Загорская гидроаккумулирующая электрическая станция. Строительство Загорской ГАЭС-2
Загорская гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) сооружена на реке Кунья и располагается в северной части Московской области, в Сергиево-Посадском районе, в поселке Богородское. Загорская ГАЭС является филиалом ОАО «РусГидро». Решение о строительстве первой в стране гидроаккумулирующей электростанции в Сергиево — Посадском районе было принято в 1974 году. Два первых обратимых гидроагрегата Загорской ГАЭС были введены в эксплуатацию в декабре 1987 г. С 2000 года и по настоящее время Загорская ГАЭС работает на полную проектную мощность.
Мощность станции в генераторном режиме составляет 1200 МВт. В насосном режиме, при перекачке воды из нижнего водоёма в верхний, потребляется 1320 МВт.
1. Вид с шлюзового сооружения верхнего бассейна.
2. Козловой кран на шлюзах.
3. Здание ГАЭС, машзал. Церквушка на заднем плане располагается в деревне с замечательным названием Выпуково.
4. Среднегодовая выработка этих генераторов составляет 1,9 млрд кВТ/ч.
7. Закрашенные голубым цветом участки, похожие на смайлик о_О, это спиральная камера гидроагрегата. Вот она меня очень впечатлила! Сейчас мы и в неё спустимся 
8. Спиральная камера гидротурбины, обеспечивает равномерное поступление воды по всему периметру направляющего аппарата, т. е. осесимметричный режим работы всех направляющих лопаток; сечение равномерно сужается по ходу потока. Выглядит это чудо примерно так (фото из архива РусГидро).
10. Профилактические работы осуществляются при помощи здорового мостового крана.
11. Линии электропередач.
К сожалению, некоторые ракурсы я не запечатлел во время недавнего визита на ГАЭС, поэтому использую фотографии, сделанные мной осенью 2012 года. С тех пор строительство здорово продвинулось вперёд, некоторые места изменились до неузнаваемости! И неудивительно: вторую очередь Загорской Г АЭС возводят круглосуточно, в смены. На строительстве занято около двух тысяч человек и 500 единиц специализированной техники.
12. В ГАЭС второй очереди будет 4 водовода и 4 гидроагрегата соответственно. На фото видны строящиеся водоводы. Длина каждого равняется 800 метрам, а диаметр 7,5 метра.
13. Внутри водовода.
14. В нижнем бассейне уже устранили барьер, разграничивающий бассейны 1 и 2 ГАЭС. На фото техника, роющая бассейн.
15. Работа кипит. Буквально!
17. Распределительные устройства.
18. Водоводы и опалубочная система, разработанная специально для их строительства. Фото осени 2012.
20. Гидрогенераторы ещё осенью находились в разобранном состоянии. А на стены и крышу машзала не было и намёка.
22. В спиральную камеру попадает уличный свет, ибо даже не были смонтированы лопасти.
23. А в начале марта 2013 уже заканчивается монтаж двух гидрогенераторов. В апреле обещают их пробный запуск, на котором я, скорее всего, буду присутствовать. Порадую вас постом оттуда)
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГАЭС В РОССИИ
Наличие в России практически единственной привлекаемой для регулирования электрических режимов энергообъединения Загорской ГАЭС мощностью в турбинном режиме 1200 МВт совершенно не соответствует реальным потребностям энергообъединений Европейской части России, где суммарный дефицит маневренной мощности по состоянию на 2007 г. составляет около 6 млн кВт. Стратегией развития электроэнергетики в России на ближайшие 15 лет предусмотрен ввод новых энергетических мощностей в объеме 19,4 млн кВт.
Предполагалось, что в общем объеме вводов будут в основном высокоэкономичные мощности в виде парогазовых установок (ПГУ) с газовыми турбинами, обладающими более широкими регулирующими возможностями. Однако необходимо учитывать, что процесс регулирования мощности ПГУ сопровождается значительным снижением их к.п.д. Кроме того, в последнее время появились предпосылки переориентации ПГУ на угольные установки, маневренные качества которых значительно ниже ПГУ.
Таким образом, совокупный прогнозный средний ежегодный ввод мощностей АЭС и ТЭС на период до 2020 г. составляет от 3 до 4 млн. кВт.
Если учесть, что, во-первых, в соответствии с мировым опытом, доля маневренных мощностей должна составлять около 25 % от общей установленной мощности и, во-вторых, планируемая к вводу мощность располагается преимущественно в Европейской части России, где гидроэнергетические ресурсы практически исчерпаны, то можно прогнозировать необходимость ежегодного ввода в Европейской части России не менее 1 млн. кВт гидроаккумулирующих мощностей.
