Zapora Sajano-Szuszenskaja - Sayano-Shushenskaya Dam

Sajano-Szuszenskaja Dam
СШ ГЭС - 2020 год.jpg
Zapora Sayano-Sushenskaya znajduje się w Rosji
Sajano-Szuszenskaja Dam
Lokalizacja zapory Sayano-Sushenskaya w Rosji
Lokalizacja Sajanogorsk , Chakasja , Rosja
Współrzędne 52 ° 49'33 "N 91 ° 22'13" E / 52,82583°N 91,37028°E / 52.82583; 91,37028 Współrzędne: 52 ° 49'33 "N 91 ° 22'13" E / 52,82583°N 91,37028°E / 52.82583; 91,37028
Rozpoczęła się budowa 1963
Data otwarcia 1978-1985
Operator(y) RusHydro
Zapora i przelewy
Rodzaj zapory Zapora łuku grawitacyjnego
Zapasy Jenisej
Wzrost 242 m (794 stóp)
Długość 1066 m (3497 stóp)
Szerokość (grzebień) 25 m (82 stopy)
Szerokość (podstawa) 105,7 m (347 stóp)
Pojemność przelewu 13 600 m 3 /s (480 000 stóp sześciennych/s)
Zbiornik
Tworzy Zbiornik Sayano-Sushenskoe
Całkowita pojemność 31,3 km 3 (7,5 cu mil)
Powierzchnia 621 km 2 (240 kw mil)
Elektrownia
Rodzaj Standardowy
Głowica hydrauliczna 194 m (636 stóp)
Turbiny 10 × 640 MW
Zainstalowana pojemność 6400 MW
Roczna generacja 23,5 TWh

Sajańsko-szuszeńska elektrownia wodna ( rosyjski : Саяно-Шушенская гидроэлектростанция , Sayano-Shushenskaya Hydroelektrostantsiya ) znajduje się na rzece Jenisej , niedaleko Sajanogorsk w Chakasja , Rosji . Jest to największa elektrownia w Rosji i dziewiąta co do wielkości elektrownia wodna na świecie pod względem średniej produkcji energii. Pełna nazwa prawna elektrowni, OJSC [Otwarte Towarzystwo Akcyjne] PS Neporozhny Sayano-Shushenskaya HPP [elektrownia wodna] , odnosi się do sowieckiego ministra energetyki i elektryfikacji Piotra Neporożego . Od 2009 roku szefem elektrowni był Valery Kyari.

Opis

Hala generatorowa zapory Sayano-Sushenskaya.

Elektrownia jest obsługiwana przez RusHydro . W 2009 roku była to największa elektrownia w Rosji i szósta co do wielkości elektrownia wodna na świecie pod względem średniej produkcji energii. Zapewnia ponad jedną czwartą mocy wytwórczej RusHydro . Zakład eksploatował dziesięć turbin wodnych typu РО-230/833-0-677 produkowanych w Leningradsky Metallichesky Zavod , każda o mocy 640 MW przy wysokości 194 metrów (636 stóp). Całkowita moc zainstalowana elektrowni wynosi 6400 MW; jego średnia roczna produkcja wynosi 23,5 TWh, aw 2006 r. osiągnęła szczyt 26,8 TWh.

Zabudowa stacji obejmuje zaporę, budynek elektrowni znajdujący się w pobliżu zapory oraz dodatkowy przelew, który jest w trakcie budowy. Zapora łuk grawitacji jest 242 metrów (794 stóp) na wysokim poziomie. Ma długość grzbietu 1066 metrów (3497 stóp), szerokość grzbietu 25 metrów (82 stopy), szerokość podstawy 105,7 metra (347 stóp) i maksymalną głowę 220 metrów (720 stóp). Składa się z solidnej zapory lewym brzegu 246,1 m (807 stóp) długości, tamy mocy 331,8 m (1089 stóp) długości, zapory przelewowej 189,6 m (622 stóp) długości i solidnej zapory prawobrzeżnej 298,5 m (979 stóp) ) długie. Jest to zdecydowanie większa z zaledwie dwóch zapór z łukiem grawitacyjnym w Rosji. Ciśnienie wody dla zapory wynosi około 30 milionów ton, z czego 60% jest neutralizowane przez własny ciężar zapory, a 40% jest przenoszone do skały na brzegu

Zapora jest skonstruowana tak, aby „bezpiecznie” wytrzymać trzęsienia ziemi do 8 stopni w skali Richtera i została wpisana do Księgi Rekordów Guinnessa jako najsilniejsza konstrukcja tego typu.

Zapora obsługuje zbiornik Sajano-Szuszenskoje o łącznej pojemności 31,34 km 3 , pojemności użytkowej 15,34 km 3 i powierzchni 621 km 2 (240 mil kwadratowych).

