HPP Három-szoros | |
---|---|
kínai 三峽大壩 kínai 三峡大坝 | |
Ország | Kína |
Elhelyezkedés | homokosodás |
Folyó | Jangce |
Vízesés | HPP Cascade a Jangcén |
Tulajdonos | Kínai Jangce hatalom |
Állapot | 2012.07.04. óta működik [1] |
Építés kezdési éve | 1992 |
Az egységek üzembe helyezésének évei | 2003-2012 |
Üzembe helyezés _ | 2003 |
Üzemeltető szervezet | Kínai Jangce hatalom |
Főbb jellemzők | |
Éves villamosenergia-termelés, millió kWh | 111 800 [2] (2021) |
Erőmű típusa | gát |
Becsült fej , m | 80.6 |
Villamos teljesítmény, MW | 22 500 [1] |
A berendezés jellemzői | |
Turbina típus | radiális-axiális |
Áramlási sebesség turbinákon, m³/ s | 600-950 |
Generátor teljesítmény, MW | 32×700, 2×50 |
Főépületek | |
Gát típus |
beton gravitációs kifolyó |
Gát magassága, m | 185 |
Gát hossza, m | 2309 |
Átjáró |
ikersoros, 5 kamrás 280×35×5 m hajólift 1 kamrás 120×18×3,5 m |
RU | 500 kV |
A térképen | |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
A Három-szoros ( kínai trad. 三峽, ex. 三峡, pinyin Sānxiá , pall. Sanxia ) egy gravitációs gátos vízerőmű , amely a Jangce folyón található, Hubei tartományban , Kínában . 22,5 GW beépített teljesítményét tekintve a világ legnagyobb erőműve [kb. 1] . 2014 óta az erőmű éves termelése 90-100 milliárd kWh [kb. 2] [3] . A 2020-as heves esőzésekkel járó monszun eredményeként az éves termelés 111,8 milliárd kWh rekordot ért el, megdöntve az Itaipu HPP korábbi, 103,1 milliárd kWh -s 2016-os világrekordját [4] .
2018-ban a Három-szurdok tömeg szerint a világ legnagyobb épülete . A betongát Itaipuval ellentétben szilárd és több mint 65,5 millió tonnát nyom [kb. 3] [5] . A munka összköltsége szerint a Három-szoros 203 milliárd jüanra , azaz körülbelül 30,5 milliárd dollárra becsülhető , és a Kínai folyó elterelési projektjének részeként a világ ötödik legdrágább beruházási projektje [6] . A gát által alkotott tározó 39,3 km³ vizet tartalmaz és a 27. legnagyobb a világon . A feltöltéshez 1,3 millió embert telepítettek át a tengerparti területekről, ami a történelem legnagyobb áttelepítése volt mesterséges építmények építése céljából. Az emberek letelepítésének költségei a teljes építési költségvetés mintegy harmadát tették ki [1] .
Amellett, hogy zöldáramot állít elő (és ezáltal csökkenti a hőerőmű üvegházhatást okozó gázok kibocsátását ), a gát megvédi a folyó alatti városokat a pusztító Jangce -áradásoktól . A folyó felvízi mélységének növekedése is javította a hajózás feltételeit; az öt zárral felszerelt vízerőmű megtízszereződött a helyi rakományforgalom.
A projektnek negatív következményei is vannak: a termékeny föld elöntése a folyásiránnyal feljebb lévő területeken, a hordalékiszap visszatartása a gátnál (és a talaj természetes trágyázásának csökkenése az alsóbb területeken a korábbi éves jangcei árvizek miatt), régészeti lelőhelyek elárasztása, megnövekedett földcsuszamlások kockázata és a biológiai sokféleség csökkenése . Ha a gát átszakad, több mint 360 millió ember kerül az árvízi zónába, ezért magát az objektumot és a környező vizeket a KNK hadserege járőrözi helikopterekkel , léghajókkal , páncélozott járművekkel és robotokkal a robbanószerkezetek eltávolítására [ 7] .
