HPP Three Gorges | |
---|---|
kinesisk 三峽大壩 kinesisk 三峡大坝 | |
Land | Kina |
Beliggenhed | sandouping |
flod | Yangtze |
Kaskade | HPP Cascade på Yangtze |
Ejer | Kina Yangtze Power |
Status | i drift siden 04.07.2012 [1] |
Byggestart år | 1992 |
År med idriftsættelse af enheder | 2003-2012 |
Idriftsættelse _ | 2003 |
Driftsorganisation | Kina Yangtze Power |
Hovedkarakteristika | |
Årlig elproduktion, mio. kWh | 111.800 [2] (2021) |
Type kraftværk | dæmning |
Anslået hoved , m | 80,6 |
Eleffekt, MW | 22 500 [1] |
Udstyrs egenskaber | |
Turbine type | radial-aksial |
Strømningshastighed gennem turbiner, m³/ s | 600-950 |
Generatoreffekt, MW | 32×700, 2×50 |
Hovedbygninger | |
Dam type |
beton tyngdekraft udslip |
Damhøjde, m | 185 |
Dæmningslængde, m | 2309 |
Gateway |
twin-line, 5 kamre 280×35×5 m skibslift 1 kammer 120×18×3,5 m |
RUC | 500 kV |
På kortet | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
De tre slugter ( kinesisk trad. 三峽, ex. 三峡, pinyin Sānxiá , pall. Sanxia ) er et vandkraftværk med gravitationsdæmning beliggende ved Yangtze-floden i Hubei-provinsen , Kina . Det er verdens største kraftværk målt i installeret kapacitet på 22,5 GW [ca. 1] . Siden 2014 har kraftværkets årlige produktion været 90-100 milliarder kWh [ca. 2] [3] . Som et resultat af 2020-monsunen med kraftig regn nåede den årlige produktion rekord på 111,8 milliarder kWh , hvilket slog den tidligere verdensrekord på 103,1 milliarder kWh fra 2016 [4] af Itaipu HPP .
Fra 2018 er Three Gorges verdens største bygning i massevis . Dens betondæmning er i modsætning til Itaipu solid og vejer mere end 65,5 millioner tons [ca. 3] [5] . Ifølge de samlede omkostninger ved arbejdet er Three Gorges anslået til 203 milliarder yuan , eller omkring 30,5 milliarder dollars , og er det femte dyreste investeringsprojekt i verden som en del af China River Diversion Project [6] . Reservoiret dannet af dæmningen indeholder 39,3 km³ vand og er det 27. største i verden . For at fylde det blev 1,3 millioner mennesker flyttet fra kystområder, hvilket var den største genbosættelse i historien til opførelse af kunstige strukturer. Omkostningerne ved at genbosætte mennesker udgjorde omkring en tredjedel af det samlede byggebudget [1] .
Ud over at generere grøn elektricitet (og dermed reducere drivhusgasemissionerne fra det termiske kraftværk ) beskytter dæmningen nedstrøms byer mod de ødelæggende Yangtze -oversvømmelser . Forøgelsen af flodens dybde opstrøms forbedrede også sejladsforholdene; vandkraftkomplekset udstyret med fem låse øgede den lokale lastomsætning tidoblet.
Projektet har også negative konsekvenser: oversvømmelse af frugtbar jord i områder opstrøms, tilbageholdelse af alluvial silt ved dæmningen (og et fald i den naturlige gødskning af jord i de lavere områder med de tidligere årlige Yangtze- oversvømmelser ), oversvømmelser af arkæologiske steder, øget risiko for jordskred og et fald i biodiversiteten . Hvis dæmningen går i stykker, vil mere end 360 millioner mennesker befinde sig i oversvømmelseszonen, så selve objektet og de omkringliggende farvande patruljeres af den kinesiske hær ved hjælp af helikoptere , luftskibe , pansrede køretøjer og robotter til at rydde eksplosive enheder [7] .
Ideen om at bygge en stor dæmning ved Yangtze-floden blev oprindeligt fremsat så tidligt som i 1919 af Kuomintangs premierminister Sun Yat-sen (i hans arbejde China's International Development). Han udtalte, at i Three Gorges -området er dæmningen i stand til at generere 30 millioner hestekræfter (22 GW ) [8] [1] . I 1932 begyndte ROC -regeringen , ledet af Chiang Kai-shek , det indledende arbejde med planer for dæmningen. I 1939, under den kinesisk-japanske krig, besatte de japanske militærstyrker Yichang County og inspicerede området. Det japanske dæmningsprojekt blev afsluttet, og kun en sejr over et forenet Kina forventedes at begynde dets implementering. .
