A Vízművek Fagyálló Tervezésére vonatkozó Szabályzat szerint az F400 betont a szerkezetek azon részeihez kell használni, amelyek fontosak, erősen fagyottak és nehezen javíthatók extrém hideg területeken (a betonnak képesnek kell lennie 400 fagyás-olvadási ciklus elviselésére). E specifikáció szerint az F400 betont a Huanggou Szivattyús Tároló Erőmű felső tározóhomlokzatának kőzetfeltöltő gátjának holtvízszint feletti homloklemezéhez és talplemezéhez, a felső tározó be- és kimenetének vízszintingadozási területének, az alsó tározó be- és kimenetének vízszintingadozási területének, valamint egyéb részeknek kell használni. Ezt megelőzően nem volt példa az F400 beton alkalmazására a hazai vízerőmű-iparban. Az F400 beton elkészítése érdekében a kivitelező csapat számos módon megvizsgálta a hazai kutatóintézeteket és betonadalékgyártókat, professzionális cégeket bízott meg speciális kutatások elvégzésével, szilícium-dioxid por, légbuborékképző adalék, nagy hatékonyságú vízcsökkentő adalék és egyéb anyagok hozzáadásával készítette el az F400 betont, és alkalmazta azt a Huanggou Szivattyús Tároló Erőmű építése során.
Ezenkívül rendkívül hideg területeken, ha a vízzel érintkező betonon enyhe repedések keletkeznek, a víz télen behatol a repedésekbe. A folyamatos fagyás-olvadás ciklus miatt a beton fokozatosan tönkremegy. A szivattyús-tározós erőmű felső tartályának fő gátjának beton homloklapja vízvisszatartó és szivárgásgátló szerepet játszik. Ha sok repedés van, a gát biztonsága jelentősen csökken. A Huanggou szivattyús-tározós erőmű építőcsapata kifejlesztett egyfajta repedésálló betont – a betonkeverés során tágulási adalékot és polipropilén szálat adnak hozzá, hogy csökkentsék a beton repedéseinek előfordulását és tovább javítsák a homloklap betonjának fagyállóságát.
Mi van, ha repedések vannak a gát betonfelületén? Az építőcsapat egy fagyállósági vonalat is kialakított a panel felületén – kézzel kapart poliuretánt használva védőbevonatként. A kézzel kapart poliuretán megszakíthatja a beton és a víz közötti érintkezést, lelassíthatja a fagyás-olvadás okozta vízkőképződést a betonfelületen, és megakadályozhatja, hogy a vízben lévő egyéb káros összetevők erodálják a betont. Vízálló, öregedésgátló, fagyás-olvadásálló stb. funkciókkal is rendelkezik.
A betonból készült kőfeltöltésű gát homloklapját nem egyszerre öntik, hanem szakaszokban építik. Ez szerkezeti illesztést eredményez az egyes panelszakaszok között. Az általános szivárgásgátló kezelés egy gumi fedőlemezzel fedi le a szerkezeti illesztést, és tágulási csavarokkal rögzíti. Télen, rendkívül hideg területeken a tározó területe vastagabb jegesedésének van kitéve, és a tágulási csavar szabadon lévő része a jégréteggel együtt megfagy, ami jégkihúzódási károkat okozhat. A Huanggou szivattyús-tározós erőmű innovatív módon egy összenyomható bevonattípusú szerkezetet alkalmaz, amely megoldja a jégkihúzás által károsított szerkezeti illesztések problémáját. 2021. december 20-án üzembe helyezik a Huanggou szivattyús-tározós erőmű első egységét energiatermelés céljából. A téli üzemeltetés bebizonyította, hogy ez a szerkezettípus megakadályozhatja a panelek szerkezeti illesztéseinek jéghúzás vagy fagytágulás okozta kinyomódás okozta károsodását.
A projekt építésének mielőbbi befejezése érdekében az építőcsapat megpróbálta a téli építkezést elvégezni. Bár a téli kültéri építkezésre szinte nincs lehetőség, a földalatti erőmű, a vízszállító alagút és a szivattyús tározós erőmű egyéb épületei mélyen a föld alatt vannak eltemetve, és építési feltételek állnak fenn. De hogyan kell betont önteni télen? Az építőcsapatnak szigetelő ajtókat kell felszerelnie az összes nyílásra, amelyek a földalatti barlangokat és a külteret összekötik, és 35 kW-os hőlégbefúvásos ventilátorokat kell felszerelni az ajtók belsejébe; A betonkeverő rendszer teljesen zárt, és a fűtőberendezések zárt térben helyezkednek el. Keverés előtt a betonkeverő rendszert forró vízzel kell átmosni; A téli öntéshez szükséges beton földmunkák mennyisége alapján ki kell számítani a durva és finom adalékanyagok mennyiségét télen, és azokat az alagútba kell szállítani tárolásra a téli beállta előtt. Az építőcsapat a keverés előtt felmelegíti az adalékanyagokat, és „pamuttal bélelt ruhákat” helyez az összes betont szállító keverőkocsira, hogy biztosítsa a hőmérséklet fenntartását a betonszállítás során; A betonöntés kezdeti megszilárdulása után a betonfelületet hőszigetelő takaróval kell lefedni, és ha szükséges, elektromos fűtési takaróval. Ily módon a kivitelező csapat minimalizálta a hideg időjárás hatását a projekt kivitelezésére.
