Segundo o Código para o Deseño Anticonxelante de Estruturas Hidráulicas, o formigón F400 empregarase para as partes das estruturas importantes, severamente conxeladas e difíciles de reparar en zonas de frío extremo (o formigón deberá ser capaz de soportar 400 ciclos de conxelación e desconxelación). Segundo esta especificación, o formigón F400 empregarase para a laxe frontal e a laxe inferior por riba do nivel de auga morta da presa de rocha do encoro superior da Central Eléctrica de Almacenamento por Bombeo de Huanggou, a área de flutuación do nivel de auga da entrada e saída do encoro superior, a área de flutuación do nivel de auga da entrada e saída do encoro inferior e outras partes. Antes disto, non había precedentes para a aplicación do formigón F400 na industria hidroeléctrica doméstica. Para preparar o formigón F400, o equipo de construción investigou institutos de investigación nacionais e fabricantes de aditivos para formigón de moitas maneiras, confiou a empresas profesionais a realización de investigacións especiais, preparou formigón F400 engadindo fume de sílice, axente incorporador de aire, axente redutor de auga de alta eficiencia e outros materiais, e aplicouno á construción da Central Eléctrica de Almacenamento por Bombeo de Huanggou.
Ademais, en zonas de frío extremo, se o formigón en contacto coa auga ten pequenas gretas, a auga penetrará nas gretas no inverno. Co ciclo continuo de conxelación e desconxelación, o formigón destruirase gradualmente. A laxe frontal de formigón da presa principal do depósito superior da central eléctrica de almacenamento por bombeo desempeña a función de retención de auga e prevención de filtracións. Se hai moitas gretas, a seguridade da presa verase seriamente reducida. O equipo de construción da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou desenvolveu un tipo de formigón resistente ás gretas, engadindo axente de expansión e fibra de polipropileno ao mesturar o formigón para reducir a aparición de gretas no formigón e mellorar aínda máis a resistencia ás xeadas do formigón da laxe frontal.
Que ocorre se hai gretas na cara de formigón da presa? O equipo de construción tamén instalou unha liña de resistencia ás xeadas na superficie do panel, empregando poliurea raspada a man como revestimento protector. A poliurea raspada a man pode cortar o contacto entre o formigón e a auga, frear o desenvolvemento de danos por conxelación e desconxelación na cara de formigón das laxes e tamén evitar que outros ingredientes nocivos da auga erosionen o formigón. Ten funcións de impermeabilización, antienvellecemento, resistencia á conxelación e desconxelación, etc.
A laxe frontal da presa de formigón con recheo de rocha non se verte dunha soa vez, senón que se constrúe por seccións. Isto resulta nunha unión estrutural entre cada sección do panel. O tratamento antifiltración común consiste en cubrir unha placa de cuberta de goma na unión estrutural e fixala con parafusos de expansión. No inverno, en zonas con frío extremo, a zona do encoro estará suxeita a unha formación de xeo máis grosa, e a parte exposta do parafuso de expansión conxelarase xunto coa capa de xeo, causando danos por arranque de xeo. A central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou adopta de forma innovadora unha estrutura de tipo revestimento compresible, que resolve o problema das unións estruturais danadas polo arranque de xeo. O 20 de decembro de 2021, porase en funcionamento a primeira unidade da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou para a xeración de enerxía. Unha operación invernal demostrou que este tipo de estrutura pode previr os danos nas unións estruturais dos paneis causados polo arranque de xeo ou a extrusión por expansión da conxelación.
Para completar a construción do proxecto canto antes, o equipo de construción intentou levar a cabo a construción no inverno. Aínda que case non hai posibilidade de construción no inverno ao aire libre, a central eléctrica subterránea, o túnel de condución de auga e outros edificios da central eléctrica de almacenamento por bombeo están profundamente soterrados e teñen condicións de construción. Pero como verter formigón no inverno? O equipo de construción colocará portas de illamento para todas as aberturas que conectan as cavernas subterráneas co exterior e instalará ventiladores de aire quente de 35 kW dentro das portas; O sistema de mestura de formigón está completamente pechado e as instalacións de calefacción están instaladas no interior. Antes de mesturar, lavar o sistema de mestura de formigón con auga quente; Calcular a cantidade de áridos grosos e finos no inverno segundo a cantidade de movemento de terras de formigón necesario para o vertido no inverno e transportalos ao túnel para o seu almacenamento antes do inverno. O equipo de construción tamén quenta os áridos antes de mesturar e pon "roupa acolchada de algodón" en todos os camións mesturadores que transportan formigón para garantir que a temperatura se manteña durante o transporte do formigón; Despois do fraguado inicial do vertido do formigón, a superficie do formigón cubrirase cunha colcha de illamento térmico e, se é necesario, cunha manta eléctrica para calefacción. Deste xeito, o equipo de construción minimizou o impacto do frío na construción do proxecto.
