Ինչպե՞ս կարող են պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանները անվտանգ աշխատել բարձր լայնության և ցուրտ շրջաններում։

Հիդրավլիկ կառույցների հակասառեցման նախագծման կանոնակարգի համաձայն, F400 բետոնը պետք է օգտագործվի կառույցների կարևոր, խիստ սառած և խիստ ցուրտ տարածքներում դժվար վերանորոգվող մասերի համար (բետոնը պետք է կարողանա դիմակայել 400 սառեցման-հալեցման ցիկլերի): Այս պահանջի համաձայն, F400 բետոնը պետք է օգտագործվի Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի վերին ջրամբարի ժայռալցված ամբարտակի մեռյալ ջրի մակարդակից վերև գտնվող ճակատային և ստորին սալիկների, վերին ջրամբարի մուտքի և ելքի ջրի մակարդակի տատանման տարածքի, ստորին ջրամբարի մուտքի և ելքի ջրի մակարդակի տատանման տարածքի և այլ մասերի համար: Մինչ այդ, տեղական հիդրոէլեկտրակայանում F400 բետոնի կիրառման նախադեպ չի եղել: F400 բետոն պատրաստելու համար շինարարական խումբը բազմաթիվ եղանակներով ուսումնասիրել է տեղական հետազոտական ​​ինստիտուտները և բետոնե հավելանյութերի արտադրողներին, վստահել է մասնագիտական ​​ընկերություններին հատուկ հետազոտություններ անցկացնել, պատրաստել է F400 բետոն՝ ավելացնելով սիլիցիումի գոլորշի, օդամղիչ նյութ, բարձր արդյունավետության ջուրը նվազեցնող նյութ և այլ նյութեր, և կիրառել այն Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի կառուցման մեջ:
Բացի այդ, խիստ ցուրտ շրջաններում, եթե ջրի հետ շփման մեջ գտնվող բետոնը փոքր ճաքեր ունի, ձմռանը ջուրը կներթափանցի ճաքերի մեջ։ Անընդհատ սառեցման-հալեցման ցիկլի պատճառով բետոնը աստիճանաբար կքայքայվի։ Պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի վերին ջրամբարի գլխավոր ամբարտակի բետոնե երեսպատման սալը խաղում է ջուրը պահպանելու և ներթափանցումը կանխելու դեր։ Եթե ճաքերը շատ են, ամբարտակի անվտանգությունը լրջորեն կնվազի։ Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի շինարարական թիմը մշակել է ճաքերին դիմացկուն բետոնի մի տեսակ՝ բետոնը խառնելիս ավելացնելով ընդարձակման նյութ և պոլիպրոպիլենային մանրաթել՝ բետոնե ճաքերի առաջացումը նվազեցնելու և երեսպատման սալիկի ցրտադիմացկունությունը բարելավելու համար։
Ի՞նչ անել, եթե ամբարտակի բետոնե ճակատային մասում ճաքեր կան: Շինարարական խումբը վահանակի մակերեսին նաև ցրտահարության դեմ գիծ է անցկացրել՝ որպես պաշտպանիչ ծածկույթ օգտագործելով ձեռքով քերած պոլիուրեա: Ձեռքով քերած պոլիուրեան կարող է կտրել բետոնի և ջրի շփումը, դանդաղեցնել ճակատային բետոնե սալիկի սառեցման-հալեցման հետևանքով առաջացող վնասի զարգացումը, ինչպես նաև կանխել ջրի մեջ առկա այլ վնասակար բաղադրիչների կողմից բետոնի քայքայումը: Այն ունի ջրակայունության, ծերացման դեմ պայքարի, սառեցման-հալեցման դիմադրության և այլնի գործառույթներ:
Բետոնե ճակատային քարալցված ամբարտակի ճակատային սալը չի ​​ձուլվում միանգամից, այլ կառուցվում է հատվածներով։ Սա հանգեցնում է յուրաքանչյուր վահանակի հատվածի միջև կառուցվածքային միացման։ Հակահեղուկային մշակման ընդհանուր եղանակը կառուցվածքային միացման վրա ռետինե ծածկող թիթեղի ծածկումն է և դրա ամրացումը ընդարձակման պտուտակներով։ Ձմռանը խիստ ցուրտ շրջաններում ջրամբարի տարածքը կենթարկվի ավելի խիտ սառցակալման, և ընդարձակման պտուտակի բաց մասը կսառչի սառույցի շերտի հետ միասին՝ սառույցի դուրսբերման վնաս պատճառելով։ Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը նորարարորեն կիրառում է սեղմվող ծածկույթի տիպի կառուցվածք, որը լուծում է սառույցի դուրսբերման հետևանքով վնասված կառուցվածքային միացումների խնդիրը։ 2021 թվականի դեկտեմբերի 20-ին Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի առաջին բլոկը կշահագործվի էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար։ Ձմեռային շահագործումը ապացուցել է, որ այս տեսակի կառուցվածքը կարող է կանխել սառույցի դուրսբերման կամ ցրտահարության ընդարձակման պատճառով վահանակային կառուցվածքային միացումների վնասումը։
Նախագծի շինարարությունը հնարավորինս շուտ ավարտելու համար շինարարական խումբը փորձել է իրականացնել ձմեռային շինարարություն: Չնայած ձմեռային շինարարությունը բացօթյա գրեթե անհնար է, ստորգետնյա էլեկտրակայանը, ջրամատակարարման թունելը և պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի մյուս շինությունները խորը թաղված են գետնի տակ և ունեն շինարարական պայմաններ: Բայց ինչպե՞ս լցնել բետոնը ձմռանը: Շինարարական խումբը պետք է տեղադրի ջերմամեկուսիչ դռներ ստորգետնյա խոռոչները և արտաքին մասը միացնող բոլոր բացվածքների համար, և դռների ներսում տեղադրի 35 կՎտ հզորությամբ տաք օդային օդափոխիչներ: Բետոնի խառնման համակարգը լիովին փակ է, և ջեռուցման սարքավորումները տեղադրված են ներսում: Խառնելուց առաջ բետոնախառնման համակարգը լվանալ տաք ջրով: Հաշվարկել ձմռանը խոշոր և մանր ագրեգատների քանակը՝ համաձայն ձմեռային թափման համար անհրաժեշտ բետոնե հողային աշխատանքների քանակի, և դրանք տեղափոխել թունել՝ ձմռանը պահեստավորելու համար: Շինարարական խումբը նաև տաքացնում է ագրեգատները խառնելուց առաջ և «բամբակյա փափուկ հագուստ» է դնում բետոն տեղափոխող բոլոր խառնիչ մեքենաների վրա՝ բետոնի տեղափոխման ընթացքում ջերմաստիճանը պահպանելու համար: Բետոնի թափման սկզբնական ամրացումից հետո բետոնե մակերեսը պետք է ծածկվի ջերմամեկուսիչ ծածկոցով և, անհրաժեշտության դեպքում, ծածկվի էլեկտրական ծածկոցով՝ տաքացման համար: Այս կերպ շինարարական թիմը նվազագույնի հասցրեց ցուրտ եղանակի ազդեցությունը նախագծի շինարարության վրա։

Ապահովել պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանների անվտանգ շահագործումը խիստ ցուրտ շրջաններում
Երբ պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը մղում է ջուր կամ արտադրում էլեկտրաէներգիա, վերին և ստորին ջրամբարների ջրի մակարդակը անընդհատ փոխվում է: Ցուրտ ձմռանը, երբ պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը ամեն օր աշխատանքային առաջադրանքներ ունի, ջրամբարի կենտրոնում կձևավորվի լողացող սառցե շերտ, իսկ դրսում կձևավորվի մանրացված սառցե գոտու օղակ: Սառցե ծածկույթը մեծ ազդեցություն չի ունենա պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի աշխատանքի վրա, բայց եթե էներգետիկ համակարգը պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի երկարատև աշխատանքի կարիք չունի, վերին և ստորին ջրամբարները կարող են սառած լինել: Այս պահին, չնայած պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի ջրամբարում բավարար ջուր կա, ջրային մարմինը չի կարող հոսել մթնոլորտի հետ կապվելու անկարողության պատճառով, և հարկադիր աշխատանքը անվտանգության ռիսկեր կառաջացնի ջրամատակարարման կառույցների, միավորի սարքավորումների և կառույցների համար:
Շինարարական խումբը հատուկ ուսումնասիրություն է անցկացրել պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանների ձմեռային աշխատանքային ռեժիմի վերաբերյալ: Հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ դիսպետչերական գործողությունը ձմռանը պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանների անվտանգ աշխատանքն ապահովելու բանալին է: Ցուրտ ձմռանը առնվազն մեկ բլոկ օրական 8 ժամից ավելի էլեկտրաէներգիա է արտադրում կամ ջուր է մղում, ինչը կարող է կանխել ջրամբարի ամբողջական սառցե գլխարկի առաջացումը: Երբ էլեկտրացանցի դիսպետչերական համակարգը չի կարող բավարարել վերը նշված պայմանները, պետք է ձեռնարկվեն սառույցի դեմ և սառցահատման դեմ միջոցառումներ:
Ներկայումս պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանների ջրամբարների և դարպասային հորատանցքերի համար կան սառույցի և սառցահատման դեմ պայքարի երեք հիմնական միջոցառումներ՝ արհեստական ​​սառցահատում, բարձր ճնշման գազով փչում և ջրային պոմպով լվացման միջոցով սառցահատում։
Արհեստական ​​սառույցի կոտրման մեթոդի արժեքը ցածր է, սակայն անձնակազմի շահագործման ժամանակը երկար է, ռիսկը՝ բարձր, և անվտանգության հետ կապված վթարները հեշտ են։ Բարձր ճնշման գազային փչման մեթոդը ենթադրում է խորը ջրից օդային կոմպրեսորի կողմից արտանետվող սեղմված օդի օգտագործում՝ ուժեղ տաք ջրի հոսք արտանետելու համար, որը կարող է հալեցնել սառցե շերտը և կանխել նոր սառցե շերտի առաջացումը։ Հուանգգոյի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը կիրառում է ջրային պոմպով լվացման և սառույցի կոտրման մեթոդը, այսինքն՝ խորը ջուրը վեր մղելու համար օգտագործվում է սուզվող պոմպ, ապա ջուրը արտանետվում է ջրատար խողովակի վրա գտնվող ջրային անցքի միջով՝ առաջացնելով ջրի անընդհատ հոսք, որպեսզի կանխվի տեղական ջրի մակերեսի սառցակալումը։
Հոսքի անցուղի մտնող լողացող սառույցը ձմեռային շահագործման մեկ այլ ռիսկ է պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի համար, որը կարող է վնասել հիդրավլիկ տուրբինները և այլ մեխանիկական սարքավորումները: Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի կառուցման սկզբում իրականացվել են մոդելային փորձարկումներ, և ջրանցք մտնող լողացող սառույցի կրիտիկական արագությունը հաշվարկվել է 1.05 մ/վ: Հոսքի արագությունը նվազեցնելու համար Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանը նախագծել է մուտքի և ելքի հատվածները բավականաչափ մեծ, և հոսքի արագության և ջերմաստիճանի մոնիթորինգի հատվածները սահմանել է մուտքի և ելքի տարբեր բարձրությունների վրա: Ձմեռային մոնիթորինգից հետո էլեկտրակայանի անձնակազմը չի հայտնաբերել լողացող սառույց հոսքի անցուղի մտնող:

Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի նախապատրաստական ​​​​շրջանը սկսվում է 2016 թվականի հունվարից: Առաջին բլոկը շահագործման կհանձնվի էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար 2021 թվականի դեկտեմբերի 20-ին, իսկ վերջին բլոկը՝ 2022 թվականի հունիսի 29-ին: Նախագծի ընդհանուր շինարարության ժամկետը վեցուկես տարի է: Չինաստանում նույն տեսակի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանների նախագծերի համեմատ, Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի կառուցման ժամկետը չի հետ մնացել, քանի որ այն գտնվում է խիստ ցուրտ շրջաններում: Սառը ձմռան փորձությունը հաղթահարելուց հետո Հուանգգոուի պոմպային կուտակիչ էլեկտրակայանի բոլոր հիդրավլիկ կառուցվածքները, սարքավորումները և հարմարությունները գործում են բնականոն: Մասնավորապես, վերին ջրամբարի բետոնե մակերեսով քարալցված ամբարտակի հետևում առավելագույն արտահոսքը կազմում է ընդամենը 4.23 լ/վ, իսկ արտահոսքի ինդեքսը առաջատար մակարդակի վրա է Չինաստանում նույն մասշտաբի հողային քարալցված ամբարտակների շարքում: Բլոկը գործարկվում է առաքմամբ, արագ արձագանքում և կայուն է գործում: Այն ստանձնում է Հյուսիսարևելյան էլեկտրամատակարարման ցանցի (ՀԷՑ) առաջադրանքները՝ ամռանը, ձմռանը և կարևոր տոներին գագաթնակետին հասնելու համար, և ապահովում է Հյուսիսարևելյան էլեկտրամատակարարման ցանցի անվտանգ և կայուն գործունեությունը։