Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Развитие современной энергетики не­мыслимо без создания водохранилищ. В них нуждаются как гидравлические (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС), так и тепловые (ТЭС) и атомные (АЭС) электростанции.

Строительство гидроэлектростанций явилось основой для решения проблем, связанных с комплексным использова­нием водных ресурсов. Наличие крупных и практически мало использованных гидроэнергетических ресурсов, значи­тельный дефицит топливно-энергетиче­ского баланса в большинстве стран мира, преимущества гидроэлектростанций де­лают экономически выгодным и энер­гетически целесообразным обеспечение определенного (не менее 10—15%) удельного веса гидроэлектростанций в развивающихся энергосистемах.

Для использования потенциальных гидроэнергетических ресурсов рек тре­буется создание перепада уровней воды, поскольку естественных перепадов (во­допадов) в природе очень мало. Соору­жение большинства гидроэлектростан­ций связано с созданием больших или меньших по напору гидроузлов, что приводит к образованию разных по площади и объему водохранилищ. Это важнейшая, но не единственная причина создания водохранилищ гидростанций (рис. 21).

Большинство гидроэнергетических во­дохранилищ осуществляют суточное и недельное регулирование стока, а се­зонное и многолетнее регулирование — только наиболее крупные водохранили­ща. При отсутствии регулирующих во­дохранилищ гидроэлектростанции выра­батывали бы электроэнергию не в соот­ветствии с требованием энергетических систем, а в зависимости от водности реки в тот или иной период. Поскольку расхо­ды воды в реках в разное время года меняются десятки и сотни раз, гидро­электростанции без регулирующих водо­хранилищ также меняли бы свою мощ­ность и выработку.

Кроме того, при использовании гидро­энергоресурсов без регулирующих водо­хранилищ чрезвычайно трудно выбрать установленную мощность станции. Если бы мощность станции рассчитывалась

в соответствии с максимальными расхо дами, то большую часть года многие агрегаты простаивали бы из-за недостат ка воды. И действительно, для гидрон электростанций, не имеющих регулирую щих водохранилищ, характерны низки коэффиценты использования стока, не­редко не превышающие 0,1 —0,2. Поэто­му экономическая эффективность таки) станций обычно низка, а их энергетиче ские возможности весьма невелики.

Таким образом, неравномерность ес тественного стока служит второй причи­ной создания водохранилищ. Регулиро вание ими стока позволяет развить ус­тановленную и увеличить гарантирован ную мощность ГЭС, общую вырабок} энергии и степень энергетического ис пользования стока, что повышает наро^ нехозяйственный эффект использованиі гидроэнергоресурсов.

Помимо природных предпосылок, вы зывающих необходимость создания во дохранилищ для гидроэлектростанций имеются технические и зкономическиї предпосылки. Как известно, потреблениі электроэнергии отличается значительно» неравномерностью как в течение суток! и недели, так и в течение года. Несовпа-‘ дение во времени бытовых расходов воды’ в реке с графиком нагрузки энергосисте­мы может быть устранено или ослаблено только путем регулирования речного стока, т. е. перераспределения его между отдельными годами, сезонами, днями недели и часами суток.

Основное назначение гидроэлектро­станций в современных энергосисте­мах — участвовать в покрытии пиков суточной нагрузки энергосистем. Разни­ца максимальной и минимальной нагруз­ки суточного графика во всех энерго­системах с каждым годом значительно.

возрастает, и в некоторых энергосисте­мах она составляет 10—20 млн. кВт. По­крытие пиков графиков нагрузки тепло­выми электростанциями не всегда воз­можно и целесообразно по техническим и экономическим причинам. Частое чере­дование глубокой разгрузки и полной на­грузки тепловых агрегатов сокращает срок службы оборудования, увеличивает частоту и объем ремонтных работ, повы­шает аварийность, существенно увели­чивает удельный расход топлива на про­изводство электроэнергии.

