उच्च अक्षांश आणि थंड प्रदेशात पंप केलेले स्टोरेज पॉवर प्लांट सुरक्षितपणे कसे चालवता येतील?

हायड्रॉलिक स्ट्रक्चर्सच्या अँटी फ्रीझिंग डिझाइनच्या संहितेनुसार, F400 काँक्रीटचा वापर अशा संरचनांच्या भागांसाठी केला जाईल जे महत्वाचे आहेत, गंभीरपणे गोठलेले आहेत आणि तीव्र थंड भागात दुरुस्त करणे कठीण आहे (काँक्रीट 400 गोठवण्याच्या चक्रांना तोंड देऊ शकेल). या स्पेसिफिकेशननुसार, हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या वरच्या जलाशयाच्या फेस रॉकफिल धरणाच्या मृत पाण्याच्या पातळीच्या वरच्या फेस स्लॅब आणि टो स्लॅबसाठी, वरच्या जलाशयाच्या इनलेट आणि आउटलेटच्या पाण्याच्या पातळीतील चढउतार क्षेत्रासाठी, खालच्या जलाशयाच्या इनलेट आणि आउटलेटच्या पाण्याच्या पातळीतील चढउतार क्षेत्रासाठी आणि इतर भागांसाठी केला जाईल. याआधी, घरगुती जलविद्युत उद्योगात F400 काँक्रीटच्या वापराची कोणतीही उदाहरणे नव्हती. F400 काँक्रीट तयार करण्यासाठी, बांधकाम पथकाने देशांतर्गत संशोधन संस्था आणि काँक्रीट मिश्रण उत्पादकांची अनेक प्रकारे तपासणी केली, व्यावसायिक कंपन्यांना विशेष संशोधन करण्याचे काम सोपवले, सिलिका फ्यूम, एअर एन्ट्रेनिंग एजंट, उच्च-कार्यक्षमता असलेले पाणी कमी करणारे एजंट आणि इतर साहित्य जोडून F400 काँक्रीट तयार केले आणि ते हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या बांधकामात लागू केले.
याशिवाय, तीव्र थंड भागात, जर पाण्याच्या संपर्कात असलेल्या काँक्रीटला किंचित भेगा असतील, तर हिवाळ्यात पाणी भेगांमध्ये शिरेल. सतत गोठवण्याच्या-वितळण्याच्या चक्रामुळे, काँक्रीट हळूहळू नष्ट होईल. पंप केलेल्या स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या वरच्या जलाशयाच्या मुख्य धरणाचा काँक्रीट फेस स्लॅब पाणी टिकवून ठेवण्याची आणि गळती रोखण्याची भूमिका बजावतो. जर खूप भेगा असतील तर धरणाची सुरक्षितता गंभीरपणे कमी होईल. हुआंगगौ पंप केलेल्या स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या बांधकाम पथकाने एक प्रकारचा क्रॅक रेझिस्टंट काँक्रीट विकसित केला आहे - काँक्रीट मिसळताना एक्सपेंशन एजंट आणि पॉलीप्रोपीलीन फायबर जोडून काँक्रीटच्या भेगा कमी होतात आणि फेस स्लॅब काँक्रीटचा दंव प्रतिकार आणखी सुधारतो.
जर धरणाच्या काँक्रीटच्या पृष्ठभागावर भेगा असतील तर काय? बांधकाम पथकाने पॅनेलच्या पृष्ठभागावर एक दंव प्रतिकार रेषा देखील बसवली आहे - हाताने स्क्रॅप केलेल्या पॉलीयुरियाचा वापर संरक्षक आवरण म्हणून केला आहे. हाताने स्क्रॅप केलेल्या पॉलीयुरियामुळे काँक्रीट आणि पाण्यातील संपर्क तुटू शकतो, फेस स्लॅब काँक्रीटच्या फ्रीझ-थॉ स्केलिंग नुकसानाचा विकास मंदावतो आणि पाण्यातील इतर हानिकारक घटकांना काँक्रीटची झीज होण्यापासून रोखता येते. यात वॉटरप्रूफ, अँटी-एजिंग, फ्रीझ थॉइंग रेझिस्टन्स इत्यादी कार्ये आहेत.
