Техногенные катастрофы.

Хроника катастрофы. И её последствия.
***

1. В январе 2009 года гидроагрегат N2 был остановлен на плановый ремонт, в ходе
которого была модернизирована его автоматика. В марте ГА 2 был запущен, однако,
его работа вызывала нарекания. По одному из свидетельств были докладные
о недопустимом нагреве каких-то узлов агрегата. По другому свидетельству,
сбоила автоматика, но было решено, что все войдет в норму в процессе постепенной притирки.

2. В выходные 15 – 16 августа поведение ГА2 ухудшилось, возросла вибрация (одно свидетельство).
В 3 часа ночи на понедельник была попытка остановить агрегат, но при этом возникли проблемы,
и останов был отложен (другое, независимое, свидетельство). Ситуация оценивалась как
серьезная, о чем есть еще одно свидетельство: одного из начальников цехов, бывшего в
отпуске, в 6 утра вызвали на ГЭС. Еще утверждают, что в понедельник на ГЭС ожидались
какие-то торжества, что могло добавить нервозности и способствовать лишним ошибкам.

3. Утром с началом новой смены (8 часов утра, 4 часа по Москве) начали снова выводить
ГА2 из-под нагрузки. Выключение решили делать штатным образом.
Многие задним числом утверждают, что были предпосылки для аварийного выключения
(с закрытием затворов на верхнем бьефе) – тогда катастрофы бы не было.

4. Катастрофа развивалась несколько секунд. По словам одного из очевидцев
(не видевшего машинный зал в момент аварии), сначала появилась сильнейшая вибрация,
затем два хлопка один за другим, после этого шум воды. Более точная информация содержится
в данных (трендах), отображенных на рисунке. Аутентичность этих данных не доказана,
но данные очень правдоподобны и совпадают с описаниями очевидцев, видевших
их в первый день после аварии. К сожалению, временной бин в отображении данных
слишком велик, но из них видно достаточно много.

Итак, в 08ч. 13 мин. 21 с. лопатки направляющего аппарата (третья сверху кривая) начали плавно
закрываться, мощность генератора – падать с некоторой задержкой (верхняя кривая).
На 24.5 секунде генератор вошел в так называемую «запрещенную зону» - неполная мощность,
при которой поток на рабочее колесо пульсирует и развиваются вибрации.
Через полсекунды вибрации резко (быстрей чем ширина секундного или полусекундного бина)
возрастают до недопусимых и, возможно, максимально возможных значений – 2000 мкм (нижняя кривая).
Еще через полсекунды датчик оборотов показал скачек скорости вращения ротора на
25 процентов. Этого в реальности быть не может – соответствующее приращение
энергии вращающегося ротора порядка двух гигаджоулей: что-то произошло с датчиком.
Еще через секунду отрубаются датчики раскрытия лопастей направляющего аппарата,
но датчики, снимающие токи и напряжения с генератора еще живы, и они показывают картину,
которая может быть интерпретирована, как короткое замыкание на выходе.
Ток чуть подскакивает, напряжение и мощность сильно падают, но не до нуля.
Видимо, остаточное напряжение (около киловольта или меньше) обусловлено
сопротивлением электрической дуги, каковая является основным механизмом
короткого замыкания при таких мощностях.

5. В результате еще непонятой цепи событий гидроагрегат вместе с рабочим колесом и крышкой турбины
вылетел из колодца вверх, и вода из спиральной камеры хлынула в машинный зал.
Вот свидетельство очевидца (Олега Мякишева), находившегося в машинном зале,
которое уже прозвучало в СМИ, но заслуживает цитирования и здесь:

- Я стоял наверху, услышал какой-то нарастающий шум, потом увидел, как поднимается,
дыбится рифленое покрытие гидроагрегата. Потом видел, как из-под него поднимается ротор.
Он вращался. Глаза в это не верили. Он поднялся метра на три. Полетели камни, куски арматуры,
мы от них начали уворачиваться... Рифленка была где-то под крышей уже, да и саму крышу разнесло..
Я прикинул: поднимается вода, 380 кубов в секунду, и — деру, в сторону десятого агрегата.
Я думал, не успею, поднялся выше, остановился, посмотрел вниз — смотрю, как рушится все,
вода прибывает, люди пытаются плыть...

Следует напомнить, что напор воды – около 200 м. Струя воды за секунды снесла часть стен
и перекрытия машинного зала и в течение нескольких минут била гигантским фонтаном с
переменной силой, меня направление из-за того, что в образовавшемся кратере болталась
махина гидроагрегата. Эта струя и разрушение машинного зала зафиксировано очевидцем
с помощью камеры мобильника .

