Saskaņā ar Hidrokonstrukciju pretsala projektēšanas kodeksu F400 betons jāizmanto svarīgām, stipri sasalušām un grūti remontējamām konstrukciju daļām ļoti aukstās zonās (betonam jāspēj izturēt 400 sasalšanas-atkušanas ciklus). Saskaņā ar šo specifikāciju F400 betons jāizmanto Huangou sūknēšanas elektrostacijas augšējā rezervuāra sienas akmeņu pildījuma dambja priekšējās sienas un apakšējās daļas plātnei virs mirušā ūdens līmeņa, augšējā rezervuāra ieplūdes un izplūdes ūdens līmeņa svārstību zonai, apakšējā rezervuāra ieplūdes un izplūdes ūdens līmeņa svārstību zonai un citām daļām. Pirms tam nebija precedenta F400 betona izmantošanai vietējā hidroenerģijas nozarē. Lai sagatavotu F400 betonu, būvniecības komanda dažādos veidos izpētīja vietējos pētniecības institūtus un betona piedevu ražotājus, uzticēja profesionāliem uzņēmumiem veikt īpašus pētījumus, sagatavoja F400 betonu, pievienojot silīcija dioksīda dūmus, gaisa piesaistes līdzekli, augstas efektivitātes ūdens reducētāju un citus materiālus, un pielietoja to Huangou sūknēšanas elektrostacijas būvniecībā.
Turklāt ļoti aukstos apgabalos, ja betonam, kas nonāk saskarē ar ūdeni, ir nelielas plaisas, ziemā ūdens iekļūs plaisās. Nepārtrauktā sasalšanas un atkušanas cikla dēļ betons pakāpeniski tiks iznīcināts. Sūknēšanas elektrostacijas augšējā rezervuāra galvenā dambja betona priekšējā plātne pilda ūdens aiztures un noplūdes novēršanas lomu. Ja plaisu ir daudz, dambja drošība ievērojami samazināsies. Huangou sūknēšanas elektrostacijas būvniecības komanda ir izstrādājusi plaisāšanai izturīgu betona veidu, pievienojot betona maisīšanas laikā izplešanās līdzekli un polipropilēna šķiedru, lai samazinātu betona plaisu rašanos un vēl vairāk uzlabotu priekšējās plātnes betona salizturību.
Ko darīt, ja dambja betona virsmā ir plaisas? Būvniecības komanda ir arī izveidojusi paneļa virsmas salizturības līniju, izmantojot ar rokām skrāpētu poliurīnvielu kā aizsargpārklājumu. Ar rokām skrāpēta poliurīnviela var pārtraukt betona saskari ar ūdeni, palēnināt betona virsmas plātnes sasalšanas-atkušanas bojājumu attīstību, kā arī novērst citu ūdenī esošo kaitīgo sastāvdaļu ietekmi uz betona eroziju. Tai piemīt ūdensnecaurlaidības, novecošanās novēršanas, sasalšanas-atkušanas izturības u.c. funkcijas.
Betona fasādes dambja aizpildījuma plātne netiek lieta vienā reizē, bet gan būvēta pa sekcijām. Tā rezultātā starp katru paneļa sekciju veidojas strukturāla šuve. Parasti pret infiltrāciju tiek pārklāta ar gumijas pārklājuma plāksni uz konstrukcijas savienojuma un nostiprināta ar izplešanās skrūvēm. Ziemā ļoti aukstos apgabalos rezervuāra zona būs pakļauta biezākam apledojumam, un izplešanās skrūves atklātā daļa sasals kopā ar ledus slāni, radot ledus izplūšanas bojājumus. Huangou sūknēšanas elektrostacija inovatīvi izmanto saspiežama pārklājuma tipa konstrukciju, kas atrisina ledus izplūšanas bojāto strukturālo savienojumu problēmu. 2021. gada 20. decembrī tiks nodota ekspluatācijā pirmā Huangou sūknēšanas elektrostacijas iekārta enerģijas ražošanai. Ziemas darbība ir pierādījusi, ka šāda veida konstrukcija var novērst paneļu strukturālo savienojumu bojājumus, ko izraisa ledus izplūšana vai sala izplešanās ekstrūzija.
Lai pēc iespējas ātrāk pabeigtu projekta būvniecību, būvniecības komanda centās veikt būvniecību ziemā. Lai gan ziemas būvniecība ārpus telpām gandrīz nav iespējama, pazemes elektrostacija, ūdens padeves tunelis un citas sūknēšanas elektrostacijas ēkas ir dziļi ieraktas zem zemes un tām ir būvniecības apstākļi. Bet kā ieliet betonu ziemā? Būvniecības komandai jāuzstāda izolācijas durvis visām atverēm, kas savieno pazemes alas un ārtelpu, un durvju iekšpusē jāuzstāda 35 kW karstā gaisa ventilatori; betona maisīšanas sistēma ir pilnībā slēgta, un apkures iekārtas ir uzstādītas telpās. Pirms maisīšanas betona maisīšanas sistēma jāizskalo ar karstu ūdeni; jāaprēķina rupjo un smalko agregātu daudzums ziemā atbilstoši betona zemes darbu apjomam, kas nepieciešams ziemas ieliešanai, un jāpārvieto tie uz tuneli uzglabāšanai pirms ziemas. Būvniecības komanda pirms sajaukšanas arī uzsilda agregātus un uz visām betona maisīšanas kravas automašīnām, kas pārvadā betonu, uzliek "kokvilnas polsterētas drēbes", lai nodrošinātu temperatūras uzturēšanu betona transportēšanas laikā; pēc betona liešanas sākotnējās sacietēšanas betona virsma jāpārklāj ar siltumizolācijas segu un, ja nepieciešams, jāpārklāj ar elektrisko apsildes segu. Tādā veidā būvniecības komanda samazināja aukstā laika ietekmi uz projekta būvniecību.