Committee of Reclamation chefkonstruktionsingeniør John Savage dæmning Omkring 54 kinesiske ingeniører tog til USA for at træne. Undersøgelser af området, nogle økonomiske og andre undersøgelser blev udført; designarbejdet er afsluttet. Men regeringen indskrænkede arbejdet i 1947 på grund af borgerkrigen [9] .
I 1949, efter kommunisternes sejr, støttede Mao Zedong ideen om at bygge en dæmning ved de tre slugter. Men i betragtning af konsekvenserne af borgerkrigen og industriens tilstand på det tidspunkt, havde landet ikke råd til et så storstilet projekt.
I 1970 begyndte byggeriet af det mindre Gezhouba vandkraftværk lige nedstrøms for floden; og efter Mao Zedongs død, i forbindelse med den hurtige vækst i den kinesiske økonomi i slutningen af 1970'erne, begyndte ideerne om en kæmpe dæmning at blive til virkelighed. I 1988 blev Gezhouba HPP afsluttet og blev det første store hydrotekniske projekt i Kina på Yangtze-floden. Efterfølgende, i 1990'erne og 2000'erne, gik alle indtægterne fra produktionen af elektricitet fra Gezhjobua HPP til at finansiere opførelsen af dens ældre bror, Three Gorges HPP [1] .
I 1992 godkendte Kinas Nationale Folkeparlament opførelsen af dæmningen: ud af 2.633 delegerede stemte 1.776 for, 177 stemte imod, 664 undlod at stemme, og 25 medlemmer stemte ikke [10] . Byggeriet begyndte den 14. december 1994. HPP forventedes at være fuldt operationelt i 2009, men yderligere projekter, såsom en underjordisk vandkraftenhed, har forsinket den officielle færdiggørelse til maj 2012. I oktober 2010 var vandstanden i reservoiret steget til anslået 175 m over havets overflade [11] . I januar 2016 blev det sidste element i vandkraftkomplekset åbnet - en skibslift til passagerskibe, der vejer op til 3 tusinde tons [12] .
Strukturen af HPP-faciliteter:
Dæmningen er 2309 m lang og 181 m høj fra klippebunden, lavet af beton og stål . Projektet brugte 27,2 millioner m³ beton (et rekordstort beløb for et enkelt projekt), 463 tusinde tons stål [13] og flyttede omkring 102,6 millioner m³ jord [14] [1] .
32 radial-aksiale hydraulikenheder med en kapacitet på hver 700 MW med en designhøjde på 80,6 m er placeret i tre bygninger i HPP.To generatorer til anlæggets eget behov, med en kapacitet på hver 50 MW, blev også sat i drift . Siden tilføjelsen af det underjordiske kraftcenter i 2012, er mængden af elektricitet, der produceres om året, mere afhængig af størrelsen af Yangtze - oversvømmelsen , som yderligere strømgeneratorer tillader.
Trykstrukturerne i HPP danner et stort reservoir med et areal på 1045 km², med en nyttig kapacitet på 22 km³. Da den blev oprettet, blev 27.820 hektar dyrket jord oversvømmet, byerne Wanxian og Wushan gik under vand [15] . Den maksimalt tilladte hovedvandshøjde over havets overflade (LHL), svarende til 175 m, blev først opnået i 2010 [11] . Reservoiret kan udtømmes op til 145 m. Højden af udstødningsrøret over havets overflade er 66 m. Således varierer hovedhøjden i løbet af året fra 79 m til 109 m, maksimum nås i sommermonsunsæsonen . Vandkraftkomplekset er udstyret med et overløb med en kapacitet på 116.000 m³/s.
Oprindeligt estimerede regeringen omkostningerne ved Three Gorges-projektet til 180 milliarder ¥ (26,9 milliarder USD) [16] . Ved udgangen af 2008 nåede udgifterne op på 148,365 milliarder ¥, hvoraf 64,613 milliarder ¥ blev brugt på byggeri, 68,557 milliarder yen på nødhjælp og flytning for berørte beboere og 15,195 milliarder yen på tilbagebetaling af lån [17] . I 2009 blev det fastslået, at omkostningerne ved dæmningen ville betale sig, når den genererede 1.000 TWh elektricitet, hvilket er 250 milliarder yen i kinesiske elpriser. Ifølge beregninger var tilbagebetalingsperioden ti år efter start af fuld drift af dæmningen [16] , dog betalte Three Gorges HPP sig fuldt ud den 20. december 2013 - 4 år efter opstarten af de første møller og et år efter den officielle idriftsættelse [18] .