A Jangce folyón egy nagy gát építésének ötletét eredetileg már 1919-ben vetette fel Kuomintang miniszterelnöke, Szun Jat-szen (Kína nemzetközi fejlődése című munkájában). Kijelentette, hogy a Három-szoros térségében a gát 30 millió lóerő (22 GW ) termelésére képes [8] [1] . 1932-ben a ROC kormánya Csang Kaj-sek vezetésével megkezdte a gát terveinek előkészítő munkáját. 1939-ben, a kínai-japán háború idején a japán katonai erők elfoglalták Yichang megyét és ellenőrizték a területet. A japán gátprojekt befejeződött, és csak az egyesült Kína feletti győzelem várható a megvalósítás megkezdéséhez. .
1944-ben John SavageFelújítási Bizottság szerkezeti mérnöke felmérte gátra Körülbelül 54 kínai mérnök ment kiképzésre az Egyesült Államokba . A terület felméréseit, néhány gazdasági és egyéb tanulmányt végeztek; a tervezési munka befejeződött. De a kormány 1947-ben a polgárháború miatt megnyirbálta a munkát [9] .
1949-ben, a kommunisták győzelme után Mao Ce-tung támogatta a gát építésének ötletét a Három-szorosnál. De tekintettel a polgárháború következményeire és az ipar akkori állapotára, az ország nem engedhetett meg magának egy ilyen nagyszabású projektet.
1970-ben elkezdték építeni a kisebb Gezhouba vízerőművet, közvetlenül a folyó alatt; Mao Ce-tung halála után pedig a kínai gazdaság 1970-es évek végi gyors növekedésével összefüggésben kezdtek valóra válni az óriási gát elképzelései. 1988-ban elkészült a Gezhouba HPP, amely a KNK első jelentős hidrotechnikai projektje lett a Jangce folyón. Ezt követően az 1990-es és 2000-es években a Gezhjobua Erőmű villamosenergia-termeléséből származó összes bevételt idősebb testvére, a Három-szurdok Erőmű [1] építésének finanszírozására fordították .
1992-ben a Kínai Nemzeti Népi Parlament jóváhagyta a gát építését: 2633 küldöttből 1776-an szavaztak igennel, 177-en nemmel, 664-en tartózkodtak, 25 képviselő pedig nem szavazott [10] . Az építkezés 1994. december 14-én kezdődött. A HPP várhatóan 2009-re lesz teljesen működőképes, de további projektek, például egy földalatti vízierőmű 2012 májusára halasztották a hivatalos befejezést. 2010 októberére a tározó vízszintje a becslések szerint 175 m tengerszint feletti magasságra emelkedett [11] . 2016 januárjában megnyílt a vízerőmű-komplexum utolsó eleme - egy hajólift legfeljebb 3 ezer tonna tömegű személyhajók számára [12] .
A HPP létesítmények felépítése:
A gát 2309 m hosszú és 181 m magas a szikla alapjától, betonból és acélból készült . A projekt során 27,2 millió m³ betont (egyetlen projektnél rekordmennyiség), 463 ezer tonna acélt [13] használtak fel, és körülbelül 102,6 millió m³ földet mozgattak meg [14] [1] .
Az Erőmű három épületében 32 db, egyenként 700 MW teljesítményű, 80,6 m tervezési magasságú radiál-axiális hidraulikus blokk található, két, egyenként 50 MW teljesítményű, saját szükségletű generátort is üzembe helyeztek. . A földalatti erőmű 2012-es beépítése óta az évente megtermelt villamos energia mennyisége jobban függ a Jangce - árvíz méretétől , amit további áramfejlesztők is lehetővé tesznek.
