У нас богатый и трагический опыт. Когда взорвался реактор в Чернобыле — сначала вообще молчали, население стали эвакуировать только через 36 часов, а о том, что еще и пол-Белоруссии накрыло радиоактивным облаком, мы узнали из передач западных станций. Когда случился Беслан, власти врали, что в заложниках 354 человека, хотя весь город уже знал, что там больше тысячи. Когда был «Норд-Ост», когда гибла подводная лодка «Курск», когда... короче, не случайно многие, кто живет ниже Саяно-Шушенской ГЭС (СШГЭС) по течению Енисея, несмотря на все заверения официальных лиц, что прорыв плотины невозможен, в первые дни предпочли покинуть опасную зону. The New Times пытался понять: это государство прогнило настолько, что все в нем сыплется, или действительно случилось несчастье, которое нельзя было ни предусмотреть, ни предотвратить.
Версия 1: Гидравлический удар
Первый вопрос, который журнал задал экспертам: случались ли такие аварии на гидростанциях в России и мире? Нет, здесь мы, как и в случае Чернобыля, первые и единственные. Плотины прорывало в Китае, Индонезии, даже в США, но чтобы на работающей в штатном режиме станции вдруг ни с того ни с сего (ни сильных дождей, ни весеннего половодья,* * Весной 1979 года во время паводка вода прорвалась через верх недостроенной плотины СШГЭС и затопила машзал, где по временной схеме уже работал первый гидроагрегат. ни землетрясения) ротор весом под тысячу тонн выбросило, как пробку из бутылки, водяным потоком в машинный зал — такого не было. Хотя в чем-то похожая авария, но несравненно меньшего масштаба, в 1952 году случилась на Каховской ГЭС.
Валентин Берлин, профессор кафедры Использования водной энергии Московского государственного строительного университета: Там (на Каховской ГЭС) произошел обратный удар: поток (воды) под рабочим колесом турбины разорвался, ударил обратно, и вода ворвалась в машинный зал. Но там турбина совсем другого типа. На радиально-осевых турбинах, установленных на СШГЭС, такого рода аварий не было ни разу.
Тут следует дать пояснение: представьте себе трубу, по которой идет мощный поток воды. Если его вдруг резко перекрыть, скажем, заслонкой, то вода за заслонкой по инерции продолжит движение в том же направлении, куда она шла. Вода уходит и на ее месте образуется вакуум, который тянет воду обратно: в конце концов она остановится, начнет под действием «вакуумной пружины» ускоряться в обратном направлении и ударит в заслонку, что может привести к значительным разрушениям. Большинство опрошенных The New Times экспертов с той или иной степенью уверенности связывают аварию именно с тем, что по каким-то причинам поток воды был резко перекрыт, и это в конечном счете привело к разрушению турбины. Но если дело, как утверждает Валентин Берлин, не в конструктивных особенностях турбины, то что тогда произошло?
Версия 2: Человеческий фактор
Турбин на СШГЭС десять. К каждой от верхней части плотины ведет свой водовод. Это толстенная, залитая в армированный бетон труба (на схеме на стр. 7 обозначена цифрой 1), способная выдержать колоссальные нагрузки (она пропускает через себя падающий с высоты 200 м поток воды мощностью 300 куб. м/сек). Внизу поток через так называемый направляющий аппарат (2), с помощью которого регулируется расход воды, попадает на турбину (3) и далее по отводящей системе в реку.
Версия 2: Человеческий фактор
Турбин на СШГЭС десять. К каждой от верхней части плотины ведет свой водовод. Это толстенная, залитая в армированный бетон труба (на схеме на стр. 7 обозначена цифрой 1), способная выдержать колоссальные нагрузки (она пропускает через себя падающий с высоты 200 м поток воды мощностью 300 куб. м/сек). Внизу поток через так называемый направляющий аппарат (2), с помощью которого регулируется расход воды, попадает на турбину (3) и далее по отводящей системе в реку.
Берлин: Я готов скорее предположить, что по каким-то причинам слишком быстро закрылся направляющий аппарат (по сути, это мощные жалюзи), вода резко перестала поступать на турбину, произошел тот самый разрыв потока и, как следствие, гидравлический удар, который сорвал крышку турбины.
Владимир Виссарионов, в недавнем прошлом заведующий кафедрой нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Московского энергетического института: Думаю, дело в направляющем аппарате. Автоматика станции следит за нагрузкой системы и поддерживает ее на заданном уровне. Регулирует она водяной поток, открывая или закрывая лопатки этого аппарата. Но регулировать можно и вручную. Отказала ли автоматика, ошибся ли оператор или аппарат слишком быстро закрылся вследствие каких-то механических повреждений — сказать сейчас трудно.
То, что быстрое закрытие лопаток этого самого направляющего аппарата чревато тяжелыми последствиями, специалистам хорошо известно, и потому автоматика сконструирована так, что она не допускает переход в опасные режимы. Значит, либо произошел сбой в системе, либо автоматику по каким-то причинам отключили, то есть сработал человеческий фактор — оператор взял управление на себя. Но что заставило его перейти на ручное управление? И где он допустил ошибку? На эти вопросы сейчас ответа нет. Но невольно на ум приходит все тот же Чернобыль — там как раз была отключена автоматика, которая, собственно, и страховала от человеческой ошибки и не позволяла перевести реактор в аварийный режим, а безграмотные действия операторов привели к взрыву.