Sūknēšanas elektrostaciju drošas darbības nodrošināšana ļoti aukstos reģionos
Kad sūknēšanas elektrostacija sūknē ūdeni vai ražo elektroenerģiju, augšējo un apakšējo rezervuāru ūdens līmenis pastāvīgi mainās. Aukstā ziemā, kad sūknēšanas elektrostacija darbojas katru dienu, rezervuāra centrā veidosies peldoša ledus sega, bet ārpusē - sasmalcināta ledus josla. Ledus segai nebūs lielas ietekmes uz sūknēšanas elektrostacijas darbību, taču, ja energosistēmai ilgstoši nebūs nepieciešama sūknēšanas elektrostacijas darbība, augšējie un apakšējie rezervuāri var būt aizsaluši. Šajā laikā, lai gan sūknēšanas elektrostacijas rezervuārā ir pietiekami daudz ūdens, ūdenstilpne nevar plūst, jo nespēj sazināties ar atmosfēru, un piespiedu darbība radīs drošības riskus ūdensapgādes konstrukcijām un iekārtu iekārtām un objektiem.
Būvniecības komanda veica īpašu pētījumu par sūknēšanas elektrostaciju ziemas darbības režīmu. Pētījums liecina, ka dispečerdarbība ir galvenais, lai nodrošinātu sūknēšanas elektrostaciju drošu darbību ziemā. Aukstā ziemā vismaz viena iekārta ražo elektroenerģiju vai sūknē ūdeni ilgāk par 8 stundām dienā, kas var novērst rezervuāra pilnīgas ledus segas veidošanos; Ja elektrotīkla dispečerdarbība nevar izpildīt iepriekš minētos nosacījumus, jāveic pretapledošanas un ledus laušanas pasākumi.
Pašlaik ir trīs galvenie pretapledošanas un ledus laušanas pasākumi sūknēšanas elektrostaciju rezervuāriem un vārtu akām: mākslīgā ledus laušana, augstspiediena gāzes piepūšana un ūdenssūkņa skalošanas ledus laušana.
Mākslīgās ledus laušanas metodes izmaksas ir zemas, taču personāla darba laiks ir ilgs, risks ir augsts, un viegli var notikt negadījumi. Augstspiediena gāzes piepūšanas metode ir izmantot saspiestu gaisu, ko dziļūdenī izsmidzina gaisa kompresors, lai izsmidzinātu spēcīgu silta ūdens plūsmu, kas var izkausēt ledus slāni un novērst jauna ledus slāņa veidošanos. Huangou sūknēšanas elektrostacija izmanto ūdens sūkņa skalošanas un ledus laušanas metodi, tas ir, iegremdējamais sūknis tiek izmantots dziļūdens sūknēšanai, un pēc tam ūdens tiek izsmidzināts caur strūklas atveri uz strūklas caurules, veidojot nepārtrauktu ūdens plūsmu, lai novērstu vietējās ūdens virsmas apledošanu.
Vēl viens sūknēšanas elektrostacijas ziemas darbības risks ir peldoša ledus iekļūšana plūsmas ejā, kas var sabojāt hidrauliskās turbīnas un citas mehāniskās iekārtas. Huangou sūknēšanas elektrostacijas būvniecības sākumā tika veikti modeļa testi, un peldoša ledus kritiskais ātrums, kas nonāk kanālā, tika aprēķināts kā 1,05 m/s. Lai samazinātu plūsmas ātrumu, Huangou sūknēšanas elektrostacija ir projektējusi pietiekami lielu ieplūdes un izplūdes sekciju un uzstādījusi plūsmas ātruma un temperatūras uzraudzības sekcijas dažādos ieplūdes un izplūdes augstumos. Pēc ziemas uzraudzības elektrostacijas darbinieki neatrada peldoša ledus iekļūšanu plūsmas ejā.
Huangou sūknēšanas elektrostacijas sagatavošanas periods sākas 2016. gada janvārī. Pirmais bloks elektroenerģijas ražošanai tiks nodots ekspluatācijā 2021. gada 20. decembrī, bet pēdējais bloks elektroenerģijas ražošanai tiks nodots ekspluatācijā 2022. gada 29. jūnijā. Kopējais projekta būvniecības periods ir seši ar pusi gadi. Salīdzinot ar tāda paša veida sūknēšanas elektrostaciju projektiem Ķīnā, Huangou sūknēšanas elektrostacijas būvniecības periods nav atpalicis, jo tā atrodas ļoti aukstos apgabalos. Pēc aukstās ziemas pārbaudījumiem visas Huangou sūknēšanas elektrostacijas hidrauliskās konstrukcijas, iekārtas un konstrukcijas darbojas normāli. Jo īpaši maksimālā noplūde aiz augšējā rezervuāra betona virsmas iežu aizbēruma dambja ir tikai 4,23 l/s, un noplūdes indekss ir vadošajā līmenī starp tāda paša mēroga zemes iežu dambjiem Ķīnā. Bloks sāk darboties nekavējoties, reaģē ātri un darbojas stabili. Tas veic Northeast Power Grid uzdevumus, lai nodrošinātu maksimālās slodzes vasarā, ziemā un svarīgos svētkos, un nodrošina Northeast Power Grid drošu un stabilu darbību.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 17. novembris
