Hidrolik Yapıların Donmaya Karşı Tasarım Koduna göre, şiddetli soğuk bölgelerde önemli, aşırı donmaya maruz kalan ve onarımı zor olan yapı parçaları için F400 beton kullanılmalıdır (beton 400 donma-çözülme döngüsüne dayanabilmelidir). Bu şartnameye göre, Huanggou Pompalı Depolama Hidroelektrik Santrali'nin üst rezervuar yüzeyindeki kaya dolgu barajının ölü su seviyesinin üzerindeki yüzey ve taban döşemelerinde, üst rezervuar giriş ve çıkışındaki su seviyesi dalgalanma alanında, alt rezervuar giriş ve çıkışındaki su seviyesi dalgalanma alanında ve diğer kısımlarda F400 beton kullanılmalıdır. Bundan önce, yerli hidroelektrik sektöründe F400 betonun uygulanmasına dair bir emsal yoktu. F400 betonunu hazırlamak için inşaat ekibi, yerli araştırma enstitülerini ve beton katkı maddesi üreticilerini birçok yönden inceledi, profesyonel şirketlere özel araştırmalar yaptırdı, silika dumanı, hava sürükleyici madde, yüksek verimli su azaltıcı madde ve diğer malzemeleri ekleyerek F400 betonunu hazırladı ve Huanggou Pompalı Depolamalı Enerji Santrali inşaatında kullandı.
Ayrıca, aşırı soğuk bölgelerde, suyla temas eden betonda hafif çatlaklar varsa, kışın su bu çatlaklara nüfuz edecektir. Sürekli donma-çözülme döngüsüyle beton yavaş yavaş tahrip olacaktır. Pompalı depolamalı enerji santralinin üst rezervuarının ana barajının beton yüzey plakası, su tutma ve sızıntıyı önleme görevini üstlenir. Çok fazla çatlak olması durumunda, barajın güvenliği ciddi şekilde azalacaktır. Huanggou Pompalı Depolamalı Enerji Santrali inşaat ekibi, beton çatlaklarının oluşumunu azaltmak ve yüzey plakası betonunun donma direncini daha da artırmak için beton karışımına genleşme ajanı ve polipropilen elyaf ekleyerek bir tür çatlak dirençli beton geliştirmiştir.
Barajın beton yüzeyinde çatlaklar varsa ne olacak? İnşaat ekibi, panel yüzeyine elle kazınmış poliüre kullanarak donmaya karşı dayanıklı bir kaplama da oluşturdu. Elle kazınmış poliüre, beton ile su arasındaki teması keserek, beton yüzey plakasının donma-çözülme kaynaklı pul pul dökülme hasarının gelişimini yavaşlatır ve ayrıca sudaki diğer zararlı maddelerin betonu aşındırmasını önler. Su geçirmezlik, yaşlanma karşıtı, donma-çözülme direnci gibi özelliklere sahiptir.
Betonarme kaya dolgu barajının ön yüz plakası tek seferde dökülmez, bölümler halinde inşa edilir. Bu durum, her panel bölümü arasında yapısal bir bağlantı oluşmasına neden olur. Yaygın sızdırmazlık yöntemi, yapısal bağlantı üzerine kauçuk bir kaplama plakası yerleştirmek ve genleşme cıvatalarıyla sabitlemektir. Şiddetli soğuk bölgelerde kışın, rezervuar alanı daha kalın buzlanmaya maruz kalır ve genleşme cıvatasının açıkta kalan kısmı buz tabakasıyla birlikte donarak buz kopması hasarına neden olur. Huanggou Pompalı Depolamalı Enerji Santrali, buz kopması nedeniyle hasar gören yapısal bağlantı sorununu çözmek için yenilikçi bir şekilde sıkıştırılabilir kaplama tipi bir yapı kullanmaktadır. 20 Aralık 2021'de Huanggou Pompalı Depolamalı Enerji Santrali'nin ilk ünitesi elektrik üretimi için devreye alınmıştır. Kış operasyonu, bu yapı tipinin buz kopması veya donma genleşmesi nedeniyle panel yapısal bağlantılarında oluşan hasarı önleyebildiğini kanıtlamıştır.
Proje inşaatını mümkün olan en kısa sürede tamamlamak için, inşaat ekibi kış inşaatını gerçekleştirmeye çalıştı. Açık havada kış inşaatı neredeyse imkansız olsa da, pompajlı depolamalı enerji santralinin yeraltı enerji santrali, su taşıma tüneli ve diğer binaları yerin derinliklerinde yer almaktadır ve inşaat koşulları uygundur. Peki kışın beton nasıl dökülür? İnşaat ekibi, yeraltı mağaraları ile dış mekan arasındaki tüm açıklıklara yalıtım kapıları takacak ve kapıların içine 35 kW'lık sıcak hava fanları yerleştirecektir; Beton karıştırma sistemi tamamen kapatılacak ve iç mekanda ısıtma tesisleri kurulacaktır. Karıştırmadan önce beton karıştırma sistemi sıcak suyla yıkanacaktır; Kış dökümü için gereken beton hafriyat miktarına göre kışın iri ve ince agrega miktarı hesaplanacak ve kıştan önce depolama için tünele taşınacaktır. İnşaat ekibi ayrıca karıştırmadan önce agregaları ısıtacak ve beton taşıyan tüm mikser kamyonlarına "pamuklu pedli bezler" yerleştirerek beton taşıma sırasında sıcaklığın korunmasını sağlayacaktır; Beton dökümünün ilk sertleşmesinden sonra, beton yüzeyi ısı yalıtım örtüsü ile örtülecek ve gerekirse ısıtma için elektrikli battaniye ile kaplanacaktır. Bu sayede inşaat ekibi, soğuk havanın proje inşaatı üzerindeki etkisini en aza indirdi.
