oleg_noskov (oleg_noskov) wrote,
oleg_noskov
oleg_noskov

Categories:

У аварии на Саяно-Шушенской ГЭС есть научное объяснение

Ученые новосибирского Академгородка ссылаются на известные законы природы, которые проигнорировали российские "эффективные менеджеры" от энергетики...
гэс-3

Этот печальный день – 17 августа 2009 года – навсегда, наверное, войдет в нашу историю. На крупнейшей в России гидроэлектростанции, считавшейся величайшим достижением нашей инженерно-конструкторской мысли, произошла техногенная катастрофа, унесшая на тот свет 75 жизней. Многие из нас помнят видеозапись, облетевшую весь мир: всплеск воды, подозрительные всполохи света. Что это было?

Как мы знаем, согласно официальной версии Ростехнадзора причиной аварии стало разрушение шпилек крышки турбины гидроагрегата. Из-за динамических нагрузок крышка сорвалась, и машинный зал затопило водой. Чтобы сильно не напрягать общественность, аварию вообще объявили «уникальной». Дескать, законы физики непредвиденно помножились на безалаберность, вот и результат. В сухом остатке от такого объяснения в сознании остаются только незакрученные гайки, из-за которых и хлестанул поток воды.

Не удовлетворяясь столь простым (на первый взгляд) объяснением, разного рода «специалисты» стали создавать свои версии, одна другой страшнее. Одни говорили про взрыв трансформатора, другие – про террористический акт. Версия с террористами оказалась самой ходовой. Якобы на плотину проникли диверсанты чуть ли не с гор Кавказа, и с помощью водолазного снаряжения установили где-то внутри боевой заряд. За диверсантами, понятное дело, стояли какие-то темные силы из зарубежья, и якобы было всё это «предупреждением» нашему правительству (типа, если что, будем рвать плотины).

На самом деле причина аварии имеет чисто научное объяснение, не требующее привлечение внешних сил в виде террористов. Злую роль здесь сыграли законы физики, точнее – грубое игнорирование этих законов. Именно такой версии придерживаются специалисты Института теплофизики СО РАН. Дело в том, что в свое время – в самом начале 1990-х – в Институт теплофизики полностью перешел отдел прикладной гидродинамики, который до этого находился в Институте гидродинамики. Так вот, специалисты этого отдела как раз занимаются научными исследованиями процессов, происходящих в проточных частях гидроагрегатов, - тесно взаимодействуя на этом поприще с Ленинградским Металлическим заводом (ЛМЗ) – лидером отечественного машиностроения по проектированию и производству гидротурбин (он даже входит в четверку мировых лидеров).

В чем конкретно заключается упомянутое сотрудничество? В частности, ученые Института теплофизики СО РАН занимаются разработкой аналитических моделей, позволяющих описывать очень сложные вихревые течения за рабочим колесом гидротурбин (затем на основе этих моделей определяются режимы эксплуатации гидротехнических агрегатов). Немногие из нас знают, что работа такого агрегата сопряжена с целым рядом проблем и сложностей, которые необходимо понимать и предвидеть как производителям гидротурбин, так и работникам гидроэлектростанций. Это только дилетанту кажется, будто тут нет ничего сложного – раскрутил турбину, и все в порядке. Получай ток! На самом деле в проточных частях гидроагрегатов могут возникнуть такие явления, что запросто приведут к серьезной аварии. Именно это, по мнению специалистов Института, занимающихся исследованием данных процессов, и привело к аварии на Саяно-Шушенской ГЭС.

Как считает доктор физико-математических наук Павел Куйбин, непосредственно занимающийся разработкой упомянутых аналитических моделей, одной из важных проблем здесь являются резонансные явления. «То, что случилось на Саяно-Шушенской ГЭС, - говорит ученый, - это, безусловно, резонанс, хотя многие еще пытаются это оспаривать». Что такое резонанс? Это когда вынужденная частота совпадает с собственной частотой. «Мы полагаем, - говорит Павел Куйбин, - что вынужденная частота была наведена вот таким вихрем, а собственная частота – это гидроакустическая частота всего водовода». Резонанс приводит к появлению сильнейших вибраций – и вертикальных, и горизонтальных – со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Многие, наверное, помнят из школьного курса физики хрестоматийный пример с колонной солдат, марширующих по подвесному мосту. Маршировка вызвала резонансное явление, из-за которого мост рухнул. Если аналогичное явление возникает в зоне гидроагрегата, то вполне можно ожидать катастрофы. Сотрудники СШГЭС, мягко говоря, прозевали резонанс. И, возможно, не по своей вине. Гидроэлектростанции, как правило, включены в единую систему энергорегулирования, что отражается на общем режиме эксплуатации каждой станции (когда требуют часть энергии постоянно «перебрасывать» туда-сюда). Иными словами, гидроэлектростанции работают не в оптимуме, а постоянно от него отклоняются в ту или иную сторону. И время от времени происходит так, что приходится работать в нежелательном (то есть опасном) режиме. Так, перед самой аварией второй агрегат Саяно-Шушенской ГЭС прошел через нежелательную фазу более десяти раз, подвергаясь воздействию очень сильных вибраций!

«Однозначного вывода о причинах аварии, - говорит Павел Куйбин, - пока еще нет. Но я для себя сформулировал версию, что это все-таки резонанс. Почему он там произошел, еще предстоит выяснить». Есть версия, что на втором агрегате из-за небрежного ремонта заклинило одну лопатку, из-за чего пошел нештатный режим закрутки, образовался нештатный вихрь с нештатными частотами, который попал в резонанс с длинным водоводом. Амплитуда колебаний увеличилась до опасных значений, гидроагрегат раскачало и выдрало.

В этой связи, как мы понимаем, существенно возрастает важность аналитических моделей, над которыми работают новосибирские ученые. Модель объясняет саму физику данного процесса, показывая, что на что действует в рабочей системе гидроэлектростанции. Соответственно, она показывает, как можно избежать этих разрушительных явлений. Например, по ряду достаточно простых и понятных параметров аналитическая модель позволяет оценить частоту, генерируемую вихрем. И даже амплитуду этих колебаний. А дальше уже можно предсказать, будет ли данная частота входить в резонанс с гидроакустикой или собственными механическими частотами строительных конструкций зданий и самой плотины.

Надо заметить, что авария кое-чему научила наших менеджеров. По крайней мере, теперь к указанным вещам стали относится более серьезно.


гэс-5
Дуракам законы природы не писаны. И не только дуракам, но и выскочам-дилетантам из числа российских управленцев...

Tags: Катастрофы
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments