Гидроэлектростанции и гидросооружения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский педагогический государственный университет

Факультет технологии и предпринимательства

Реферат на тему:

Гидроэлектростанции и гидросооружения

Выполнила: Шапина Ульяна

3 курс 1 группа

Проверила: Тимофеева Ю.Ф.

Москва, 2010 г



Содержание

Введение

1. Основные сооружения и оборудование гидроэлектростанций

2. Аварии и происшествия на ГЭС

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Люди очень давно научились использовать энергию воды для того, чтобы вращать рабочие колеса мельниц, станков, пилорам. Но постепенно доля гидроэнергии в общем количестве энергии, используемой человеком, уменьшилась. Это связано с ограниченной возможностью передачи энергии воды на большие расстояния. С появлением электрической турбины, приводимой в движение водой, у гидроэнергетики появились новые перспективы. Первой электростанцией трехфазного тока была Лаутенская гидроэлектростанция. На ней были установлены два одинаковых трехфазных синхронных генератора. Фазное напряжение при помощи трансформаторов повышалось с 50 до 5000 вольт. Ее электроэнергия использовалась для питания осветительной сети города Хейльбронна, а также ряда небольших заводов и мастерских. Понизительные трансформаторы устанавливались непосредственно у потребителей. Эта первая в мире промышленная установка трехфазного тока была запущена в эксплуатацию в начале 1892 г. Использование энергии вод в этой установке показало возможность использования гидроресурсов, отдаленных от промышленных центров. С тех пор число гидроэлектрических установок все время возрастает.

Например, в 1892 г. Н.Н. Бенардос предложил организовать электроснабжение Петербурга путем утилизации энергии Невы на специально построенных электрических станциях (мощностью до 20 000 л. с). В 1893 г. Н.С. Лелявский разработал схему использования гидроэнергии Днепровских порогов. В.Н. Чиколев, пропагандировавший еще в начале 80-х годов XIX в. использование водяных турбин в качестве первичных двигателей электростанций, в 1896 г. совместно с Р.Э. Классоном построил в Петербурге на р. Охта гидроэлектростанцию и линию электропередач трехфазного тока.В течение 90-х годов XIX в. гидроэнергия играет все более заметную роль в электроснабжении. С каждым годом возрастало число крупных гидроэлектростанций. В конце XIX в. были сооружены: Рейнфельдская гидроэлектростанция (Германия, 1898 г.) мощностью 16 800 кВт при напоре воды 3,2 м, Ниагарская (США) мощностью 50 тыс. л. с. при напоре 41,2 м, Жонажская (Франция, 1901 г.) мощностью 11 200 л. с. В начале второго десятилетия XX в. были пущены в ход гидроэлектростанции Аугст-Виллен (Германия, 1911 г.) мощностью 44 тыс. л. с, Кеокук (США, 1912 г.) мощностью 180 тыс. л. с. Качество турбинного оборудования было еще недостаточно высоким, КПД колебался в пределах 0,8--0,84. Несовершенными были формы и конструкции гидросооружений, что объясняется недостаточной изученностью вопросов инженерной гидравлики и гидротехники. Поэтому некоторые ГЭС, построенные в эти годы, в последующем подверглись более или менее серьезной реконструкции.В дореволюционной России гидроэлектростанций было мало. Первой была установка на Охтинском заводе в Петербурге мощностью 350 л. с. (1896 г.). Кроме того, действовали ГЭС «Белый уголь» на р. Подкумок (1903 г.) мощностью 990 л. с, напряжением 8000 В, Гиндукушская ГЭС (1909 г.) на р. Мургаб, мощностью 1 590 л. с. Кроме того, действовали несколько более мелких по мощности (Сашнинская, Аллавердинская, Тургусунская, Сестрорецкая и др.). Общая мощность гидростанций дореволюционной России составляла 8000 кВт. В настоящее время в России работают 102 ГЭС мощностью свыше 100 МВт. Общая установленная мощность гидроагрегатов на ГЭС составляет примерно 45 млн. кВт (5 место в мире), а выработка порядка 165млрд кВт*ч/год (также 5 место) в общем объеме производства электроэнергии, а в России доля ГЭС не превышает 21%.

При этом по экономическому потенциалу гидроэнергоресурсов Россия занимает второе место и мире (порядка 852 млрд. кВт ч.) после Китая, однако, по степени их освоения -- 20% -- уступает практически всем развитым странам и многим развивающимся государствам. Для дальнейшего освоения гидропотенциала России и развития отечественной гидроэнергетики, фактически находившейся в состоянии стагнации на протяжении 90-х годов прошлого века, в ходе процесса реформирования российской электроэнергетики в декабре 2004 года была создана Федеральная гидрогенерирующая компания (ОАО «ГидроОГК»). Приоритетными задачами ОАО «ГидроОГК», которые поставило государство перед компанией при ее учреждении, являются обеспечение надежной и безопасной эксплуатации действующих ГЭС, завершение существующих строек, а также проектирование и сооружение новых гидростанций.

Степень износа оборудования большинства российских гидростанций превышает 40%, а по некоторым ГЭС этот показатель достигает 70%, что связано с системной проблемой всей гидроэнергетической отрасли последних пятнадцати лет -- ее хроническим недофинансированием.

По состоянию на 2009 год в России имеется 15 действующих, достраиваемых и находящихся в замороженном строительстве гидравлических электростанций свыше 1000 МВт и более сотни гидроэлектростанций меньшей мощности.

Крупнейшие гидроэлектростанции России

Ранг	Название	Размещение	Установленная мощность, МВт	Река	Год ввода в эксплуатацию	Энергосистема
1	Саяно-Шушенская ГЭС	пос. Черёмушки, Респ. Хакасия	6 400	Енисей	1978	ОЭС Сибири
2	Kрасноярская ГЭС	г. Дивногорск, Kрасноярский край	6 000	Енисей	1971	ОЭС Сибири
3	Братская ГЭС	г. Братск, Иркутская обл.	4 500	Ангара	1967	ОЭС Сибири
4	Усть-Илимская ГЭС	г. Усть-Илимск, Иркутская обл.	3 840	Ангара	1980	ОЭС Сибири
5	Волжская ГЭС им. XXII съезда KПСС	г. Волгоград, Волгоградская обл.	2 541	Волга	1962	ОЭС Центра
6	Волжская ГЭС им. В.И. Ленина	г. Тольятти, Самарская обл.	2 300	Волга	1957	ОЭС Средней Волги
7	Чебоксарская ГЭС	г. Новочебоксарск, Респ. Чувашия	1 370	Волга	1980	ОЭС Средней Волги
8	Саратовская ГЭС	г. Балаково, Саратовская обл.	1 360	Волга	1970	ОЭС Средней Волги
9	Зейская ГЭС	г. Зея, Амурская обл.	1330	Зея	1980	ОЭС Востока
10	Нижнекамская ГЭС	г. Набережные Челны, Респ. Татария	1205	Kама	1979	ОЭС Средней Волги
11	Загорская ГАЭС	пос. Богородское, Московская обл.	1200	Kунья	1987	ОЭС Центра
12	Воткинская ГЭС	г. Чайковский, Пермская обл.	1020	Kама	1963	ОЭС Урала
13	Чиркейская ГЭС	пос. Дубки, Респ. Дагестан	1000	Сулак	1976	ОЭС Северного Kавказа

Уровень развития гидроэнергетики в разных странах

Уровень развития гидроэнергетики в разных странах и на разных континентах неодинаков. Больше всего гидроэлектроэнергии производят Соединенные Штаты, за ними идут Россия, Украина. Канада, Япония, Бразилия, КНР и Норвегия. Неосвоенные гидроэнергетические ресурсы Африки, Азии и Южной Америки открывают широкие возможности строительства новых ГЭС. На Северную Америку, в распоряжении которой находится всего около 13% мировых ресурсов гидроэнергетики, приходится около 35% полной мощности действующих ГЭС. В то же время Африка (21% мировых гидроэнергетических ресурсов) и Азия (39%) вносят лишь 5% и 18% соответственно в мировую выработку гидроэлектроэнергии. Европа (21% ресурсов) дает 31% выработки, а Южная Америка и Австралия, вместе взятые, располагая примерно 15% ресурсов, дают только 11% производимой в мире гидроэлектроэнергии.



1. Основные сооружения и оборудование гидроэлектростанций

Гидроэлектростанции является составной частью гидроузла - комплекса гидротехнических сооружений, предназначенных для использования водных ресурсов в интересах народного хозяйства: получения электрической энергии, ирригации, водоснабжения, улучшения условий судоходства, защиты от наводнений, рыбоводства и др.

Мощность гидравлического потока зависит от расхода и напора. Скорость потока воды в реке изменяется по ее длине с изменением сечения русла и гидравлического уклона. Для концентрации мощности и сосредоточения напора реки в каком- либо одном месте возводят гидротехнические сооружения: плотину, деривационный канал.

Плотина, перегородив реку, образует водохранилище, достигающее иногда таких больших размеров, что его называют морем. Таковы, например, Волгоградское, Цимлянское море, простирающиеся более чем на 100 км. Поверхность воды перед плотиной называется верхним бьефом, а за плотиной - нижним бьефом.

Водосбросные сооружения перепускают воду из верхнего бьефа в нижний во избежание превышения максимального расчетного уровня воды в период паводка, сбрасывает лед, шугу и т. п.

Если река судоходна, то к плотине примыкают шлюзы (судоподъемники) с подходными каналами для пропуска судов и плотов через гидроузел, перевалки грузов и пересадки пассажиров с водного на сухопутный транспорт и пр.

Для обеспечения отбора и подачи воды неэнергетическим потребителям в состав гидроузла входят водоприемные сооружения и насосные станции.