Kilderne til finansiering af dæmningen var: Three Gorges Construction Fund, indtægter fra Gezhouba vandkraftværket , lån fra China Development Bank , lån fra kinesiske og udenlandske kommercielle banker, virksomhedsobligationer , indtægter modtaget fra selve dæmningen før og efter dens fuld idriftsættelse. Tillæg blev også fastsat: hver provins, der modtog elektricitet fra Three Gorges HPP, blev opkrævet et tillæg på 7 ¥ pr. MWh, og i alle andre provinser, bortset fra det selvstyrende Tibet Præfektur , et tillæg på 4 ¥ pr. MWh [19] .
Three Gorges HPP er af stor betydning for den kinesiske økonomi, og dækker den årlige stigning i elforbruget. Kraftværket er sammen med Gezhouba vandkraftværket i downstream blevet centrum for Kinas sammenkoblede kraftsystem. I første omgang forventedes vandkraftværket at dække 10 % af Kinas elbehov. Men over 20 års byggeri voksede elforbruget i et hurtigere tempo, og i 2012 genererede vandkraftværket kun 1,7 % af al kinesisk elektricitet (98,1 ud af 4692,8 TWh) [20] [21] .
Dæmningen regulerer vandregimet i Yangtze, som har lidt mere end 200 ødelæggende oversvømmelser i løbet af de sidste 2.000 år. I det 20. århundrede forårsagede katastrofale oversvømmelser af floden omkring en halv million menneskers død. I 1991 udgjorde skaderne fra vandelementets hærværk 250 milliarder ¥ (hvilket svarer til omkostningerne ved at bygge et vandkraftværk). Oversvømmelsen i 2010 førte dog ikke til ofre og væsentlige skader. Således klarer overløbet og selve dæmningen med succes de funktioner, der er tildelt dem [15] [1] .
Udstyret til det hydroelektriske kompleks med låse og dannelsen af et reservoir forbedrede betingelserne for navigation i denne del af Yangtze. Fragtomsætningen i denne sektion steg fra 10-18 millioner tons om året til 100 millioner tons om året, mens transportpriserne faldt med mere end en tredjedel. Disse kendsgerninger bidrog i vid udstrækning til den hurtige økonomiske udvikling af de vestlige (i forhold til dæmningen) regioner i Kina, primært byen Chongqing [1] .
Kraftværkets hovedgeneratorer vejer hver 6.000 tons med en designeffekt på 700 MW. Designhøjden for hovedgeneratorerne er 80,6 m. Vandstrømningshastigheden varierer fra 600 til 950 m³/s, afhængig af strømhøjden (fra 79 til 109 m) . Jo større strømhøjden er, jo mindre vandstrøm kræves der for at opnå designeffekten. Three Gorges -generatorer bruger radialaksiale turbiner (Francis-turbiner) . Turbinediametre spænder fra 9,7 til 10,4 m (afhængigt af en af de to designmuligheder), og designrotationshastigheden er 75 rpm. I overensstemmelse hermed, til produktion af strøm ved en frekvens på 50 Hz, har generatorrotorerne 80 poler . Generatorernes nominelle effekt er 778 MW, maksimum er 840 MW, og effektfaktoren er 0,9. Generatorer producerer elektricitet ved en spænding på 20 kV. Derefter øges den genererede spænding af transformere op til 500 kV og overføres derefter til netværket med en frekvens på 50 Hz. Statorens ydre diameter er fra 21,4 til 20,9 m, den indre diameter er fra 18,5 til 18,8 m, og højden er 3-3,1 m. Sådanne dimensioner gør disse generatorer til de største af deres art. Generatorernes referencebelastning er 5050-5500 tons, den gennemsnitlige virkningsgrad er 94% med et maksimum på 96,5% [22] .
Generatorerne blev fremstillet i to designs af to joint venture-grupper: en af dem er Alstom , ABB Group , Kvaerner og det kinesiske firma "Haerbin Motor"; den anden er Voith , General Electric , Siemens og det kinesiske firma Oriental Motor. En teknologisk samarbejdsaftale mellem grupperne blev underskrevet sammen med kontrakten. De fleste generatorer er vandkølede . Nogle af de nyere modeller har lufttypen , som har den fordel, at de er nemme at designe, fremstille og vedligeholde [23] .
