Према Пропису за пројектовање хидротехничких конструкција отпорних на смрзавање, бетон F400 треба користити за делове конструкција који су важни, јако смрзнути и тешки за поправку у подручјима са јаком хладноћом (бетон мора бити у стању да издржи 400 циклуса смрзавања и одмрзавања). Према овој спецификацији, бетон F400 треба користити за лице и подножје изнад нивоа мртве воде горњег насипаног дела резервоара пумпне електране Хуанггоу, подручје флуктуације нивоа воде на горњем улазу и излазу резервоара, подручје флуктуације нивоа воде на доњем улазу и излазу резервоара и друге делове. Пре тога, није постојао преседан за примену бетона F400 у домаћој хидроенергетској индустрији. Да би припремио бетон F400, грађевински тим је на много начина истраживао домаће истраживачке институте и произвођаче додатака бетону, поверио професионалним компанијама да спроведу посебна истраживања, припремио бетон F400 додавањем силицијумске прашине, средства за увлачење ваздуха, високоефикасног средства за смањење воде и других материјала, и применио га на изградњу пумпне електране Хуанггоу.
Поред тога, у подручјима са јаким хладноћама, ако бетон у контакту са водом има мале пукотине, вода ће зими продрети у пукотине. Са континуираним циклусом смрзавања и одмрзавања, бетон ће се постепено уништавати. Бетонска плоча главне бране горњег резервоара пумпне електране игра улогу задржавања воде и спречавања цурења. Ако постоји много пукотина, безбедност бране ће бити озбиљно смањена. Грађевински тим пумпне електране Хуанггоу развио је врсту бетона отпорног на пуцање – додајући експанзионо средство и полипропиленска влакна приликом мешања бетона како би се смањила појава пукотина у бетону и додатно побољшала отпорност бетона на мраз.
Шта ако постоје пукотине на бетонској површини бране? Грађевински тим је такође поставио линију отпорности на мраз на површини панела – користећи ручно стругану полиуреју као заштитни премаз. Ручно стругана полиуреја може прекинути контакт између бетона и воде, успорити развој оштећења од смрзавања и одмрзавања на бетонској површини плоче, а такође спречити еродацију бетона од стране других штетних састојака у води. Има функције водоотпорности, против старења, отпорности на смрзавање и одмрзавање итд.
Предња плоча бране од бетонског насипа не лије се одједном, већ се гради у сегментима. То резултира структурним спојем између сваког сегмента панела. Уобичајени третман против цурења је прекривање гуменог покровног плоча преко структурног споја и његово причвршћивање експанзионим вијцима. Зими у подручјима са јаком хладноћом, подручје резервоара биће изложено дебљем слоју леда, а изложени део експанзионог вијка биће замрзнут заједно са слојем леда што ће изазвати оштећења услед извлачења леда. Хуанггоу пумпна акумулациона електрана иновативно усваја структуру типа компресибилног премаза, која решава проблем структурних спојева оштећених извлачењем леда. 20. децембра 2021. године, прва јединица Хуанггоу пумпне акумулационе електране биће пуштена у рад за производњу електричне енергије. Зимски рад је доказао да овај тип конструкције може спречити оштећења структурних спојева панела узрокована извлачењем леда или екструзијом услед ширења услед мраза.
Да би се изградња пројекта завршила што је пре могуће, грађевински тим је покушао да спроведе зимску градњу. Иако готово да нема могућности за зимску градњу на отвореном, подземна електрана, тунел за пренос воде и друге зграде пумпно-акумулационе електране су дубоко закопане под земљом и имају услове за изградњу. Али како сипати бетон зими? Грађевински тим ће поставити изолациона врата на све отворе који повезују подземне пећине и спољашњи простор, и инсталирати вентилаторе за топли ваздух од 35 kW унутар врата; Систем за мешање бетона је потпуно затворен, а грејни системи су постављени унутра. Пре мешања, систем за мешање бетона треба опрати топлом водом; Израчунати количину крупних и финих агрегата зими према количини земљаних радова потребног за зимско изливање и транспортовати их у тунел ради складиштења пре зиме. Грађевински тим такође загрева агрегате пре мешања и ставља „памучну одећу“ на све камионе миксере који превозе бетон како би се осигурало да се температура одржава током транспорта бетона; Након почетног стезања бетона, бетонска површина ће бити прекривена термоизолационим покривачем и, ако је потребно, електричним покривачем за грејање. На овај начин, грађевински тим је минимизирао утицај хладног времена на изградњу пројекта.