Ekonomiczna wartość

Jest to największa stacja przyczyniająca się do szczytowego zużycia w Zunifikowanych Systemach Energetycznych Rosji . Więcej niż 70% wytworzonej energii elektrycznej idzie do Rusal „s czterech hutach na Syberii.

W latach intensywnych opadów około 1600–2000 GWh jest traconych z powodu braku przepustowości linii wysokiego napięcia, a część wody omija turbiny. Aby temu zapobiec, 15 grudnia 2006 r. uruchomiono nową fabrykę aluminium.

Historia

Budowa zapory Sayano-Sushenskaya, 1978

Decyzję o budowie elektrowni podjęto w 1960 r. 4 listopada 1961 r. geolodzy dotarli w teren i wybrano dokładną lokalizację. Budowę rozpoczęto w 1963 r., a pierwsza turbina została uruchomiona 18 grudnia 1978 r. Elektrownia została w pełni uruchomiona w grudniu 1985 r. Została częściowo zrekonstruowana w 1987 r. i 1991 r. Elektrownia została zaprojektowana przez oddział Hydroprojektu w Leningradzie (obecnie Sankt Petersburg) ( Гидропроект , Gidroproyekt ) instytut Lenhydroproject .

Po rozpadzie Związku Radzieckiego elektrownia została sprywatyzowana w 1993 roku, a jej głównym udziałowcem został RAO JES . W kwietniu 2003 r. rząd Chakasji z inicjatywy gubernatora Aleksieja Lebeda złożył pozew o unieważnienie umowy. W kwietniu 2004 roku Arbitraż Wschodniosyberyjski unieważnił transakcję; została ona jednak uchylona przez Naczelny Sąd Arbitrażowy.

Zakład został zamknięty po wypadku w dniu 17 sierpnia 2009 roku . Niektóre ze starych turbin zostały następnie tymczasowo ponownie uruchomione, ale wszystkie są kolejno zastępowane zaktualizowanym, bardziej wydajnym sprzętem. Od listopada 2014 r. wszystkie 10 generatorów działa.

Obawy o stabilność

W 1998 r. rosyjskie Ministerstwo ds. Sytuacji Nadzwyczajnych stwierdziło, że „konstrukcja stacji [została] niebezpiecznie zmieniona” i że ściana zapory może nie wytrzymać stale wzrastającej presji corocznej wiosennej powodzi. Ponieważ fundament zapory jest osłabiony, ciśnienie 30 milionów ton wody nie jest dzielone w 40% na skały przybrzeżne i 60% na ciężar własny zapory, jak pierwotnie zaplanowano. Większość ciśnienia wody i prawdopodobnie część własnego ciężaru zapory jest przenoszona na skały przybrzeżne, ponieważ zapora nie jest tak skonstruowana, aby wytrzymać taki podział ciśnienia.

Pojawiły się również problemy ze zwiększeniem filtracji wody przez beton zaporowy. W 1993 roku francuska firma "Soletanche Bachy" zaimpregnowała konstrukcje zapór żywicami, po czym zmniejszyła się filtracja i sytuacja uległa znacznej poprawie. W późniejszych czasach impregnację powtarzały firmy rosyjskie.

W 1996 roku naprawiono beton po stronie zbiornika na poziomach od 344 do 388 m. Jednocześnie grunt pod zaporą i podpierający ją z boków został zaimpregnowany w celu zmniejszenia filtracji wody.

W 2004 roku BBC Monitoring zacytowało rosyjskie wiadomości telewizyjne, mówiące, że operatorzy zapory zostali zmuszeni do budowy dodatkowej ściany ujęcia wody, aby złagodzić wiosenne ciśnienie powodziowe.

W dniu 8 września 2009 r. Izba Obrachunkowa Federacji Rosyjskiej ujawniła, że ​​elektrownia została skontrolowana w 2007 r. i że 85% wszystkich urządzeń technologicznych wymaga wymiany. Do rządu i Prokuratury Generalnej wysłano oficjalne zawiadomienie.