I juli 2008 oversteg den månedlige produktion af vandkraft for første gang barren på 10 TWh (10,3 TWh) [24] . Den 30. juni 2009, efter at Yangtze-strømmen oversteg 24.000 m³/s, blev alle 28 generatorer tændt og producerede kun 16.100 MW, fordi generatorernes installerede kapacitet endnu ikke var nok til at trække det øgede flow i oversvømmelsesperioden [25] . Under oversvømmelserne i august 2009 nåede vandkraftværket for første gang sin maksimale effekt på 18.200 MW i en kort periode [26] .
I den tørre sæson fra november til maj er vandkraftproduktionskapaciteten begrænset af mængden af flodstrømning, som det ses i diagrammerne til højre. Når der er tilstrækkeligt flow, er udgangseffekten begrænset af generatorernes muligheder. De maksimale effektkurver blev beregnet ud fra den gennemsnitlige strømningshastighed, forudsat en vandstand på 175 m og en bruttovirkningsgrad for kraftværket på 90,15 %. Den faktiske kapacitet i 2008 blev afledt af den månedlige elektricitet sendt til nettet [27] [28] .
Den beregnede maksimale vandstand på 175 m blev første gang nået den 26. oktober 2010, i løbet af samme år blev den estimerede årlige produktion på 84,7 TWh realiseret [11] . I 2012 producerede 32 HPP-kraftenheder en verdensrekord på 98,1 TWh elektricitet, hvilket tegnede sig for 14 % af produktionen af alle HPP'er i Kina [3] . I august 2011 havde HPP produceret 500 TWh elektricitet [29] .
År | Antal kraftenheder | TWh | |
---|---|---|---|
2003 | 6 | 8,607 | |
2004 | elleve | 39.155 | |
2005 | fjorten | 49.090 | |
2006 | fjorten | 49.250 | |
2007 | 21 | 61.600 | |
2008 | 26 | 80,812 | [tredive] |
2009 | 26 | 79.470 | [31] |
2010 | 26 | 84.370 | [32] |
2011 | 29 | 78.290 | [33] |
2012 | 32 | 98.100 | [34] |
2013 | 32 | 83,270 | [35] |
2014 | 32 | 98.800 | [36] |
2015 | 32 | 87.000 | [37] |
2016 | 32 | 93.500 | [38] |
2017 | 32 | 97.600 | [39] |
2018 | 32 | 101,60 | [40] |
2019 | 32 | 96.880 | |
2020 | 32 | 111.800 | |
2021 | 32 | 103,649 | [41] |
Indtil juli 2008 betalte statsejede selskaber State Grid Corporation of China og China Southern Power Grid HPP'er 2,5 rubler pr. kWh) Nu varierer provinssatsen fra 228,7 ¥ til 401,8 ¥ pr. MWh. Højtbetalende forbrugere, såsom Shanghai , får prioritet i distributionen af elektricitet [42] .
For at overføre elektricitet fra HPP'er til forbrugerne blev der bygget 9.484 km højspændingsledninger , herunder 6.519 km 500 kV vekselstrøm og 2.965 km ± 500 kV og højere jævnstrømsledninger . Den samlede installerede kapacitet for transformere for AC-spænding er 22,75 GVA , og for DC-systemet - 18 GW . I alt divergerer 15 højspændingsledninger fra vandkraftværket til 10 forskellige provinser i Kina. Opførelsen af hele transformator- og transportenerginetværket fra vandkraftværket kostede 34,387 milliarder ¥. Dens konstruktion blev afsluttet i december 2007 - et år før tidsplanen [1] .
To strenge af sluser er arrangeret nær dæmningen ( 30°50′12″ N 111°01′10″ E ). Hver af dem består af fem trin og har en passagetid på cirka 4 timer. Sluserne tillader skibe med en deplacement på ikke mere end ti tusinde tons at passere [43] . Slusekamrene er 280 m lange, 35 m brede og 5 m dybe [44] [45] . Dette er 30 m længere end sluserne på St. Lawrence Seaway , men dobbelt så dybt. Før opførelsen af dæmningen var den maksimale lastomsætning i Three Gorges sektionen 18,0 millioner tons om året. Fra 2004 til 2007 udgjorde omsætningen gennem sluserne i alt 198 millioner tons. Flodens kapacitet seksdobledes, mens transportomkostningerne faldt med 25%. Det antages, at slusernes gennemløbskapacitet vil nå op på 100 millioner tons om året [46] .
Gateways er en type tubeless gateways. Porte er en meget sårbar hængslet struktur, deres svigt vil føre til forstyrrelse af funktionen af hele låsens tråd. Tilstedeværelsen af to gevind, separat til løft og sænkning, giver mere effektiv drift sammenlignet med muligheden, når et gevind tjener skiftevis til løft og sænkning af skibe.