Рыбохозяйственные сооружения - это рыбоходы и рыбоподъемники для пропуска через гидроузел ценных пород рыб к местам постоянных нерестилищ, рыбозащитные сооружения и сооружения для искусственного рыборазведения. Иногда рыбу пропускают через шлюзы в процессе шлюзования судов.

Для связи объектов гидроузла между собой, соединения их с сетью государственных автомобильных и железных дорог, а также для пропуска этих дорог через сооружения гидроузла строят транспортные сооружения: мосты, дороги и др.

Для выработки электроэнергии и ее распределения потребителям в состав гидроузла входят различные энергетические сооружения. К ним относятся: водоприемные устройства и водоводы, подводящие воду из верхнего бьефа к турбинам и отводящие воду в нижний бьеф; здание гидроэлектростанций с гидротурбинами, гидрогенераторами и трансформаторами; вспомогательное механическое и подъемно- транспортное оборудование; пульт управления; открытые распределительные устройства, предназначенные для приема и распределения энергии.

Принципиальные схемы гидроэлектростанций

Эффективное использование энергии водного потока возможно при создании перепада давления воды на коротком участке реки. Это достигается выбором места расположения гидроэлектростанции и созданием искусственного сосредоточения перепада в результате применения рациональной схемы гидроэлектростанции. В практике строительства ГЭС применяются следующие схемы концентрации перепада уровней воды.

Плотинная схема

Перепад давления концентрируется путем подпора уровня реки в результате создания плотины. Образующееся при этом водохранилище является регулирующей емкостью, которая служит для создания запасов воды во время паводка и позволяет более полно использовать энергию водотока.

Здание ГЭС в этом случае может располагаться либо в теле плотины и составлять ее часть (русловая схема); в последнем случае вода к турбинам подводится по специальным трубам или коротким подводящим каналам. Примером плотинной схемы расположения здания ГЭС могут служить Волжская, Саратовская, Иркутская и другие ГЭС, а примером расположения здания машинного зала за плотиной- Красноярская, Нурекская ГЭС.

Плотинные ГЭС более выгодны при малых уклонах рек, так в этом случае получение необходимого напора с помощью деривации потребует значительной длины последней и она будет дороже плотины. При очень больших расходах воды плотинные схемы энергоиспользования тоже более выгодны, так как каналы больших сечений оказываются дороже плотин. Расходы воды, используемые в плотинных ГЭС, в настоящее время достигают 14000^м3/c(Волжская им. В. И. Ленина на р. Волге). Напоры, используемые на плотинных ГЭС, колеблются в очень широких пределах. Минимальные значения используемого напора достигают 1,5 - 3,0 м. Например, на ГЭС Диксон (США) используемый напор равен 2,45 м (ее мощность 2800 кВт, максимальный расход 140 ^м3/c). Максимальный напор ГЭС плотинного типа около 280 м (Нурекская ГЭС).

Деривационная схема

Перепад давления концентрируется путем отвода воды из естественного русла по искусственному водоводу (деривационному каналу), имеющему меньший гидравлический уклон. Благодаря такой схеме уровень воды в конце водовода оказывается выше уровня воды в реке. В зависимости от типа деривационного водовода различают ГЭС с безнапорной и с напорной деривацией. На ГЭС с безнапорной деривацией отвод воды из русла реки осуществляется безнапорными водоводами. Для забора воды в русле реки возводится небольшая плотина, образующая водохранилище. Деривационный канал заканчивается напорным бассейном, из которого вода по трубопроводам подается к турбинам, расположенным в здании ГЭС.

Строительство гидроэлектростанций по деривационной схеме целесообразно в горных условиях, где реки имеют большие уклоны при сравнительно малых расходах. В этих условиях при небольших протяженности и поперечном сечении деривационного водовода можно получить значительные напор (до 1000 м) и мощность. Примером деривационной гидроэлектростанции является Гюмушская ГЭС на реке Раздан в Армении.

Напоры деривационных ГЭС колеблются от нескольких метров до 1767 м (ГЭС Райссек в Австрии). Расходы на деривационных ГЭС колеблются в очень значительных пределах - от нескольких кубических метров в секунду до 1530 ^м3/c (ГЭС Донзер-Мондрагон на р. Роне во Франции). Самый большой напор на деривационных ГЭС в России достигает 600 м, а самый большой расход 700 ^м3/c на Нарвской ГЭС.

Рис. 1. Принципиальные схемы гидроэлектростанций.I - плотинная; II - деривационная

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС)

Строительство ГАЭС целесообразно в тех районах, где гидроэнергетические ресурсы уже в значительной степени использованы, и возможность строительства новых ГАЭС ограничена. ГАЭС могут работать при относительно небольших объемах водных бассейнов; при этом неравномерность суточного графика нагрузки энергосистемы устраняется перераспределением электроэнергии, вырабатываемой другими электростанциями. ГАЭС дают большой экономический эффект.

