| Irkutsk HPP | |
|---|---|
| Land | Rusland |
| Beliggenhed | Irkutsk-regionen |
| flod | Angara |
| Kaskade | Angarsk |
| Ejer | Irkutskenergo |
| Status | nuværende |
| Byggestart år | 1950 |
| År med idriftsættelse af enheder | 1956-1958 |
| Hovedkarakteristika | |
| Årlig elproduktion, mio. kWh | 4100 |
| Type kraftværk | dæmningskanal |
| Anslået hoved , m | 26 |
| Eleffekt, MW | 711,8 |
| Udstyrs egenskaber | |
| Turbine type | drejeblad , propel |
| Antal og mærke af møller | 2×PR 32-V-720, 6×PL-577-VB-720 |
| Strømningshastighed gennem turbiner, m³/ s | 8×410 |
| Antal og mærke af generatorer | 2×SV-1160/162-68 UHL4, 6×SVI 1160/180-72 |
| Generatoreffekt, MW | 2×107,5, 6×82,8 |
| Hovedbygninger | |
| Dam type | jord |
| Damhøjde, m | 45 |
| Dæmningslængde, m | 2500 |
| Gateway | Ingen |
| RUC | 220, 110 kV |
| På kortet | |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Irkutsk HPP er et vandkraftværk ved Angara -floden i Sverdlovsk-distriktet i byen Irkutsk . Det er den øverste med hensyn til placering og den første i byggetiden (opført i 1950-1959) etape af Angara-kaskaden , såvel som det første store vandkraftværk i Sibirien . På tidspunktet for lanceringen af de sidste vandkraftværker i 1958 var Irkutsk HPP det næststørste vandkraftværk i USSR, kun næst efter Zhigulevskaya HPP (2300 MW). Reservoiret dannet af stationens faciliteter omfattede Baikal -søen , hvilket hævede dens niveau med omkring en meter. Ejeren af Irkutsk HPP er PJSC Irkutskenergo .
Irkutsk HPP ligger ved Angara-floden, 65 km fra kilden. Den gennemsnitlige langsigtede vandføring på stedet for HPP er 1920 m³/s , den gennemsnitlige langtidsstrøm er 60,73 km³ . Ved bunden af stationsfaciliteterne er der sandsten og siltsten overlejret af grus - småsten alluviale aflejringer ; _
Strukturelt er Irkutsk HPP et vandkraftværk med mellemtryk og vandkraft (HPP-bygningen er en del af trykfronten) af en kombineret type (HPP-bygningen er kombineret med overløb ). De vandkraftværker omfatter jorddæmninger , en kraftværksbygning med ind- og udløbskanaler, udendørs koblingsanlæg 110 og 220 kV; den samlede længde af det hydroelektriske komplekss fastholdelsesstrukturer er 2740 m. Kraftværkets installerede kapacitet er 711,8 MW , den designmæssige gennemsnitlige årlige elproduktion er 4,1 milliarder kWh [4] [2] [3] .
Strukturerne af Irkutsk vandkraftværket omfatter to jorddæmninger (venstre bred og højre bred; højre bred dæmningen er betinget opdelt i tre dele i henhold til dens designtræk) med en samlet længde på 2401 m (ifølge andre kilder - 2494 m) [2] [3] :
Dæmningerne er fyldt med sand og grus . Den uigennemtrængelige anordning er en lerholdig kerne af en komprimeret profil; i den kystnære del af dæmningerne er kernen erstattet af et centralt prisme fra en blanding af ler med gammelt alluvium. Kernen parres med grundfjeldet ved hjælp af en to-rækket metalspuns, der krydser hele tykkelsen af småstensaflejringerne. Yderligere beskyttelse mod filtrering ydes af et dybt (30 m) fugegardin . For at aflede filtreret vand er dæmninger udstyret med fladt eller rørformet dræn . For at beskytte mod erosion af bølger er den øvre hældning af dæmningerne beskyttet af armerede betonplader 0,6 m tykke, nedstrøms skråningen er fastgjort med græstørv . Der er lagt 11,756 millioner m³ jord i dæmningerne . I stationens dæmning er der en vandindtagsstruktur i Irkutsk vandforsyningssystem med en kapacitet på 104 tusind m³ om dagen [2] [3] [5] .