11 września 2009 r. RusHydro ogłosiło stan zapory, informując, że zapora nie jest niebezpieczna, ponieważ w 10 chodnikach wzdłużnych znajduje się w niej około 11 000 czujników, a wszystkie odcinki zapory są stale monitorowane. Według RusHydro przemieszczenia zapory są zarówno sezonowo odwracalne, jak i nieodwracalne. Ruchy zostały ograniczone w ostatnich latach. Maksymalne przemieszczenie (141,5 mm (5,57 cala)) odnotowano w 2006 r. w centralnym odcinku zapory nr 33, który jednak był poniżej dozwolonego maksimum 145,5 mm (5,73 cala). Według RusHydro zakres przemieszczeń między nogami kotwiącymi a halą maszyn nie przekracza 2,3 mm (0,091 cala), czyli mniej niż szerokość między nimi (50 mm (2,0 cala)), a zatem zapora nie może przytłoczyć hala maszyn. Ponadto według RusHydro zapora jest skonstruowana dla sił 2,4 razy silniejszych niż rzeczywiste siły działające na nią. Przelew jest skonstruowany dla maksymalnej wydajności 13600 m 3 /s, maksymalny rzeczywisty wyciek wody może wynosić 7000-7500 m 3 /s, ponieważ większy wyciek zaleje wioski poniżej zapory.

Spekulacja

Zapora Sajano-Szuszenskaja jest obsługiwana przez linię tramwajową, która łączy się z miastem Cheryomushki

Oficjalna ocena RusHydro została uznana przez opozycję za zbyt optymistyczną. Zapora, która w górnym biegu nie ma większych budowli przeciwpowodziowych, musi znosić wezbrania wiosenne , a ze względu na śnieżną zimę i późne roztopy, w pierwszym tygodniu czerwca 2010 r. wielkość napływu wiosennej wody powodziowej była około dwukrotnie wyższa ( najwyższy poziom 9700 m 3 /s w dniu 5 czerwca i oczekuje się, że utrzyma się na poziomie około 7 000 m 3 /s w drugim i trzecim tygodniu czerwca). Z powodu awarii w sierpniu 2009 r. tylko 2 z 10 turbin były sprawne i zdolne do prowadzenia tylko 690 m 3 /s wody. W związku z tym większość dopływającej wody do zbiornika musi być odprowadzana przez źle zaprojektowany przelew, który wcześniej doznał znacznych szkód w wyniku wiosennych powodzi w 1985 i 1988 roku. Na dzień 8 czerwca odwodnienie przez przelew wynosiło około 5000 m 3 /s. Chociaż możliwe byłoby zwiększenie spływu przelewowego do 7 000–7 500 m 3 /s, taka operacja była wcześniej uważana za niebezpieczną dla konstrukcji i mogła spowodować dalszą erozję już osłabionego fundamentu zapory, nawet przy ciągłym napełnianiu zbiornika. Uszkodzenie nastąpiłoby w wyniku bezpośredniego uderzenia spadającej wody do studni rozlewowej (która po zniszczeniu okładziny z płyt betonowych odsłoniłaby i erodowała podporę skalną zapory), a także w wyniku intensywnych wibracji wytworzonych przez wodospad, który , pozbawiony stalowego wzmocnienia, nie jest przystosowany do długotrwałej eksploatacji. Do tej pory ukończono tylko jeden odcinek jazu obwodnicy, który był w stanie poprowadzić tylko 2000 m 3 /s wody, co oznacza, że ​​jaz główny, prawdopodobnie już zużyty i rozerwany w wyniku ciężkiego nagromadzenia lodu zimą 2009 r. na zaporze, musi być eksploatowany jeszcze przez jakiś czas, zanim będzie możliwa naprawa.

Sytuacja ta skłoniła część miejscowej ludności do wystąpienia z petycjami o kontrolowane odwodnienie zbiornika i rozbiórkę zapory, ponieważ konsekwencje awarii zapory w przypadku jej wystąpienia byłyby katastrofalne. Powstała fala powodziowa, która może mieć wysokość od 50 do 200 mw pobliżu wyłomu i poruszać się z prędkością do 200 km/h, zniszczyłaby dolną część HPP Maynskaya w ciągu kilku minut; pobliskie miasto Sajanogorsk zostałoby zalane w niecałe pół godziny, a gęsto zaludniony obszar, w tym Abakan i Minusinsk (łącznie ponad 200 000 ludzi) – w ciągu 40 minut do kilku godzin. Po dotarciu do WP Krasnojarska w dół rzeki fala powodziowa podniosłaby zbiornik o około 10 m i rozlała się nad tamą, niszcząc maszynerię elektrowni. Jeśli i ta zapora ulegnie awarii (możliwość taka istnieje w tym scenariuszu), powstała masa wody mogłaby zmyć miasto Krasnojarsk i jego przedmieścia, utopiąc lub wysiedlając ponad milionową populację.

Wypadki

1979 wypadek

23 maja 1979 r. do hali maszyn wpłynęła źródlana woda powodziowa i zalała pierwszy pracujący turbozespół. Turbina została ponownie uruchomiona 4 lipca 1979 roku. Zapora nie została jeszcze ukończona.