A HPP nyomásszerkezetei egy nagy , 1045 km² területű, 22 km³ hasznos kapacitású tározót alkotnak. Létrehozásakor 27 820 hektár megművelt területet elöntött a víz, Wanxian és Wushan városa víz alá került [15] . A maximálisan megengedhető tengerszint feletti magasságot ( LHL ), amely 175 m, először 2010-ben érték el [11] . A tározó 145 m-ig kimeríthető. A kipufogócső tengerszint feletti magassága 66 m. Így a fejmagasság év közben 79 m és 109 m között változik, a maximumot a nyári monszun szezonban érjük el . A hidroelektromos komplexum 116 000 m³/s kapacitású kiömlővel van felszerelve .
A kormány eredetileg 180 milliárd jenre (26,9 milliárd dollárra) becsülte a Three Gorges projekt költségét [16] . 2008 végére a kiadások elérték a 148,365 milliárd jent, amelyből 64,613 milliárd jen az építkezésre, 68,557 milliárd jen az érintett lakosok segélyezésére és áthelyezésére, valamint 15,195 milliárd jen hiteltörlesztésre [17] . 2009-ben megállapították, hogy a gát költsége megtérül, ha 1000 TWh villamos energiát termel, ami kínai áramárban 250 milliárd jen. A számítások szerint a megtérülési idő a gát teljes üzembe helyezése után tíz év volt [16] , azonban a Három-szurdok erőmű 2013. december 20-ig – az első turbinák beindítása után 4 évvel – teljesen megtérült. és egy évvel a hivatalos üzembe helyezés után [18] .
A gát finanszírozási forrásai a következők voltak: a Három-szoros Építési Alap, a Gezhouba vízerőműből származó bevétel , a Kínai Fejlesztési Bank hitelei, kínai és külföldi kereskedelmi bankok hitelei, vállalati kötvények , magából a gátból származó bevételek a gát megépítése előtt és után. teljes üzembe helyezés. Pótdíjakat is meghatároztak: minden tartományra, amely a Három-szoros Erőműből áramot kapott, MWh-nként 7 ¥, a Tibeti Autonóm Prefektúra kivételével minden más tartományban MWh-nként 4 ¥ felárat [19] .
A Három-szoros Erőmű nagy jelentőséggel bír a kínai gazdaság számára, fedezi az éves villamosenergia-fogyasztásnövekedést. Az erőmű az alsó szakaszon található Gezhouba vízerőművel együtt Kína összekapcsolt energiarendszerének központja lett. Kezdetben a vízerőműtől azt várták, hogy Kína villamosenergia-szükségletének 10%-át fedezze. Az építkezés 20 éve során azonban a villamosenergia-fogyasztás gyorsabb ütemben nőtt, és 2012-ben a vízerőmű az összes kínai villamos energia mindössze 1,7%-át termelte (98,1 a 4692,8 TWh-ból) [20] [21] .
A gát a Jangce vízjárását szabályozza, amely több mint 200 pusztító áradást szenvedett el az elmúlt 2000 évben. A 20. században a folyó katasztrofális árvizei mintegy félmillió ember halálát okozták. 1991-ben a vízelem tombolásából származó kár elérte a 250 milliárd ¥-t (ami egy vízerőmű építési költségének felel meg). A 2010-es árvíz azonban nem vezetett áldozatokhoz és jelentős károkhoz. Így a kiömlő és maga a gát is sikeresen megbirkózik a rájuk rendelt funkciókkal [15] [1] .
A vízerőmű-komplexum zsilipekkel történő felszerelése és egy tározó kialakítása javította a hajózás feltételeit a Jangce ezen részén. Ezen a szakaszon a fuvarforgalom az évi 10-18 millió tonnáról évi 100 millió tonnára nőtt, miközben a szállítási árak több mint harmadával csökkentek. Ezek a tények nagymértékben hozzájárultak Kína nyugati (a gáthoz viszonyított) régióinak, elsősorban Chongqing városának gyors gazdasági fejlődéséhez [1] .
Az erőmű főgenerátorai egyenként 6000 tonnát nyomnak, tervezési teljesítményük 700 MW. A főgenerátorok tervezési magassága 80,6 m. A víz áramlási sebessége 600-950 m³/s között változik, az árammagasságtól függően (79-109 m). Minél nagyobb az árammagasság, annál kisebb vízáramlásra van szükség a tervezett teljesítmény eléréséhez. A Three Gorges generátorok radiális-axiális turbinákat (Francis turbinákat) használnak . A turbina átmérője 9,7-10,4 m (a két tervezési lehetőség egyikétől függően), a tervezett forgási sebesség 75 ford/perc. Ennek megfelelően az 50 Hz frekvenciájú áram előállításához a generátor forgórészei 80 pólusúak . A generátorok névleges teljesítménye 778 MW, maximum 840 MW, teljesítménytényezője 0,9. A generátorok 20 kV feszültséggel termelnek villamos energiát . Ezután a generált feszültséget transzformátorok növelik 500 kV-ig, majd 50 Hz-es frekvencián továbbítják a hálózatba . Az állórész külső átmérője 21,4-20,9 m, belső átmérője 18,5-18,8 m, magassága 3-3,1 m. Ilyen méretek miatt ezek a generátorok a legnagyobbak a maguk nemében. A generátorok referenciaterhelése 5050-5500 tonna, átlagos hatásfoka 94%, maximum 96,5% [22] .
A generátorokat két vegyesvállalati csoport kétféle kivitelben gyártotta: az egyik az Alstom , az ABB Group , a Kvaerner és a kínai "Haerbin Motor" cég; a másik a Voith , a General Electric , a Siemens és a kínai Oriental Motor cég. A szerződéssel együtt a csoportok technológiai együttműködési megállapodást írtak alá. A legtöbb generátor vízhűtéses . Az újabb modellek egy része levegős típusú , aminek az az előnye, hogy könnyen tervezhető, gyártható és karbantartható [23] .
2008 júliusában a vízerőmű havi termelése először haladta meg a 10 TWh (10,3 TWh) lécet [24] . 2009. június 30-án, miután a Jangce vízhozama meghaladta a 24 000 m³/s-ot, mind a 28 generátor bekapcsolt, amelyek mindössze 16 100 MW-ot termeltek, mert a generátorok beépített teljesítménye még nem volt elegendő az árvízi időszakban megnövekedett térfogatáram lehívására. [25] . A 2009. augusztusi árvíz idején a vízerőmű először érte el rövid időre 18 200 MW-os maximális teljesítményét [26] .
A novembertől májusig tartó száraz évszakban a vízenergia-termelési kapacitást korlátozza a folyó vízhozama, amint az a jobb oldali ábrákon látható. Ha elegendő az áramlás, a kimenő teljesítményt a generátorok képességei korlátozzák. A maximális teljesítménygörbéket az átlagos áramlási sebesség alapján számítottuk ki, 175 méteres vízállást és 90,15%-os bruttó erőművi hatásfokot feltételezve. A 2008-as tényleges kapacitás a hálózatba szállított havi villamos energiából származott [27] [28] .
A számított 175 m-es maximális vízszintet először 2010. október 26-án érték el, ugyanebben az évben realizálódott a 84,7 TWh-ra becsült éves termelés [11] . 2012-ben 32 HPP erőmű világrekord 98,1 TWh villamos energiát állított elő, ami az összes kínai HPP termelésének 14%-át tette ki [3] . 2011 augusztusáig a HPP 500 TWh villamos energiát termelt [29] .