ГАЭС работает в двух режимах: насосном и турбинном, потому ее оборудуют обратимыми гидромашинами, способными работать как в качестве насосов, так и в качестве двигателей. При работе в насосном режиме вода из нижнего бассейна перекачивается в верхний, расположенный на определенной высоте. ГАЭС работает в насосном режиме, как правило, в ночное время, когда расход электроэнергии в энергосистеме минимальный. В этом режиме ГАЭС потребляет электроэнергию, вырабатываемую другими электростанциями, включенными в энергосистему, а в верхнем бассейне создается запас гидравлической энергии.

В турбинном режиме ГАЭС использует для выработки электроэнергии запасенную в верхнем бассейне воду. ГАЭС работает в турбинном режиме в часы «пик», когда нагрузка энергосистемы возрастает.

Помимо обеспечения электроэнергией ГАЭС выравнивает режим работы тепловых электростанций, уменьшая при этом удельный расход топлива на выработку 1 кВт*ч энергии. Примером такого использования водных ресурсов является Балаковская ГАЭС. Вместе с Саратовской ГЭС, Балаковской АЭС и ТЭЦ-4 гидроаккумулирующая станция образует крупнейший энергокомплекс, способный покрывать дефицит электроэнергии в часы максимальной нагрузки.

Рис. 2. Гидроаккумулирующая электростанция (схема):



а -- вертикальный разрез; б -- план: 1 -- верхний аккумулирующий бассейн; 2 -- водоприёмник; 3 -- напорный водовод; 4 -- здание электростанции; 5 -- нижнее питающее водохранилище; 6 -- плотина с водосбросом; 7 -- нормальный подпорный уровень воды; 8 -- уровень сработки.

Приливные электростанции (ПЭС)

Колебания уровня морей и океанов, достигающие у побережья некоторых районов земного шара 15-20 м, объясняется взаимным действием сил притяжения луны и Солнца, причем величина солнечного прилива в 2,6 раза меньше лунного. Наибольшая высота прилива наблюдается в период, когда Солнце, Луна и Земля находятся на одной прямой. а наименьшая высота соответствует положению под прямым углом линий, проходящих через Солнце и Землю и через Луну и Землю. Кроме взаимного расположения планет, на высоту прилива влияют географическое положение ПЭС, форма береговой линии, глубина и рельеф дна, наличие ледового покрова.

Наибольшая высота прилива (8-10 м) наблюдается на побережье Охотского и Белого морей.

Принцип работы ПЭС: водный бассейн залива отгорожен от моря плотиной, имеющей водопропускные отверстия; в здании электростанции установлены турбины, способные работать только при течении воды из залива в море. Это однобассейновая ПЭС одностороннего действия. Рабочий процесс ее состоит из следующих циклов: наполнение бассейна, ожидание отлива, выработка электроэнергии, ожидание прилива. Очевидно, что при работе ПЭС по такой схеме электроэнергия вырабатывается лишь в течение ограниченного времени, а период отлива для этой цели не используется.

В однобассейновых ПЭС двухстороннего действия (рис. 3) электроэнергия вырабатывается как при приливе, так и при отливе. При наполнении открываются затворы 1 и 3, а при выходе воды - затворы 4 и 2 . Поток воды всегда движется в одном направлении: из отсека а в отсек в. Эта схема позволяет использовать на ПЭС обычные необратимые турбины.

Рис.3

В России c 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составило 1,7 МВт. В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море, в настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире -- проектная мощность 87 ГВт. Существуют ПЭС и за рубежом -- во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС «Ля Ранс», построенная в эстуарии р. Ранс (Северная Бретань) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт, в Норвегии - ПЭС Хаммерфест,в Канаде - ПЭС Аннаполис.

Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками -- высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов.

Для создания экономичной приливной станции необходимы определённые природные условия. В частности, должен быть большой перепад уровней во время отлива и прилива (не менее шести метров), особенности береговой линии, которые позволяют создать плотину и водный бассейн соответствующих размеров. На нашей планете такие места найти не так уж и просто. Это побережье американского штата Мэн, канадская провинция Нью-Брансуик, Персидский залив, отдельные регионы Аргентины, южная Англия, северная Франция, северные области европейской части России. Впрочем, даже станции, сооруженные в указанных регионах, не смогли бы достойно конкурировать с уже действующими ТЭС по стоимости производимой энергии.

Проекты приливных электростанций обычно предусматривают наличие двух бассейнов. Это верховой и низовой водоёмы. Каждый из них должен быть дополнен водопропускными отверстиями и затворами. Во время прилива верховой бассейн заполняется водой, а затем отдаёт всю воду низовому, который опорожняется при отливе.

Существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли влияние приливных электростанций пренебрежимо мало. Кинетическая энергия вращения Земли (~10²⁹ Дж) настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10^?14 секунды в год, что на 9 порядков меньше естественного приливного торможения (~2Ч10^?5 с в год).

Крупнейшая в мире приливная электростанция



Макет станции Ля Ранс, Франция

2. Аварии и происшествия на ГЭС

гидроэлектростанция авария социальный экологический

17 мая 1943 года -- подрыв Британскими войсками по операции Chastise плотин на реках Мёне (водохранилище Мёнезее) и Эдер (водохранилище Эдерзее), повлекшие за собой гибель 1268 человек, в том числе около 700 русских военнопленных.

