Насосная гидроэлектростанция
Обычные гидроэлектростанции используют силу воды, которая течет из гор в море и приводит в движение турбины. Однажды использованная вода продолжает свой путь к морю. А насосная электростанция всегда работает на одной и той же воде. Эта вода циркулирует в двух разных резервуарах-накопителях: в верхнем и нижнем.
Насосная гидроэлектростанция функционирует по принципу огромной аккумуляторной батареи, с той лишь разницей, что в ней накапливается не электричество, а вода, которая служит для производства электроэнергии...
Насосная электростанция поставляет так называемый «пиковыйэлектрический ток»: она задействуется в момент наибольшегопотребления электроэнергии, то есть в обеденное время, когда включаются многочисленные электрические печки. В это время вода через турбины сбрасывается из верхнего резервуара в нижний. В моменты же наименьшего потребления энергии (к примеру, в утренние часы) с помощью насосов вода вновь закачивается из нижнего накопителя в верхний. Здесь все происходит с точностью до наоборот: турбины работают в качестве насосов, а генераторы, как электромоторы, приводят их в движение. Электричество для этого «обратного движения» поступает с других электростанций, которые в ночные часы вырабатывают больше энергии, чем ее потребляется.
В отличие от электростанций, работающих на нефти и угле, которые должны производить электроэнергию круглосуточно, насосные электростанции, в зависимости от потребности в электроэнергии, могут включаться и выключаться. Они используют избыточный ток других электростанций.
Первая ГЭС в России
http://www.syrjanowsk.info/index.php?option=com_content&task=view&id=25&Itemid=52
|
Первая ГЭС в России построена весной 1892 г. в Зыряновске В России развитие энергетики началось именно с освоения малых рек. Когда появилась первая ГЭС в России – вопрос интересный и достаточно спорный, смотря как считать… Считается, что первая ГЭС в России построена в Зыряновске в 1892 г. Она была четырехтурбинной и предназначалась для шахтного водоотлива из рудника на речке Березовке. В тоже время самая первая ГЭС в России, была построена еще в 1857 году на Валдае. И до сих пор находится в рабочем состоянии, три турбины по 4 киловатта. Это сегодня мы можем легким движением руки включить свет, не думая о том, что за сиянием одной лампочки стоит работа тысяч энергетиков и сотен разнообразных механизмов, а также открытия и разработки множества ученых и инженеров всего мира. 100 лет назад это благо цивилизации было почти недоступно большинству жителей края. И все же, как показывают исследования наших историков, жители Алтая еще в конце XIX века начали активно заниматься электрификацией, главным образом частные лица - наши земляки. Как начиналась электрификация Алтайского края Первая в стране гидроэлектростанция... В это не сразу верится, но историки уже не сомневаются, что первая в России ГЭС была построена на территории, в то время входившей в Алтайский округ. Произошло это славное историческое событие в 1892 году на речке Березовка (приток Бухтармы) близ богатейшего Зыряновского рудника (ныне город Зыряновск Восточный Казахстан). С тыльной стороны бревенчатого строения подходил на высокой эстакаде длиный желоб, обшитый полностью досками, по которому вода поступала к турбинам. А начинался этот водовод километра за два, от небольшой речки Топтушки, где была воздвигнута большая земляная плотина, образующая обширный пруд. Вода отсюда поступала по глубокой канаве, а затем по этому желобу. Это была поистине историческая достопримечательность Зыряновска. Это была первая в царской России гидроэлектростанция! ГЭС была предназначена для шахтного водоотлива Зыряновского рудника, четыре турбины обеспечивали мощность в 150 кВт. и исправно снабжала энергией рудничные цеха. Позже в помощь ей была запущена «силовая» гидроэлектростанция работавшая – до 1935-36 года. Потом была построена довольно мощная Тургусунская ГЭС, и надобность в реликвии, этой мини-гидроэлектростанции, отпала. По некоторым предположениям, Алтай тогда опередил не только российских новаторов от энергетики, но и весь мир: другой объект гидростроительства - ГЭС в Сьерра-Неваде - был построен в том же году, но позже. "Электроэнергия вернула к жизни рудничные механизмы, - пишет историк Вениамин Алексеев о Зыряновской ГЭС. - Электролампочки залили ровным ярким светом заводские корпуса, административные помещения, квартиры руководящего персонала. Начала действовать одна из первых в России фабрик, которая вырабатывала электролитическим способом медь и серебро очень высокой чистоты". Между прочим, при строительстве этой ГЭС применили технологии регулирования речного стока, которые до того момента инженеры-гидротехники вообще считали неосуществимыми: на Березовке создали специальное водохранилище, вода в нем при необходимости поднималась до нужного уровня с помощью нескольких шлюзов. В итоге станция могла работать равномерно весь год, даже если уровень реки резко падал. История сохранила и фамилию автора этого замечательного проекта: горный инженер Николай Кокшаров не только разработал проект, но и руководил строительством. Пожалуй, главное, что показала Зыряновская ГЭС, - это возможность с помощью электроэнергии революционным образом повысить производительность всей работы. Было, впрочем, и еще несколько свойств, которые, говоря современным языком, весьма привлекали деньги инвесторов: электрические лампочки заменяли на предприятиях керосинки и тем резко снижали опасность пожаров - бедствие той эпохи... Но и это не все: представьте, как теперь можно было показать товар лицом в магазине, освещенном с помощью новомодного изобретения! Да и покупателей, зачарованных сиянием электрических огней, полагаю, тянуло в такие магазины как магнитом. И потому вполне естественно, что за продвижение изобретения на Алтае взялись предприниматели, вкладывавшие деньги в покупку динамо-машин и дорогого электрооборудования и их установку на своих предприятиях и в усадьбах. Электричество стало необходимостью. Но именно эти шаги через много лет привел и к созданию единой энергосистемы страны, гарантирующей надежность энергоснабжения, а нам с вами позволили легким движением руки включать и выключать в доме свет. В дореволюционные времена электростанции на Алтае возводились главным образом на деньги частных лиц. Однако Зыряновский рудник принадлежал Кабинету, поэтому, возможно, какую-то роль здесь играли и госинвестиции. В дальнейшем рудник был передан иностранцам, которые, по-видимому, и профинансировали возведение в 1901 году для этого рудника вторую ГЭС – на речке Турсугун. Впрочем, плотина этой второй рудничной ГЭС была снесена паводком, восстановить ее не удалось. В 1916 г. английскими концессионерами была построена уже третья Тургусунская ГЭС. С малых электростанций мощностью в 150 киловатт и более стала расти гидроэнергетика на Рудном Алтае. Бабурин В.Л. Малые реки – каркас цивилизации. /Малые реки России/. Институт Географии, РГО. – 1994. с.19-27. Красноярская ГЭС  ОАО "Красноярская ГЭС" Красноярская ГЭС - первая гидроэлектростанция на реке Енисей. Установленная мощность ее 12 гидроагрегатов - 6 миллионов кВт. По установленной мощности Красноярская ГЭС входит в десятку крупнейших гидроэлектростанций мира и занимает второе место в России. Красноярская ГЭС - основной производитель электроэнергии в Красноярском крае и одна из самых экономичных электростанций в стране. Ее среднегодовая выработка составляет 17,5 миллиардов кВтч, что позволяет удовлетворять более 50% потребности края в электроэнергии. В российском производстве доля электроэнергии Красноярской ГЭС составляет 2,3%. Строительство Красноярской ГЭС осуществлялось с 1956г. по 1972 г. по проекту Ленинградского отделения института "Гидроэнергопроект" (ныне АО «Ленгидропроект»). Источник: Российская пресса за 2007 г. Обновлено: 14.08.2007 Информация предоставлена компанией «Медиалогия» | ||
