Умные парни (сборник)
Шрифт:
Современный подход к сложным техническим системам предполагает постоянный, в режиме on-line мониторинг на уровне, который адекватен высоким технологиям. ГЭС Татарстана, не вошедшие в империю РусГидро, оснащены чувствительными приборами, которые позволяют за 1 секунду уловить сдвиг в 1–2 миллиметра в любом элементе сложной конструкции. Мониторинг осуществляют российские космические аппараты. После аварии на Саяно-Шушенской ГЭС глава Роскосмоса Анатолий Перминов рассказал мне, что эту систему решил экстренно поставить на своих ГЭС, которые не подчиняются РусГидро, губернатор Красноярского края. В РусГидро мониторинг на таком уровне никого не интересует, но изыскиваются средства на восстановление станции и ускоренное
«Четвертый, пятый и шестой агрегаты, которые не пострадали от аварии, будут закрыты герметичным шатром, и их можно запустить, может быть, к концу года, – говорит Василий Зубакин. – Полное восстановление Саяно-Шушенской ГЭС займет около четырех лет и обойдется в 40 миллиардов рублей».
Многие достойные люди говорят, что трагедия послужит уроком и поднимет гидроэнергетику во всем мире на качественно новый уровень. Четверть века назад те же слова произносились после Чернобыля. А еще раньше – про революцию, про репрессии и еще про что-то. Неужели наша страна обязана обогащать подлунный мир опытом трагических катастроф?
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС вызвала огромный общественный резонанс. Официальное заключение о причинах крупнейшей в гидроэнергетике катастрофы будет готово еще не скоро. А пока авторитетные специалисты спорят о том, что же произошло на станции, которая считалась жемчужиной гидроэнергетики. Один из самых сведущих экспертов в гидротехнике – доктор технических наук Владимир Тетельмин, который 12 лет изучал плотину Саяно-Шушенской ГЭС. Он был депутатом Госдумы 1-го и 2-го созывов, стал одним из авторов закона «О безопасности гидротехнических сооружений». Профессор Владимир Тетельмин обосновывает свою гипотезу трагедии на крупнейшей российской гидростанции.
Вопрос: Владимир Владимирович, первое впечатление от Саяно-Шушенской ГЭС – циклопическое сооружение. Но в отличие от египетских пирамид и крепостных стен станция начинена сложнейшим оборудованием – от мощных гидроагрегатов до чувствительных тензоров. Для постороннего плотина – это монолит, а на самом деле – это муравейник, пронизанный тысячью шахт. Не слишком ли сложен замысел? И что такое арочно-гравитационная конструкция, которая не знает мировых аналогов?
Ответ: Гравитационные плотины опираются на дно реки, арочные – крепятся к берегам. На Саяно-Шушенской ГЭС, длина которой больше 1 километра, а высота приближается к 250 метрам, выбраны оба принципа. И это делает плотину крайне чувствительной к состоянию окружающей среды. Под водой не видно, но подошва плотины – это более 100 метров. Левый берег Енисея сложен из податливых ортосланцев с высоким уровнем пластичности.
Для гидротехников ключевым является перепад воды перед плотиной. Колебания верхнего бьефа очень велики и достигают за сезон сорока метров, колебания температуры – от плюс тридцати до минус тридцати градусов. Это мощные факторы, но в эпоху индустриализации и гигантомании, когда проектировалась плотина, царило шапкозакидательство, на экологические факторы внимания не обращали. Саяно-Шушенская ГЭС – это гигантский «черный ящик», который живет по неизвестным людям законам.
Вопрос: Видел впечатляющую цифру: сумма гидростатических нагрузок на Саяно-Шушенскую ГЭС достигают 22 миллионов тонн – это состав из 500 тысяч
Ответ: В 1985 году в первом, самом высоком столбе плотины была выявлена трещина, которая шла от берега до берега. Сквозь трещину каждую секунду проходило 550 литров воды – подводная река.
Вопрос: На крыле самолета образуется много трещин, но это нормально. Прочность крыла характеризуется тем, как оно держит трещину.
Ответ: В гидротехнике трещин не должно быть. Восемь лет происходило размывание бетона, только в 1996 году специалистам из Франции удалось полимерами восстановить монолитность плотины. Однако размывание плотины продолжалось, и сегодня из четырех столбов плотина надежно крепится к скальному дну лишь последним, четвертым столбом. То есть СШГЭС не работает как гравитационная плотина – только как арочная.
Самую большую опасность представляет сползание гребня плотины в сторону нижнего бьефа, то есть вниз по течению Енисея. Тело плотины состоит из 67 секций. В 2006 году зафиксировано смещение центральной 33-й секции на 142 миллиметра, за счет арочного эффекта необратимые деформации по гребню плотины составили 60 миллиметров. Что касается 18-й секции, где расположен пошедший вразнос второй агрегат, то на ней смещение составило 107 миллиметров, хотя симметричная 45-я секция по другому берегу сместилась всего на 97 миллиметров. Все это создавало в теле плотины чудовищные внутренние напряжения.
Согласно закону «О безопасности гидротехнических сооружений» смещение в 108 миллиметров является критическим для безопасности. То есть в 2006 году запас прочности составлял всего 1 миллиметр. Секция, где случилась авария, несколько лет работала на пределе. За три года смещение могло вырасти куда больше, чем на 1 миллиметр. По Закону надо было срочно снижать нагрузку, но в погоне за прибылью ее, напротив, увеличивали.
Вопрос: Смещения в десятки миллиметров несопоставимы с размерами плотины. Неужели есть способ уловить такие смещения?
Ответ: В плотине стоят 3 тысячи тензометров и 3 тысячи деформометров. Имеется 3 тысячи точек наблюдения за геодезией и 3 тысячи точек контроля за фильтрацией воды. На глубине 40 метров под дном Енисея закреплен якорь – реперная точка, относительно которой определяются смещения. Приведенные данные зафиксированы официально и признаны РусГидро. Итак, не подлежит сомнению, что год от года смещения росли и напряжения в теле плотины возрастали, особенно в верхних арочных поясах и в низовом клине, примыкающем к машинному залу.
Вопрос: Все это очень неприятно, но какое имеет отношение к тому, что второй агрегат пошел вразнос? Между телом плотины и машинным залом имеется разделительный шов в 50 миллиметров, чтобы плотина не входила в соприкосновение с техникой.
Ответ: В том-то и дело, что плотина постепенно наползала и наваливалась на машинный зал. Кроме того, соединение с машинным залом происходит через трубы-водоводы, по которым под давлением в 20 атмосфер сверху хлещет вода. Напряжения в теле плотины в итоге передаются гидроагрегату. Моя гипотеза состоит в том, что плотина навалилась на машинный зал и нарушила соосность агрегата. Центровка осей 2 700-тонного агрегата должна иметь точность в микроны! Началось биение и вибрации, которые заметили за сутки до аварии, но не сделали аварийной остановки. Агрегат пошел вразнос, что характерно при дисбалансе и нарушении соосности. В пользу гипотезы говорит то, что болты гидроагрегата, найденные в машинном зале, не только треснули, но и покрылись коррозией, то есть находились в сломанном состоянии достаточно давно.