Hunsfoss Øst kraftverk. Skader på ledeapparat ved lastavslag

Transkript

1 Skader på ledeapparat ved lastavslag Torgeir Ubostad Agder Energi Produksjon AS Hans Aunemo SWECO Norge AS 1

2 Hoveddata: Turbin: 1 stk. Kaplan (med semispiral) Nominell turbineffekt: 14,94 MW Nominell, netto fallhøyde: 13,7 m Slukeevne: 120 m 3 /s Turtall: 142,9 o/min Midlere årsproduksjon: 115 GWh Tidsplan: Byggestart: Våren 2005 Planlagt idriftsettelse: November 2007 Endelig idriftsettelse: Juni 2008 Årsak til utsatt idriftsettelse: Under lastavslagsprøve fra full last inntraff en hurtig stenging av halvparten av turbinens ledeskovler. Dette medførte store skader på ledeskovlene og påfølgende reparasjon. 2

3 Turbin snitt 3

4 Anleggsfasen Desember

5 5

6 6

7 Fullastavslaget skjer Hunsfoss Øst kraftverk Fullastavslag Friksjonskoblingene glir, ca. 80% ledeapparatåpning Spiraltrommetrykk, maks. ~30 m Turtall Ledeapparatåpning Sugerørstrykk, min. ~ -10 m (vakuum) 7

8 Skader: 1. Vridning/bøying av øvre del av ledeskovltapp. Maks. vridning ca. 15 º. 2. Løsning av bolter mellom ytre- og indre lokk. 3. Riper i løpehjulskammer, men usikkert om dette skjedde under hendelsen 4. Bøy på nedre generatoraksel oppdaget senere, men det er ikke konkludert med at dette skyldtes hendelsen. Nødvendig oppretting medførte alene en utsettelse av idriftsettelse på ca. 4 måneder. 8

9 Overlukket ledeskovl 9

10 Ledeapparat - plan Stopp kloss Stopparm Arm Lenk Reguleringsring Ledeskovl åpen stilling Ledeskovl lukket stilling Friksjonskobling mellom ledeskovltapp og arm 10

11 Friksjonskobling Arm Stopp arm m/nav Øvre ledeskovltapp Ledeskovlblad Ledeapparat snitt 11

12 Årsak Årsaken til den momentane lukkingen var at belastningen (hydraulisk momentet) på ledeskovlene var større enn den aktuelle kapasiteten til friksjonskoblingene. Det er sannsynlig at momentet for en eller noen få har overskredet kapasiteten og dermed lukket momentant. De andre med friksjonskobling har deretter lukket fortløpende på grunn av økt belastning ( dominoeffekt ). Reell kapasitet (verifisert med målinger i etterkant) : Gjennomsnittlig ledeskovlmoment når koblingen glapp: Kapasitet [knm] ~ 4.6 ~ 2.8 Kapasitet forutsatt i beregninger

13 Vurdering av tiltak 1. Nye ledeskovler 2. Reparasjon av eksisterende ledeskovler Område med skader Valgt tiltak Reparasjon av eksisterende ledeskovler for å begrense nedetid Demontasje/montasje Demontasje av ledeskovler ble gjort ved å jekke opp øvre lokk og transportere ledeskovlene ut via spiraltromma. Dvs. ingen demontasje av generator. Hele syklusen med demontasje/montasje og reparasjon tok ca 4 måneder 13

14 Reparasjonsmetode 1. Kappe av øverste del av øvre ledeskovltapp (deformert del) 2. NDT av andre høyt påkjente områder (hulkiler). Ingen feil avdekket. 3. Sveise på ny tapp av martensittisk rustfritt stål. Materialvalget ble gjort for å øke kapasiteten (pga. økt flytegrense) til dette området av ledeskovltappen med redusert diameter. De eksisterende ledeskovlene var laget av støpegods (lavlegert karbonstål) med god sveisbarhet 4. Maskinering av påsveist tapp 5. Montering av nye rustfrie hylser på midtre- og nedre ledeskovllager 14

15 Reparasjon av halvgodshull i ledeskovlarm Maskinering av øvre ledeskovltapp 15

16 Rotårsaker 1. Feil montasje av friksjonskobling/ikke verifisert på anlegg 2. Feil beregning av nødvendig friksjonsmoment 3. Ledeskovltapp var ikke beregnet for ekstreme belastninger Korrigerende tiltak: 1. Modifisert friksjonskapasitet : 10.7 knm 2. Økt kapasitet for ledeskovltapp ivaretatt av reparasjon (økt flytegrense) 16