Агрегаты гидроэлектростанции быстро (в течение 1 минуты) и легко воспри­нимают нагрузку энергосистем. Возмож­ный диапазон регулирования мощности гидроэлектростанций обычно близок к их полной установленной мощности. Гидроэлектростанции с водохранилища­ми выполняют также функции аварий­ного резерва в энергосистемах, роль которого непрерывно возрастает с уве­личением единичной мощности агрега­тов тепловых станций и непрерывным развитием мощных линий электропере­дачи (ЛЭП). Величина резерва энерго­системы, который целесообразно раз­местить на ГЭС, зависит в первую оче­редь от удельного веса ГЭС в энерго­системе и регулирующей емкости водо­хранилищ. Насколько значителен общий энергетический резерв ГЭС, видно хотя бы из того, что запас воды, содержащий­ся в водохранилищах Волжско-Камского каскада, эквивалентен 14,4 млрд. кВт — ч электроэнергии. Гидроэлектростанции с водохранилищами сезонного и много­летнего регулирования представляют энергетический резерв, не требующий никаких дополнительных капиталовло­жений и эксплуатационных затрат.

Из сказанного следует, что наличие в энергосистеме гидростанций с водо­хранилищами создает условия для ра­боты тепловых электростанций в опти­мальных для них режимах, что дает большой хозяйственный эффект.

Многолетнее регулирование стока во­дохранилищами энергетического назна­чения имеет особенно большое значение для тех энергосистем, в которых преоб­ладают гидроэлектростанции. Такие во­дохранилища регулируют работу не только своей гидроэлектростанции, но и других ГЭС, входящих в энергосистему (рис. 22).

Поскольку на реках создаются не изо­лированные гидроэлектростанции, а ка­скады ГЭС и водохранилищ, между гидроэлектростанциями, построенными в бассейне одной реки, возникают не только электрические, но и водохозяй­ственные взаимосвязи. Создание регу­лирующих водохранилищ повышает га­рантированную мощность и выработку не только собственной станции, но и ни­жерасположенных ГЭС.

В некоторых случаях ниже плотины гидроэлектростанции создают специаль­ное контррегулирующее водохранилище для перерегулирования расходов по ино­му, не энергетическому графику в инте­ресах разных отраслей хозяйства.

Наличие в энергосистемах гидро­электростанций с регулирующими водо­хранилищами повышает надежность этих энергосистем в эксплуатации и де­лает их менее подверженными авариям. В случае же аварии энергосистемы, где имеются гидроэлектростанции, могут восстановить энергоснабжение быстрее, чем системы, которые располагают толь­ко тепловыми электростанциями. Ес­тественно, что, чем выше регулирующая способность водохранилищ гидроэлек­
тростанций, тем больше их значение в энергосистемах.

Производство электроэнергии в боль­шинстве стран мира каждые 7—10 лет удваивается. Свыше 80% электроэнер­гии во всем мире, в том числе и в СССР, вырабатывается тепловыми электростан­циями. Для их работы требуется большое количество воды, в среднем 35—40 куб. м/с на 1 млн. кВт установленной мощ­ности, поэтому при выборе места их строительства важно наличие водоемов. Крупные тепловые электростанции мо­гут располагаться на берегах больших рек, водохранилищ, озер, или для их ра­боты нужно создавать специальные до­вольно значительные водохранилища, что требует больших капиталовложений.

Воздействие тепловых и атомных электростанций на гидрологический и биологический режимы водохранилищ многообразно и обусловлено: 1) трав­мированием организмов при прохожде­нии ими агрегатов станции вместе с ох­лаждающей водой, 2) поступлением со сбрасываемой водой добавочного тепла, повышающего температуру воды водо­хранилищ, и 3) внесением загрязнений со сбросными водами.

Повышение температуры до 20—25° сказывается положительно на жизнеде­ятельности организмов, стимулируя их рост и размножение, повышение до 30° и более подавляет развитие основных форм гидробионтов.