6. Поток воды, хлынувший в зал, привел к основным жертвам и вызвал дальнейшие разрушения.
Похоже, автоматика нескольких гидроагрегатов (именно ГА1, 3, 4, 5, 8, 10) успела дать команду
на останов, до того, как была сметена водой и эти агрегаты в той или иной степени отключились,
потому остались более-менее целыми. Шестой находился в ремонте, потому пострадал меньше
других. ГА7 и ГА9 не отключились к моменту, когда в них хлынула вода. На упомянутой выше
видеосъемке очевидца видно, как из за короткого замыкания выгорает ГА9.
Он и ГА7 получили огромные разрушения, но, к счастью, остались на месте.

7. Аварийный быстропадающий затвор, по каким-то причинам не сработал: то ли автоматика
не выработала соответствующей команды, то ли его заклинило. Через несколько минут вручную
манипулируя задвижками закрыли "быстропадающий затвор" ,второго агрегата на верхнем бьефе
и вода остановилась.

8. Через несколько часов открыли водосброс плотины. На этом аварийная цепь событий остановлена,
но проблемы и угрозы не исчезли и основная из них связана именно с водосбросом.
Во-первых, он проблемен изначально: вода регулярно разбивает бетонные водобойные колодцы.
Во-вторых, его пропускная способность недостаточна: он рассчитан на то, что в параллель
с ним вода сбрасывается через работающие агрегаты. Угроза придет с весенним паводком:
имеющийся водосброс в одиночку с ним не справится. Строился еще один, обводной водосброс,
но работы на нем приостановлены. Сейчас они, вероятно, будут возобновлены,
но к весне его достроить не успеют. Поэтому специалисты, общающиеся на форуме,
посвященном катастрофе, активно обсуждают вопрос, как пропустить воду через уцелевшие,
но не работающие гидроагрегаты (к весне их вряд-ли запустят).
http://trv.nauchnik.ru/

***

А теперь про последствия:
Несмотря на открытый водосброс уровень воды в водохранилище СШГЭС продолжает повышаться.
Этому способствуют погодные условия и то что общий дебет Енисея в этом году выше нормы на 10% .

***

Цитата: Сообщение от Artem-kr
отметка гребня плотины – 547,0 м
если так пойдет дальше то вода через 2 месяца через край польется??

ФПУ (Форсированный подпорный уровень) 544,5 (расчетный, после ремонта на 1 метр ниже) -
это уровень на котором плотина может работь в случае экстренных ситуаций.

расти будет не так быстро - т.к. зеркало растет вместе с высотой, т.е. ориентировочно думаю до уровня
ФПУ есть 4-6 месяцев. К зиме снизиться кол-во осадков (точнее они будут накапливаться и уровень
или стабилизируется или будет снижаться). Но в проекте плотины для прохождения весеннего
паводка предполагался заблогавременный сброс уровня.

Читая того-же Брызгалова видим
Цитата:ропускная способность одного водосброса при ФПУ – 544,5 м3
составляет 1240 м3/с или 13640 м3/с по всему водосбросному фронту
водосливной плотины (расход притока обеспеченностью 0,01%
составляет 24700м3/с).

Иными словами максимальная пропускная способность через гидро-агрегаты была где-то 11000м3/с.
Предположим фактическая минимум - 70% т.е. где-то 8000 м3/с.

Безопасная пропускная способность для водосброса - 37% т.е. 0,37* 13640 м3/с = примерно 5000 м3/с.

Т.е. как видим в нынешнем режиме работы "недосброс" составляет примерно 60-80%
(с учетом погодных условий на данный момент). Что-бы выйти на нормальный уровень
к весне надо будет к концу апреля - досбросить заранее этот "запас". Чтобы компенсировать
эти 60-80% недосброса продолжая эксплуатировать "безопасно" открытыми на 37% шлюзы
надо открыть на полную катушку сброс через ГА после прохождения примерно
(100%/170% т.е. Х/7месяцев) через 4 месяца. Причем, надо отдавать себе отчет,
что построить дополнительный водосброс достаточной пропускной способности
для пропуска паводка за 7 месяцев - НЕ РЕАЛЬНО!.

Таким образом первоочередной НАИСРОЧНЕЙШЕЙ задачей сейчас
должна быть задача организации (восстановления) водосброса через 8-9 г
идроагрегатов потока воды со скоростью не менее 8000-10000м3/с
(а желательно 15000 м3/с, что-бы не нагружать колодец) уже через 4 месяца.
В противном случае паводок может закончиться плачевно.
После этого (если удастся обеспечить это на 8-9 агрегатах)
можно приступить к ремонту одного-двух ГА.

***

13:22 21.08.2009 "Совещание по вопросу "О ликвидации последствий аварии на
Саяно- Шушенской ГЭС"

ВВП:
"За счет средств федерального бюджета также будет осуществлено завершение
строительства берегового водосброса на Саяно-Шушенской ГЭС.
Это плановая работа, но с учетом сложившейся ситуации, она должна быть ускорена.
Сдача планировалась в 2011 году - нужно сдать объект значительно раньше."

