деваться ему некуда. Он будет оставаться в зазоре, до тех пор, пока не отвалятся все 80 шпилек – они стоят рядом с лабиринтом. Тем более, что они (шпильки) из обыкновенной (черной) стали, а сектор – из хромо-никелевой нержавеющей.

Что помешало академикам и кандидатам не тех наук (не технических) заглянуть в зазор между подвижными и неподвижными частями верхнего лабиринта?

Первым в этот зазор заглянул инженер Борис Колесников - «bikol». Но, к сожалению,  только тогда, когда турбину уже сдавали в металлолом.                    


Радиально-осевая турбина (турбина Френсиса) – это активно-реактивная турбина. Верхняя её часть – активная. Она работает как колесо старой водяной мельницы, когда на неё падает водяной поток. Нижняя, выходная часть – это, своего рода, «сегнерово колесо». Межлопаточные каналы – «сопла», выбрасывающие свои «порции» потока в горизонтальной плоскости в тангенциальном направлении. Реактивные силы этих «порций» создают вращающий момент. И при этом необходимо, чтобы рабочее колесо имело постоянную скорость вращения. Снижение частоты тока всего на 0,2 Гц – уже авария.

А форма лопастей – винтовая.

При номинальной нагрузке всё так: – и верхняя и нижняя части вращают ротор. А вот при малом раскрытии лопаток НА расход воды в этих «порциях» мал, и, соответственно, скорости выхода потоков из межлопаточных «сопел» тоже малы. А линейная скорость выходных кромок остаётся прежней. Реактивные силы струй из «сопел» уже не толкают. Наоборот, нижняя часть начинает создавать тормозной момент. Нижняя часть начинает работать уже в режиме гребного винта. Создаётся подъемная сила. И при определённых условиях подъемная сила может сравняться с весом ротора.

В поворотно-лопастной турбине этого недостатка нет. В ней предусмотрена так называемая «комбинаторная зависимость». При прикрытии лопаток НА соответственно на определённый угол производится поворот лопастей рабочего колеса.
            В любой момент работы гидроагрегата неукоснительно должно соблюдаться следующее равенство:


где Мдв - момент на валу, создаваемый потоком воды;
Мс- полезная нагрузка генератора; J - момент инерции ротора агрегата; w - угловая скорость вращения ротора агрегата.

Если в процессе работы агрегата под нагрузкой произошло уменьшение полезной нагрузки, то равенство сразу же нарушается.

Избыток движущего момента над моментом сопротивления пойдет на увеличение составляющей .

Но так как момент инерции ротора есть величина постоянная, то произойдет увеличение только .        

При номинальном раскрытии лопаток НА это, наверное, не так опасно. А вот когда мы входим в режим с малым раскрытием лопаток НА, то мы как бы становимся на лезвие бритвы. Любое неосторожное движение, и мы с этого лезвия можем соскользнуть. И не просто соскользнуть, а соскользнуть ногами врозь. Подъемная сила может сравняться с весом ротора.


► Наложим эту формулу на события утра 17 августа 2009 года. У агрегата «все ходы записаны».

На левых трендах красная и зеленая ступеньки – прикрытие лопаток НА. Фиолетовая - полезная нагрузка. На правых - вертикальная вибрация опоры пяты.

В 08.13.20 начинают прикрываться лопатки НА. (Поднимаемся на «лезвие бритвы»!). Полезная нагрузка этого «не замечает». Равенство по формуле не соблюдается. И оно грубо нарушается целых четыре секунды.  И только в 08.13.24 полезная нагрузка снижается. Снижением это не назовёшь – она «колом» падает на 125 МВт. Это - мощность целой тепловой станции. Соответственно тут же за этим в 08.13.25 датчик вертикальной вибрации опоры пяты «зашкаливает»: - верхний лабиринт «схлопнулся», подвижное кольцо коснулось неподвижного. Зазор между ними всего 2 мм.

В 08.15.33 мощный фонтан выламывает часть стены со стороны верхнего бьефа и сносит три пролета перекрытия машинного зала.

Получается, что процесс «усталости» шпилек крепления крышки турбины длился не 29 лет и 10 месяцев, как утверждает Ростехнадзор, а всего 2 минуты и 8 секунд.

На сколько МВт/сек можно безопасно сбрасывать нагрузку агрегата при малом раскрытии лопаток НА – должно быть записано в инструкции по эксплуатации. Но не на 125 МВт в секунду - однозначно!


Ссылки: - см. начало статьи

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Безопасность и чрезвычайные ситуации
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Безопасность и чрезвычайные ситуации:
О предупреждении аварий на сложном объекте

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 5
Ответов: 4


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 7 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Продолжение (Всего: 0)
от Гость на 05/03/2013
Разве до этого события таких сбросов мощности не было? За все время существования станции?
Автор физику гидравлического процесса рассмотрел правильно, за исключением расчета соотношений массы ротора и динамической подъемной силы воды. Цифр нет. А взяв в расчет силу разрыва болтов по всему периметру, инерционную массу подвижной конструкции, получим несопоставимые давление в гидравлической части, при этом рассмотрев прочность закрывающих задвижек, которые при таком развитии процесса, тоже, должно было снести или деформировать соизмеримо с разрушениями крышки и всего ротора, этих разрушений не находим. Думаю, что в аварию турбины вмешалась, наряду с гидравлической составляющей, ЭДС генератора, которая при существующем диаметре ротора имеет значительно больший разрушающий момент, в случае расфазировки с нагрузкой или соседними генераторами.
В любом случае и задвижками и нагрузкой управляла АСУ ТП не отвечающая требованиям по безопасности информации (которые, до сих пор не приняты ни одним ФЗ по технической безопасности), Что было установлено соответствующей комиссией Актом проверки, незадолго до аварии.