Éves villamosenergia-termelésÉv | A teljesítményegységek száma | TWh | |
---|---|---|---|
2003 | 6 | 8.607 | |
2004 | tizenegy | 39.155 | |
2005 | tizennégy | 49.090 | |
2006 | tizennégy | 49.250 | |
2007 | 21 | 61 600 | |
2008 | 26 | 80,812 | [harminc] |
2009 | 26 | 79.470 | [31] |
2010 | 26 | 84.370 | [32] |
2011 | 29 | 78.290 | [33] |
2012 | 32 | 98.100 | [34] |
2013 | 32 | 83.270 | [35] |
2014 | 32 | 98 800 | [36] |
2015 | 32 | 87 000 | [37] |
2016 | 32 | 93 500 | [38] |
2017 | 32 | 97 600 | [39] |
2018 | 32 | 101,60 | [40] |
2019 | 32 | 96.880 | |
2020 | 32 | 111.800 | |
2021 | 32 | 103.649 | [41] |
2008 júliusáig az állami tulajdonú vállalatok , a State Grid Corporation of China és a China Southern Power Grid 2,5 rubel/kWh) átalánydíjat fizettek Most a tartományi díj MWh-nként 228,7 ¥ és 401,8 ¥ között változik. A jól fizető fogyasztók, mint például Sanghaj , elsőbbséget élveznek az áramelosztásban [42] .
A HPP-k villamos energiájának fogyasztókhoz történő eljuttatására 9484 km nagyfeszültségű vezetéket építettek , ebből 6519 km 500 kV-os váltóáramú és 2965 km ± 500 kV-os és magasabb egyenáramú vezetékeket. A transzformátorok teljes beépített teljesítménye váltakozó feszültségre 22,75 GVA , egyenáramú rendszerre pedig 18 GW . Összesen 15 nagyfeszültségű vezeték vált el a vízerőműtől Kína 10 különböző tartományába. A teljes transzformátor és szállítási energiahálózat kiépítése a vízerőműtől 34,387 milliárd ¥-be került. Építése 2007 decemberében fejeződött be – egy évvel az ütemterv előtt [1] .
Két zársor van elhelyezve a gát közelében ( 30°50′12″ N 111°01′10″ E ). Mindegyik öt lépésből áll, és körülbelül 4 óra áthaladási idejük van. A zsilipek lehetővé teszik a legfeljebb tízezer tonnás vízkiszorítású hajók áthaladását [43] . A zsilipkamrák 280 m hosszúak, 35 m szélesek és 5 m mélyek [44] [45] . Ez 30 méterrel hosszabb, mint a St. Lawrence Seaway zsilipjei , de kétszer olyan mély. A gátépítés előtt a maximális rakományforgalom a Három-szoros szakaszon évi 18,0 millió tonna volt. 2004-től 2007-ig a zsilipek forgalom 198 millió tonnát tett ki, a folyó kapacitása hatszorosára nőtt, a szállítási költség pedig 25%-kal csökkent. Feltételezések szerint a zsilipek áteresztőképessége eléri az évi 100 millió tonnát [46] .
Az átjárók a cső nélküli átjárók egy fajtája. A kapuk nagyon sérülékeny csuklós szerkezetek, meghibásodásuk a zár teljes menetének működésének megzavarásához vezet. A két menet, külön az emeléshez és süllyesztéshez, hatékonyabb működést biztosít ahhoz képest, amikor egy menet felváltva szolgál a hajók emelésére és süllyesztésére.
A vízerőmű a zsilipeken kívül a legfeljebb 3000 tonna vízkiszorítású hajók számára alkalmas hajólifttel is fel van szerelve [47] (az eredeti projekt 11 500 tonna teherbírású felvonót írt elő). Az emelési magasság a felső és alsó medence szintjeitől függően változik, a maximális magasság 113 m [48] , az emelőkamra mérete 120 × 18 × 3,5 m Üzembe helyezés után a hajólift bemozgatja a hajókat 30-40 perc, szemben a 3-4 órával, ha áthaladtak a zsilipeken [49] . Tervezése és kivitelezése során a fő nehézséget az jelentette, hogy a vízszint jelentős változása mellett is biztosítani kellett a működést. A hajólift működését olyan körülmények között kell biztosítani, ahol a vízszint az alsó oldalon 12 m-en, a felvízi oldalon 30 m-en belül elmozdulhat.