9 октября 1963 года -- одна из крупнейших гидротехнических аварий на плотине Вайонт в северной Италии.

В ночь на 11 февраля 2005 года в провинции Белуджистан на юго-западе Пакистана из-за мощных ливней произошел прорыв 150-метровой плотины ГЭС у города Пасни. В результате было затоплено несколько деревень, более 135 человек погибли.

12 сентября 2007 года -- на Новосибирской ГЭС произошел крупный пожар на одном из трансформаторов по причине замыкания и вследствие этого возгорания битума и обшивки трансформатора.

5 октября 2007 года на реке Чу во вьетнамской провинции Тханьхоа после резкого подъема уровня воды прорвало плотину строящейся ГЭС Кыадат. В зоне затопления оказалось около 5 тысяч домов, 35 человек погибли.

3 августа 2009 года -- возгорание на трансформаторе напряжения открытого распределительного устройства 200 кВ Бурейской ГЭС.^[6]

16 августа 2009 года -- пожар в мини-АТС Братской ГЭС, выход из строя аппаратуры связи и телеметрии ГЭС^[7] (Братская ГЭС входит в тройку крупнейших ГЭС России).

17 августа 2009 года -- крупная авария на Саяно-Шушенской ГЭС (Саяно-Шушенская ГЭС самая мощная электростанция России).

Авария на Саяно-Шушенской ГЭС

Индустриальная техногенная катастрофа, произошедшая 17 августа 2009 года. В результате аварии погибло 75 человек, оборудованию и помещениям станции нанесён серьёзный ущерб. Работа станции по выработке электроэнергии приостановлена. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, на социальной и экономической сферах региона. В результате проведённого расследования непосредственной причиной аварии было названо усталостное разрушение шпилек крепления крышки турбины гидроагрегата, что привело к её срыву и затоплению машинного зала станции.

Данная авария является крупнейшей в истории катастрофой на гидроэнергетическом объекте России и одной из самых значительных в истории мировой гидроэнергетики. «Авария уникальна, -- сказал, в частности, министр РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий С. К. Шойгу. -- Ничего подобного в мировой практике не наблюдалось». Тем не менее оценка последствий катастрофы в экспертном и политическом сообществе неоднозначна. Некоторые специалисты и организации, в том числе тот же Сергей Шойгу, сравнивают Саяно-Шушенскую катастрофу по её значимости и влиянию на экономические и социологические аспекты жизни России с аварией на Чернобыльской АЭС. Другие эксперты считают, что эти катастрофы несравнимы по масштабам.

Саяно-Шушенская гидроэлектростанция на реке Енисей является крупнейшей ГЭС России и одной из наиболее крупных ГЭС в мире. Она расположена на границе Красноярского края и Хакасии. Строительство ГЭС началось в 1968 году, первый гидроагрегат был пущен в 1978 году, последний -- в 1985 году. В постоянную эксплуатацию электростанция была принята в 2000 году. Технически ГЭС состоит из бетонной арочно-гравитационной плотины высотой 245 м и приплотинного здания ГЭС, в котором размещены 10 радиально-осевых гидроагрегатов мощностью по 640 МВт. Установленная мощность ГЭС составляет 6400 МВт, среднегодовая выработка -- 24,5 млрд кВт·ч. Плотина ГЭС образует крупное Саяно-Шушенское водохранилище сезонного регулирования. Ниже по течению Енисея расположена контррегулирующая Майнская ГЭС, составляющая с Саяно-Шушенской ГЭС единый производственный комплекс.

33 000 000 мі грунта и скальных пород было перемещено гидростроителями при возведении гигантской плотины Саяно-Шушенской ГЭС. Уложенного при строительстве плотины бетона хватило бы на постройку автострады от Санкт-Петербурга.

Саяно-Шушенской ГЭС до аварии…

Социальные последствия

На момент аварии в машинном зале станции находилось 116 человек, в том числе один человек на крыше зала, 52 человека на полу зала (отметка 327 м) и 63 человека во внутренних помещениях ниже уровня пола зала (на отметках 315 и 320 м). Из них сотрудниками станции были 15 человек, остальные являлись работниками различных подрядных организаций, осуществлявших ремонтные работы (большая часть из них -- сотрудники ОАО «Саяно-Шушенский Гидроэнергоремонт»). Всего на территории станции (в том числе вне зоны, затронутой аварией) находилось около 300 человек. В результате аварии погибло 75 человек, пострадало 13 человек^[1]. Тело последнего погибшего было найдено 23 сентября^[47]. Полный список погибших с указанием мест обнаружения тел опубликован в акте технического расследования комиссии Ростехнадзора. Большое количество погибших объясняется нахождением большинства людей во внутренних помещениях станции ниже уровня пола машинного зала и быстрым затоплением этих помещений.

Экологические последствия

Авария оказала негативное воздействие на окружающую среду: масло из ванн смазки подпятников гидроагрегатов, из разрушенных систем управления направляющими аппаратами и трансформаторов попало в Енисей, образовавшееся пятно растянулось на 130 км. Общий объём утечек масла из оборудования станции составил 436,5 мі, из которых ориентировочно 45 мі преимущественно турбинного масла попало в реку. С целью недопущения дальнейшего распространения масла по реке были установлены боновые заграждения; для облегчения сбора масла применялся специальный сорбент, но оперативно прекратить распространение нефтепродуктов не удалось; пятно было полностью ликвидировано лишь 24 августа, мероприятия по очистке прибрежной полосы планируется завершить к 31 декабря 2009 года. Загрязнение воды нефтепродуктами привело к гибели около 400 тонн промышленной форели в рыбоводческих хозяйствах, расположенных ниже по течению реки; фактов гибели рыбы в самом Енисее отмечено не было. Общая сумма экологического ущерба предварительно оценивается в 63 млн. рублей.

Экономические последствия

В результате аварии полностью разрушен и выброшен из шахты гидроагрегат № 2, разрушена также шахта гидроагрегата. У гидроагрегатов № 7 и № 9 разрушены генераторы. Существенные повреждения получили и другие гидроагрегаты. Разрушены стены и крыша машинного зала в районе гидроагрегатов № 2, 3, 4. В районе гидроагрегатов № 2, 7, 9 разрушено перекрытие машинного зала. Разной степени повреждения получило и иное оборудование станции, расположенное в машинном зале и вблизи него,-- трансформаторы, краны, лифты, электротехническое оборудование. Общие потери, связанные с повреждением оборудования, оцениваются в 7 млрд. рублей.

Восстановление станции

Работы по восстановлению ГЭС начались практически сразу после аварии. 19 августа 2009 года создана дирекция по ликвидации последствий аварии во главе с главным инженером станции А. Митрофановым. На первом этапе работ основной задачей являлось восстановление энергоснабжения станции и разбор завалов в машинном зале. Завалы были полностью разобраны к 7 октября, 21 сентября 2009 года началось восстановление стен и крыши машинного зала, эта работа по плану должна была быть завершена к 11 ноября, но была закончена досрочно, 6 ноября. Одновременно ведутся работы по демонтажу наиболее пострадавших гидроагрегатов; особую сложность представляет демонтаж остатков гидроагрегата № 2, который планировалось завершить к концу января 2010 года, однако данный срок выдержан не был, и окончание демонтажа гидроагрегата теперь запланировано на март-апрель 2010 года. Работы по восстановлению ГЭС планируется завершить к декабрю 2014 года.



Заключение

С 13 по 24 ноября 2008 г. в Гааге (Голландия) проходила Шестая конференция сторон Рамочной конвенции ООН по изменению климата, в ней принимают участие представители более 160 стран. На этой встрече должны быть окончательно разработаны механизмы внедрения международных документов, призванных предотвратить глобальное потепление на планете., в том числе было принято решение о развитии "чистых" технологий. Это отличная возможность для развивающихся стран действительно пойти по пути устойчивого развития, основанного на использовании энергоэффективных технологий и возобновляемых источниках энергии. Однако развитие таких технологий будет вряд ли возможно, если не будут существенно сокращены кредиты на строительство и эксплуатацию АЭС и крупных гидроэлектростанций, а также проектов, связанных с использованием традиционных источников энергии. Что касаемо гидроэлектростанций, то кроме того, что они маломощны, именно благодаря им и у экологов, и у спасателей появилась поговорка "где плотины - там смерть".

Вступив в ХХI век, мир столкнулся со многими проблемами и, прежде всего, с проблемой необходимости создания устойчивого образа жизни, который не будет угрожать будущим поколениям.

Пресная вода является важным элементом жизни на нашей планете. Поэтому устойчивое развитие требует рационального использования ограниченных мировых ресурсов пресной воды. Проблема обеспечения водой населения и различных отраслей хозяйства Украины важна и является одной из актуальнейших для развития всей экономики на ближайшие годы.

Водные ресурсы предопределяют развитие отдельных регионов, размещение промышленных объектов и населенных пунктов, играют первостепенную роль в формировании природно-технических комплексов, таких как водохозяйственные узлы, оросительные и осушительные системы, энергетические, агропромышленные и другие комплексы. По высказываниям различных ученых, в будущем возможны серьезные разногласия и противоречия между странами в использовании пресной воды, которые могут перерастать в военные конфликты.

В мире отмечено увеличение использования воды за 100 лет в 6 раз. В 2005 году ежегодное потребление воды на душу населения упало с 7,3 тыс. м³ (в 1995 г.) в год до 4,8 тыс. м³ в год.

Более 1 млрд. людей в мире не имеют доступа к постоянным источникам воды, а еще 2 млрд. человек испытывают недостаток в чистой воде, поскольку живут в антисанитарных условиях.

Каждую минуту в мире от нехватки воды гибнут 6 детей.

