HPP Three Gorges | |
---|---|
kinesiska 三峽大壩 kinesiska 三峡大坝 | |
Land | Kina |
Plats | sandouping |
Flod | Yangtze |
Kaskad | HPP Cascade på Yangtze |
Ägare | Kina Yangtze Power |
Status | i drift sedan 04.07.2012 [1] |
Byggstartsår | 1992 |
År av driftsättning av enheter | 2003-2012 |
Driftsättning _ | 2003 |
Driftorganisation | Kina Yangtze Power |
Huvuddragen | |
Årlig elproduktion, miljoner kWh | 111 800 [2] (2021) |
Typ av kraftverk | damm |
Uppskattat huvud , m | 80,6 |
Elkraft, MW | 22 500 [1] |
Utrustningens egenskaper | |
Turbin typ | radiell-axiell |
Flödeshastighet genom turbiner, m³/ s | 600-950 |
Generatoreffekt, MW | 32×700, 2×50 |
Huvudbyggnader | |
Dam typ |
gravitationsutsläpp av betong |
Dammhöjd, m | 185 |
Dammlängd, m | 2309 |
Inkörsport |
twin-line, 5 kammare 280×35×5 m fartygslyft 1 kammare 120×18×3,5 m |
RU | 500 kV |
På kartan | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
De tre ravinerna ( kinesisk trad. 三峽, ex. 三峡, pinyin Sānxiá , pall. Sanxia ) är ett gravitationsdammvattenkraftverk beläget vid Yangtzefloden i Hubeiprovinsen , Kina . Det är världens största kraftverk i termer av installerad effekt på 22,5 GW [ca. 1] . Sedan 2014 har kraftverkets årliga produktion varit 90-100 miljarder kWh [ca. 2] [3] . Som ett resultat av monsunen 2020 med kraftiga regn nådde den årliga produktionen rekord på 111,8 miljarder kWh , vilket slog det tidigare världsrekordet på 103,1 miljarder kWh från 2016 [4] av Itaipu HPP .
Från och med 2018 är Three Gorges världens största byggnad i massa . Dess betongdamm , till skillnad från Itaipu, är solid och väger mer än 65,5 miljoner ton [ca. 3] [5] . Enligt den totala kostnaden för arbetet uppskattas Three Gorges till 203 miljarder yuan , eller cirka 30,5 miljarder dollar , och är det femte dyraste investeringsprojektet i världen som en del av China River Diversion Project [6] . Reservoaren som bildas av dammen innehåller 39,3 km³ vatten och är den 27:e största i världen . För att fylla den flyttades 1,3 miljoner människor från kustområden, vilket var den största vidarebosättningen i historien för byggandet av konstgjorda strukturer. Kostnaden för att flytta människor stod för ungefär en tredjedel av den totala byggbudgeten [1] .
Förutom att generera grön el (och därmed minska utsläppen av växthusgaser från värmekraftverket ), skyddar dammen nedströms städer från de förödande Yangtze- översvämningarna . Ökningen av flodens djup uppströms förbättrade också navigeringsförhållandena; vattenkraftsanläggningen utrustad med fem slussar tiodubblade den lokala lastomsättningen.
Projektet har också negativa konsekvenser: översvämning av bördig mark i områden uppströms, kvarhållande av alluvial silt vid dammen (och en minskning av den naturliga gödslingen av mark i de lägre områdena med de tidigare årliga Yangtze- översvämningarna ), översvämningar av arkeologiska platser, ökad risk för jordskred och minskad biologisk mångfald . Om dammen går sönder kommer mer än 360 miljoner människor att befinna sig i översvämningszonen, så själva föremålet och det omgivande vattnet patrulleras av Kinas armé med hjälp av helikoptrar , luftskepp , pansarfordon och robotar för att rensa sprängladdningar [7] .
Idén om att bygga en stor damm vid Yangtzefloden lades ursprungligen fram så tidigt som 1919 av Kuomintangs premiärminister Sun Yat-sen (i hans verk China's International Development). Han påstod att i Three Gorges- området är dammen kapabel att generera 30 miljoner hästkrafter (22 GW ) [8] [1] . 1932 inledde ROC -regeringen , ledd av Chiang Kai-shek , det preliminära arbetet med planer för dammen. 1939, under det kinesisk-japanska kriget, ockuperade de japanska militärstyrkorna Yichang County och inspekterade området. Det japanska dammprojektet fullbordades och endast en seger över ett enat Kina förväntades påbörja genomförandet. .
År 1944 undersökte den amerikanska kommittén för återvinningschefen John Savageregionen och ett förslag till damm Omkring 54 kinesiska ingenjörer åkte till USA för utbildning. Undersökningar av området, vissa ekonomiska och andra studier genomfördes; designarbetet har slutförts. Men regeringen inskränkte arbetet 1947 på grund av inbördeskriget [9] .
1949, efter kommunisternas seger, stödde Mao Zedong idén om att bygga en damm vid Three Gorges. Men med tanke på konsekvenserna av inbördeskriget och branschens tillstånd vid den tiden hade landet då inte råd med ett så storskaligt projekt.
År 1970 började bygget av det mindre Gezhouba vattenkraftverket strax nedströms floden; och efter Mao Zedongs död, i samband med den snabba tillväxten av den kinesiska ekonomin i slutet av 1970-talet, började idéerna om en jättedamm bli verklighet. 1988 färdigställdes Gezhouba HPP och blev det första stora hydrotekniska projektet i Kina vid Yangtzefloden. Därefter, på 1990- och 2000-talen, gick alla inkomster från produktionen av el från Gezhjobua HPP till att finansiera byggandet av dess äldre bror, Three Gorges HPP [1] .
1992 godkände Kinas nationella folkparlament byggandet av dammen: av 2 633 delegater röstade 1 776 för, 177 röstade emot, 664 avstod från att rösta och 25 medlemmar röstade inte [10] . Bygget påbörjades den 14 december 1994. HPP förväntades vara fullt i drift 2009, men ytterligare projekt, såsom en underjordisk vattenkraftsenhet, har försenat det officiella slutförandet till maj 2012. I oktober 2010 hade vattennivån i reservoaren stigit till uppskattningsvis 175 m över havet [11] . I januari 2016 öppnades det sista elementet i vattenkraftskomplexet - en fartygslift för passagerarfartyg som väger upp till 3 tusen ton [12] .
Strukturen för HPP-anläggningar:
Dammen är 2309 m lång och 181 m hög från berggrunden, gjord av betong och stål . Projektet använde 27,2 miljoner m³ betong (en rekordmängd för ett enda projekt), 463 tusen ton stål [13] och flyttade omkring 102,6 miljoner m³ jord [14] [1] .
32 radiella-axiala hydraulaggregat med en kapacitet på 700 MW vardera med en designhöjd på 80,6 m finns i tre byggnader av HPP. Två generatorer för anläggningens egna behov, med en kapacitet på 50 MW vardera, togs också i drift . Sedan det underjordiska kraftverket lades till 2012, är mängden el som genereras per år mer beroende av storleken på Yangtze- floden , vilket ytterligare kraftgeneratorer tillåter.
Tryckstrukturerna i HPP bildar en stor reservoar med en yta på 1045 km², med en användbar kapacitet på 22 km³. När den skapades översvämmades 27 820 hektar odlad mark, städerna Wanxian och Wushan gick under vatten [15] . Den högsta tillåtna höjden över havet (LHL), lika med 175 m, uppnåddes första gången 2010 [11] . Reservoaren kan tömmas upp till 145 m. Höjden på avgasröret över havet är 66 m. Sålunda varierar höjdnivån under året från 79 m till 109 m, maximalt nås under sommarens monsunsäsong . Vattenkraftskomplexet är utrustat med ett utlopp med en kapacitet på 116 000 m³/s.
Inledningsvis uppskattade regeringen kostnaden för Three Gorges-projektet till 180 miljarder ¥ (26,9 miljarder USD) [16] . I slutet av 2008 nådde utgifterna 148,365 miljarder yen, varav 64,613 miljarder yen spenderades på konstruktion, 68,557 miljarder yen på hjälp och flytt för drabbade invånare och 15,195 miljarder yen på återbetalning av lån [17] . 2009 fastställdes det att kostnaden för dammen skulle betala sig när den genererade 1 000 TWh el, vilket är 250 miljarder yen i kinesiska elpriser. Enligt beräkningar var återbetalningstiden tio år efter start av full drift av dammen [16] , men Three Gorges HPP betalade sig fullt ut den 20 december 2013 - 4 år efter start av de första turbinerna och ett år efter den officiella driftsättningen [18] .
Finansieringskällorna för dammen var: Three Gorges Construction Fund, intäkter från vattenkraftverket i Gezhouba , lån från China Development Bank , lån från kinesiska och utländska affärsbanker, företagsobligationer , intäkter från själva dammen före och efter dess fullständig driftsättning. Tilläggsavgifter fastställdes också: varje provins som fick elektricitet från Three Gorges HPP debiterades en tilläggsavgift på 7 ¥ per MWh, och i alla andra provinser, förutom Tibets autonoma prefektur , en tilläggsavgift på 4 ¥ per MWh [19] .
Three Gorges HPP är av stor betydelse för den kinesiska ekonomin och täcker den årliga ökningen av elförbrukningen. Kraftverket, tillsammans med Gezhouba vattenkraftverk i nedströms, har blivit centrum för Kinas sammankopplade kraftsystem. Från början förväntades vattenkraftverket täcka 10 % av Kinas elbehov. Men under 20 års konstruktion växte elförbrukningen i en snabbare takt, och 2012 genererade vattenkraftverket bara 1,7 % av all kinesisk el (98,1 av 4692,8 TWh) [20] [21] .
Dammen reglerar vattenregimen i Yangtze, som har drabbats av mer än 200 förödande översvämningar under de senaste 2 000 åren. Under 1900-talet orsakade katastrofala översvämningar av floden omkring en halv miljon människors död. 1991 uppgick skadorna från vattenelementets härjning till 250 miljarder ¥ (vilket motsvarar kostnaden för att bygga ett vattenkraftverk). Översvämningen 2010 ledde dock inte till dödsoffer eller betydande skador. Därmed klarar själva utloppet och själva dammen framgångsrikt de funktioner som tilldelats dem [15] [1] .
Utrustningen för det vattenkraftiga komplexet med lås och bildandet av en reservoar förbättrade villkoren för navigering i denna del av Yangtze. Godsomsättningen i denna sektion ökade från 10-18 miljoner ton per år till 100 miljoner ton per år, samtidigt som transportpriserna sjönk med mer än en tredjedel. Dessa fakta bidrog i hög grad till den snabba ekonomiska utvecklingen av de västra (i förhållande till dammen) regionerna i Kina, främst staden Chongqing [1] .
Kraftverkets huvudgeneratorer väger 6 000 ton vardera med en designeffekt på 700 MW. Designhöjden för huvudgeneratorerna är 80,6 m. Vattenflödeshastigheten varierar från 600 till 950 m³/s, beroende på strömhöjden (från 79 till 109 m). Ju större strömhöjden är, desto mindre vattenflöde krävs för att uppnå designeffekten. Three Gorges-generatorer använder radiella-axiella turbiner (Francis-turbiner) . Turbinens diameter sträcker sig från 9,7 till 10,4 m (beroende på ett av de två designalternativen), och designrotationshastigheten är 75 rpm. I enlighet med detta, för produktion av ström vid en frekvens på 50 Hz, har generatorrotorerna 80 poler . Generatorernas nominella effekt är 778 MW, maxeffekten är 840 MW och effektfaktorn är 0,9. Generatorer producerar el vid en spänning på 20 kV. Sedan ökas den genererade spänningen av transformatorer upp till 500 kV och överförs sedan till nätverket med en frekvens på 50 Hz. Statorns yttre diameter är från 21,4 till 20,9 m, den inre diametern är från 18,5 till 18,8 m, och höjden är 3-3,1 m. Sådana dimensioner gör dessa generatorer till den största i sitt slag. Generatorernas referenslast är 5050-5500 ton, den genomsnittliga verkningsgraden är 94% med ett maximum på 96,5% [22] .
Generatorerna tillverkades i två utföranden av två samriskföretag: en av dem är Alstom , ABB Group , Kvaerner och det kinesiska företaget "Haerbin Motor"; den andra är Voith , General Electric , Siemens och det kinesiska företaget Oriental Motor. Ett tekniskt samarbetsavtal mellan grupperna undertecknades tillsammans med avtalet. De flesta generatorer är vattenkylda . Några av de nyare modellerna har lufttypen , som har fördelen av att vara lätta att designa, tillverka och underhålla [23] .
I juli 2008 översteg den månatliga produktionen av vattenkraft för första gången ribban på 10 TWh (10,3 TWh) [24] . Den 30 juni 2009, efter att flödet av Yangtze översteg 24 000 m³/s, slogs alla 28 generatorer på och producerade endast 16 100 MW, eftersom den installerade kapaciteten hos generatorerna ännu inte var tillräcklig för att dra det ökade flödet under översvämningsperioden [25] . Under översvämningarna i augusti 2009 nådde vattenkraftverket för första gången sin maximala effekt på 18 200 MW under en kort period [26] .
Under torrperioden från november till maj begränsas vattenkraftproduktionskapaciteten av flodflödets volym, som framgår av diagrammen till höger. När det finns tillräckligt med flöde begränsas uteffekten av generatorernas kapacitet. De maximala effektkurvorna beräknades utifrån det genomsnittliga flödet, med antagande av en vattennivå på 175 m och en bruttoverkningsgrad för kraftverket på 90,15 %. Den faktiska kapaciteten 2008 härleddes från den månatliga el som skickades till nätet [27] [28] .
Den beräknade maximala vattennivån på 175 m nåddes först den 26 oktober 2010, under samma år realiserades den beräknade årsproduktionen på 84,7 TWh [11] . Under 2012 producerade 32 HPP-kraftenheter ett världsrekord på 98,1 TWh el, vilket stod för 14 % av produktionen av alla HPP i Kina [3] . I augusti 2011 hade HPP producerat 500 TWh el [29] .
År | Antal kraftenheter | TWh | |
---|---|---|---|
2003 | 6 | 8,607 | |
2004 | elva | 39,155 | |
2005 | fjorton | 49,090 | |
2006 | fjorton | 49.250 | |
2007 | 21 | 61 600 | |
2008 | 26 | 80,812 | [trettio] |
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] |
Fram till juli 2008 betalade de statligt ägda företagen State Grid Corporation of China och China Southern Power Grid HPPs 2,5 rubel per kWh) Nu varierar provinsavgiften från 228,7 ¥ till 401,8 ¥ per MWh. Högbetalande konsumenter, som Shanghai , får prioritet vid distribution av el [42] .
För att överföra el från HPP till konsumenter byggdes 9 484 km högspänningsledningar , inklusive 6 519 km 500 kV växelström och 2 965 km ± 500 kV och högre likströmsledningar . Den totala installerade kapaciteten för transformatorer för växelspänning är 22,75 GVA och för DC-systemet - 18 GW . Totalt divergerar 15 högspänningsledningar från vattenkraftverket till 10 olika provinser i Kina. Byggandet av hela transformator- och transportenerginätet från vattenkraftverket kostade 34,387 miljarder ¥. Dess konstruktion avslutades i december 2007 - ett år före schemat [1] .
Två strängar av slussar är anordnade nära dammen ( 30°50′12″ N 111°01′10″ E ). Var och en av dem består av fem steg och har en passagetid på cirka 4 timmar. Slussarna tillåter fartyg med en deplacement på högst tio tusen ton att passera [43] . Slusskamrarna är 280 m långa, 35 m breda och 5 m djupa [44] [45] . Detta är 30 m längre än slussarna på St. Lawrence Seaway , men dubbelt så djupt. Före byggandet av dammen var den maximala lastomsättningen i Three Gorges-sektionen 18,0 miljoner ton per år. Från 2004 till 2007 uppgick omsättningen genom slussarna till 198 miljoner ton. Flodens kapacitet sexdubblades, medan transportkostnaderna minskade med 25 %. Det antas att slussarnas genomströmningskapacitet kommer att nå 100 miljoner ton per år [46] .
Gateways är en typ av tubeless gateways. Portar är en mycket sårbar gångjärnsstruktur, deras misslyckande kommer att leda till störningar av funktionen hos hela låsets tråd. Närvaron av två gängor, separat för lyft och sänkning, ger effektivare drift jämfört med alternativet när en gänga växelvis tjänar till att lyfta och sänka fartyg.