Выбор площадок для возможного строительства ГАЭС, а также выбор их параметров должны быть согласованы со стратегической программой развития генерирующих мощностей, в том числе мощностей АЭС.
Независимо от планируемого ввода новых мощностей на АЭС и ТЭС уже существующий дефицит маневренных мощностей определяет необходимость строительства таких ГАЭС, как Загорская ГАЭС-2, Ленинградская ГАЭС, Центральная (Тверская) ГАЭС, Курская ГАЭС, Волоколамская ГАЭС, Зеленчукская ГЭС-ГАЭС, проектная документация по которым требует существенной переработки.
Перспективными с точки зрения необходимости строительства для компенсации вновь возникающего дефицита маневренной мощности при вводе новых тепловых энергоблоков и имеющими предварительные проектные проработки являются ГАЭС Владимирская, Ростовская, Кармановская, Средневолжская-1 и Средневолжская-2, Уральская и др., предварительно выбранные параметры которых также требуют уточнения.
Кроме Европейской части России, существует объективная необходимость строительства ГАЭС на Сахалине. Энергообъединение «Сахалинэнерго» представляет собой изолированную энергосистему, основой которой являются Сахалинская ГРЭС с шестью турбоагрегатами суммарной мощностью 300 МВт (28 % выработки электроэнергии) и Южно-Сахалинская ТЭЦ-1 установленной мощностью 225 МВт (46 % выработки). Несколько мелких электростанций (дизельных, тепловых, ГТУ) имеют преимущественно местное значение.
Энергосистема лишена возможности использовать регулирование, связанное с широтными перетоками мощности. Поэтому даже при условии разгрузки ГРЭС и ТЭЦ до технического минимума во время ночного снижения нагрузки как летом, так и зимой возникает избыток генерирующей мощности, и энергосистема вынуждена прибегать к ежесуточной остановке и последующему пуску двух турбоагрегатов ГРЭС. Это приводит к неэкономичной работе ГРЭС и объединения в целом, снижает надежность и повышает вероятность аварийного выхода турбоагрегатов из строя, сокращает их технический ресурс.
Строительство и ввод Сахалинской ГЭС-ГАЭС позволит вывести из работы ряд мелких и неэкономичных дизельных электростанций и ГТУ и даст возможность тепловым электростанциям перейти из полупикового режима работы в базовый, что значительно улучшит технико-экономические показатели электростанций и энергосистемы в целом.
Необходимость строительства ГАЭС объективно обусловлена дефицитом маневренных мощностей в тех регионах, в которых преобладают маломаневренные тепловые и атомные электростанции. Это новая и перспективная, а также очень нужная и полезная отрасль гидроэнергетики.
Хотелось бы отметить еще одну из наиболее важных проблем, которую я не упомянула в своей работе. При эксплуатации вновь построенных ГАЭС, как и других новых энергообъектов, появляется проблема формирования и своевременной подготовки эксплуатационного персонала. Обычно новые коллективы эксплуатационников формируются в значительной степени за счет миграции специалистов нужного профиля с родственных предприятий. Также следует рассчитывать на то, что эксплуатационный персонал вновь построенных ГАЭС будет комплектоваться за счет молодых специалистов, не имеющих опыта работы на гидростанциях, либо, в лучшем случае, частично за счет перехода специалистов с обычных ГЭС.
Гидротехнические сооружения и гидроэнергетическое оборудование ГАЭС конструктивно не многим отличаются от аналогичных объектов ГЭС. Принципиальное отличие ГАЭС заключается в режиме работы и повышенной интенсивности эксплуатации оборудования и сооружений.
Цель моего реферата такова: показать объективную необходимость ускоренного развития гидроаккумулирования, в пределах имеющихся информационных возможностей дать обзор существующих в мире типов и конструкций ГАЭС.
Неразрывность процесса производства и потребления электроэнергии требует от энергосистем значительного маневрирования мощностями электростанций и агрегатов. Однако современное оборудование ТЭС и АЭС не приспособлено к резкопеременному режиму работы. Тратяться огромные средства на различного рода усовершенствования, реконструкцию отдельных узлов агрегатов и на устранения неполадок. При решении указанной проблемы гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) занимают особое место, так как они одновременно являются высокоманевренным источником пиковой мощности и потребителем регулятором. В отличии от гидроэлектростанций обычного типа пиковая энергоотдача ГАЭС не зависит от водности года.