| |
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B0%D1%8F%D0%BD%D0%BE-%D0%A8%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%93%D0%AD%D0%A1
Саяно-Шушенская ГЭС
| Саяно-Шушенская ГЭС | |
| Государство | Россия |
| Статус | Действующая |
| Река | Енисей |
| Каскад | Енисейский |
| Год начала строительства | |
| Годы ввода первого и последнего гидроагрегатов | 1978/1985 |
| Основные характеристики | |
| Установленная мощность, МВт | 6400[1][прим. 1] |
| Среднегодовая выработка, млн кВт·ч | 23 500[1] |
| Тип ГЭС | Плотинная |
| Расчётный напор, м | |
| Характеристики оборудования | |
| Тип турбин | радиально-осевые |
| Количество и марка турбин | 10×РО-230/833-0-677 |
| Расход через турбины, м³/сек | 10×358 |
| Количество и марка гидрогенераторов | 10×СВФ-1285/275-42У4 |
| Мощность гидрогенераторов, МВт | 10×640 |
| Основные сооружения | |
| Тип плотины | бетонная арочно-гравитационная |
| Высота плотины, м | |
| Длина плотины, м | |
| Шлюз | нет |
| ОРУ | 500 кВ |
| Собственник | |
| Собственник | РусГидро Координаты:  52°49′34″ с. ш. 91°22′17″ в. д. / 52.826111° с. ш. 91.371389° в. д.(G)(O)Показать географическую карту52.826111, 91.371389 |
Сая́но-Шу́шенская гидроэлектроста́нция имени П. С. Непоро́жнего — крупнейшая по установленной мощности электростанция России, шестая — среди ныне действующих гидроэлектростанций в мире. Расположена на реке Енисей, на границе между Красноярским краем и Хакасией, у посёлка Черёмушки, возле Саяногорска. Является верхней ступенью Енисейского каскада ГЭС. Уникальная арочно-гравитационная плотина станции высотой 245 м — самая высокая плотина России и одна из высочайших плотин мира. Название станции происходит от названий Саянских гор и расположенного неподалёку от станции села Шушенское, широко известного в СССР как место ссылки В. И. Ленина.
Строительство Саяно-Шушенской ГЭС, начатое в 1963 году, было официально завершено только в 2000 году. В ходе строительства и эксплуатации ГЭС имели место проблемы, связанные с разрушением водосбросных сооружений и образованием трещин в плотине, позднее успешно решённые. 17 августа 2009 года на станции произошла крупнейшая в истории отечественной гидроэнергетики авария, ставшая причиной гибели 75 человек. Восстановление Саяно-Шушенской ГЭС должно быть завершено в 2014 году.
Содержание
|
Природные условия
Саяно-Шушенская ГЭС использует падение верхнего Енисея в так называемом Саянском коридоре — участке течения, на котором река прорезает хребты Западных Саян. Саянский коридор имеет длину около 280 км, начинаясь у впадения в Енисей реки Хемчик и заканчиваясь в районе Саяногорска. В пределах Саянского коридора Енисей течёт в узком ущелье, русло реки почти полностью состоит из порогов и перекатов, средний уклон реки на этом участке составляет 0,007. Возле Саяногорска Енисей выходит в слаборасчленённую горную равнину Минусинской котловины, его течение становится более спокойным. Основные сооружения Саяно-Шушенской ГЭС расположены в Карловом створе, расположенном на расстоянии 455,6 километра от истока реки. В данном створе река протекает в глубокой каньонообразной долине — ширина долины реки на уровне поймы составляет 360 м, на уровне гребня плотины — 900 м. В створе плотины крутизна склонов составляет около 45°; левый берег более крутой, высота почти отвесной части склона составляет до 150 м; правый берег более пологий, имеет пойму шириной до 20 м. Склоны долины покрыты лесом и кустарником. Горные породы склонов и днища долины