[ Ответить на это ]


Re: Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Продолжение (Всего: 0)
от Гость на 05/03/2013
Блин, мужики, сколько можно трепатни? Когда, наконец, хоть кто-нибудь составит хоть самую примитивную динамическую модель и проведет расчеты? Ну что ж такое, уже систему обыкновенных диф. уравнений некому составить и решить во всей отрасли?


[
Ответить на это ]


Re: Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Продолжение (Всего: 0)
от Гость на 05/03/2013
Да есть расчеты, есть!
Но они не для публикации, для публики печатают все хорошее со степенями Е-7...
признать правду не очень выгодно многим высокопоставленным чиновникам. Поэтому никто и не наказан. 


[
Ответить на это ]


Re: Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Продолжение (Всего: 0)
от Гость на 07/03/2013
Вы видите, что радиально-осевая турбина это турбина Френсиса... а не Иванова. СССР не США! В США всё бы давно выяснили в чем причина. Только в СССР вакуум. сферический.


[
Ответить на это ]


Re: Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Продолжение (Всего: 0)
от Гость на 07/03/2013
А причину проблем на АЭС Сан-Онофре они уже выяснили? Людей с Саянки жалко,...  


[
Ответить на это ]


Re: Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Продолжение (Всего: 0)
от Гость на 11/03/2013
Normal 0 21 10.03.2013 Уважаемый Геннадий! С большим интересом прочитал Вашу статью и полностью согласен с тем, «что Ростехнадзор хорошо справился с ролью топора, топорно проведя расследование причин аварии 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС». Добавлю к этому, что официальная «шпилечная версия» не только технически несостоятельна, но и вредна, так как посеяла в гидроэнергетике  «шпилечную панику» со всеми отрицательными для эксплуатационного персонала российских ГЭС экономическими и моральными последствиями... Тем не менее, несмотря на положительную ,в целом, оценку  Вашей статьи, разрешите выразить вам незначительную претензию, которая касается лично меня. Сообщая о конструктивных особенностях  и зазорах в верхнем лабиринтном уплотнении рабочего колеса турбины СШГЭС вы утверждаете:  „Первым в этот зазор заглянул инженер Борис Колесников - bikol. Но, к сожалению, только тогда, когда турбину уже сдавали в металлолом.“  С этим утверждением я категорически не могу согласиться, так как « в этот зазор я заглянул» не тогда, «когда турбину уже сдавали в металлолом»,  а немедленно, на третий день после аварии, когда в СМИ была опубликована фотография разрушенного гидроагрегата с отломанными цапфами направляющего аппарата и  уже через неделю, 25.08.08, в газете «Коммерсантъ» и других СМИ, я опубликовал свою версию причин аварии, согласно которой  «Один из ободьев щелевого уплотнения (может быть оба одновременно) вступил в непосредственный контакт с соответствующим уплотнительным кольцом, жёстко закреплённым к неподвижным конструктивным элементам гидротурбины...      ( см. Приложения 6, 1, 2 и 3 на сайте   http://samlib.ru/b/boris_i_k/prichinyrazruschenijagidroagregata2sschges.shtml [samlib.ru]  ). Кроме того, указанную выше версию я отправил электронными письмами от 27.08.2009 г. в адрес Минэнерго РФ (см. там же,  Приложение 8) и, одновременно, 28.08.2009 г., в «Силовые машины» по адресу mail@power-m.ru ...  Надеюсь, что изложенное выше  позволят внести в Вашу статью соответствующие уточнения... Что касается Вашей версии возникновения аварийной подъёмной силы вследствие  возникновения эффекта «гребного винта», то, не вдаваясь в полемику, считаю, что эта версия не обоснована расчётами  и противоречит здравому смыслу... Полагаю, что моя точка зрения на аварию СШГЭС Вам известна (сайт http://bikol-sajanges.blogspot.de/ [bikol-sajanges.blogspot.de] ) .
С неизменным уважением. Борис Колесников (bikol)


[ Ответить на это ]


Re: Саяно-Шушенская ГЭС и Закон о промышленной безопасности. Продолжение (Всего: 0)
от Гость на 11/03/2013
Посмотрел ссылки bikol. Нигде не увидел анализа динамических процессов. Поэтому и его анализ можно отнести к гаданию на кофейной гуще, как и все остальные попытки. 
Смею предположить (в рамках подобного гадания), что "встреча" колеса и крышки произошла не мгновенно. Иначе, очевидцы не слышали бы последовательные "выстрелы" отрывающихся шпилек. Вместо этого был бы один единственный выброс турбины, которая пролетела бы затем по баллистической траектории не один десяток метров. Поэтому версия с "обратным гидроударом" представляется маловероятной.
Судя по показаниям очевидцев, основная фаза динамического процесса заняла примерно 20-30 секунд (хотя шпильки "стреляли" более длительное время).
Кроме того, перед "вылетом" турбины вся турбинная яма была заполнена водой (одна из телекамер турбинного цеха засняла, как некоторое время из под верхней крышки ГА-2 выходила, прециссируя, вода). Значит к тому времени уже закоротило и ротор и статор.
Господа анализаторы, используйте динамический анализ, хватит гадать! С огромным уважением...


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.07 секунды
Рейтинг@Mail.ru