Версия аварии на СШГ видного специалиста по аэродинамике Ю.И. Лобановского ( 5+ по аргументированности, 30 страниц ) Ч2

К установленным фактам следует отнести также то, что «сейсмологи зафиксировали аномальную вибрацию на Саяно-Шушенской ГЭС за 15 – 45 минут до аварии» с частотой «в диапазоне от 14 до 18 Герц» [12]. Насколько можно судить, эти сейсмологи находились на сейсмостанции «Черемушки» в 4 километрах от ГЭС [13].

II – Версии

За дни, прошедшие со дня катастрофы было выдвинуто несколько версий произошедшего: взрыв масляного трансформатора, о чем 17 августа 2009 года сообщал Следственный комитет при прокуратуре Российской федерации [14], террористический акт [15], гидравлический удар [4], вызванный ошибочными действиями персонала ГЭС [16], обратный удар вследствие тех же действий [16], отказ системы управления турбоагрегата [16, 17], отключение электрического генератора от сети и, вследствие снятия нагрузки, раскрутка и разрушение всего гидроагрегата [16], рассинхронизация электрического генератора и остановка из-за этого гидроагрегата с возникновением гидравлического удара [18], заводской брак турбины [19], и также даже то, что «плотина навалилась на машинный зал и нарушила соосность (второго) агрегата» [20].
Взрыв трансформатора – версия, которую серьезно обсуждать не имеет смысла (1). Версия о теракте вскоре тоже не нашла подтверждения из-за отсутствия каких-либо следов взрывчатки [15]. Нет никаких свидетельств того, что раскрутка или, наоборот, торможение электрического генератора вследствие рассинхронизации или отключения от сети как причина раскрутки или торможения всего гидроагрегата имели место. Как показывает накопленный опыт аварий на электростанциях, в таком случае горят трансформаторы, горит и плавится обмотка электрогенераторов, но таких масштабных разрушений конструкций не бывает. Со вторым гидрогенератором произошло что-то, что привело к практически мгновенному срыванию его с креплений и выбрасыванию из турбинного колодца, в котором он был размещен, и заводской брак турбины также кажется не слишком удачной версией, так как турбина неплохо сохранилась даже после катастрофы. Кроме того, резкое и значительное изменение скорости вращения генератора должно привести к соответствующему изменению скорости вращения и сидящей с ним на одном валу турбины, что, в свою очередь, как будет показано далее, может привести к гидравлическому удару. Поэтому под подозрением в первую очередь остается поведение турбины второго гидроагрегата и ее система управления, так как ошибочные действия персонала станции непосредственно в момент самой катастрофы после недельного рассмотрения были исключены [21].
Приведем некоторые оценки ситуации, высказываемые ответственными лицами и экспертами. В первые дни после катастрофы специалисты сообщали, что они «не могут объяснить того, что произошло» [4]. Министр энергетики РФ Сергей Шматко через 2 дня после катастрофы заявил, что «авария на Саяно-Шушенской ГЭС самая масштабная и непонятная в мире» [1]. Было заявлено, что Минэнерго России задействовало лучших экспертов отрасли для проведения анализа, формирования оценок и выяснения причин аварии на Саяно-Шушенской ГЭС [22]. Однако, спустя 5 – 7 дней после катастрофы, видимо, некоторые из них стали сообщать в средствах массовой информации вообще что-то не несообразное [23], например: «На СШГЭС высота напорного водовода, ведущего к гидротурбине,– 240 м (2), это значит, что давление (3) на каждый квадратный сантиметр конструкции турбины составляет 24 атмосферы» (4), или «…Версия о гидравлическом ударе абсолютно надуманна. Нет никаких подтверждений гидроудара. Я не очень понимаю, каким должен был быть перепад давления воды, чтобы произошло то, что произошло на СШГЭС (5)». Сейчас, 2 недели спустя (написано 02 сентября 2009 года), «все эксперты сидят задумчиво, загадочно смотря друг на друга» [24]. В этой работе не рассматриваются экономические, социально-политические или ментально-психологические (6) аспекты катастрофы, однако невольно закрадывается мысль, что если эксперты, то есть лучшие специалисты – такие, то и не нужны никакие террористы.
Наконец, глава Ростехнадзора Николай Кутьин заявил на пресс-конференции 25 августа 2009 года о том, что основная версия причины катастрофы на Саяно-Шушенской ГЭС – это выход на запредельные режимы работы второго гидроагрегата [25]. Следует отметить, что еще 18 августа передавались слова очевидцев, что гидроагрегат вышел «на повышенные обороты» [9]. Несмотря на правильное направление, расследования, по которому пошел Ростехнадзор, его руководителю пока остается непонятным как «полторы тысячи тонн весом аппарат вопреки законам физики поднялся в воздух и летал» [25]. Правда, странно, что «нарушения» законов физики руководитель Ростехнадзора собирается «объяснять» с помощью «математической модели». Ведь, если непонятна физика явления, то и разбираться надо именно с ней. Ну, видимо, объяснять одно с помощью совсем другого для российских юристов – обычное дело. Кроме того, фотография (фиг. 4, 5) показывает, что гидрогенератор, если и летал, то улетел совсем недалеко. Следует также отметить, что в другой версии изложения пресс-конференции Николая Кутьина сообщается, что «весь гидроагрегат … весит 2691 тонну» [26]. По интерпретации автора этой работы, имелось в виду, что в полутора тысячетонный «аппарат» входят турбина с крышкой и ротор электрогенератора, крышка же последнего, видимо, летала отдельно [26, 27].