Вклад гидроэнергетики, которая обеспечивает получение энергии от текущей воды, в общее мировое использование энергии невелик, примерно 6%. Однако в ряде стран мира гидроэнергетика занимает ведущее место. На долю ГЭС в Норвегии приходится около 100% всего производства электроэнергии, в Бразилии, Канаде, Швеции - более 50%, в России около 20%. К положительным сторонам гидроэнергетики относится, в первую очередь отсутствие выбросов продуктов горения а атмосферный воздух, а также относительная дешевизна получаемой энергии. Однако развитие гидроэнергетики требует учета территориальных аспектов. Строительства гидроэлектростанций является целесообразным и экономически выгодным только для горных рек. В противном случае, при строительстве ГЭС на равнинных реках, возникает ряд негативных последствий, как экономических, так и экологических. Наиболее серьезными и общими является:

- затопление земель, изъятие их из хозяйственного оборота;

- снижение скорости течения рек, замедление водообмена и самоочищения;

- изменение микроклимата окружающей территории;

- подтопление берегов, заболачивание, развитие оползневых процессов. Поэтому в перспективе доля гидроэнергетики не будет сильно возрастать из-за ограниченности ресурсов и территориальной емкости энергоустановок. Энергетическая проблема тесно связана с проблемой продовольственной, так, как с вопросами развития гидроэнергетики связаны потери плодородных пойменных земель в долинах равнинных рек. Например, полтора десятка гидроэлектростанций на реках европейской части России дают около 5% производимой в стране электроэнергии, а их водохранилища вместе с преобразованными землями занимают площадь более 5 млн. га, что с учетом ценности затопленных земель эквивалентно потери не менее 6% пашни.

Производство энергетических установок, использующих возобновляемые источники, растет, а цены на них падают. Падают и затраты на производство «альтернативной» электроэнергии

По вопросу строительства гидроэлектростанций в мире нет единого мнения. За ограничение гидроэнергетического строительства выступает ряд экологов, действительно следует признать, что в советское время переориентация республики на крупные энергоемкие производства (пример: алюминиевый завод в межгорной Гиссарской равнине, потреблявший 50% электроэнергии, вырабатываемой в Таджикистане) стимулировала строительство крупных ГЭС. При этом в зоны затопления под водохранилища попадали десятки тысяч гектаров плодородных земель, а множество крестьянских семей насильственно перегонялись из горных ущелий в непривычные для них климатические условия, в основном в засушливые хлопкосеющие долины. Исходя из этого в настоящее время предлагается отказаться от строительства крупной Рогунской ГЭС (река Вахш) для завершения строительства которой требуется более 3 млрд. долларов США и сосредоточиться на завершении строительства средних ГЭС на Памире, Сангтудинской ГЭС на реке Вахш, на техническом переоснащении старых гидроэлектростанций, а также на развитии малой гидроэнергетики и весьма перспективных для Таджикистана - солнечной и ветровой энергии, что коне4но не решает всех проблем, а является наиболее экономически приемлемым для Таджикистана вариантом. При этом совершенно не учитывается его экологичность и дальнейшая их судьба, что приведет когда-то к экологической катастрофе.

Строительство гидроэлектростанций сыграло свою роль в развитии народного хозяйства. Вместе с тем многие крупные реки -- Обь, Енисей, Ангара и другие -- были частично превращены в цепочки водохранилищ. Плотины-тромбы нарушили естественное течение рек, привели к развитию застойных процессов, снизили способность к «самоочищению», резко изменили качество воды и др.

Перечень совершенных ошибок при строительстве ГЭС немал. Вот лишь несколько примеров, представляющих бедствия и экологические угрозы:

Новосибирская ГЭС отсекла большую часть нерестилищ, резко снизив промысловые уловы сибирского осетра; в 1999 г. он занесен в Красную книгу России;

При строительстве Братской ГЭС в ложе водохранилища оставили строевую сосну, которая стала разлагаться, превратив водохранилище в мертвый водоем;

Сооружение на Енисее Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС привело к необратимым процессам: изменению микроклимата региона, нарушению водного и теплового баланса реки. Прогретые массы водохранилищ не позволяют реке полностью покрыться льдом. Во время ледохода создаются заторы, перегораживающие реку по всей ширине, бомбежка которых малоэффективна. Каждый ледоход приносит местным жителям большие беды;

Иркутская ГЭС построена в сейсмически активной зоне; катастрофическое разрушение плотины приведет к уничтожению ряда городов вдоль Ангары;

Многие города Сибири -- Новосибирск, Красноярск, Иркутск и другие -- находятся ниже водохранилищ с высокими плотинами. Природная катастрофа или диверсионный взрыв могут привести к уничтожающему наводнению.