A hajólift első tesztelésére 2016. július 15-én került sor, melynek során a teherhajót a felvízbe emelték , az emelési idő 8 perc volt [50] . Októberben megkezdte működését a világ legnagyobb hajóliftje a világ legnagyobb erőművében [51] .
A tervek szerint vasúti síneket építenek a hajók átszállítására a gáton. Ennek érdekében a folyó két partján rövid sínpályákat fektetnek le. A 88 km-es északi vasúti szakasz a Taipingxi kikötő területétől a Jangce északi oldalán, a gáttól fel a Yichang East pályaudvaron keresztül a Baiyang Tianqiahe kikötő területéig, Baiyan városban [52] . A 95 km-es déli szakasz Maopingtól (a gát folyásiránnyal szemben) a Yichang déli pályaudvaron keresztül Zhitsengig tart [52] .
2012 végén megkezdődtek e vasútvonalak lefektetésének előkészítő munkái [53] .
Figyelembe véve azt a tényt, hogy Kínában 366 g szenet égetnek el 1 kWh villamos energia előállításához [54] , azt feltételezték, hogy az erőmű üzembe helyezése évi 31 millió tonnával csökkenti a szénfogyasztást. amelyhez szén nem kerülne a légkörbe 100 millió tonna üvegházhatású gáz , millió tonna por, 1 millió tonna kén-dioxid, 370 ezer tonna nitrogén-oxid stb. A Jangce egy tározó létrehozásának köszönhetően sokkal nagyobb hajók haladhatnak át a folyón, ami szintén csökkenti a fosszilis tüzelőanyagok égéstermékeinek légkörbe történő kibocsátását [55] [56] [46] .
Ugyanakkor sok tudós rámutat a vízerőművek építésének lehetséges negatív következményeire. A Jangce-gát és mellékfolyóinak építése előtt, a partokat erodáló, évente több millió tonna hordalékot végeztek . A mederzáródás miatt ez a mennyiség jelentősen csökkenni fog, ami a feltételezések szerint az alsó folyási területek árvízveszélyesebbé tételéhez, valamint a fajok sokféleségének megváltozásához vezet [57] [58] . Megállapították, hogy a gát építése nem tehet mást, mint a folyóban és a szomszédos területeken élő számos biológiai fajt. Különösen az olyan vizes élőhelyek elöntése, ahol ez a ritka madár telel, jelentős károkat okozhat a gyakorlatilag kihalt szibériai daru populációjában [59] . Várhatóan a Három-szoros építése miatti hőmérséklet- és vízviszonyok változása elkerülhetetlenül hatással lesz a Jangce területén élő számos halfajra, különösen a tokfélék családjára . Ami a kínai folyami delfint illeti , amely nagy valószínűséggel a vízerőmű építésének kezdetére kihalt, úgy vélik, hogy a gát megépítése végleg véget vet e faj túlélésének [60] [61]. .
Egy gát meghibásodása esetén mintegy 360 millió embert fenyegethet az árvízi övezetbe esés veszélye.
A NASA számításai szerint a tározó kialakulása során 39 milliárd tonna víznek akár 175 m tengerszint feletti magasságra való felemelkedése megnövelte a Föld tehetetlenségi nyomatékát és csökkentette a forgási sebességét , ezáltal megnőtt a tározó időtartama. a napot 0,06 mikromásodperccel [62] [63] .
"Sanxia"
Rezervoár
A Sanxia szerkezetek egy részének modellje
![]() | |
---|---|
Szótárak és enciklopédiák | |
Bibliográfiai katalógusokban |
Tavak és víztározók Kínában | |
---|---|
Öt legnagyobb édesvizű tó | |
Az öt legnagyobb sós tó | |
Nemzeti parkok |
|
Vizes élőhelyek |
|
tartalékok |
|
Öt legnagyobb víztározó |
|