对轮螺栓断裂，机房大量进水

【简述】2006年03月06日17时45分，某水发电厂4号机组（型号为GZ（B34）-WP-640，由日本富士电机公司和中国富春江机电设备总厂制造，于1998年9月25日投产）。因水轮机主轴与转轮连接螺栓（M90，18条，材质3Cr13）运行中有12条断裂，造成转轮体与内导水锥接触摩擦，内导环与内导水锥把合螺栓（M20，48条，普通碳钢）、销钉剪断，水流从螺栓孔喷出，经水轮机竖井进入▽94.1m层廊道，造成检修排水泵、渗漏排水泵、高压顶起油泵、调速器及电源盘等被淹。
【事故经过】事故前工况:2、4、6号机组并网运行，分别带30.0MW、20.0MW、30.0MW负荷；1、3、5号在停机备用状态。
2006年03月06日17时45分，中控室振动很大，发出“轰轰”响声，监控画面各台机组负荷正常，值长令值班员现场检查情况，调节4号机组负荷，感觉声音有明显变化，这时一位现场作业人员到中控室报告厂房有大量漏水，值班员报告▽94.1m层冒水点在4号机水轮机竖井。17时53分，值长发出4号机停机令。17时54分，4号机停。▽92.1m层渗漏排水泵自动启动排水。启动两台深井泵抽水。18时02分，渗漏集水井水位高报警，由于漏水量大，两台深井泵抽水不及，联系中调将2、6号机组退出运行。现场切除有关水泵、电机、控制柜等电源，做安全隔离措施。临时组织安装4台排水泵加强抽水，同时做好局部堵水准备等工作。18时50分，尾水闸门关闭完毕，20时13分，上游闸门关闭完毕。
03月07日02时，水位在▽100.8m高程停止上涨。18时，水全部抽干。03月08日23时58分，5号机组并网运行。03月11日08时40分，6号机组并网运行。03月12日07时40分，2号机组并网运行。
   03月09日，抽干4号机流道水后，检查发现水轮机主轴与转轮联接螺栓（M90，18根，材质3Cr13）有12根断裂，其中脱落5根,在流道现场找到3根,2根已找不到，找到的脱落螺栓已有明显的弯曲,螺杆和螺帽有较多和较深的挤压变形痕迹，其中3根螺栓的断口已磨平；内导水锥从分瓣处断裂变形，散落在流道内；水轮机检修密封、主轴密封支撑板变形损坏；转轮叶片进水边、止漏环等有不同程度的被刮痕迹。
  经过38天的艰苦努力，04月13日14时21分，4号机组并网运行。
【原因分析】
1. 经电力试验研究院对失效螺栓材料力学性能、化学元素及金相组织的试验和分析,并结合失效螺栓的宏观断口检查分析及相关设计资料的审查，认为螺栓设计未考虑疲劳强度和螺栓材料力学性能不合格，导致4号机组水轮机与主轴连接螺栓疲劳断裂，是造成此次事故的直接原因。
2. 螺栓断裂后，和主轴密封板的分瓣连接部位相互撞击，脱出螺孔，同时主轴密封板及与其连接的主轴密封零部件受损脱落、卡阻、撞击检修密封支撑环、检修密封、内导水锥，使它们的连接螺栓及销钉在结合面折断，水轮机主轴密封失效，水从内导水锥与内导环结合面的48个螺栓孔（M20）和4个销钉孔(φ16)大量喷出（流量：1099 m3/h），经水轮机竖井进入▽94.1m层廊道，造成▽94.1m层廊道的渗漏，是造成此次事故的直接原因。
3. 厂房排水系统设计时只考虑厂房、机组正常状态下的漏水，对事故大量漏水未作考虑，设计标准偏低，厂房设计排水能力为260 m3/h，只能满足正常情况下厂房内的渗漏水，在事故大量漏水情况下，排水能力明显不足。设计上机组流道进水口没有快速闸门，现有闸门紧急操作需要2小时，不能快速关闭闸门，是造成此次事故的间接原因。
4. 由于安装质量问题，尾水闸门存在后仰现象（投运后存在的问题，多次组织专家分析解决，但由于是施工安装遗留问题，较难彻底解决），导致关闭不严密，是造成此次事故的间接原因。
5. 应急预案对厂房意外进水量估计不足，设防标准偏低，发生大流量漏水时不能应对，显现出编制的应急预案没有考虑各种可能发生的事件，评估不足，是造成此次事故的间接原因。
【防范措施】
1. 加强技术监控的深度和广度。对金属结构进行一次全面的统计、检查、检测、分析、处理，有关项目列入检修项目。系统的分析机组的状况，确定各机组的大修时间间隔和项目，加强对各机组设备质量的监督。
2. 加强对重要金属部件的金属监督，更换同材质的5、6号机组螺栓，加强对1、2、3号机组螺栓的检查，并将定期检验列入检修规程。
3. 核算厂房意外进水量和现有水泵抽排水能力，对厂房排水系统进行改造。对提高闸门关闭速度进行调究。解决尾水闸门后仰问题
4. 修订、完善《水淹泵（厂）房应急预案》，并加强演练。修订、完善其它安全生产危急事件应急预案，加强事故预想，定期组织演练。