काँक्रीट फेस रॉकफिल धरणाचा फेस स्लॅब एकाच वेळी टाकला जात नाही, तर तो वेगवेगळ्या भागात बांधला जातो. यामुळे प्रत्येक पॅनेल सेक्शनमध्ये स्ट्रक्चरल जॉइंट तयार होतो. स्ट्रक्चरल जॉइंटवर रबर कव्हर प्लेट झाकून एक्सपेंशन बोल्टने ते दुरुस्त करणे ही सामान्य अँटी-सीपेज ट्रीटमेंट आहे. हिवाळ्यात, तीव्र थंड भागात, जलाशय क्षेत्र जाड आइसिंगच्या अधीन असेल आणि एक्सपेंशन बोल्टचा उघडा भाग बर्फाच्या थरासह गोठवला जाईल ज्यामुळे बर्फ बाहेर काढण्याचे नुकसान होईल. हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशन नाविन्यपूर्णपणे कॉम्प्रेसिबल कोटिंग प्रकारची रचना स्वीकारते, जी बर्फ बाहेर काढण्यामुळे खराब झालेल्या स्ट्रक्चरल जॉइंट्सची समस्या सोडवते. २० डिसेंबर २०२१ रोजी, हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशनचे पहिले युनिट वीज निर्मितीसाठी कार्यान्वित केले जाईल. हिवाळ्यातील ऑपरेशनने हे सिद्ध केले आहे की या स्ट्रक्चर प्रकारामुळे बर्फ ओढल्याने किंवा दंव विस्तार एक्सट्रूजनमुळे पॅनेल स्ट्रक्चरल जॉइंट्सचे नुकसान टाळता येते.
प्रकल्पाचे बांधकाम शक्य तितक्या लवकर पूर्ण करण्यासाठी, बांधकाम पथकाने हिवाळ्यातील बांधकाम करण्याचा प्रयत्न केला. बाहेर हिवाळ्यातील बांधकामाची शक्यता जवळजवळ नसली तरी, पंप केलेल्या साठवण केंद्राच्या भूमिगत पॉवरहाऊस, जलवाहतूक बोगदा आणि इतर इमारती जमिनीखाली खोलवर गाडल्या गेल्या आहेत आणि बांधकामाच्या परिस्थिती आहेत. पण हिवाळ्यात काँक्रीट कसे ओतायचे? बांधकाम पथक भूमिगत गुहा आणि बाहेरील भागांना जोडणाऱ्या सर्व उघड्यांसाठी इन्सुलेशन दरवाजे बसवेल आणि दारांच्या आत 35kW गरम हवेचे पंखे बसवेल; काँक्रीट मिक्सिंग सिस्टम पूर्णपणे बंद आहे आणि हीटिंग सुविधा घरामध्ये सेट केल्या आहेत. मिश्रण करण्यापूर्वी, काँक्रीट मिक्सिंग सिस्टम गरम पाण्याने धुवा; हिवाळ्यातील ओतण्यासाठी आवश्यक असलेल्या काँक्रीट मातीकामाच्या प्रमाणात हिवाळ्यात खडबडीत आणि बारीक समुच्चयांचे प्रमाण मोजा आणि हिवाळ्यापूर्वी त्यांना साठवणुकीसाठी बोगद्यात वाहून नेवा. बांधकाम पथक मिश्रण करण्यापूर्वी समुच्चय देखील गरम करते आणि काँक्रीट वाहतूक करणाऱ्या सर्व मिक्सर ट्रकवर "कापूस पॅडेड कपडे" ठेवते जेणेकरून काँक्रीट वाहतुकीदरम्यान तापमान राखले जाईल याची खात्री होईल; काँक्रीट ओतण्याच्या सुरुवातीच्या सेटिंगनंतर, काँक्रीट पृष्ठभाग थर्मल इन्सुलेशन क्विल्टने झाकले जाईल आणि आवश्यक असल्यास, गरम करण्यासाठी इलेक्ट्रिक ब्लँकेटने झाकले जाईल. अशाप्रकारे, बांधकाम पथकाने प्रकल्पाच्या बांधकामावर थंड हवामानाचा परिणाम कमीत कमी केला.