Aşırı soğuk bölgelerde pompajlı enerji santrallerinin güvenli işletiminin sağlanması
Pompalı depolamalı hidroelektrik santrali su pompaladığında veya elektrik ürettiğinde, üst ve alt rezervuarların su seviyesi sürekli değişir. Soğuk kış aylarında, pompalı depolamalı hidroelektrik santralinin her gün çalışma görevleri olduğunda, rezervuarın ortasında yüzen bir buz tabakası ve dışında kırılmış buzdan bir kuşak oluşur. Buz örtüsü, pompalı depolamalı hidroelektrik santralinin çalışmasını büyük ölçüde etkilemez, ancak elektrik sistemi uzun süre pompalı depolamalı hidroelektrik santralinin çalışmasına ihtiyaç duymadığında, üst ve alt rezervuarlar donabilir. Bu durumda, pompalı depolamalı hidroelektrik santralinin rezervuarında yeterli su olmasına rağmen, su kütlesi atmosferle bağlantı kuramaması nedeniyle akamaz ve zorunlu çalışma, su temini yapıları ve ünite ekipman ve tesisleri için güvenlik riskleri oluşturur.
İnşaat ekibi, pompajlı depolamalı enerji santrallerinin kış işletme modu üzerine özel bir çalışma gerçekleştirdi. Araştırma, pompajlı depolamalı enerji santrallerinin kış aylarında güvenli çalışmasını sağlamanın anahtarının, şebekeye enerji dağıtımının yapılması olduğunu göstermektedir. Soğuk kış aylarında, en az bir ünitenin her gün 8 saatten fazla elektrik üretmesi veya su pompalaması, rezervuarın tamamen buzla kaplanmasını önleyebilir; elektrik şebekesine enerji dağıtımı yukarıdaki koşulları karşılayamadığında, buzlanmayı önleme ve buz kırma önlemleri alınmalıdır.
Şu anda, pompajlı depolamalı enerji santrallerinin rezervuarları ve giriş kuyuları için üç ana buzlanmayı önleme ve buz kırma yöntemi bulunmaktadır: yapay buz kırma, yüksek basınçlı gaz şişirme ve su pompasıyla buz kırma.
Yapay buz kırma yönteminin maliyeti düşüktür, ancak personel çalışma süresi uzundur, risk yüksektir ve güvenlik kazaları kolayca meydana gelebilir. Yüksek basınçlı gaz şişirme yöntemi, derin sudaki hava kompresörü tarafından püskürtülen sıkıştırılmış havayı kullanarak güçlü bir sıcak su akışı oluşturmayı içerir; bu da buz tabakasını eritebilir ve yeni buz tabakasının oluşmasını önleyebilir. Huanggou Pompalı Depolama Enerji Santrali, su pompasıyla yıkama ve buz kırma yöntemini benimser; yani, dalgıç pompa kullanılarak derin su yukarı pompalanır ve ardından su, jet borusundaki jet deliğinden püskürtülerek sürekli bir su akışı oluşturulur, böylece yerel su yüzeyinin buzlanması önlenir.
Kış işletiminde pompajlı depolamalı enerji santralinin bir diğer riski de akış kanalına giren yüzen buz parçalarıdır; bu durum hidrolik türbinlere ve diğer mekanik ekipmanlara zarar verebilir. Huanggou Pompajlı Depolamalı Enerji Santrali'nin inşaatının başlangıcında model testleri yapılmış ve kanala giren yüzen buzun kritik hızı 1,05 m/s olarak hesaplanmıştır. Akış hızını azaltmak için Huanggou Pompajlı Depolamalı Enerji Santrali, giriş ve çıkış bölümlerini yeterince büyük tasarlamış ve giriş ve çıkışın farklı yüksekliklerinde akış hızı ve sıcaklık izleme bölümleri kurmuştur. Kış izlemesinden sonra, santral personeli akış kanalına giren yüzen buz parçasına rastlamamıştır.
Huanggou Pompalı Depolamalı Hidroelektrik Santrali'nin hazırlık dönemi Ocak 2016'da başladı. İlk ünite 20 Aralık 2021'de, son ünite ise 29 Haziran 2022'de elektrik üretimine başlayacak. Projenin toplam inşaat süresi altı buçuk yıldır. Çin'deki aynı tip pompalı depolamalı hidroelektrik santrali projeleriyle karşılaştırıldığında, Huanggou pompalı depolamalı hidroelektrik santralinin inşaat süresi, şiddetli soğuk bölgelerde bulunmasına rağmen geride kalmamıştır. Soğuk bir kış testinden sonra, Huanggou Pompalı Depolamalı Hidroelektrik Santrali'nin tüm hidrolik yapıları, ekipmanları ve tesisleri normal şekilde çalışmaktadır. Özellikle, üst rezervuarın beton yüzeyli kaya dolgu barajının arkasındaki maksimum sızıntı sadece 4,23 L/s olup, sızıntı indeksi Çin'deki aynı ölçekteki kaya dolgu barajları arasında lider seviyededir. Ünite devreye alındığında hızlı tepki verir ve istikrarlı bir şekilde çalışır. Kuzeydoğu Elektrik Şebekesi'nin yaz, kış ve önemli bayram dönemlerindeki yoğun talebi karşılama görevlerini üstlenir ve Kuzeydoğu Elektrik Şebekesi'nin güvenli ve istikrarlı çalışmasını sağlar.
Yayın tarihi: 17 Kasım 2022