Szivattyús energiatározós erőművek biztonságos üzemeltetésének biztosítása rendkívül hideg régiókban
Amikor a szivattyús-tározós erőmű vizet szivattyúz vagy áramot termel, a felső és alsó tározók vízszintje folyamatosan változik. Hideg télen, amikor a szivattyús-tározós erőmű naponta üzemel, a tározó közepén úszó jégtakaró, kívül pedig zúzott jégből álló gyűrű alakul ki. A jégtakarónak nincs nagy hatása a szivattyús-tározós erőmű működésére, de ha az energiarendszernek hosszú ideig nincs szüksége a szivattyús-tározós erőmű működésére, a felső és az alsó tározók befagyhatnak. Ebben az időben, bár elegendő víz van a szivattyús-tározós erőmű tározójában, a víz nem tud áramlani, mivel nem tud kapcsolatba lépni a légkörrel, és a kényszerített működés biztonsági kockázatot jelent a vízellátó szerkezetekre, valamint az egységek berendezéseire és létesítményeire.
A kivitelező csapat külön tanulmányt végzett a szivattyús-tározós erőművek téli üzemmódjáról. A kutatás kimutatta, hogy a teherelosztás kulcsfontosságú a szivattyús-tározós erőművek téli biztonságos üzemeltetéséhez. Hideg télen legalább egy egység naponta több mint 8 órán át termel áramot vagy szivattyúz vizet, ami megakadályozhatja a tározó teljes jégsapkájának kialakulását; Ha az elektromos hálózat teherelosztása nem tudja teljesíteni a fenti feltételeket, jégmentesítő és jégtörő intézkedéseket kell tenni.
Jelenleg három fő jégmentesítő és jégtörő intézkedés létezik a szivattyús energiatározós erőművek tározóinak és kútjainak jégmentesítésére: a mesterséges jégtörés, a nagynyomású gázfelfújás és a vízszivattyús öblítéses jégtörés.
A mesterséges jégtörés költsége alacsony, de a személyzet üzemideje hosszú, a kockázat magas, és könnyen előfordulhatnak balesetek. A nagynyomású gázfelfújásos módszer lényege, hogy a mély vízben lévő légkompresszor által kifújt sűrített levegővel erős meleg vízáramot fújnak ki, amely megolvasztja a jégréteget és megakadályozza az új jégréteg kialakulását. A Huanggou szivattyús energiatározós erőmű a vízszivattyús öblítés és a jégtörés módszerét alkalmazza, azaz a merülőszivattyút a mély víz felszivattyúzására használják, majd a vizet a sugárcső fúvókáján keresztül kifújják, folyamatos vízáramlást képezve, megakadályozva a helyi vízfelszín jegesedését.
A téli üzemben lévő szivattyús energiatározós erőmű áramlási járatába bejutó úszó jég további kockázatot jelent, amely károsíthatja a hidraulikus turbinákat és egyéb mechanikus berendezéseket. A Huanggou szivattyús energiatározós erőmű építésének kezdetén modellkísérleteket végeztek, és a csatornába bejutó úszó jég kritikus sebességét 1,05 m/s-nak számították. Az áramlási sebesség csökkentése érdekében a Huanggou szivattyús energiatározós erőmű a be- és kimeneti szakaszt kellően nagyra tervezte, és az áramlási sebesség és a hőmérséklet figyelő szakaszait a be- és kimenet különböző magasságaiban helyezte el. A téli megfigyelés után az erőmű személyzete nem találta az áramlási járatba jutó úszó jeget.
A Huanggou szivattyús-tározós erőmű előkészítési időszaka 2016 januárjában kezdődik. Az első egység 2021. december 20-án, az utolsó egység pedig 2022. június 29-én áll majd üzembe. A projekt teljes építési ideje hat és fél év. A kínai hasonló típusú szivattyús-tározós erőmű projektekhez képest a Huanggou szivattyús-tározós erőmű építési ideje nem maradt el a várakozásoktól, mivel rendkívül hideg területeken található. A hideg tél próbája után a Huanggou szivattyús-tározós erőmű összes hidraulikai szerkezete, berendezése és létesítménye normálisan működik. Különösen a felső tározó betonfelületű kőzettöltésű gátja mögötti maximális szivárgás mindössze 4,23 l/s, és a szivárgási index a vezető szinten van a hasonló méretű kínai földkőzet-gátak között. Az egység azonnal beindul, gyorsan reagál és stabilan működik. Átvállalja a Northeast Power Grid feladatait a nyári, téli és fontos ünnepi csúcsidőszakok kielégítése érdekében, valamint biztosítja a Northeast Power Grid biztonságos és stabil működését.
Közzététel ideje: 2022. november 17.
