طبق آییننامه طراحی ضد یخزدگی سازههای هیدرولیکی، بتن F400 باید برای بخشهایی از سازهها که در مناطق بسیار سرد، مهم، به شدت یخزده و دشوار برای تعمیر هستند، استفاده شود (بتن باید بتواند ۴۰۰ چرخه یخزدگی-ذوب را تحمل کند). طبق این مشخصات، بتن F400 باید برای دال رویه و دال پنجه بالای سطح آب مرده سد سنگریزهای رویه مخزن بالایی نیروگاه تلمبهذخیرهای هوانگگو، ناحیه نوسان سطح آب ورودی و خروجی مخزن بالایی، ناحیه نوسان سطح آب ورودی و خروجی مخزن پایینی و سایر قسمتها استفاده شود. پیش از این، هیچ سابقهای برای استفاده از بتن F400 در صنعت برق آبی داخلی وجود نداشت. به منظور تهیه بتن F400، تیم ساخت و ساز از بسیاری جهات مؤسسات تحقیقاتی داخلی و تولیدکنندگان افزودنیهای بتن را بررسی کرد، انجام تحقیقات ویژه را به شرکتهای حرفهای سپرد، بتن F400 را با افزودن دوده سیلیس، عامل حبابزا، عامل کاهنده آب با راندمان بالا و سایر مواد تهیه کرد و آن را در ساخت نیروگاه تلمبهذخیرهای هوانگگو به کار برد.
علاوه بر این، در مناطق بسیار سرد، اگر بتن در تماس با آب ترکهای جزئی داشته باشد، آب در زمستان به داخل ترکها نفوذ میکند. با چرخه مداوم انجماد-ذوب، بتن به تدریج از بین میرود. دال بتنی رویهی سد اصلی مخزن بالایی نیروگاه تلمبه ذخیرهای نقش نگهدارندهی آب و جلوگیری از نشت را ایفا میکند. اگر ترکهای زیادی وجود داشته باشد، ایمنی سد به طور جدی کاهش مییابد. تیم ساخت نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو نوعی بتن مقاوم در برابر ترک ایجاد کرده است - با اضافه کردن عامل انبساط و الیاف پلیپروپیلن هنگام مخلوط کردن بتن، وقوع ترکهای بتن را کاهش داده و مقاومت بتن رویهی بتن را در برابر یخزدگی بیشتر بهبود میبخشد.
اگر ترکهایی روی سطح بتنی سد وجود داشته باشد چه؟ تیم ساخت و ساز همچنین یک خط مقاومت در برابر یخزدگی روی سطح پنل ایجاد کرده است - با استفاده از پلیاوره دستساز به عنوان یک پوشش محافظ. پلیاوره دستساز میتواند تماس بین بتن و آب را قطع کند، روند ایجاد آسیب پوسته پوسته شدن ناشی از انجماد-ذوب در بتن دال سطحی را کند کند و همچنین از فرسایش بتن توسط سایر مواد مضر موجود در آب جلوگیری کند. این ماده دارای عملکردهای ضد آب، ضد پیری، مقاومت در برابر یخزدگی و غیره است.
دال رویه سد سنگی بتنی به طور همزمان ریخته نمیشود، بلکه به صورت قطعات ساخته میشود. این امر منجر به ایجاد یک اتصال سازهای بین هر بخش پنل میشود. روش معمول ضد نشت، پوشاندن یک صفحه پوششی لاستیکی روی اتصال سازهای و ثابت کردن آن با پیچهای انبساطی است. در زمستان در مناطق بسیار سرد، سطح مخزن در معرض یخزدگی ضخیمتری قرار میگیرد و قسمت نمایان پیچ انبساطی به همراه لایه یخ منجمد میشود و باعث آسیب ناشی از خروج یخ میشود. نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو به طور نوآورانهای از یک ساختار نوع پوشش تراکمپذیر استفاده میکند که مشکل اتصالات سازهای آسیبدیده در اثر خروج یخ را حل میکند. در 20 دسامبر 2021، اولین واحد نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو برای تولید برق به بهرهبرداری خواهد رسید. یک عملیات زمستانی ثابت کرده است که این نوع ساختار میتواند از آسیب اتصالات سازهای پنلی ناشی از کشش یخ یا اکستروژن انبساط یخبندان جلوگیری کند.