(1) – Следует отметить, что неделю спустя никаких следов этого сообщения на сайте Следственного комитета найти не удалось.

(2) – Гидротурбины Саяно-Шушенской ГЭС радиально-осевого типа РО-230/833-0-677 рассчитаны на работу в диапазоне (напоров) от 175 до 220 м, и нижняя граница этого диапазона и есть высота водовода [28].

(3) – А то, что вокруг турбины вода не неподвижна, а быстро течет, разве не влияет на давление на турбине? Знаком ли этот эксперт с уравнением Бернулли?

(4) – Интересно, а какое давление получилось бы у него на «каждый квадратный» метр?

(5) – «Я ничего не понимаю, но с абсолютной уверенностью заявляю…»

(6) – Последние, впрочем, ранее уже были описаны Л. Н. Толстым в его бессмертной эпопее, см. [29].

III – Откуда взялась энергия, которая была израсходована на разрушение гидроагрегата, и в чем проявилось ее действие?

Итак, рабочая версия – отказ системы управления привел к таким условиям в турбинном колодце, которые вытолкнули гидроагрегат вверх из него как пробку из бутылки шампанского. Для того чтобы в короткое время могла быть совершена работа по разрушению гидрогенератора, а также по приведению в движение его остатков против сил гравитации, заранее должно быть запасено необходимое количество энергии. При работе гидроагрегата энергия в основном запасается в кинетической форме как энергия вращения его ротора, а также как энергия движения потока воды в водоводе. Кроме того, некоторая энергия запасена в электромагнитном поле, создаваемым электрогенератором. Оценим все эти запасы.
Так как вектора напряженности электрического и магнитного поле за период колебаний напряжения в обмотке электрогенератора меняют свое направление на противоположное, то энергия этого поля W1 не превышает величину

где Ne – мощность электрогенератора, νe – его частота. При максимальной мощности Ne = 640 МВт и частоте νe = 50 Гц, W1 ≈ 13 МДж, что эквивалентно 1 кг стехиометрической смеси водорода и кислорода, или 3 кг тротила (4.5 МДж/кг). Это слишком маленькая энергия, чтобы произвести те разрушения на станции, которые можно наблюдать воочию.
Известно, что номинальная угловая скорость вращения гидроагрегата ω = 14.95 с-1, что соответствует 142.8 оборотам в минуту [27, 28]. Диаметр турбины типа РО-230/833-0-677 – Dt = 6.77 м [28], масса – 156 т, диаметр ротора электрогенератора типа СВ 1285/275-42У4 – De = 10.3 м [30], масса – около 820 т. Тогда энергия вращающегося гидроагрегата W2 при равномерном распределении плотности по радиусу оценивается по формуле:

где me – масса электрогенератора, mt – масса турбины, и составляет около 1300 МДж. Однако, на самом деле бóльшая часть массы ротора электрогенератора заключена в его обмотке, со средним ее расстоянием от оси вращения около 5 м. Примем, что 80 % массы ротора электрогенератора сосредоточено в обмотке и 20 % в конструкции вала и поддерживающих ее спицах. Тогда энергия вращающегося гидроагрегата составит около 2100 МДж (470 кг тротила).
Скорость потока воды в водоводе СШ ГЭС при нормальном режиме работы гидроагрегата легко получить из закона сохранения расхода. Объемный расход воды q на этом режиме составляет 358.5 м3/с на каждый водовод [28]. Диаметр водовода D равен 7.5 м [31]. Тогда скорость v потока в водоводе оказывается равна
(1)
или 8.1 м/с. Тогда кинетическая энергия воды W3, движущейся в водоводе длиной L ≈ 260 м [32], составит 380 МДж (85 кг тротила):

где ρ – плотность воды (103 кг/м3). Этого, в принципе, достаточно, чтобы забросить объект массой 1500 тонн на высоту 26 метров.

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2 3 4

Один комментарий к “Версия аварии на СШГ видного специалиста по аэродинамике Ю.И. Лобановского ( 5+ по аргументированности, 30 страниц ) Ч2”

  • Sabanat | 27 Февраль, 2010, 15:04

    Плотность воды при 4 гр цельсия = 1 г на 1 куб см!!!Или 1000кг на 1 метр кубический!!!

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2018 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.