Ud over sluser er vandkraftværket udstyret med en skibslift til skibe med en deplacement på op til 3.000 tons [47] (det oprindelige projekt sørgede for en lift med en bæreevne på 11.500 tons). Løftehøjden varierer afhængigt af niveauet af de øvre og nedre bassiner, den maksimale højde er 113 m [48] , og størrelsen af løftekammeret er 120 × 18 × 3,5 m. Efter ibrugtagning vil skibsliften flytte skibe ind. 30-40 minutter, sammenlignet med 3-4 timer, hvis de bevægede sig gennem sluserne [49] . Under dets design og konstruktion var den største vanskelighed behovet for at sikre drift under forhold med betydelige ændringer i vandstanden. Det er påkrævet at sikre driften af skibsliften under forhold, hvor vandstanden kan bevæge sig inden for 12 m på nedstrømssiden og 30 m på opstrømssiden.
De første test af skibsliften fandt sted den 15. juli 2016, hvor fragtskibet blev hævet til hovedvandet , løftetiden var 8 minutter [50] . I oktober startede verdens største skibslift ved verdens største kraftværk i drift [51] .
Der er planer om at bygge jernbanespor til at transportere skibe over dæmningen. For at gøre dette skal de lægge korte jernbanespor på begge sider af floden. Den 88 km nordlige jernbanesektion vil løbe fra Taipingxi-havneområdet på nordsiden af Yangtze-floden, op fra dæmningen gennem Yichang East-banegården til Baiyang Tianqiahe-havneområdet i Baiyan City [52] . Den 95 km sydlige sektion vil løbe fra Maoping (opstrøms side af dæmningen) gennem Yichang South jernbanestation til Zhitseng [52] .
I slutningen af 2012 påbegyndtes det forberedende arbejde med at anlægge disse jernbanestrækninger [53] .
Under hensyntagen til, at der i Kina afbrændes 366 g kul for at generere 1 kWh elektricitet [54] , blev det antaget, at idriftsættelsen af kraftværket ville føre til en reduktion af kulforbruget med 31 millioner tons om året, pga. hvortil der ikke ville blive udledt kul til atmosfæren 100 millioner tons drivhusgasser , millioner af tons støv, 1 million tons svovldioxid, 370 tusinde tons nitrogenoxid osv. Det blev også meddelt, at stigningen i niveauet af Yangtze på grund af oprettelsen af et reservoir vil tillade meget større fartøjer at passere på floden, hvilket også vil give reduktion af emissioner til atmosfæren af fossile brændstoffer forbrændingsprodukter [55] [56] [46] .
Samtidig peger mange forskere på de mulige negative konsekvenser af opførelsen af vandkraftværker. Før opførelsen af Yangtze-dæmningen og dens bifloder, eroderer bankerne, udførte årligt millioner af tons sediment . På grund af kanalblokering vil denne mængde blive væsentligt reduceret, hvilket menes at føre til større sårbarhed af nedstrømsområder for oversvømmelser, samt ændringer i artsdiversiteten [57] [58] . Det blev bemærket, at konstruktionen af dæmningen kun kan skade en række biologiske arter, der bor i floden og tilstødende områder. Især kan oversvømmelser af vådområder, hvor denne sjældne fugl overvintrer, forårsage betydelig skade på bestanden af den praktisk talt uddøde sibiriske trane [59] . Det forventes, at ændringen i temperatur og vandregime på grund af konstruktionen af de tre slugter uundgåeligt vil påvirke en række fiskearter, der lever i Yangtze, især størfamilien . Hvad angår den kinesiske floddelfin , som højst sandsynligt døde ud ved starten af byggeriet af vandkraftværket, menes det, at konstruktionen af dæmningen endelig vil sætte en stopper for denne arts overlevelse [60] [61] .
I tilfælde af et dæmningsbrud kan omkring 360 millioner mennesker risikere at falde i oversvømmelseszonen.
Ifølge NASA - beregninger øgede stigningen af 39 milliarder tons vand til en højde på op til 175 m over havets overflade under dannelsen af reservoiret jordens inertimoment og reducerede dens rotationshastighed , hvilket øgede varigheden af dagen med 0,06 mikrosekunder [62] [63] .
"Sanxia"
Reservoir
Model af en del af Sanxia-strukturerne
Tematiske steder | |
---|---|
Ordbøger og encyklopædier | |
I bibliografiske kataloger |
Søer og reservoirer i Kina | |
---|---|
Fem største ferskvandssøer | |
De fem største saltsøer | |
nationalparker |
|
Vådområder |
|
reserver |
|
Fem største reservoirer |
|