Околотехнические и совершенно не научные фантазии Руководителя российского технического надзора. Оказывается, ГА-2 СШГЭС, в отличие от ракеты «со стола» на Байконуре, по выходе турбины из спиральной камеры уже имел первую космическую скорость.
• «…получил подъемную силу в 20 тысяч тонн и вылетел практически мгновенно».
Двадцать тысяч тонн, когда турбина уже покинула спиральную камеру. Двадцать тысяч тонн делим на площадь крышки турбины (62,9 м2), получаем давление в 31,8 кгс/см2. Оказывается, давление под турбиной (нижний бьеф) при аварии было на 10,6 кгс/см2 больше давления напора. И что вода при аварии не падала с высоты 212,04 м, а поднималась на эту высоту из нижнего бьефа в верхний бьеф.
Выходит не яблоко падало на голову Ньютона, а наоборот.
• Да, действительно перед срывом шпилек усилие на крышку было равно 6511,5 тонн:
За вычетом общего веса узлов агрегата (1687 т) подъемная сила на момент полного срыва верхушек шпилек составляла 4824,5 т.
• Но с момента начала подъема ротора скорость воды на выходе из спиральной камеры непрерывно увеличивается вследствие прохода воды не только через раскрытые лопатки НА, но и под ними. При увеличении скорости соответственно уменьшается и подъемная сила. И когда турбина поднимется настолько, что площадь «живого сечения» слива воды в нижний бьеф через отсасывающую трубу сравняется с площадью «живого сечения» выхода воды из спиральной камеры, скорость воды при выходе из спиральной камеры увеличится до величины своего максимального значения:
=64,5 м/сек (без учета потерь на сопротивление). А давление «обнуляется» (см. уравнение Бернулли), и подъемная сила исчезает. Откуда может возникнуть усилие в 20 тыс. тонн?
Выше ротор поднимается «своим ходом», так как он уже раньше перевоплотился в гидровертолет.
• Турбина полностью вышла из спиральной камеры и поднялась до отметки уровня воды на нижнем бьефе. Скорость воды на выходе из спиральной камеры увеличилась до 64,5 м/сек. Скорость воды на входе в отсасывающую трубу стала равной 60,3 м3/сек (площадь «живого сечения» на входе в отсасывающую трубу = 33,16 м2). Расход воды, падающей из верхнего бьефа в нижний, стал равен 1999,5 м3/сек (31 м2х64,5 м/сек). Под турбиной образовалась «река».
И не дай бог эту «реку» внезапно «запрудить»!
• Без формул Бернулли и Торричелли обратимся к бытовой интуиции.
По выходе турбины из спиральной камеры гидравлическая схема гидроагрегата (профиль проточной части) становится очень схожей со схемой (профилем) сети «водоотведения, предназначенной для удаления твердых и жидких продуктов жизнедеятельности человека» в многоэтажном доме. Короче, со схемой сети канализационных стоков. (Да простят меня коллеги за такое сравнение).
В нашей квартире санитарно-технические приборы соединены со стояком через гидрозатвор – U-образную трубу. И никаких крышек со шпильками. Назначение гидрозатвора - только предотвращение проникновения запаха.
Из стояка в ванну или в раковину вода не идет. Наоборот, мы спокойно спускаем в стояк и жидкие и твердые отходы. Но когда сосед снизу умудряется закупорить стояк, спустив в него варежку или валенок, мы испытываем дискомфорт.
Вот картина утра 17.08.2009 г. на СШГЭС. Вода «из стояка» - водовода устремляется «в ванну» - машинный зал, вместо нормального - «из ванны в стояк». Причем устремляется с таким напором, что выламывает часть задней стены зала, сносит несколько проемов перекрытия и фонтанирует на высоту в несколько десятков метров. Заполнив «ванну» до отметки 335 м., поток воды не уменьшается, и переливается через края «ванны», разливаясь по прилегающей территории так, что сносит припаркованные автомобили.
И по уравнению Бернулли, и по бытовой интуиции видно, что это - внезапная «запруда реки», внезапная «закупорка стояка» внизу.
• Что могло внезапно «закупорить стояк»? Что могло внезапно «запрудить реку»?
Обратимся к другому сравнению.
При нахождении турбины на отметке уровня воды на нижнем бьефе гидравлическая схема агрегата внизу становится схожей со схемой водоструйного насоса – эжектора.
Здесь есть все, что имеет водоструйный насос (эжектор). Выход воды из спиральной камеры со скоростью 64,5 м/сек – это рабочее сопло. Отсасывающая труба – она и по основному своему назначению - диффузор. Шахта и освободившийся от турбины объем статора турбины – это приемная (всасывающая) камера.
Когда такая схема сформировалась в отсеке (ячейке) агрегата на отметке 319,8 м в результате разрушительного действия вращающегося ротора уже накопилось много материала (разрушенных элементов и деталей статора электрогенератора, фундаментных тумб статора, железобетонных плит, обломанных лопаток направляющего аппарата и т. д.), могущего упасть в «реку», (засосаться в приемную камеру) и перекрыть горловину отсасывающей трубы.
Во второй части данной статьи приведен промежуток времени, в течение которого авария развивалась по такому сценарию – 2 минуты, 8 секунд.
Совершенно непростительно было комиссии Ростехнадзора не обследовать проточную часть турбины после аварии.
Почему и зачем написана эта статья, почему она не одна на эту тему?
Потому и затем, что авария на СШГЭС повторила уже не одну подобную аварию с энергоагрегатами на электростанциях. 17.09.2009 г. на Саяно-Шушенской ГЭС мы «наступили на грабли». Разница с предыдущими авариями только в том, что эти «грабли» оказались уж очень большими – Россия!
Расследованием, которое провел Ростехнадзор, «грабли» поставлены на прежнее место. Это тревожит.
Дополнительно:
11. Обзор аварий и других нарушений в работе на электростанциях и в электрических сетях энергосистем за 1983 год М, СПО «Союзтехэнерго», 1984.