برای تکمیل هرچه سریعتر ساخت پروژه، تیم ساختوساز تلاش کرد تا ساختوساز زمستانی را انجام دهد. اگرچه تقریباً هیچ امکانی برای ساختوساز زمستانی در فضای باز وجود ندارد، اما نیروگاه زیرزمینی، تونل انتقال آب و سایر ساختمانهای نیروگاه ذخیرهای پمپشده در اعماق زمین دفن شدهاند و شرایط ساختوساز را دارند. اما چگونه میتوان در زمستان بتن ریخت؟ تیم ساختوساز باید برای تمام دهانههای متصلکننده غارهای زیرزمینی و فضای باز، دربهای عایق نصب کند و فنهای هوای گرم ۳۵ کیلوواتی را در داخل دربها نصب کند. سیستم اختلاط بتن کاملاً بسته است و تأسیسات گرمایشی در داخل ساختمان قرار داده شدهاند. قبل از مخلوط کردن، سیستم اختلاط بتن را با آب گرم بشویید. مقدار سنگدانههای درشت و ریز را در زمستان با توجه به مقدار خاکریزی بتن مورد نیاز برای ریختن در زمستان محاسبه کنید و آنها را قبل از زمستان برای ذخیرهسازی به تونل منتقل کنید. تیم ساختوساز همچنین سنگدانهها را قبل از مخلوط کردن گرم میکند و "لباسهای پنبهای" را روی تمام کامیونهای میکسر حملکننده بتن قرار میدهد تا از حفظ دما در حین حمل بتن اطمینان حاصل شود. پس از گیرش اولیه بتن، سطح بتن باید با لحاف عایق حرارتی پوشانده شود و در صورت لزوم، برای گرم کردن با پتوی برقی پوشانده شود. به این ترتیب، تیم ساخت و ساز تأثیر هوای سرد را بر ساخت پروژه به حداقل رساند.
تضمین عملکرد ایمن نیروگاههای تلمبه ذخیرهای در مناطق بسیار سردسیر
وقتی نیروگاه تلمبه ذخیرهای آب پمپاژ میکند یا برق تولید میکند، سطح آب مخازن بالایی و پایینی دائماً تغییر میکند. در زمستان سرد، زمانی که نیروگاه تلمبه ذخیرهای هر روز وظایف بهرهبرداری دارد، یک صفحه یخ شناور در مرکز مخزن تشکیل میشود و حلقهای از کمربند یخ خرد شده در بیرون تشکیل میشود. پوشش یخ تأثیر زیادی بر عملکرد نیروگاه تلمبه ذخیرهای نخواهد داشت، اما اگر سیستم برق برای مدت طولانی به عملکرد نیروگاه تلمبه ذخیرهای نیاز نداشته باشد، ممکن است مخازن بالایی و پایینی یخ بزنند. در این زمان، اگرچه آب کافی در مخزن نیروگاه تلمبه ذخیرهای وجود دارد، اما به دلیل عدم امکان اتصال به جو، بدنه آب نمیتواند جریان یابد و بهرهبرداری اجباری خطرات ایمنی را برای سازههای آبرسانی و تجهیزات و تأسیسات واحد به همراه خواهد داشت.
تیم ساخت و ساز مطالعه ویژهای در مورد نحوه عملکرد زمستانی نیروگاههای تلمبه ذخیرهای انجام داد. این تحقیق نشان میدهد که عملیات دیسپاچینگ کلید تضمین عملکرد ایمن نیروگاههای تلمبه ذخیرهای در زمستان است. در زمستان سرد، حداقل یک واحد روزانه بیش از 8 ساعت برق تولید میکند یا آب پمپاژ میکند که میتواند از تشکیل کلاهک یخی کامل در مخزن جلوگیری کند. هنگامی که دیسپاچینگ شبکه برق نتواند شرایط فوق را برآورده کند، اقدامات ضد یخ و یخشکن باید انجام شود.
