Segons el Codi per al disseny anticongelant d'estructures hidràuliques, el formigó F400 s'utilitzarà per a les parts de les estructures que siguin importants, molt congelades i difícils de reparar en zones de fred extrem (el formigó ha de ser capaç de suportar 400 cicles de gel-desgel). Segons aquesta especificació, el formigó F400 s'utilitzarà per a la llosa frontal i la llosa inferior per sobre del nivell d'aigua morta de la presa de roca frontal del dipòsit superior de la central elèctrica d'emmagatzematge de bombament de Huanggou, l'àrea de fluctuació del nivell d'aigua de l'entrada i sortida del dipòsit superior, l'àrea de fluctuació del nivell d'aigua de l'entrada i sortida del dipòsit inferior i altres parts. Abans d'això, no hi havia precedents per a l'aplicació del formigó F400 a la indústria hidroelèctrica domèstica. Per preparar el formigó F400, l'equip de construcció va investigar instituts de recerca nacionals i fabricants d'additius de formigó de moltes maneres, va confiar a empreses professionals la realització d'investigacions especials, va preparar formigó F400 afegint fum de sílice, agent incorporador d'aire, agent reductor d'aigua d'alta eficiència i altres materials, i el va aplicar a la construcció de la central elèctrica d'emmagatzematge de bombament de Huanggou.
A més, en zones de fred extrem, si el formigó en contacte amb l'aigua té lleugeres esquerdes, l'aigua penetrarà a les esquerdes a l'hivern. Amb el cicle continu de gel i desgel, el formigó es destruirà gradualment. La llosa frontal de formigó de la presa principal del dipòsit superior de la central elèctrica d'emmagatzematge per bombament té el paper de retenció d'aigua i prevenció de filtracions. Si hi ha moltes esquerdes, la seguretat de la presa es reduirà seriosament. L'equip de construcció de la central elèctrica d'emmagatzematge per bombament de Huanggou ha desenvolupat un tipus de formigó resistent a les esquerdes, afegint agent d'expansió i fibra de polipropilè en barrejar el formigó per reduir l'aparició d'esquerdes al formigó i millorar encara més la resistència a les gelades del formigó de la llosa frontal.
Què passa si hi ha esquerdes a la cara de formigó de la presa? L'equip de construcció també ha instal·lat una línia de resistència a les gelades a la superfície del panell, utilitzant poliurea raspada a mà com a capa protectora. La poliurea raspada a mà pot tallar el contacte entre el formigó i l'aigua, alentir el desenvolupament de danys per congelació i descongelació del formigó de la llosa frontal i també evitar que altres ingredients nocius de l'aigua erosionin el formigó. Té funcions d'impermeabilitat, antienvelliment, resistència a la congelació i la descongelació, etc.
La llosa frontal de la presa de formigó amb rocalla no es construeix de cop, sinó que es construeix per seccions. Això resulta en una junta estructural entre cada secció del panell. El tractament antifiltracions comú és cobrir una placa de coberta de goma a la junta estructural i fixar-la amb cargols d'expansió. A l'hivern, en zones de fred extrem, la zona de l'embassament estarà subjecta a una gel més gruixut, i la part exposada del cargol d'expansió es congelarà juntament amb la capa de gel, causant danys per arrencada de gel. La central elèctrica d'emmagatzematge de bombament de Huanggou adopta de manera innovadora una estructura de tipus recobriment compressible, que resol el problema de les juntes estructurals danyades per l'arrencada de gel. El 20 de desembre de 2021, es posarà en funcionament la primera unitat de la central elèctrica d'emmagatzematge de bombament de Huanggou per a la generació d'energia. Una operació hivernal ha demostrat que aquest tipus d'estructura pot prevenir els danys de les juntes estructurals dels panells causats per l'arrencada de gel o l'extrusió d'expansió de la gelada.
Per tal de completar la construcció del projecte el més aviat possible, l'equip de construcció va intentar dur a terme la construcció d'hivern. Tot i que gairebé no hi ha possibilitat de construcció hivernal a l'aire lliure, la central elèctrica subterrània, el túnel de transport d'aigua i altres edificis de la central elèctrica de bombament estan profundament enterrats sota terra i tenen condicions de construcció. Però, com abocar formigó a l'hivern? L'equip de construcció col·locarà portes d'aïllament per a totes les obertures que connecten les cavernes subterrànies amb l'exterior, i instal·larà ventiladors d'aire calent de 35 kW dins de les portes; El sistema de mescla de formigó està completament tancat i les instal·lacions de calefacció estan instal·lades a l'interior. Abans de barrejar, rentar el sistema de mescla de formigó amb aigua calenta; Calcular la quantitat d'àrids gruixuts i fins a l'hivern segons la quantitat de moviment de terres de formigó necessari per a l'abocament d'hivern i transportar-los al túnel per emmagatzemar-los abans de l'hivern. L'equip de construcció també escalfa els àrids abans de barrejar i posa "roba de cotó encoixinada" a tots els camions mescladors que transporten formigó per garantir que la temperatura es mantingui durant el transport del formigó; Després de l'enduriment inicial de l'abocament del formigó, la superfície del formigó es cobrirà amb un edredó aïllant tèrmic i, si cal, es cobrirà amb una manta elèctrica per escalfar. D'aquesta manera, l'equip de construcció va minimitzar l'impacte del fred en la construcció del projecte.