представлены крепкими метаморфическими кристаллическими сланцами — парасланцами (продукт метаморфизма осадочных пород) и ортосланцами (продукт метаморфизма эффузивных пород), местами прорванных интрузиями гранитов и дайками основных пород. Под сланцами на глубине 200—1000 м залегают граниты. Породы основания резко неоднородны по водопроницаемости (до пяти порядков и более). Створ ГЭС находится в пределах единого Джойско-Кибикского структурно-тектонического блока, ограниченного Борусским и Кандатским разломами, в 11 км к северу от Борусского разлома. Ближайшие к створу тектонические нарушения II—III порядка находятся в нижнем бьефе в 1,5—3 км от створа. Современных тектонических движений в пределах Джойско-Кибикского блока не выявлено. Фоновая сейсмичность участка размещения ГЭС составляет 8 баллов по шкале MSK-64, в районе Борусского разлома возможны землетрясения с максимальной магнитудой 6.[2] [3] [4]
Площадь водосбора Енисея в Карловом створе составляет 179 900 км². Среднемноголетний расход воды реки в створе ГЭС — 1490 м³/с, годовой объём стока 47 км³, модуль стока — 8,2 л/с с км². По характеру питания верхний Енисей относится к типу рек смешанного питания с преобладанием снегового. Его режим характеризуется затяжным весенним половодьем, обусловленным растянутыми сроками таяния снега на разных высотах и выпадением дождей в этот период, переходящим в летне-осенние дождевые паводки; за весну и лето проходит 70 % годового стока. Максимум половодья приходится на конец мая — начало июня. Наиболее низкие расходы воды наблюдаются в декабре, перед ледоставом. Максимальный расход воды в створе гидроузла наблюдался в 1916 году и составлял 12 900 м³/с, минимальный — в 1933 году (150 м³/с).[5] Расчётные максимальные расходы в створе гидроузла приведены в таблице.
| Расчётные гидрологические характеристики половодья в створе Саяно-Шушенской ГЭС[6] | |||||
| Характеристика | Расходы и объёмы, вероятность в % | ||||
| 0,01 с гарантийной поправкой | 0,01 | 0,1 | 1,0 | 5,0 | |
| Максимальные расходы воды, м³/сек | 23 900 | 21 700 | 17 600 | 13 500 | 10 800 |
| Объём стока за 30 дней, км³ | 34,1 | 31,22 | 25,9 | 20,9 | 17,4 |
Климат в районе расположения ГЭС — континентальный, умеренный. Минимальная температура января составляет −42°С, максимальные температуры июля-августа — 35—36°С. Годовая норма осадков составляет 655 мм. Устойчивый снежный покров устанавливается в первой половине ноября, достигая наибольшей высоты в марте. Таяние снега начинается в первой декаде апреля.[2]
Конструкция станции
Саяно-Шушенская ГЭС представляет собой мощную высоконапорную гидроэлектростанцию приплотинного типа. Конструктивно сооружения ГЭС разделяются на плотину, здание ГЭС с корпусами вспомогательного назначения, водобойный колодец эксплуатационного водосброса, береговой водосброс, открытое распределительное устройство (ОРУ). Судопропускными сооружениями гидроузел не оборудован и не позволяет проход судов в нижний и верхний бьефы (на дальнюю перспективу на правом берегу было запланировано сооружение судоподъёмника). Ниже Саяно-Шушенской ГЭС расположен её контррегулятор[прим. 2] — Майнская ГЭС мощностью 321 МВт, организационно входящая в состав Саяно-Шушенского гидроэнергетического комплекса. Саяно-Шушенская и Майнская ГЭС спроектированы институтом «Ленгидропроект».[1]
Плотина
План сооружений Саяно-Шушенской ГЭС
