Саяно-Шушенская ГЭС: турбины новые, опасность старая

12 ноября прошлого года состоялся торжественный пуск второго гидроагрегата Саяно-Шушенской ГЭС. Того самого, который 17 августа 2009 года «совершил подъём» из своей шахты. Восстал из глубин! Того, из-за которого погибли 75 человек и разрушилась самая мощная в стране гидроэлектростанция. 

Станция после катастрофы восстановлена. При этом на втором и на всех остальных девяти агрегатах СШГЭС заменены основные узлы и детали.

В том числе установлены новые турбины. В чём их новизна, можно увидеть на рис. 1.

<

Рис. 1. «Старая» (слева) и «новая» (справа) турбины СШГЭС.

Как видим, никакого отличия в конструкции «старой» и «новой» турбин нет. Те же верхние и нижние ободья, те же 16 винтовых лопастей, те же габариты. В общем, та же радиально-осевая турбина, турбина Джеймса Френсиса.

А вот конструкция крышки турбины претерпела существенные изменения. Конкретно, конструкция фланца крышки и конструкция её крепления к статору турбины.

Инженер Борис Колесников (в интернете – bikol) на рис. 2, 3 «заэскизировал» эти изменения.

Рис. 2. «Старый» и «новый» присоединительный фланцы крышки турбины СШГЭС

слева – «трёхслойное» фланцевое соединение «старой» крышки со статором турбины;

справа – «четырёхслойное» фланцевое соединение «новой» крышки со статором турбины

1-труднодоступный и трудноочищаемый « грязесборник »

Примечания Бориса Колесникова:

1) Конструкция «нового» сдвоенного фланца имеет существенный недостаток: в процессе эксплуатации «новых» турбин в полости между фланцами крышки турбины (рис. 2 справа, стрелка Г) будут неизбежно скапливаться жижеподобная грязь и мусор (с возможным возникновением гнилостных процессов и дурных запахов, если не будут приняты специальные меры по их предотвращению).

2) Следует особо подчеркнуть: «четырёхслойное» (четырёхэтажное) фланцевое соединение «новой» крышки со статором турбины впечатляет своей "мировой новизной"!

Надо полагать, такое изменение конструкции фланца крышки преследовало цель увеличить длину (высоту) шпилек крепления крышки турбины к её статору – рис. 3.

Рис. 3. «Старые» и «новые» шпильки крепления крышки к статору турбины СШГЭС

1- базовый фланец; 2- присоединительный фланец; 3, 4- внешнее и внутреннее соединяющие кольца, соответственно; 5- шпилька.

Такая «реконструкция» фланца крышки и шпилек произведена во исполнение рекомендаций, данных в «Акте технического расследования причин аварии…».

Как известно, по заключению комиссии Ростехнадзора причиной аварии гидроагрегата № 2 и техногенной катастрофы на СШГЭС явилась усталость металла шпилек крепления крышки турбины, накопленная вследствие повышенной горизонтальной (радиальной) вибрации турбинного подшипника. (Повышенной – суть, превосходящей по двойной амплитуде величину 160 микрон).

Логика проста: Что такое вибрация? Это колебание (качание) тела относительно положения равновесия. Вибрация от турбинного подшипника передается на шпильку через гайку наверху шпильки (рис. 2,3). И если увеличить высоту шпильки до 3L_стар (рис. 3), то и опасность для неё от вибрации подшипника с двойной амплитудой выше 160 микрон снизится в 3 раза. С увеличением длины увеличилась гибкость. Увеличение диаметра шпильки увеличивает её прочность.

Но все эти рассуждения и выводы были бы понятны и верны, если бы шпильки действительно были разрушены по механизму усталости снизу, по выходе их из статорного опорного кольца (рис.3).

Фактически же они были разрушены не снизу, а сверху под гайкой. И не по механизму усталости, а по механизму «оторваны с мясом» – рис. 4

Рис. 4. Разрушенные шпильки крепления крышки турбины ГА-2 СШГЭС.

И если на поверхности изломов просматриваются так называемые «цвета побежалости», то, ни о какой усталости, накопленной якобы за 28 лет эксплуатации, говорить не приходится. Да и тангенциальное, а не радиальное направление распространения магистральной трещины указывает на то, что ни какая радиальная горизонтальная вибрация здесь была не причём.

Учитывая эти факты, трудно поверить в достоверность выводов комиссии и всех привлечённых ею «независимых» экспертов. И то, что заключения по шпилькам выдал Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (НПО «ЦНИИТМаш»), совершенно не убеждает. Ошибаются даже Центральные Комитеты. Не убеждает и то, что выводы комиссии Ростехнадзора подтвердила комиссия Государственной Думы. Дума может вносить поправки в Законы, но не в законы же самой Природы!

Фактическая причина аварии на Саяно-Шушенской ГЭС не найдена. Она «затаилась» на станции. И если эта ПРИЧИНА опять проявится, то ничто не помешает вращающемуся ротору массой более чем в полторы тысячи тонн опять сбить вершинки шпилек (или сбить гайки на вершинках шпилек). Уже «новых», упрочнённых шпилек диаметром 90 мм. Как ни что не помешало ему обломить верхние цапфы лопаток направляющего аппарата диаметром 360 мм. Только теперь «пеньки» от сбитых шпилек будут выше и толще.

После такой «реконструкции» Саяно-Шушенской ГЭС нет никакой гарантии, что турбины опять не будут поднимать роторы своих агрегатов с отметки машинного зала 314 метров на отметку 320 метров…

Геннадий Рассохин,
специально для «Плотина.Нет!»