Версия 3: Генератор
Впрочем, есть и другие версии аварии на Саяно-Шушенской ГЭС. А именно: по какой-то причине генератор, который перерабатывает механическую энергию турбины в электрическую, перестал выдавать энергию в электрическую цепь. Но вода продолжала крутить турбину, та продолжала производить энергию, которая никуда не уходила. В результате турбина стала разгоняться и в конце концов разрушилась. Такое предположение высказал источник The New Times — назовем его NN, один из руководителей ныне строящейся ГЭС, который говорил на условиях анонимности: Не исключено, что произошел сброс нагрузки (на генератор). Если в этом случае направляющий аппарат автоматически не снизит расход воды, скорость вращения турбины начнет нарастать, агрегат пойдет вразнос и разрушится.
Версия 3: Генератор
Впрочем, есть и другие версии аварии на Саяно-Шушенской ГЭС. А именно: по какой-то причине генератор, который перерабатывает механическую энергию турбины в электрическую, перестал выдавать энергию в электрическую цепь. Но вода продолжала крутить турбину, та продолжала производить энергию, которая никуда не уходила. В результате турбина стала разгоняться и в конце концов разрушилась. Такое предположение высказал источник The New Times — назовем его NN, один из руководителей ныне строящейся ГЭС, который говорил на условиях анонимности: Не исключено, что произошел сброс нагрузки (на генератор). Если в этом случае направляющий аппарат автоматически не снизит расход воды, скорость вращения турбины начнет нарастать, агрегат пойдет вразнос и разрушится.
Проектировщики, конечно же, учитывали, что безаварийных устройств не бывает, и предусмотрели возможность быстрого опускания аварийно-ремонтного затвора (4), перекрывающего воду на входе в водовод. Если бы эта система сработала, то, скорее всего, и разрушений было бы меньше, и затопление станции оказалось бы не таким значительным, соответственно меньше было бы и жертв. Однако затворы, судя по тем данным, которые уже появились в СМИ, пришлось закрывать вручную, на что ушло почти сорок минут.
NN: На станциях, на которых я работал, цепи, обеспечивающие быстрое закрывание затвора, как правило, отключали, опасаясь самопроизвольного срабатывания — например, из-за того, что отсырел кабель, ведь кругом вода.
Другими словами, сотрудники станции упрощали себе жизнь: зная, что система срабатывает из-за отсыревших кабелей или еще из-за чего-то, что давно следовало заменить или починить, они ее просто отключали. Классическое русское авось. Помнится на шахте «Ульяновская» в Кемеровской области тоже то ли отключали, то ли подкручивали импортные датчики метана — слишком они были чувствительные, все время срабатывали и мешали работать. В результате два года назад там произошел взрыв, унесший жизни более ста человек.
Однако не сработать система могла и по независящей от персонала причине.
Однако не сработать система могла и по независящей от персонала причине.
Берлин: Авария была настолько тяжелой, что поток мгновенно разрушил не только турбины, агрегаты, но и все системы сигнализации, связи, автоматики. Думаю, поэтому затворы и не закрылись.
Большинство опрошенных The New Times экспертов утверждают, что производственная дисциплина на гидростанциях соблюдается достаточно жестко: осмотр, проверка систем, их ремонт и замена производится в точном соответствии с инструкциями и техническим регламентом.
Берлин: Капитальный ремонт проводится раз в 4,5 — 5 лет, это просто закон. Никто не имеет права эксплуатировать турбину, если прошел регламентный срок капитального ремонта. Но и на этот счет есть разные мнения.
NN: Я давно не занимаюсь эксплуатацией, может, и сейчас инструкции блюдут, но что точно — нынешний инженер не тот, что прежний.
Итог
Сегодня почти с уверенностью можно сказать, что из десяти генераторов станции полностью выведены из строя и требуют замены четыре. Состояние остальных специалисты смогут оценить после того, как будут разобраны завалы и откачана вода. Если они целы или имеют незначительные повреждения, то запустить их можно относительно быстро — за несколько месяцев. Тогда последствия аварии не так сильно скажутся на электроснабжении Сибири.
Итог
Сегодня почти с уверенностью можно сказать, что из десяти генераторов станции полностью выведены из строя и требуют замены четыре. Состояние остальных специалисты смогут оценить после того, как будут разобраны завалы и откачана вода. Если они целы или имеют незначительные повреждения, то запустить их можно относительно быстро — за несколько месяцев. Тогда последствия аварии не так сильно скажутся на электроснабжении Сибири.
NN: Все агрегаты СШГЭС никогда вместе не работали. Если бы станция выдавала постоянно 6,4 МВт мощности, на которую рассчитана, то годовая выработка равнялась бы 56 млрд кВт.ч, а реальная цифра 22 млрд. То есть, чтобы такую выработку дать, хватит и пяти агрегатов. Правда, проблемы останутся с пиковыми нагрузками, которые покрывать станция долгое время не сможет.