Garantir el funcionament segur de les centrals elèctriques de bombament en regions de fred extrem
Quan una central elèctrica de bombament bomba aigua o genera electricitat, el nivell de l'aigua dels embassaments superior i inferior canvia constantment. Durant el fred hivern, quan la central elèctrica de bombament té tasques de funcionament cada dia, es forma una capa de gel flotant al centre del dipòsit i un anell de gel triturat a l'exterior. La capa de gel no tindrà un gran impacte en el funcionament de la central elèctrica de bombament, però si el sistema elèctric no necessita que la central elèctrica de bombament funcioni durant molt de temps, els dipòsits superior i inferior poden estar congelats. En aquest moment, tot i que hi ha prou aigua al dipòsit de la central elèctrica de bombament, la massa d'aigua no pot fluir a causa de la incapacitat de connectar-se amb l'atmosfera, i el funcionament forçat comportarà riscos de seguretat per a les estructures de subministrament d'aigua i els equips i instal·lacions de la unitat.
L'equip de construcció va dur a terme un estudi especial sobre el mode de funcionament hivernal de les centrals elèctriques de bombament d'emmagatzematge. La investigació mostra que l'operació de despatx és la clau per garantir el funcionament segur de les centrals elèctriques de bombament d'emmagatzematge a l'hivern. Durant el fred hivern, almenys una unitat genera electricitat o bomba aigua durant més de 8 hores al dia, cosa que pot evitar que el dipòsit formi una capa de gel completa; Quan el despatx de la xarxa elèctrica no pugui complir les condicions anteriors, s'han de prendre mesures antigel i per trencar el gel.
Actualment, hi ha tres mesures principals contra el gel i el trencament del gel per als embassaments i els pous de comporta de les centrals elèctriques d'emmagatzematge per bombament: trencament artificial del gel, inflació de gas a alta pressió i trencament del gel amb rentat de bombes d'aigua.
El cost del mètode de trencament de gel artificial és baix, però el temps d'operació del personal és llarg, el risc és alt i és fàcil que es produeixin accidents de seguretat. El mètode d'inflació de gas a alta pressió consisteix a utilitzar l'aire comprimit expulsat pel compressor d'aire a l'aigua profunda per expulsar un fort flux d'aigua tèbia, que pot fondre la capa de gel i evitar la formació de nova capa de gel. La central elèctrica d'emmagatzematge de bombament de Huanggou adopta el mètode de rentat de la bomba d'aigua i trencament de gel, és a dir, la bomba submergible s'utilitza per bombar l'aigua profunda i després l'aigua s'expulsa a través del forat del raig del tub de raig per formar un flux continu d'aigua, per tal d'evitar que la superfície de l'aigua local es congeli.
El gel flotant que entra al conducte de flux és un altre risc de la central elèctrica de bombament d'acumulació durant el funcionament hivernal, que pot danyar les turbines hidràuliques i altres equips mecànics. A l'inici de la construcció de la central elèctrica de bombament d'acumulació de Huanggou, es van dur a terme proves amb models i es va calcular que la velocitat crítica del gel flotant que entrava al canal era d'1,05 m/s. Per tal de reduir la velocitat del flux, la central elèctrica de bombament d'acumulació de Huanggou ha dissenyat la secció d'entrada i sortida perquè sigui prou gran i ha establert les seccions de control de la velocitat del flux i la temperatura a diferents elevacions de l'entrada i la sortida. Després d'un control hivernal, el personal de la central no va trobar gel flotant entrant al conducte de flux.
El període de preparació de la central elèctrica de bombament d'acumulació de Huanggou comença el gener de 2016. La primera unitat es posarà en funcionament per a la generació d'energia el 20 de desembre de 2021 i l'última unitat es posarà en funcionament per a la generació d'energia el 29 de juny de 2022. El període total de construcció del projecte és de sis anys i mig. En comparació amb el mateix tipus de projectes de centrals elèctriques de bombament d'acumulació a la Xina, el període de construcció de la central elèctrica de bombament d'acumulació de Huanggou no s'ha quedat enrere perquè està situada en zones molt fredes. Després de patir la prova d'un hivern fred, totes les estructures hidràuliques, els equips i les instal·lacions de la central elèctrica de bombament d'acumulació de Huanggou funcionen normalment. En particular, la fuita màxima darrere de la presa de farciment de formigó del dipòsit superior és de només 4,23 L/s, i l'índex de fuita es troba al nivell més alt entre les preses de roca i terra de la mateixa escala a la Xina. La unitat arrenca amb despatx, respon ràpidament i funciona de manera estable. Assumeix les tasques de la xarxa elèctrica del nord-est per satisfer els pics d'estiu, hivern i festivals importants, i garanteix el funcionament segur i estable de la xarxa elèctrica del nord-est.
Data de publicació: 17 de novembre de 2022