Напорный фронт Саяно-Шушенской ГЭС образует уникальная бетонная арочно-гравитационная плотина, устойчивость и прочность которой обеспечивается действием собственного веса (на 60 %) и частично упором верхней арочной части в берега (на 40 %). Плотина имеет максимальную высоту 242 м, её верховая грань очерчена дугой с радиусом 600 м, ширина плотины по основанию — 105,7 м, по гребню — 25 м. Длина гребня плотины с учётом береговых врезок составляет 1074,4 м. Плотина врезана в породы левого и правого берегов на глубину 15 м и 10 м соответственно, в породы основания — на глубину до 5 м. В поперечном разрезе плотина выполнена в виде четырёх столбов бетонирования толщиной 27 м. В теле плотины размещены 10 продольных галерей (9 в первом столбе и одна — в третьем), служащих для размещения контрольно-измерительной аппаратуры (около 11 000 единиц), наблюдения за состоянием плотины и выполнения ремонтных работ; нижние галереи также служат для сбора и отвода дренажных и фильтрующихся вод и для обслуживания цементационной завесы в основании плотины; кроме того, в плотине на расстоянии 10—18 м от напорной грани выполнен дренаж. По условиям бетонирования и омоноличивания тела плотины её массив разделён радиальными швами на 68 секций шириной 15 м. Основание плотины укреплено площадной цементацией на глубину до 30 м; в основании устроена глубокая (до 100 м) цементационная завеса, сопрягающая завеса под верховой гранью (до 65 м), а также скважинный дренаж (максимальная глубина дренируемой зоны — 43 м, в русле размещено 268 дренажных скважин).[4][7][8][9]
Отметка гребня плотины находится на высоте 547 м, где расположена подпорная стенка со стороны верхнего бьефа. Низовая часть гребня с отметкой 542 м и шириной 9 м предназначена для технологического автодорожного проезда через плотину. С правого берега подъезд к гребню плотины осуществляется по открытой автодороге, с левого берега — по тоннелю длиной 1100 м и далее также по открытой автодороге вдоль ОРУ.[8] Плотина Саяно-Шушенской ГЭС является самой высокой в России и находится на седьмом месте среди существующих плотин в мире; кроме того, она является самой высокой в мире плотиной арочно-гравитационного типа.[10] Отношение пролёта плотины к её высоте (~4,5) является почти предельным для такого типа плотин.[4] Арочно-гравитационную плотину в России имеет ещё только одна ГЭС — Гергебильская, но она намного меньше. В плотину Саяно-Шушенской ГЭС уложено 9,075 миллионов м³ бетона.[1]
Плотина разделяется на левобережную глухую часть длиной 252,8 м (секции 0—15), станционную часть длиной 331,8 м (секции 16—36), водосбросную часть длиной 189,6 м (секции 38—48) и правобережную глухую часть длиной 300,2 м (секции 49—67). Левобережная и правобережная части осуществляют сопряжение плотины с берегами. В чётных секциях станционной части размещены 10 водоприёмников ГЭС, переходящих в турбинные водоводы, идущие вначале в теле плотины, а затем по её низовой грани. Водоприёмники ГЭС имеют пороги на отметке 479,0 м и могут перекрываться аварийно-ремонтными затворами. Сороудерживающие решётки водоприёмников выполнены по типу «корзинки», выступающей пятиугольным эркером за верховую грань плотины и поддерживаемой консолью с наибольшим вылетом 16 м. Сталежелезобетонные напорные водоводы имеют внутренний диаметр 7,5 м; толщина железобетонной облицовки — 1,5 м. В строительный период в станционной части плотины были размещены временные водоприёмники гидроагрегатов № 1—6 с отметками порогов: № 1 и № 2 — 369,5 м, № 3 — 408,5 м, № 4—6 — 426,5 м. Водоводы этих водоприёмников, размещённые в теле плотины, в настоящее время забетонированы. В водосбросной части плотины размещены 11 эксплуатационных водосбросов с отметками порогов на входе 479,0 м, в нижней части плотины расположены строительные водосбросы I и II ярусов, в настоящее время забетонированные.[8]
При проектировании сейсмичность района расположения плотины оценивалась в 7 баллов по шкале MSK-64. Позднее, после дополнительно проведённых исследований, сейсмичность была увеличена до 8 баллов, что потребовало проведения дополнительных расчётов сейсмостойкости плотины. Результаты расчётов показали, что при землетрясении силой 8 баллов сейсмостойкость плотины обеспечивается.[11]