1985 wypadek

Potężna wiosenna powódź zniszczyła 80% betonowej płyty dennej przelewu , rozrywając śruby kotwiące o grubości 50 milimetrów (2,0 cala) i wbijając się w podłoże skalne na siedem metrów.

1988 wypadek

Potężna wiosenna powódź dobrze zniszczyła przelew. W rezultacie postęp prac na przyszłość został skrócony o pięć metrów.

2009 wypadek

Elektrownia wodna Sayano-Sushenskaya w 2007 roku.
Główny artykuł: 2009 wypadek w elektrowni Sayano-Sushenskaya

W dniu 17 sierpnia 2009 r. o godz. 8:13 w elektrowni wodnej doszło do katastrofalnego wypadku, który spowodował zalanie maszynowni i maszynowni, a dwa generatory 711 MVA eksplodowały pod wodą w wyniku zwarcia. Wszystkie inne maszyny zostały do ​​pewnego stopnia uszkodzone, a ostatecznie tylko cztery hydroagregaty można było odzyskać; pozostałe sześć wymagało wymiany. Na dzień 10 września 2009 r. potwierdzono śmierć 75 osób, w tym 1 kobietę w ciąży, podczas gdy jedna osoba była nadal zaginięta czterdzieści dni po katastrofie.

Wytwarzanie energii ze stacji zostało całkowicie wstrzymane po incydencie, a wynikające z tego przerwy w dostawach energii na obszarach mieszkalnych zostały złagodzone przez odwrócenie energii z innych elektrowni. Huty aluminium w Sajanogorsku i Chakasji zostały całkowicie odcięte od sieci, zanim zasilacze zastąpiono alternatywnymi źródłami zasilania. Rosja ostrzegła, że ​​w dłuższej perspektywie może stracić nawet 500 tys. ton wydobycia aluminium z powodu braku prądu i wezwała do przyspieszenia budowy elektrowni wodnej Boguczańskaja w celu zastąpienia utraconych mocy wytwórczych.

Wypadek spowodował wyciek oleju z co najmniej 40 ton oleju transformatorowego uwolniony, rozprzestrzenił się na 80 km (50 mil) w dół rzeki Jeniseju.

Zakład wznowił działalność 24 lutego 2010 r., a remonty zakończono do listopada 2014 r. Według ministra energetyki Rosji Siergieja Szmatko sama odbudowa maszynowni kosztowałaby 1,2 mld USD.

Główny księgowy podwykonawcy tamy Gidroelectroremont został oskarżony przez policję Chakasji o defraudację 24 mln rubli z funduszy przeznaczonych przez RusHydro na naprawę zapory.

Oficjalne podsumowanie raportu

Budowa stacji i montaż turbiny 2.

W dniu 3 października 2009 roku opublikowano oficjalny raport z wypadku Sayano-Shushenskaya. Podsumowując, stwierdzono, że przyczyną wypadku były przede wszystkim drgania turbiny nr 2, które doprowadziły do ​​uszkodzeń zmęczeniowych łożysk turbiny, w tym jej osłony. W raporcie stwierdzono, że w momencie wypadku brakowało nakrętek na co najmniej 6 śrubach utrzymujących pokrywę turbiny na miejscu. Po wypadku zbadano 49 znalezionych śrub: 41 miało pęknięcia zmęczeniowe. Na 8 śrubach powierzchnia uszkodzona zmęczeniowo przekroczyła 90% całkowitej powierzchni przekroju.

W dniu wypadku turbina nr 2 pracowała jako regulator mocy elektrowni. O godzinie 8:12 moc wyjściowa turbiny nr 2 została zmniejszona przez automatyczny regulator turbiny, a turbina nr 2 weszła w niebezpieczny zakres mocy, biorąc pod uwagę ciśnienie w głowicy tego dnia. Niedługo potem zerwały się śruby utrzymujące osłonę turbiny nr 2 na miejscu. Pod ciśnieniem wody 20 atmosfer wirująca turbina wraz z pokrywą, wirnikiem i górnymi częściami wyskoczyła z obudowy, niszcząc halę maszynową, znajdujące się w niej urządzenia i budynek.

Woda pod ciśnieniem natychmiast zalała pomieszczenia i spowodowała uszkodzenie instalacji. W tym samym czasie na głównym panelu sterowania elektrowni pojawił się alarm, a moc wyjściowa spadła do zera, powodując lokalne zaciemnienie. Ręczne zamknięcie zastawek wodnych pozostałych turbin zajęło 25 minut; ponieważ sprzęt do dystrybucji energii został zniszczony, w tym czasie nadal wirowały bez obciążenia. Oznacza to, że znacznie przekroczyły maksymalną bezpieczną prędkość wirowania.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki