Главная >  Гидроаккумулирование энергетических систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30

Таблица 5-2

Основные параметры гидромашины для ГАЭС с напором 1200 м

Параметры

Двухмашинный обратимый гидроагрегат

Трехмашинный агрегат с двухколесной ковшовой гидротурбиной и пятиступенчатым центробежным насосом

160/180,7

2,58

2,28

86-89

90,5

Мощность, МВТ.............

Частота вращения, об/мин........

Диаметр рабочего колеса, м:.......

насоса ...............

турбины ..............

Число рабочих колес, шт.:

насоса ...............

турбины ..............

Коэффициент полезного действия максимальный, %:

насоса ...............

турбины ...............

Заглубление под уровень нижнего бьефа, м..................

общая масса двухмашинного обратимого гидроагрегата будет примерно в два раза меньше соответствующего ему трехмашинного.

Следует отметить, что для ГАЭС с подземными бассейнами крайне заманчиво применение высоковольтных двигателей-генераторов (с напряжением 220 кВ).

Глава шестая

ВЛИЯНИЕ ГАЗС НА ОКРУЖАЮЩУЮ ОРЕДУ И КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАССЕЙНОВ ГАЗС

Вопросы охраны окружающей среды, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов приобрели в настоящее время особо важное значение. Проект каждой гидро-аккумулирующей электростанции в СССР должен содержать всесторонний анализ ее влияния на окружающую среду и включать комплекс мероприятий, позволяющих более полно использовать новые природные условия, создаваемые в результате строительства ГАЭС. Так, расположенные на высоких отметках верхние бассейны ГАЭС могут служить источником для орошения окружающих их земельных массивов. Например, из верхнего бассейна Кайшядорской ГАЭС в Литовской ССР предусмотрено орошение около 8 тыс. га земель совхозов мясо-молочного направления.

Гидроаккумулирующие электростанции как источник высокоманевренной электрической мощности могут рассматриваться в качестве альтернативы по отношению к маневренным тепловым (газотурбинным) электростанциям или остропиковым гидроэлектростанциям. Поэтому при сопоставленни каждого из перечисленных энергетических источников должно учитываться их влияние на окружающую среду.

Заменяя газотурбинные электростанции в энергетических системах, ГАЭС экономят на 1 кВт ч выработанной энергии около 0,2 кг условного топлива. Кроме того, они обеспечивают дополнительную экономию топлива в размере 0,1-0,2 кг/(кВт-ч) за счет улучшения структуры энергоисточников, т. е. за счет замены менее эффективных и более маневренных ТЭС на средних параметрах пара менее маневренными, но значительно более эффективными установка.ми на сверхвысоких параметрах пара или атомными электростанциями. Экономия, составляющая 300-400 тыс. т условного топлива на 1 млн. кВт установленной мощности ГАЭС, сама по себе способствует сохранению важнейшего природного ресурса - органического топлива.

В отличие от тепловых электростанций гидравлические, в том числе гидроаккумулируюнгие, не загрязняют воздушный бассейн. Исключается также так называемое тепловое загрязнение водоемов.

Таким образом, в части охраны окружающей среды - воздушного и водного бассейна - ГАЭС имеют преимущество перед тепловы.ми электростанция.ми.

Гидроэлектростанции, так же как и ГАЭС, способствуют экономии топлива и не загрязняют атмосферу. Однако воз.мож-fiocTH создания новых эффективных ГЭС в европейской части СССР крайне ограничены. К тому же на 1 млн. кВт установленной мощности пиковых ГЭС в этом регионе приходится не менее 30 км затоплений и отчуждений (по аналогии с Плявинской ГЭС). Соответствующая величина для ГАЭС составляет 4- 5 км при напоре 100 .м и резко снижается по мере увеличения напора.

Несмотря на компенсационные мероприятия, выполняемые при организации водохранилищ, создание их объективно связано с потерей земельных ресурсов. По этому признаку гидроаккумулирующие электростанции имеют существенные преимущества перед ГЭС обычного типа. Следует также учесть, что стоимости компенсационных и других мероприятий, связанных с созданием водохранилищ, неуклонно возрастают.

Весьма эффективным мероприятием для увеличения пиковых мощностей в энергосистемах европейской части страны могло бы явиться расширение существующих ГЭС с установкой на них дополнительных агрегатов (Днепровская, Кегумская ГЭС и др.), что практически не связано с отчуждением новых территорий и потерями земельных ресурсов. Однако рас-



ширение большинства существующих ГЭС на крупных реках в западных районах СССР, как показали эскизные проработки, экономически не оправдано из-за небольших напоров этих станций, ухудшения режимов в нижних бьефах (особенно в зимний период), ухудшения воднотранспортных условий и др.

Исходя из вышеизложенного, следует ожидать, что гидроак-, кумулирующие электростанции станут основным источником маневренной гидравлической мощности в европейской части страны.

Как каждое искусственное сооружение, гидроаккумулирую-щая электростанция в той или иной степени нарушает природный ландшафт. Дамбы, образующие бассейн, протяженные открытые водоводы, наземные здания ГАЭС, подстанции и линии электропередачи могут диссонировать с окружающей природой. Задачей инженера и архитектора, проектирующих ГАЭС, является максимальная увязка создаваемых сооружений с элементами существующего ландшафта. Большое значение имеет бережное отношение строителей к растительности, тщательное выполнение рекультивационных работ, озеленение откосов и т. д.

Компоновочные решения ГАЭС обеспечивают широкие возможности свести к минимуму отрицательное эстетическое воздействие глубоких земляных выемок, вырубок лесных массивов и других нарушений природы. Так, подземное расположение машинных залов и водоводов ГАЭС полностью скрывает весь энергетический тракт и, собственно, электрическую станцию, не у.худшая эксплуатационных условий. Разработанные в последние годы проекты ГАЭС с подземными бассейнами позволяют создать мощные электростанции практически без сооружений на поверхности (при использовании естественных водоемов в качестве верхних бассейнов). При этом выдача мощности может осуществляться газонаполненными кабелями без устройства распределительной подстанции в непосредственной близости от ГАЭС.

Строительство гидроаккумулирующих электростанций традиционного типа связано с созданием относительно небольших по площади водохранилищ, отличающихся быстрым изменением уровней воды. Как указывалось выше, высота суточной сработки уровней бассейнов некоторых ГАЭС достигает 50 м. Однако такие колебания характерны для верхних бассейнов высоконапорных ГАЭС, расположенных в основном в малонаселенных горных районах.

Нижние бассейны ГАЭС часто бывают приурочены к круп-ны.м естественным озерам или водохранилищам, уроненный режим которых при работе станции практически не меняется.

Колебания уровней воды в искусственно создаваемых нижних бассейнах для ГАЭС с напорами 100-200 м не превышают 15 м.

Проектом ГАЭС должны быть предусмотрены мероприятия, предотвращающие опасность берегообрушения, образования оползней и других нежелательных явлений, нарушающих природный ландшафт.

Как показывает опыт эксплуатации американских ГАЭС, последние являются объектами интенсивного туризма. Вопросы туризма и рекреации решаются в США одновременно с проектированием ГАЭС. Так, на основании проектного анализа было определено, что после пуска ГАЭС Маунт Элберт (штат Колорадо) в этом районе ожидается увеличение числа туристов со 100 тыс. до 1 млн. чел. в год.


Рис. 6-1, Ситуационный план ГАЭС Нумаппара (Япония).

i - верхний бассейн (макс, уровень - i238,0 м, мни. уровень - 1 i98,0 м); 2 - уравнительный резервуар; 3 - подземный машинный зал; 4 - высоконапориый участок подводящих туннельных водоводов; 5 - отводящие водоводы; б - нижний бассейн (макс, уровень - 753 м, мни, уровень -721 м); 7 - транспортный туннель; 8 - ОРУ; S - туннель для опорожнения верхнего бассейна; М -плотина Мнайама; -заболоченная территория; 12 - водовыпуск; 13 - территория национального парка Ннкко; 14 - специальная зона национального парка; 15 - лесной заповедник.

При сооружении ГАЭС Нортфилд Маунтин было затрачено около 4 млн. долл. на благоустройство территории, озеленение и другие мероприятия, способствующие рекреационному использованию. Колебания уровней бассейнов ГАЭС приурочены к вечернему и ночному времени и поэтому не являются существенным препятствием для рекреации в дневное время суток.

Бассейны ГАЭС в ГДР Блайлох, Хоэнварте, Визенталь и др. также используются в рекреационных целях. Японская ГАЭС Ну.маппара построена на территории национального парка Никко (рис. 6-1).

Хотя создание ГАЭС на крупных водоемах может отрицательно сказаться на условиях обитания рыбы, в бассейнах пе-



речисленных выше ГАЭС в ГДР развито спортивное рыболовство. Бассейны ГАЭС Хоэнварте I и II используются также для целей рыбоводства.

Ряд исследований, проведенных в последнее время, подтвердил, что интенсивное перемешивание воды при работе ГАЭС способствует насыщению ее кислородом и тем самым усиливает самоочищаюшую способность водоемов. В связи с этим использование существующих озер и водохранилищ в качестве нижних бассейнов ГАЭС способствует улучшению качества воды. Одновременно усиливаются теплообменные процессы, что особенно важно, если ГАЭС входит в состав энергетического комплекса совместно с ТЭС или АЭС.

Глава седьмая

ЗКОНОМНКА ОТРОЙТЕЛЬСТБА ГАЗО

7-1. АНАЛИЗ СТОИМОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГАЭС

Как указывалось в гл. 1, гидроаккумулирующие электростанции выполняют в современных энергетических системах роль маневренной мощности, мобильного резерва, способствуют повышению надежности электроснабжения, экономии топлива и т. д. Суточная продоллительность работы ГАЭС в турбинном релчиме определяется потребностью энергетической системы и составом генерирующих мощностей и в условиях СССР для ГАЭС, работающих в остропиковом режиме, не превысит 4- 5 ч, а для полупиковых станций может достигнуть 12 ч. Продолжительность работы ГАЭС в режиме зарядки зависит от характера графика электропотребления в ночное время, состава и характеристик базисных электростанций в системе.

Достаточно объективным технико-экономическим показателем ГАЭС может считаться стоимость 1 кВт ее установленной мощности. Этот показатель определяется путем деления капиталовложений, необходимых для строительства ГАЭС (за вычетом затрат на неэнергетические компоненты комплекса), ка установленную мощность. При этом обязательно должна указываться суточная продолжительность работы ГАЭС в турбинном режиме, которая влияет на удельные стоимостные показатели.

При оценке общей эффективности ГАЭС важное значение имеет ее размещение по отношению к потребителю и энергетическим источникам, производящим зарядку ГАЭС. По имеющимся подсчетам стоимость 100 км линии электропередачи со-

ставляет в среднем 8-10 руб. на 1 кВт ее пропускной способности. Таким образом, при удалении ГАЭС от потребителя на 100 км на стоимость калдого киловатта ее мощности на шинах потребителя накладывается 8-10 руб. Кроме того, транспортировка больших мощностей по линиям электропередачи связана с дополнительными потерями энергии в размере 4-8%.

Возможны три принципиальных варианта размещения ГАЭС по отношению к потребителю и тепловой электростанции, осуществляющей зарядку ГАЭС: в районе потребителя (рис. 7-1, а), в районе ТЭС (рис. 7-1, б) и промел<уточное расположение (рис. 7-1, в).

При прочих равных условиях наиболее целесообразно размещение ГАЭС вблизи центров потребления маневренной мощности, так как в этом случае требуется минимальный объем лн-Heujioro строительства.

8Л ТЭС

Потребитель


ГАЭС

Потребитель (Jf ВЛ ГА ЗС б) О)

Рнс. 7-1. Варианты взаимного расположения ТЭС н ГАЭС по отношению к потребителю энергии.

Однако изолированное возведение ГАЭС связано с созданием собственной строительной базы, транспортных коммуникаций и т. д. При сооружении ГАЭС совместно сТЭС (т. е. в составе единого энергетического комплекса) значительно упрощаются вопросы организации строительства. В ряде случаев удается использовать водоемы для технологических нужд обоих генерирующих источников, могут быть организованы общие электрические хозяйства, ремонтные мастерские и т. д.; упрощается и удешевляется эксплуатация объектов. Таким образом, размещение ГАЭС мол<ет сильно влиять на ее экономические показатели, что должно в полной мере учитываться при сопоставлении вариантов ее строительства (см. § 1-2).

Анализ технико-экономических показателей различных ГАЭС чистого аккумулирования, запроектированных в СССР, показывает четкую зависимость удельных капиталовложений (за вычетом затрат на строительство линий электропередачи) от напора ГАЭС. Это объясняется влиянием следующих основных факторов:

объем воды, используемой для целей гидроаккумулирования, а следовательно, и полезный объем бассейнов обратно пропорционален напору;



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30