Bygningen af Irkutsk-vandkraftværket er løb-of-flod, af en kombineret type ( hydraulikenheder og afløb er placeret i den på samme tid), ifølge forskellige kilder , 235-240 m lang, 77 m bred og 56 m maksimal højde, placeret på venstre bred. 504,6 tusinde m³ beton blev lagt i HPP-bygningen . Bygningen er opdelt i 4 sektioner, hvor der i hver er to hydrauliske enheder og fire kanaler af bundafløb. Overløbsindløb (dækket af flade porte ) er placeret over indgangene til spiralkamrene i hydrauliske enheder, den samlede gennemstrømning af overløb ved et normalt tilbageholdelsesniveau er 3840 m³/s [2] [6] [4] [7] .
I maskinrummet på Irkutsk HPP blev der installeret 6 vandkraftværker med en kapacitet på 82,8 MW hver og to vandkraftværker med en kapacitet på 107,5 MW hver . Hydroelektriske enheder omfatter vertikal propelturbine PR 32-V-720 (2 stk.) og turbiner med variabel vinge PL-577-VB-720 (6 stk.), samt hydrogeneratorer SV-1160/162-68 UHL4 (2 stk. stk. .) og SVI 1160/180-72 (6 stk.). Turbinernes designhøjde er 26 m, løbehjulets diameter er 7,2 m, den maksimale gennemstrømning er 400 m³/s . Producenten af turbinerne er Kharkov -anlægget " Turboatom " og Syzran-virksomheden " Tyazhmash ", generatorer - Novosibirsk-virksomheden " Elsib ". Det hydromekaniske udstyr af hydrauliske enheder er repræsenteret af flade nødreparationsporte, affaldsriste samt reparationsporte af sugerør . For at levere vand til HPP-bygningen er der udstyret en 350 m lang forsyningskanal, vand drænes til nedstrøms gennem en udløbskanal på 2200 m . m³/s oversvømmelse begynder i nedstrøms . Udledt vandenergi afgives ved en 85 m lang vandgrav (består af armerede betonplader 3,4 m tykke) og et forklæde , bestående af en vævet og stenfyldssektioner [2] [6] [4] [5] .
HPP bygning
Hydro generator rotor
Turbine vinger
Turbinehjulsbøsning
Motorrum
Elektricitet leveres fra generatorer med en spænding på 13,8 kV, som omdannes til en spænding på 110 og 220 kV af hovedstrømtransformatorerne og autotransformatorerne. De hydrauliske enheder er kombineret i blokke af to, det vil sige to hydrauliske enheder producerer elektricitet gennem en gruppe af transformere eller autotransformere. Der er fire transformergrupper på Irkutsk HPP: to (gruppe 1 og 4) af dem har enfasede transformere ODC-80000/110 og ORDC-80000/110 (tre faser i hver gruppe; elektricitet genereres ved en spænding på 110 kV) og mere i to (gruppe 2 og 3) - autotransformatorer AODTsT-138000/220/110/13.8 (tre faser i hver gruppe; elektricitet produceres ved en spænding på 220 kV, hvorigennem kommunikation også udføres mellem udendørs koblingsanlæg 110 og 220 kV). Elektricitet leveres til elsystemet fra åbne koblingsanlæg (OSG) 110 kV (på venstre bred) og 220 kV (på højre bred) gennem 10 elledninger (2 - 220 kV og 8 - 110 kV) [2] [8 ] [4 ] [9] :
Hovedkontrolpanel