***
http://forums.drom.ru/hakasiya/t1151239745-p291.html

Обычный расход через агрегаты
2100-2400 м3/с

в колодец при 37% вроде как (теоритически) можно спокойно сбрасывать
11*335 м3/с = примерно 3600 м3/с

приток зимой 1500 м3/с

в паводок (май-июнь) допустим как написали 7000 больше мало вероятно
(но чисто теоритически считаться должно до 24000) возьмем 7500 для запаса.

если 6 месяцев сбрасывать по 3600, то в принципе
1200*6 = 8200 накопится запасу..
если паводок будет обычный, то 7500-3600 = 3900 превышение
3900*2 = 7800 (к июлю если сверх паводка не будет останется еще запас 4000)
в июле-августе средний приток был около 4000 но может достигать 5000.

Т.е. если повезет и сверх паводка не будет (кстати это уже можно будет понять к середине зимы),
то если начать сейчас сброс с максимально безопасной скоростью,
то при не очень благополучном прогнозе проблемы могут возникнуть
к концу июля - августа, но может все будет и не так плохо.

НО ЕСЛИ ВДРУГ БУДЕТ СВЕРХ ПАВОДОК - ТО КОЛОДЦУ ПРИДЕТ ПИПЕЦ.

***
http://forums.drom.ru/hakasiya/t1151239745-p297.html

Из отчета исполняющего обязанности председателя правления
"РусГидро" В.А.Зубакина Путину 17.08:

"Дальше. Если мы выясняем, что надежно закрыть затворы в нижнем бьефе не удается,
мы немедленно приступаем к строительству перемычки, делая полную копию той
строительной перемычки плотины, которая была в момент строительства станции.

Мы уже добыли документы 40-летней давности, в которых технология есть.
На наше счастье, здесь развернуты серьезные строительные силы,
поскольку здесь идет строительство дополнительного водосброса Саяно-Шушенской ГЭС.
Следующее. Мы хотим немедленно интенсифицировать работы по строительству
дополнительного водосброса с тем, чтобы одна нитка из двух дополнительного
водосброса была построена к весеннему паводку. Поскольку до весеннего паводка
мы точно станцию не восстановим, точно не будет серьезного расхода через агрегаты,
нам нужно, кроме существующего аварийного водосброса, еще иметь дополнительные
для того, чтобы пропустить паводок.
Если он будет - в масштабах потребует 6, 8, 10 или, может быть, 12 кубических метров в секунду»

***
http://forums.drom.ru/hakasiya/t1151239745-p297.html

Паводок предсказать тяжело - сколько выпадет снега?
Дождливая ли будет весна - кто возьмется?

Я кстати сомневаюсь что колодец долго продержится и на 37% сброса...
если за ним следили и его ремонтировали так-же как ГА - то он может и при 37% рассыпаться.

На обводном водосбросе, по словам очевидцев:

1. Один тонель полностью пробит. осталась внутреняя отделка. Второй пробит не полностью..
2.Всех строителей перебросили в Сочи, надеюсь оборудование не демонтировали.

Решение принято о необходимости (это уже прочувствовано всеми) достройки тонеля.
Рабочих будут возвращать. Может успеют.
В крайнем случае думаю можно пустит воду и через недостроенный водовод
это менее опасно чем разбивать основание плотины.
Интересно с какой высоты берется вода на водосбросы и водотводной канал.
Как это всё будет работать зимой? Какой температуры вода будет сбрасываться через водосбросы?
Расчитывалась Майнская плотина зимний лёд?

***

http://forum.dwg.ru/showpost.php?p=438488&postcount=242

Использовать энергетический тракт здания ГЭС как водосбросное сооружение возможно только теоретически. На такой шаг можно будет пойти только в одном случае - приходу половодья с расходами, превышающими пропускную способность эксплуатационного водосброса и нетрансформируемыми регулирующей ёмкостью водохранилища. Тогда, ради предотвращения катастрофы - прорыва 240-метровой плотины, придётся пожертвовать зданием ГЭС: вода разнесёт вдребезги всё сооружение. При этом нет гарантии, что этот дополнительный расход будет достаточен. Согласно международной практике, водосбросные сооружения гидроузлов проектируются без учёта пропускной способности здания ГЭС. Т.е. в запас предполагается, что ГЭС по тем или иным причинам не работает и не может "помочь" в пропуске воды. В советско-российских нормах такое положение отсутствует. С действующим эксплуатационным водосбросом действительно беда. Справедливы ли были предположения, из которых исходили проектировщики, разработавшие этот водосброс, или нет - не сужу. Но факт, известный всей гидротехнической общественности, остаётся фактом - водобойный колодец водосброса не выдерживает возникающих в нём нагрузок и разрушается даже при сбросах расходов, по величине намного меньших расчётных или тем более поверочных. И здесь руководитель РусГидро совершенно прав: все сконцентрировались на произошедшей аварии, не обращая внимания на реальную возможность наступления действительно страшной катастрофы.