Одной из главных задач электроэнергетики Китая с начала 90-х годов является расширенное строительство гидроэлектростанций: во - первых, Китай обладает самыми крупными в мире запасами гидроэнергии, и во- вторых, гидроэлектроэнергия является экологически чистым возобновляемым видом энергии, что особенно важно для Китая в условиях напряженной экологической обстановки. Мощность энергоблоков на ГЭС в 2000г. составила 70 млн. кВт

Похоже, дискуссия и борьба, развернувшаяся вокруг крупнейшего в мире проекта строительства гидроэлектростанции «Три ущелья», оставила определенный след в китайском общественном мнении. Несмотря на протесты, правительство сейчас завершает реализацию этого крупнейшего в мире (по крайней мере, по затратам) проекта создания гидроэлектростанции. Он обойдется в 25 млрд. долларов, приведет к затоплению целых городов и переселению 3 млн. человек. Планы Китая по строительству каскада плотин в верхнем течении Меконга, названного «Тремя ущельями», по мощности запланированных здесь гидроэлектростанций уже вызвали обеспокоенность в соседних странах, расположенных ниже по течению. Однако потребность бурно развивающейся экономики Китая в электроэнергии огромна. Страна сталкивается с регулярными массовыми отключеньями электроэнергии. Китаю также предстоит решить проблему потребления каменного угля, сжигание которого вызывает сильнейшее локальное загрязнение воздуха, особенно мощное в многомиллионных китайских городах. В последние годы страна сталкивает также с нарастающей критикой на международном уровне. По выбросам углекислого газа, образующегося при сжигании угля, Китай вышел на второе место в мире. Власти провинции Юннань отмечают, что строительство гидроэлектростанции позволит снизить потребность в угле на 37 млн. т в год. Тем не менее, китайскому правительству, похоже, придется учитывать и растущую оппозицию этому проекту со стороны природоохранных структур, науки, и природоохранной общественности. Дополнительным важным фактором станет то, что большая часть местных жителей - тибетцы и представители других малочисленных местных народностей. Многие из них не говорят на китайском языке. Если земли их традиционного проживания будут затоплены, им крайне сложно будет найти место в новой жизни. Полностью остановить строительство гидроэлектростанции на реке вряд ли удастся. Однако можно надеяться, что при подготовке ее проекта, власти будут вынуждены уделить гораздо большее внимание решению экологических и социальных вопросов.

Рассмотрим некоторые наиболее острые экологические проблемы, связанные с гидроэлектростанциями в Украине, которые затрагивают или могут затронуть население

Водохранилища. В последнее время в средствах массовой информации появилось достаточно много публикаций, касающихся состояния гидротехнических сооружений на Днепре и возможных последствий их прорыва. Так, руководитель независимой международной группы ученых по прогнозированию последствий катастроф Василий Кредо назвал Киевское водохранилище наиболее опасным объектом не только в Украине, но и на всем земном шаре. «Именно из-за Киевского моря столицу Украины вполне может ожидать судьба Помпеи, а Украину -- канувшей в небытие Атлантиды», -- сказал руководитель группы ученых. Мотивируя свой прогноз, Василий Кредо сообщил, что при его личном участии в Совете Европы неоднократно поднимался вопрос о полной ликвидации тридцатикилометровой зоны, включая и Киевское море. С научной точки зрения, Днепровский каскад -- «наклонный крутоперепадный объект». Если вследствие даже не очень сильного землетрясения пострадает Киевская ГРЭС, то земляная плотина, аварийность которой сейчас составляет 93 проц., будет уничтожена, и на столичные районы Оболонь, Троещина, а в итоге и на всю Украину «хлынет радиоактивное цунами из воды Киевского моря». По данным группы, в случае прорыва киевской плотины, 27 украинских городов, а также Запорожская АЭС будут уничтожены. Погибнет от 14-ти до 15 млн. человек. Именно 93 проц. аварийности Киевской плотины дают основания ученым считать Киевское море, скопившее за 14 лет после Чернобыльской катастрофы порядка 500 млн. тонн высокорадиоактивных илистых наслоений, наиболее опасным объектом всего земного шара, так как территория, по которой пройдет ил, не подлежит реабилитации как минимум тысячу лет.

Однако опасность исходит не только от Киевского водохранилища. На Днепре в настоящее время расположены шесть гидроэлектростанций с водохранилищами: Киевская, Каневская, Кременчугская, Днепродзержинская, Каховская ГЭС; Днепрогэс. И все они находятся в той или иной степени в неудовлетворительном состоянии.



Список использованной литературы

1. Дробнис В.Ф. «Гидравлика и гидравлические машины», изд. Москва, 1987 г.

2. Бернштейн Л.Б. «Приливные электростанции в современной энергетике», изд. Москва, 1972 г.

3. Непорожнего П.С. «Саяно-Шушенская ГЭС // Газета «Коммерсантъ». -- 2009 г. -- № 150, от 18 августа.

4. Брызгалов В.И. «Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанций», производственное изд. Красноярск: Сибирский ИД «Суриков», 1999г.

5. Жибра Р.В. «Статья из http://www.sever-rost.ru/news экологические проблемы, связанные с гидроэлектростанциями», Москва, 2009 год.

Размещено на Allbest.ru