Непрерывный поток подогретой воды усиливает течение, которым сносится планктон, изменяются условия обита­ния не только планктона, но и зообенто­са из-за размыва этим потоком грунтов, нарушается кислородный режим, вода загрязняется нефтепродуктами, солями тяжелых металлов, кислотами и щело­чами, а через атмосферные выбросы — золой, окислами серы, азота и др. Вместе с тем если тепловые сбросы поступают в придонные слои, тепловой режим водо­ема и циркуляция водных масс в некото­рых случаях могут быть улучшены. По­ложительно может оцениваться и от­сутствие ледового покрова зимой или уменьшение его длительности, посколь­ку это улучшает кислородный режим водоема.

Все сказанное свидетельствует о необ­ходимости рационального размещения

ТЭС и АЭС, о важности выбора системі водоснабжения тепловых злектростаї ций и о разработке или совершенствс вании технологических процессов п утилизации теплых вод в хозяйстві В настоящее время изучается возмол ность использования тепловых вод дл орошения сельскохозяйственных кулі тур, водоснабжения животноводчески ферм, обогрева открытого грунта, выр< щивания на корм рыбам зеленых вод< рослей и разведения рыб в бассейновь и садковых хозяйствах.

Учитывая, что в наиболее развить промышленных странах к 1990—2000 г на охлаждение тепловых электростан ций будет использоваться около 1 O’) водных ресурсов, можно представиті какое большое хозяйственное и эколо гическое значение имеет строительств тепловых электростанций на берегах вс дохранилищ.

Гидроаккумулирующие электростан ции (ГАЭС), строительство которых ши роко развернулось в последние десяти летия, также предъявляют особые тре бования к водным ресурсам водохрани лищ.

Основные элементы ГАЭС — два бас сейна-водохранилища, верховой и низо вой, расположенные на разных уровнях в пределах от нескольких десятков д< 200 м; здание гидроэлектростанции ■ обратимыми агрегатами, работающим! попеременно в насосном и турбинном ре жимах, трубопроводы, соединяющие об. бассейна со зданием гидроэлектростан ции. В период ночных провалов нагру зок в энергетической системе энерги] тепловых и атомных электростанций ис пользуется агрегатами, работающими і насосном режиме для подкачки водь из низового бассейна в верховой. В пе риод же пика нагрузок вода из верхово го бассейна сбрасывается в низовой, і ГАЭС питает энергосистему.

На большинстве эксплуатируемы? гидроаккумулирующих станций низовьк и верховые бассейны построены специ­ально. Низовой — в русле реки nyTew строительства небольшой плотины, вер­ховой — путем выемки и обвалования как правило, по всему периметру бас­сейна. По мере развития ГАЭС и увели­чения их установленной мощности (до 2 млн. кВт) предполагается использоваті
в качестве низовых бассейнов естествен­ные озера и водохранилища.

Одна из проблем, возникающих при эксплуатации ГАЭС, — их влияние на окружающую среду, и прежде всего на низовой бассейн. Забор в течение суток десятков миллионов кубометров воды в верховой бассейн и сброс этой воды снова в водохранилище оказывают су­щественное влияние на режим уровней, течения, а следовательно, и на все гид­рологические процессы в водоеме. Значи­тельная ежесуточная амплитуда коле­баний уровня водоемов активизирует процессы переработки берегов, влияет на условия нереста и нагула рыбы, на внутриводоемную растительность, ка­чество воды, на состояние и условия ис­пользования пляжей.

Естественно, что, чем крупнее водо­хранилище, тем меньше меняются при­родные условия при использовании его в качестве низового бассейна Г АЭС. Ис­пользование же в качестве низовых бас­сейнов ГАЭС небольших водохранилищ и естественных озер существенно влия­ет на их экосистему и хозяйственное ис­пользование.

Комментарии запрещены.