Förutom slussar är vattenkraftverket utrustat med en fartygslift för fartyg med en deplacement på upp till 3 000 ton [47] (det ursprungliga projektet förutsåg en hiss med en bärkraft på 11 500 ton). Lyfthöjden varierar beroende på nivåerna i de övre och nedre bassängerna, maxhöjden är 113 m [48] , och lyftkammarens storlek är 120 × 18 × 3,5 m. Efter idrifttagning kommer fartygshissen att flytta in fartygen 30–40 minuter, jämfört med 3-4 timmar om de rörde sig genom slussarna [49] . Under dess design och konstruktion var den största svårigheten behovet av att säkerställa drift under förhållanden med betydande förändringar i vattennivåer. Det krävs för att säkerställa driften av fartygshissen under förhållanden där vattennivån kan röra sig inom 12 m på nedströmssidan och 30 m på uppströmssidan.
De första testerna av fartygslyften ägde rum den 15 juli 2016, då lastfartyget höjdes till källvatten , lyfttiden var 8 minuter [50] . I oktober började världens största fartygslift vid världens största kraftverk att fungera [51] .
Det finns planer på att bygga järnvägsspår för att transportera fartyg över dammen. För att göra detta ska de lägga korta järnvägsspår på båda sidor om floden. Den 88 km norra järnvägssektionen kommer att gå från Taipingxis hamnområde på norra sidan av Yangtze, upp från dammen genom Yichang East järnvägsstation till Baiyang Tianqiahes hamnområde i Baiyan City [52] . Den 95 km södra delen kommer att gå från Maoping (uppströms sidan av dammen) genom Yichang South järnvägsstation till Zhitseng [52] .
I slutet av 2012 påbörjades ett förberedande arbete med att lägga dessa järnvägslinjer [53] .
Med hänsyn till det faktum att i Kina bränns 366 g kol för att generera 1 kWh el [54] , antogs att driftsättningen av kraftverket skulle leda till en minskning av kolförbrukningen med 31 miljoner ton per år, p.g.a. till vilket inget kol skulle släppas ut i atmosfären 100 miljoner ton växthusgaser , miljoner ton damm, 1 miljon ton svaveldioxid, 370 tusen ton kväveoxid, etc. Det meddelades också att nivåhöjningen av Yangtze på grund av skapandet av en reservoar kommer att tillåta mycket större fartyg att passera på floden, vilket också kommer att minska utsläppen till atmosfären av fossila bränslen förbränningsprodukter [55] [56] [46] .
Samtidigt pekar många forskare på de möjliga negativa konsekvenserna av byggandet av vattenkraftverk. Innan byggandet av Yangtze-dammen och dess bifloder, eroderar bankerna, genomfördes årligen miljontals ton sediment . På grund av kanalblockering kommer denna mängd att minska avsevärt, vilket tros leda till större sårbarhet i nedströmsområden för översvämningar, samt förändringar i arternas mångfald [57] [58] . Det noterades att byggandet av dammen inte kan annat än skada ett antal biologiska arter som lever i floden och angränsande områden. I synnerhet kan översvämningar av våtmarker där denna sällsynta fågel övervintrar orsaka betydande skador på befolkningen av den praktiskt taget utdöda sibiriska tranan [59] . Det förväntas att förändringen i temperatur och vattenregim på grund av byggandet av Three Gorges oundvikligen kommer att påverka ett antal fiskarter som lever i Yangtze, i synnerhet störfamiljen . När det gäller den kinesiska floddelfinen , som med största sannolikhet dog ut i början av byggandet av vattenkraftverket, tror man att byggandet av dammen äntligen kommer att sätta stopp för denna arts överlevnad [60] [61] .
I händelse av ett dammbrott kan cirka 360 miljoner människor riskera att falla i översvämningszonen.
Enligt NASAs beräkningar , under bildandet av reservoaren, ökade ökningen av 39 miljarder ton vatten till en höjd av upp till 175 m över havet jordens tröghetsmoment och minskade dess rotationshastighet , vilket ökade varaktigheten av dagen med 0,06 mikrosekunder [62] [63] .
"Sanxia"
Reservoar
Modell av en del av Sanxia-strukturerna
Tematiska platser | |
---|---|
Ordböcker och uppslagsverk | |
I bibliografiska kataloger |
Sjöar och reservoarer i Kina | |
---|---|
Fem största sötvattensjöar | |
De fem största saltsjöarna | |
National Parker |
|
Våtmarker |
|
reserver |
|
Fem största reservoarer |
|