Обезбеђивање безбедног рада пумпно-акумулационих електрана у регионима са јаком хладноћом
Када пумпно-акумулациона електрана пумпа воду или производи електричну енергију, ниво воде у горњим и доњим резервоарима ће се стално мењати. Током хладне зиме, када пумпно-акумулациона електрана има свакодневне радне задатке, у центру резервоара ће се формирати плутајући ледени покривач, а споља ће се формирати прстен од уситњеног леда. Ледени покривач неће имати велики утицај на рад пумпно-акумулационе електране, али ако електроенергетском систему није потребан дуг рад пумпно-акумулационе електране, горњи и доњи резервоари могу бити замрзнути. У овом тренутку, иако има довољно воде у резервоару пумпно-акумулационе електране, водена површина не може да тече због немогућности повезивања са атмосфером, а присилни рад ће донети безбедносне ризике за водоводне објекте и опрему и објекте јединице.
Грађевински тим је спровео посебну студију о зимском режиму рада пумпно-акумулационих електрана. Истраживање показује да је диспечерски рад кључан за обезбеђивање безбедног рада пумпно-акумулационих електрана зими. Током хладне зиме, најмање једна јединица производи електричну енергију или пумпа воду више од 8 сати дневно, што може спречити да акумулација потпуно прекрије ледом; Када диспечерски рад електроенергетске мреже не може да испуни горе наведене услове, морају се предузети мере против леда и за разбијање леда.
Тренутно постоје три главне мере против леда и разбијања леда за резервоаре и капијске бунаре пумпно-акумулационих електрана: вештачко разбијање леда, надувавање гасом под високим притиском и разбијање леда испирањем водене пумпе.
Трошкови методе вештачког разбијања леда су ниски, али је време рада особља дуго, ризик је висок, а безбедносне незгоде се лако дешавају. Метода надувавања гасом под високим притиском је коришћење компримованог ваздуха који избацује ваздушни компресор у дубокој води за избацивање јаког тока топле воде, што може отопити слој леда и спречити стварање новог слоја леда. Хуанггоу пумпна акумулациона електрана усваја метод испирања воденом пумпом и разбијања леда, односно потопна пумпа се користи за пумпање дубоке воде, а затим се вода избацује кроз млазницу на млазној цеви како би се формирао континуирани ток воде, како би се спречило залеђивање локалне површине воде.
Плутајући лед који улази у проток је још један ризик за пумпно-акумулациону електрану у зимском раду, што може оштетити хидрауличне турбине и другу механичку опрему. На почетку изградње пумпно-акумулационе електране Хуанггоу, спроведена су моделна испитивања, а критична брзина плутајућег леда који улази у канал израчуната је на 1,05 м/с. Да би се смањила брзина протока, пумпно-акумулациона електрана Хуанггоу је пројектовала довољно велике улазне и излазне делове и поставила је делове за праћење брзине протока и температуре на различитим висинама улаза и излаза. Након зимског праћења, особље електране није пронашло плутајући лед који улази у проток.
Припремни период за изградњу пумпне акумулационе електране Хуанггоу почиње од јануара 2016. Прва јединица биће пуштена у рад за производњу електричне енергије 20. децембра 2021. године, а последња јединица ће бити пуштена у рад за производњу електричне енергије 29. јуна 2022. године. Укупан период изградње пројекта је шест и по година. У поређењу са сличним типовима пројеката пумпних акумулационих електрана у Кини, период изградње пумпне акумулационе електране Хуанггоу није заостајао јер се налази у подручјима са јаким хладним условима. Након што су искусиле тест хладне зиме, све хидрауличне структуре, опрема и објекти пумпне акумулационе електране Хуанггоу раде нормално. Конкретно, максимално цурење иза бетонске бране горњег резервоара је само 4,23 л/с, а индекс цурења је на водећем нивоу међу земљаним бранама исте величине у Кини. Јединица почиње са радом брзо, брзо реагује и ради стабилно. Преузима задатке Североисточне електроенергетске мреже како би задовољила вршне трошкове лети, зими и током важних празника, и обезбеђује безбедан и стабилан рад Североисточне електроенергетске мреже.
Време објаве: 17. новембар 2022.
