«Санься» – самое массивное сооружение в мире

«Санься» – самое массивное сооружение в мире
6 Марта 2020

Бетонная плотина китайской гидроэлектростанции «Три ущелья» весит 65,5 млн тонн


Гравитационная плотинная электростанция «Три ущелья» (по общепринятой системе транскрипции китайского языка на русский язык – «Санься») расположена на реке Янцзы в китайской провинции Хубэй. Это крупнейшая в мире электростанция по установленной мощности – 22,5 ГВт. В 2014 году ГЭС «Три ущелья» произвела 98,8 млрд кВт/ч электроэнергии. На тот момент это было мировым рекордом. В 2016 году бразильская ГЭС «Итайпу» стала первой в мире электростанцией, которая произвела за год более 100 млрд кВт/ч электроэнергии (производство за тот год составило 103,1 млрд кВт/ч).

При этом ГЭС «Три ущелья» является крупнейшим по массе сооружением на Земле. Его бетонная плотина, в отличие от «Итайпу», является сплошной и весит более 65,5 млн тонн. По совокупной стоимости работ «Три ущелья» оценивается около 30,5 млрд долларов, и в рамках проекта поворота китайских рек является пятым по стоимости инвестиционным проектом в мире. Образованное плотиной водохранилище содержит 39,3 км³ воды и по своему объёму является 27-м в мире.

Помимо выработки экологичной электроэнергии (и, как следствие, снижения выброса парниковых газов от тепловых электростанций), плотина защищает нижележащие по течению города от губительных паводков Янцзы. Также увеличение глубины реки вверх по течению улучшило условия судоходства, оборудованный пятью шлюзами гидроузел увеличил местный грузооборот в десять раз.


Состав сооружений ГЭС:

  • гравитационная бетонная плотина длиной 2309 м и высотой 181 м;

  • левобережное приплотинное здание ГЭС с 14 гидроагрегатами;

  • правобережное приплотинное здание ГЭС с 12 гидроагрегатами;

  • правобережное подземное здание ГЭС с 6 гидроагрегатами;

  • двухниточный пятиступенчатый судоходный шлюз (в основном предназначен для грузовых судов, время прохода шлюзов около 4 часов, размеры камер 280×35×5 м);

  • судоподъёмник (в основном предназначен для пассажирских судов, грузоподъёмность 3000 т, время подъёма/спуска 10 мин, прохода – 30 мин).

Плотина длиной 2309 м и высотой 181 м от скального основания, сделана из бетона и стали. В проекте использовано 27,2 млн куб. м бетона (рекордное количество для одного проекта), 463 тыс. т стали и перемещено около 102,6 млн м³ земли.

В трёх зданиях ГЭС размещены 32 радиально-осевых гидроагрегата мощностью по 700 МВт при расчетном напоре 80,6 м. Также введены в строй два генератора для собственных нужд станции, мощностью по 50 МВт. После добавления подземного машинного зала в 2012 году количество вырабатываемого электричества в год в бо́льшей степени зависит от размера паводка на Янцзы, сработку которого позволяют дополнительные электрогенераторы.

Напорные сооружения ГЭС образуют крупное водохранилище площадью 1045 кв. км, полезной ёмкостью 22 куб. км. Максимально допустимая высота верхнего бьефа над уровнем моря (НПУ), равная 175 м, была впервые достигнута в 2010 году. Водохранилище может срабатываться до 145 м. Высота нижнего бьефа над уровнем моря составляет 66 м. Таким образом, напорный уровень в течение года изменяется от 79 м до 109 м, максимум достигается в сезон летних муссонов. Гидроузел оборудован водосбросом пропускной способностью 116 000 куб. м/сек.


Шлюзы

Возле плотины устроены две нитки шлюзов. Каждая из них состоит из пяти ступеней и имеет время прохождения примерно 4 часа. Шлюзы пропускают суда водоизмещением не более десяти тысяч тонн. Длина шлюзовых камер – 280 м, ширина – 35 м, глубина – 5 м. Это на 30 м длиннее, чем на шлюзах морского пути Святого Лаврентия, но уступает по глубине в два раза. До постройки плотины максимальный грузооборот на участке «Три ущелья» составлял 18,0 млн тонн в год. С 2004 по 2007 годы оборот через шлюзы составил в целом 198 млн тонн. Возможности реки увеличились в шесть раз, и при этом стоимость транспортировки уменьшилась на 25%. Предполагается, что пропускная способность шлюзов достигнет 100 млн т в год.

Шлюзы представляют собой разновидность бескамерных шлюзов. Затворы представляют собой весьма уязвимую шарнирную конструкцию, их поломка приведёт к нарушению функционирования всей нитки шлюза. Наличие двух ниток, отдельно для подъёма и спуска, обеспечивает более эффективную работу по сравнению с вариантом, когда одна нитка служит попеременно для подъёма и спуска судов.


Судоподъёмник

В дополнение к шлюзам гидроузел оборудован судоподъёмником для судов водоизмещением до 3000 т (оригинальным проектом предусматривался подъёмник грузоподъёмностью 11 500 т). Высота подъёма изменяется в зависимости от уровней верхнего и нижнего бьефов, максимальная высота – 113 м, а размер подъёмной камеры – 120×18×3,5 м. После ввода в эксплуатацию судоподъёмник перемещает корабли за 30-40 минут, по сравнению с 3-4 часами, если бы они двигались через шлюзы. При проектировании и строительстве судоподъёмника основной сложностью являлась необходимость обеспечить эксплуатацию в условиях значительного изменения уровней воды. Требуется обеспечить работу судоподъёмника в условиях, когда уровень воды может ходить в пределах 12 м с низовой стороны и 30 м – с верховой.

Первые испытания судоподъемника состоялись 15 июля 2016 года, в ходе которых грузовое судно было поднято в верхний бьеф, время подъёма составило 8 минут. В октябре самый большой в мире судовой лифт при крупнейшей в мире электростанции заработал в штатном режиме.


Интересные факты

По расчетам НАСА, при образовании водохранилища поднятие 39 млрд тонн воды на высоту до 175 м от уровня моря увеличило момент инерции Земли. Это снизило скорость вращения нашей планеты, тем самым увеличив продолжительность земного дня на 0,06 микросекунды.



Галерея

Багаевский гидроузел - судоходное гидротехническое сооружение XXI века, обеспечивающее транспортную эффективность и экологическую безопасность, восстанавливающее рыбные запасы Дона.