Udendørs koblingsanlæg 110 kV
Udendørs koblingsanlæg 220 kV
Trykstrukturerne i HPP danner et stort Irkutsk-reservoir , som omfatter Baikal-søen, hvis niveau ifølge forskellige kilder blev hævet med 0,8-1,2 m . Reservoirets areal ved et normalt bagvandsniveau er 32.966 km² , den samlede kapacitet er 23.002 km³ . Mærket for det normale tilbageholdelsesniveau for reservoiret er 457 m over havets overflade (herefter er niveaumærkerne i det betingede Stillehavshøjdesystem [10] angivet , korrektionen for genberegning fra det betingede system til det baltiske system er -0,52 m for Baikal-søen og -0,41 m for Irkutsk vandkraftkompleks), tvunget tilbageholdelsesniveau (når en oversvømmelse passeres med en sandsynlighed på 0,01%, det vil sige en gang hvert 10.000 år) - 458,2 m, dødvolumenniveauet (DSL) - 456 m. Reservoarets nyttevolumen er 31,5 km³ . Ifølge projektet var niveauet af dødvolumenet 455,54 m, og reservoirets nyttekapacitet var 46,5 km³ , men i 2001 blev ULV-mærket ændret, og reservoirets nyttevolumen faldt, hvilket reducerede dets evne til at regulere reservoiret. flyde. Reservoiret gjorde det muligt at foretage langsigtet regulering af flowet (til at fylde højvandsår og operere i lavvandsår) [2] [11] [12] [7] [5] .
De første undersøgelser af Angaras vandkraftpotentiale blev udført tilbage i 1891-1916 under design og konstruktion af den transsibiriske jernbane . Resultaterne af disse arbejder blev opsummeret i 1920 i notatet "The Water Power of the Angara and the Possibility of Their Use", som underbyggede muligheden for at bygge 11 lavtryks vandkraftværker med en samlet installeret kapacitet på omkring 2000 MW på Angara . I 1921, efter forslag fra Statens Planlægningskommission , blev Angarsk Bureau oprettet, som var engageret i udviklingen af planer for elektrificeringen af det østlige Sibirien; hans forslag var dog begrænset til konstruktion af små HPP'er på Angaras bifloder, da konstruktionen af store HPP'er på selve floden blev anset for uhensigtsmæssig på grund af manglen på både tilstrækkeligt store elforbrugere og erfaring med at bygge kraftige vandkraftværker [13] [14] .
I 1930 blev "Afdelingen for undersøgelse af Angara-problemet" oprettet under det øverste råd for nationaløkonomi , som året efter blev omdøbt til "Angara Bureau" og blev en del af Hydroenergoproekt- trusten . Resultatet af hans arbejde var en "arbejdshypotese for den integrerede brug af Angara", en foreløbig plan for vandkraftudnyttelsen af Angara i sektionen fra kilden til Bratsk , samt et skematisk design af Baikal (Irkutsk) vandkraftstation, som blev foreslået bygget først. I 1936 blev disse materialer godkendt af ekspertkommissionen fra USSR's statslige planlægningskomité, men på grund af begyndelsen af den store patriotiske krig blev deres praktiske gennemførelse suspenderet [13] [14] .