Garantir o funcionamento seguro das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo en rexións de frío severo
Cando unha central eléctrica de almacenamento por bombeo bombea auga ou xera electricidade, o nivel da auga dos encoros superior e inferior cambia constantemente. No frío inverno, cando a central eléctrica de almacenamento por bombeo ten tarefas de funcionamento todos os días, fórmase unha capa de xeo flotante no centro do encoro e un anel de xeo picado no exterior. A capa de xeo non terá un grande impacto no funcionamento da central eléctrica de almacenamento por bombeo, pero se o sistema eléctrico non necesita que a central eléctrica de almacenamento por bombeo funcione durante moito tempo, os encoros superior e inferior poden conxelarse. Neste momento, aínda que haxa suficiente auga no encoro da central eléctrica de almacenamento por bombeo, a masa de auga non pode fluír debido á incapacidade de conectarse coa atmosfera, e o funcionamento forzado traerá riscos de seguridade para as estruturas de subministración de auga e os equipos e instalacións da unidade.
O equipo de construción realizou un estudo especial sobre o modo de funcionamento invernal das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo. A investigación demostra que a operación de despacho é a clave para garantir o funcionamento seguro das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo no inverno. No frío inverno, polo menos unha unidade xera electricidade ou bombea auga durante máis de 8 horas ao día, o que pode evitar que o encoro forme unha capa de xeo completa; Cando o despacho da rede eléctrica non poida cumprir as condicións anteriores, tomaranse medidas anticonxelantes e para romper o xeo.
Na actualidade, existen tres medidas principais contra o xeo e a rotura do xeo para os encoros e os pozos de comporta das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo: rotura artificial do xeo, inflado con gas a alta presión e rotura do xeo con limpeza da bomba de auga.
O custo do método de rompe xeo artificial é baixo, pero o tempo de funcionamento do persoal é longo, o risco é alto e os accidentes de seguridade son fáciles de producir. O método de inflado con gas a alta presión consiste en usar o aire comprimido expulsado polo compresor de aire nas augas profundas para expulsar un forte fluxo de auga morna, que pode derreter a capa de xeo e evitar a formación dunha nova capa de xeo. A central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou adopta o método de limpeza da bomba de auga e rompe xeo, é dicir, a bomba submerxible úsase para bombear a auga profunda e, a continuación, a auga é expulsada a través do orificio de inxección do tubo de inxección para formar un fluxo continuo de auga, para evitar que a superficie da auga local se conxele.
A entrada de xeo flotante na canle é outro risco das centrais eléctricas de almacenamento por bombeo durante o funcionamento invernal, xa que pode danar as turbinas hidráulicas e outros equipos mecánicos. Ao comezo da construción da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou, realizáronse probas con modelos e calculouse que a velocidade crítica do xeo flotante que entraba na canle era de 1,05 m/s. Para reducir a velocidade do fluxo, a central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou deseñou as seccións de entrada e saída para que fosen o suficientemente grandes e axustouse as seccións de monitorización da velocidade do fluxo e da temperatura a diferentes elevacións da entrada e a saída. Tras unha monitorización invernal, o persoal da central non atopou xeo flotante entrando na canle.
O período de preparación da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou comeza en xaneiro de 2016. A primeira unidade porase en funcionamento para a xeración de enerxía o 20 de decembro de 2021 e a última unidade porase en funcionamento para a xeración de enerxía o 29 de xuño de 2022. O período total de construción do proxecto é de seis anos e medio. En comparación co mesmo tipo de proxectos de centrais eléctricas de almacenamento por bombeo en China, o período de construción da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou non se atrasou debido a que está situada en zonas moi frías. Despois de experimentar a proba dun inverno frío, todas as estruturas hidráulicas, equipos e instalacións da central eléctrica de almacenamento por bombeo de Huanggou funcionan con normalidade. En particular, a fuga máxima detrás da presa de rocha de formigón do encoro superior é de só 4,23 L/s, e o índice de fuga está no nivel líder entre as presas de terra e rocha da mesma escala en China. A unidade arranca con despacho, responde rapidamente e funciona de forma estable. Realiza as tarefas da Rede Eléctrica do Nordés para atender os picos de subministración no verán, no inverno e en festivais importantes, e garante o funcionamento seguro e estable da Rede Eléctrica do Nordés.
Data de publicación: 17 de novembro de 2022