तीव्र थंड प्रदेशात पंप केलेल्या साठवणूक वीज प्रकल्पांचे सुरक्षित ऑपरेशन सुनिश्चित करणे.
जेव्हा पंप केलेले स्टोरेज पॉवर स्टेशन पाणी पंप करते किंवा वीज निर्माण करते, तेव्हा वरच्या आणि खालच्या जलाशयांची पाण्याची पातळी सतत बदलत राहते. थंड हिवाळ्यात, जेव्हा पंप केलेले स्टोरेज पॉवर स्टेशनचे दररोज ऑपरेशनचे काम असते, तेव्हा जलाशयाच्या मध्यभागी एक तरंगणारी बर्फाची चादर तयार होते आणि बाहेर कुस्करलेल्या बर्फाच्या पट्ट्याचा एक रिंग तयार होतो. बर्फाच्या आवरणाचा पंप केलेले स्टोरेज पॉवर प्लांटच्या ऑपरेशनवर फारसा परिणाम होणार नाही, परंतु जर पॉवर सिस्टमला पंप केलेले स्टोरेज पॉवर प्लांट बराच काळ चालवण्याची आवश्यकता नसेल, तर वरच्या आणि खालच्या जलाशयांमध्ये गोठण होऊ शकते. यावेळी, पंप केलेले स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या जलाशयात पुरेसे पाणी असले तरी, वातावरणाशी जोडता न आल्याने जलसाठा वाहू शकत नाही आणि सक्तीच्या ऑपरेशनमुळे पाणीपुरवठा संरचना आणि युनिट उपकरणे आणि सुविधांना सुरक्षितता धोका निर्माण होईल.
बांधकाम पथकाने पंप केलेल्या स्टोरेज पॉवर प्लांट्सच्या हिवाळ्यातील ऑपरेशन मोडवर एक विशेष अभ्यास केला. संशोधनातून असे दिसून आले आहे की हिवाळ्यात पंप केलेल्या स्टोरेज पॉवर प्लांट्सचे सुरक्षित ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी डिस्पॅचिंग ऑपरेशन ही गुरुकिल्ली आहे. थंड हिवाळ्यात, किमान एक युनिट दररोज 8 तासांपेक्षा जास्त वेळ वीज निर्माण करते किंवा पाणी पंप करते, ज्यामुळे जलाशयाला संपूर्ण बर्फाचा टोपी तयार होण्यापासून रोखता येते; जेव्हा पॉवर ग्रिड डिस्पॅचिंग वरील अटी पूर्ण करू शकत नाही, तेव्हा बर्फविरोधी आणि बर्फ तोडण्याचे उपाय केले जातील.
सध्या, पंप केलेल्या साठवण प्रकल्पांच्या जलाशयांसाठी आणि गेट विहिरींसाठी तीन मुख्य बर्फ तोडण्याचे आणि बर्फ तोडण्याचे उपाय आहेत: कृत्रिम बर्फ तोडणे, उच्च-दाब वायू फुगवणे आणि पाण्याच्या पंपाने बर्फ तोडणे.