I 1947, på en konference om udviklingen af de produktive kræfter i Irkutsk-regionen , blev en ordning præsenteret for udviklingen af Angara ved en kaskade af 6 vandkraftværker: Irkutsk, Sukhovskaya, Telminskaya, Bratskaya , Ust-Ilimskaya og Boguchanskaya . I 1948 begyndte Gidroenergoproekt- trusten design- og undersøgelsesarbejde på Irkutsk-vandkraftværket, i slutningen af 1949 blev designet af stationen udviklet og godkendt (chefingeniør af projektet - G. K. Sukhanov ). I løbet af projekteringen har stationens udformning undergået væsentlige ændringer - for eksempel har projekteringsopgaven givet mulighed for opførelse af en separat overløbsdæmning, opførelse af skibssluser og en enkeltsporet jernbane langs dæmningens top. I det endelige projekt (godkendt 16. november 1955) blev det besluttet at placere udløb i vandkraftværket (hvilket gav en besparelse på 30 % i betonarbejde), og udskyde byggeriet af sluser og jernbanen for fremtiden (som f.eks. Det resulterede i, at de aldrig blev bygget, selvom der blev bibeholdt en ubebygget stribe jord på 200-250 m bred til sluserne ). En anden ændring var stigningen i bredden af toppen af jorddæmninger fra 16 til 60 m , som ifølge beregninger sikrede deres uforgængelighed med et direkte ramt af en højeksplosiv bombe på 10 tons [14] [15] [13 ] [16] .
Ved udformningen af en kaskade af vandkraftværker på Angara foreslog ingeniørerne fra Hydroenergoproekt at bruge en rettet eksplosion til at skabe et hul i kilden til Angara, da volumenet af dets strømning og horisonten for reservoirnedtrækningen er begrænset af niveau af flodbunden i justeringen af Shaman-stenen . Denne begrænsning påvirker kildens gennemstrømning og følgelig vandforbruget i Irkutsk HPP, især i tørre år. Oprettelse af et hul på 25 m dybt ville gøre det muligt at sende omkring 120 km³ vand til Angara på 4 år og generere yderligere 36 milliarder kWh elektricitet. Samtidig vil reservoirets nyttige volumen øges, hvilket giver mulighed for at udvide mulighederne for langsigtet regulering af flowet. Samtidig var det i de efterfølgende år planlagt at genoprette Baikal-søens oprindelige niveau ved at reducere vandstrømmen gennem vandkraftværket. Når man tager idriftsættelsen af nye kraftværker i Angara-kaskaden i betragtning, vil dette føre til tab i elproduktion, der overstiger den oprindelige gevinst. Derudover vil en sænkning af vandstanden forårsage betydelig skade på miljøet, landbruget og fiskeriet. På grund af disse mangler såvel som offentlige protester forblev dette projekt urealiseret. Sibiriske videnskabsmænd, forfattere og ledelsen af opførelsen af Irkutsk vandkraftværk offentliggjorde i oktober 1958 i Literaturnaya Gazeta et åbent protestbrev "Til forsvar for Baikal", som skitserede argumenterne mod gennemførelsen af dette forslag [16] [17 ] ] .
Den 21. januar 1950 blev en resolution fra USSR's ministerråd underskrevet om foranstaltninger til forberedelse af opførelsen af nye kraftværker, der bemyndigede starten på byggearbejdet på Irkutsk vandkraftværket. Til opførelsen af et kraftværk i Glavhydroenergostroy under Ministeriet for kraftværker i USSR blev konstruktions- og installationsafdelingen " Angaragesstroy " organiseret, A.E. Bochkin blev udnævnt til dens leder . Byggeriet af den forberedende fase begyndte i marts 1950, og i maj 1951 begyndte jordarbejderne på stationens hovedkonstruktioner [13] [18] . Stationen blev bygget hovedsageligt af civile bygherrer, fangerne arbejdede kun på byggeriet i 1951-1952 og i relativt få antal (op til 1000 personer). I november 1952 blev lejren ved opførelsen af Irkutsk vandkraftværket likvideret på grund af ineffektivitet [19] .
I den forberedende fase, som varede indtil 1954, blev anlægsinfrastrukturen (boliger, bygningsbaser, adgangsveje) skabt. I maj 1952 blev en 220 kV transmissionsledning bragt til byggepladsen - den første linje af en sådan højspænding i det østlige Sibirien. En vanskelig situation opstod i januar 1953 - som et resultat af dannelsen af isstop var der en trussel om oversvømmelse af stationen på stationen under opførelse, i flere dage pumpede bygherrerne omgående vand ud af gruben og øgede højden af stationen . jumpere, hvilket gjorde det muligt at stabilisere situationen [20] [21] .