Перспективность развития этого вида гидроэнергетики определяется не столько техническими проблемами, которые по мере необходимости будут так или иначе разрешаться, сколько экономическим статусом ГАЭС, а именно прибыльностью и, соответственно, инвестиционной привлекательностью проектов новых станций этого типа.
Таким образом, техническая необходимость развития сравнительно нового вида гидроэнергетики – гидроаккумулирования не вызывает сомнения, поскольку ГАЭС позволяют оптимизировать работу ТЭС, АЭС и энергообъединений в целом, обеспечить нормативное качество электроэнергии в нормальных режимах, снизить перетоки мощности по межсистемным связям, повысить надежность и живучесть энергообъединений, а также – в ряде случаев – радиационную безопасность АЭС в аварийных ситуациях, облегчить условия послеаварийного восстановления энергосистем в случае крупной системной аварии, сопровождающейся разделением системы и «посадкой» тепловых станций на «ноль», а также оказать благотворное влияние на общехозяйственные процессы страны: сгладить последствия наводнений, создать запасы воды для целей ирригации, хозяйственного и бытового потребления и т. д. Эти технологические возможности ГАЭС носят больше качественный характер, чем количественный, и их трудно оценить экономически.
Зеленчукская ГЭС-ГАЭС
В настоящее время ГАЭС эксплуатируются в 35 странах мира. Гидроаккумулирование наиболее развито в Японии, США, Германии, Италии, Франции, Швейцарии. На эти страны приходится около 200 гидроаккумулирующих электростанций, или 60% их общего числа. В России пока две такие электростанции: Загорская ГАЭС в Сергиево-Посадском районе Московской области и Кубанская ГАЭС расположенная на Большом Ставропольском канале, в Карачаево-Черкессии. Сейчас ещё строится Загорская ГАЭС-2 и ещё несколько проектируются. Зеленчукская ГЭС-ГАЭС будет самой высоконапорной ГЭС-ГАЭС в России. Скажу честно, ни на одной такой станции я не был, поэтому изучаю их пока только в теории, но надеюсь, мы это исправим…
В состав Зеленчукской ГЭС-ГАЭС войдут: здание ГЭС, бассейн суточного регулирования (БСР), водоводы верхнего бьефа и водоводы и водоприемник нижнего бассейна, уравнительный резервуар. Нижний бассейн будет расположен на террасе правого берега реки Кубань.
7 июня 1968 года Минэнерго СССР утвердило это проектное задание. Далее были внесены некоторые изменения и, наконец, 17 ноября 1975 года Совет Министров СССР Постановлением № 90 принял решение о строительстве каскада Зеленчукских ГЭС.
Котлован будущего нижнего бассейна
2 августа 1999 года был введен промышленную эксплуатацию первый гидроагрегат Зеленчукских ГЭС мощностью 80 МВт с водозабором на реке Аксаут. 2 октября 2002 введён в эксплуатацию второй гидроагрегат с водозабором на реке Маруха и мощность ГЭС достигла 160 МВт, при этом среднегодовая выработка составила 187,5 млн кВт•ч.
В 2006 году принимается решение на базе действующей Зеленчукской ГЭС построить ГЭС-ГАЭС, а 16 декабря 2006 года прошла официальная церемония начала работ.
Идея трансформации Зеленчукской ГЭС в ГЭС-ГАЭС сформировалась в связи с возникшим в ходе строительства Зеленчукской ГЭС природоохранными ограничениями (была снижена 50% допустимая величина расхода воды, забираемая из реки Большой Зеленчук). По этой причине на Зеленчукской ГЭС остался недоиспользованный строительный задел в виде части полезного объема БСР, туннеля длиной 3 км и части здания ГЭС. Поэтому и было принято решение установить в двух пустующих кратерах существующей Зеленчукской ГЭС два обратимых гидроагрегата. Для этого также потребовалось возведение на противоположном берегу реки Кубань нового нижнего бассейна ГАЭС и сооружение двух напорных водоводов, проложенных под рекой Кубань для организации подачи воды в БСР.
В 2008 году было получено положительное заключение Главгосэкспертизы РФ по проекту ГЭС-ГАЭС, утверждена декларация безопасности гидротехнических сооружений станции, выполнена разработка 1-го этапа рабочей документации по строительству. Строительство Зеленчукской ГЭС-ГАЭС началось в 2011 году.