در حال حاضر، سه اقدام اصلی برای جلوگیری از یخزدگی و شکستن یخ برای مخازن و چاههای دروازهای نیروگاههای تلمبه ذخیرهای وجود دارد: یخشکنی مصنوعی، باد کردن گاز پرفشار و یخشکنی با پمپ آب.
هزینه روش یخشکنی مصنوعی کم است، اما زمان کار پرسنل طولانی، خطر بالا و وقوع حوادث ایمنی آسان است. روش باد کردن گاز با فشار بالا، استفاده از هوای فشرده خارج شده توسط کمپرسور هوا در آب عمیق برای ایجاد یک جریان آب گرم قوی است که میتواند لایه یخ را ذوب کرده و از تشکیل لایه یخ جدید جلوگیری کند. نیروگاه ذخیرهای پمپدار هوانگگو روش شستشوی پمپ آب و یخشکنی را اتخاذ میکند، یعنی از پمپ شناور برای پمپاژ آب عمیق استفاده میشود و سپس آب از طریق سوراخ جت روی لوله جت خارج میشود تا جریان مداوم آب تشکیل شود، به طوری که از یخزدگی سطح آب محلی جلوگیری شود.
ورود یخ شناور به مجرای جریان، یکی دیگر از خطرات نیروگاههای تلمبه ذخیرهای در زمستان است که ممکن است به توربینهای هیدرولیک و سایر تجهیزات مکانیکی آسیب برساند. در ابتدای ساخت نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو، آزمایشهای مدل انجام شد و سرعت بحرانی ورود یخ شناور به کانال ۱.۰۵ متر بر ثانیه محاسبه شد. به منظور کاهش سرعت جریان، نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو بخش ورودی و خروجی را به اندازه کافی بزرگ طراحی کرده و بخشهای نظارت بر سرعت جریان و دما را در ارتفاعات مختلف ورودی و خروجی قرار داده است. پس از نظارت زمستانی، کارکنان نیروگاه یخ شناوری را که وارد مجرای جریان میشد، پیدا نکردند.
دوره آمادهسازی نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو از ژانویه ۲۰۱۶ آغاز میشود. اولین واحد برای تولید برق در ۲۰ دسامبر ۲۰۲۱ و آخرین واحد برای تولید برق در ۲۹ ژوئن ۲۰۲۲ به بهرهبرداری خواهد رسید. کل دوره ساخت این پروژه شش سال و نیم است. در مقایسه با پروژههای نیروگاه تلمبه ذخیرهای مشابه در چین، دوره ساخت نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو به دلیل قرار گرفتن در مناطق بسیار سردسیر، عقب نمانده است. پس از تجربه آزمایش یک زمستان سرد، تمام سازههای هیدرولیکی، تجهیزات و تأسیسات نیروگاه تلمبه ذخیرهای هوانگگو به طور عادی کار میکنند. به طور خاص، حداکثر نشت پشت سد سنگی بتنی مخزن بالایی تنها ۴.۲۳ لیتر بر ثانیه است و شاخص نشت در بین سدهای خاکی با مقیاس مشابه در چین در سطح پیشرو است. این واحد با ارسال شروع میشود، به سرعت پاسخ میدهد و به طور پایدار کار میکند. این شرکت وظایف شبکه برق شمال شرقی را برای پاسخگویی به اوج مصرف در تابستان، زمستان و جشنوارههای مهم بر عهده دارد و عملکرد ایمن و پایدار شبکه برق شمال شرقی را تضمین میکند.
زمان ارسال: ۱۷ نوامبر ۲۰۲۲