Opførelsen af stationen blev udført under vanskelige forhold - om vinteren faldt lufttemperaturen til -47 ° C , desuden måtte arbejdet stoppes fra tid til anden på grund af tung tåge, der dannede sig over den ikke-frysende flod. Den første beton i konstruktionen af Irkutsk vandkraftværk blev lagt i juni 1954. Den 10. april 1956 blev vandkraftværkets grube oversvømmet, og den 10. juli samme år blev Angara blokeret. Den første hydrauliske enhed i Irkutsk vandkraftværket blev lanceret den 28. december 1956, og den anden vandkraftenhed begyndte at fungere tre dage senere; i 1957 blev fire vandkraftværker sat i drift, i 1958 de resterende to. Den 24. oktober 1959 accepterede statskommissionen Irkutsk vandkraftværket i permanent drift, hvor dets konstruktion blev officielt afsluttet [13] [22] .
Irkutsk HPP blev det første store vandkraftværk i Sibirien. Stationen fungerer i den grundlæggende tilstand, den er ikke involveret i automatisk frekvens- og effektstyring, vandkraftværker, der ikke er under reparation næsten døgnet rundt. Under driften af Irkutsk HPP er der produceret mere end 200 milliarder kWh elektricitet. Produktionen af billig energi fra Irkutsk HPP, såvel som andre stationer i Angarsk-kaskaden, bidrager til etableringen af de laveste elektricitetstakster i Rusland i Irkutsk-regionen. Billig vandkraft satte skub i udviklingen af industrien i regionen, herunder energiintensive industrier såsom Irkutsk aluminiumsværk . Stationen bruges som en krydsning over Angara - der er anlagt en to-sporet vej langs HPP-anlæggene. Frigivelserne af Irkutsk-vandkraftværket sikrer opretholdelsen af sejlbare dybder på Angara op til Bratsk-reservoiret ; samtidig blev vandkraftværket bygget uden navigationsfaciliteter, hvilket gjorde det umuligt for skibe fra Baikal at passere gennem Angara under Irkutsk. Irkutsk HPP sikrer også pålidelig drift af vandindtag placeret både på reservoiret og nedstrøms. Med et stort regulerende reservoir og brede muligheder for at håndtere afstrømning er Irkutsk HPP af betydelig oversvømmelseskontrol betydning, hvilket gør det muligt, blandt andet, effektivt at håndtere vinteroversvømmelser , traditionel for Irkutsk , forårsaget af jamming- fænomener. Det skal bemærkes, at ifølge projektet kan udledningen til nedstrøms for Irkutsk HPP, når kraftige oversvømmelser passeres, nå 6000 m³/s ; På nuværende tidspunkt, på grund af massiv og ofte uautoriseret udvikling af Angara-flodslettet, begynder oversvømmelser allerede ved en strømningshastighed på 3000 m³/s [23] [4] [24] [25] [5] .
Det samlede areal af zonen med oversvømmelser og oversvømmelser af Irkutsk-reservoiret var 138,6 tusinde hektar , herunder ifølge forskellige kilder 32,3-38,8 tusinde hektar landbrugsjord. Mere end 200 bosættelser faldt ind i vandkraftkompleksets indflydelseszone, hvoraf 17 tusinde mennesker (3,3 tusinde husstande) blev genbosat, 6683 bygninger blev flyttet, nye bosættelser og industrivirksomheder blev bygget for at erstatte de oversvømmede. Oversvømmelseszonen omfattede en sektion af Irkutsk-Listvyanka motorvejen, som blev omlagt, samt en sektion af Circum-Baikal Railway (CBRR) fra Irkutsk til landsbyen Baikal , som løb langs Angara, som drejede Circum-Baikal-jernbaneafsnittet fra Slyudyanka II -stationen til Baikal-stationen til en blindgydeafsnit (på samme tid, med idriftsættelsen af Irkutsk-Slyudyanka-udretningslinjen i 1949, mistede denne sektion sin betydning). Omkostningerne til klargøring af oversvømmelseszonen udgjorde 12,4 % af det samlede anlægsoverslag, hvilket sammenlignet med andre vandkraftværker blev vurderet som en god indikator [13] [26] [2] .