कृत्रिम बर्फ तोडण्याच्या पद्धतीचा खर्च कमी आहे, परंतु कर्मचाऱ्यांचा ऑपरेशन वेळ जास्त आहे, धोका जास्त आहे आणि सुरक्षितता अपघात होणे सोपे आहे. उच्च-दाब वायू फुगवण्याची पद्धत म्हणजे खोल पाण्यात एअर कॉम्प्रेसरद्वारे बाहेर काढलेल्या संकुचित हवेचा वापर करून एक मजबूत उबदार पाण्याचा प्रवाह बाहेर काढणे, ज्यामुळे बर्फाचा थर वितळू शकतो आणि नवीन बर्फाचा थर तयार होण्यास प्रतिबंध होऊ शकतो. हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशन वॉटर पंप फ्लशिंग आणि बर्फ तोडण्याची पद्धत स्वीकारते, म्हणजेच, खोल पाणी पंप करण्यासाठी सबमर्सिबल पंप वापरला जातो आणि नंतर जेट पाईपवरील जेट होलमधून पाणी बाहेर काढले जाते जेणेकरून पाण्याचा सतत प्रवाह तयार होईल, जेणेकरून स्थानिक पाण्याच्या पृष्ठभागावर बर्फ पडण्यापासून रोखता येईल.
हिवाळ्यातील ऑपरेशनमध्ये पंप केलेल्या स्टोरेज पॉवर प्लांटमध्ये तरंगणारा बर्फ प्रवेश करणे हा आणखी एक धोका आहे, ज्यामुळे हायड्रॉलिक टर्बाइन आणि इतर यांत्रिक उपकरणांचे नुकसान होऊ शकते. हुआंगगौ पंप केलेल्या स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या बांधकामाच्या सुरुवातीला, मॉडेल चाचण्या घेण्यात आल्या आणि चॅनेलमध्ये प्रवेश करणाऱ्या तरंगत्या बर्फाचा गंभीर वेग 1.05 मीटर/सेकंद मोजण्यात आला. प्रवाह वेग कमी करण्यासाठी, हुआंगगौ पंप केलेल्या स्टोरेज पॉवर स्टेशनने इनलेट आणि आउटलेट विभाग पुरेसा मोठा करण्यासाठी डिझाइन केला आहे आणि इनलेट आणि आउटलेटच्या वेगवेगळ्या उंचीवर प्रवाह वेग आणि तापमान निरीक्षण विभाग सेट केले आहेत. हिवाळ्यातील निरीक्षणानंतर, पॉवर स्टेशनच्या कर्मचाऱ्यांना फ्लो पॅसेजमध्ये प्रवेश करणारा तरंगता बर्फ आढळला नाही.

हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशनचा तयारी कालावधी जानेवारी २०१६ पासून सुरू होतो. पहिले युनिट २० डिसेंबर २०२१ रोजी वीज निर्मितीसाठी कार्यान्वित केले जाईल आणि शेवटचे युनिट २९ जून २०२२ रोजी वीज निर्मितीसाठी कार्यान्वित केले जाईल. प्रकल्पाचा एकूण बांधकाम कालावधी साडेसहा वर्षे आहे. चीनमधील त्याच प्रकारच्या पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशन प्रकल्पांच्या तुलनेत, हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशनचा बांधकाम कालावधी मागे पडलेला नाही कारण तो तीव्र थंड भागात आहे. थंड हिवाळ्याच्या चाचणीचा अनुभव घेतल्यानंतर, हुआंगगौ पंप्ड स्टोरेज पॉवर स्टेशनच्या सर्व हायड्रॉलिक संरचना, उपकरणे आणि सुविधा सामान्यपणे चालतात. विशेषतः, वरच्या जलाशयाच्या काँक्रीट फेस रॉकफिल धरणामागील जास्तीत जास्त गळती फक्त ४.२३L/s आहे आणि गळती निर्देशांक चीनमधील त्याच प्रमाणात असलेल्या पृथ्वीच्या खडक धरणांमध्ये आघाडीच्या पातळीवर आहे. युनिट डिस्पॅचपासून सुरू होते, जलद प्रतिसाद देते आणि स्थिरपणे कार्य करते. उन्हाळा, हिवाळा आणि महत्त्वाच्या सणांमध्ये शिखर गाठण्यासाठी ते ईशान्य पॉवर ग्रिडची कामे हाती घेते आणि ईशान्य पॉवर ग्रिडचे सुरक्षित आणि स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करते.