Irkutsk reservoiret oversvømmede sektionen af Angara fra kilden til stedet for Irkutsk vandkraftværket og hævede også Baikal-niveauet ifølge forskellige kilder med 0,8-1,2 m (hvilket forårsagede oversvømmelser og oversvømmelser på over 550 km²) land langs søens bred). Det årlige forløb af reservoirniveauerne er generelt tæt på det naturlige forløb af Baikal-niveauudsving. Indflydelsen af vandkraftværket manifesteres i en vis stigning i amplituden af niveauudsving og et skift i retning af en forsinkelse i tidspunktet for den største nedtagning og fyldning af reservoiret. Oprettelsen af reservoiret har aktiveret processerne med kystbehandling , både på flodsektionen af reservoiret (erosionsskalaen i nogle sektioner når 150 m i dybden) og på kysten af Baikal-søen. Ændringer i sedimentbevægelsesregimet, ødelæggelsen af nogle strande og stigningen i grundvandsniveauet i lavtliggende områder (hovedsageligt i deltaerne i floderne, der løber ind i Baikal) er blevet registreret [27] [28] [7 ] . Efter stigningen i vandstanden i Baikal blev der registreret et fald i bestanden af gulfluekutling , hvilket også påvirkede bestanden af omul ; til dato er antallet af gulfluer kommet sig. Det bemærkes, at søens økosystem gradvist har tilpasset sig de ændringer , der er sket [29] . Som et resultat af stigningen i vandstanden ved kilden til Angara, blev det meste af Shaman-stenen oversvømmet , kun dens øverste del forblev over vandoverfladen [30] .
Siden idriftsættelsen har Irkutsk HPP været en del af den regionale energiafdeling i Irkutskenergo. Da JSC Irkutskenergo blev dannet i 1992, blev stationen en del af den, med undtagelse af jorddæmninger og deres drænsystemer, som forblev i føderalt ejerskab og blev lejet af Irkutskenergo. Efter ordre fra Den Russiske Føderations regering af 29. december 2010 blev dæmninger og drænsystemer indskudt til JSC RusHydros autoriserede kapital [31] .
Elektricitetsproduktion af Irkutsk HPP i de seneste år [5] :
| Indeks | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Elproduktion, mio. kWh | 3535 | 3735 | 3633 | 3797 | 3887 | 3686 | 3461 | 3888 |
I 1993 blev programmet for modernisering og genopbygning af Irkutsk HPP godkendt [13] . Statorviklingerne og magnetiseringssystemerne på alle hydrauliske enheder blev udskiftet, i 2001-2007 blev de udskiftet med nye krafttransformatorer, koblingsudstyret blev rekonstrueret med udskiftning af afbrydere med gasisolerede , forklædet blev rekonstrueret med udskiftning af rækker med betonplader [5] [32] . Det er planen at udskifte vandkraftværker, der har fungeret i mere end 50 år, samt at rekonstruere gulvene i turbinehallen, langs hvilken motorvejen er lagt [33] [34] .
Et program er ved at blive implementeret til at udskifte de hydroelektriske enheder i Irkutsk HPP, i første fase er det planlagt at erstatte fire hydroelektriske enheder, mens typen af turbine ændres fra PL-577-VB-720 (konvertibel vinge) til PR 32 -V-720 (propel). I 2020-2021 blev to nye hydrauliske enheder med øget kapacitet sat i drift [35] .