> Техника, страница 32 > Волховская гидроэлектрическая станция

Волховская гидроэлектрическая станция

Волховская гидроэлектрическая станция (В о л х о в с т р о й), силовая установка, выстроенная за период времени с 1918 по 1927 год на реке Волхове с целью снабжения Ленинграда электрической энергией и улучшения судоходных условий порожистого участка реки. На станции установлено 8 турбин, каждая мощностью в 11 500 IP при расходе воды в 100 м³/ск и напоре нетто в 10,5 м, что дает общую мощность на валу всех 8 турбин 92 000 IP. Получаемая на станции электрическая энергия передается в Ленинград по линии высокого напряжения 120 000—150 000 V, длиною в 130 км. Несмотря на то, что бассейн озера Ильмень, откуда вытекает Волхов, в 5 раз больше бассейна Волхова (55 600 и 11 600 км²), естественного регулирования стока Волхова не происходит в виду малых глубин Ильменя и низких его берегов, что вызывает быстрый слив воды из притоков. Этим объясняется большая амплитуда колебаний расходов реки Волхова—от 44 м³/ск (в 1921 году) до 2 438j№³/ck(b 1920 г.). Средний минимальный расход реки равен 267 м³/ск, а средний максимальный—1320 м³/ск. Из всего протяжения Волхова мог быть использован лишь участок от г. Волхова до д. Дуоо-вики, длиной 10 км, захватывающий т. н. Петропавловские пороги, имеющие падение до 9 метров Расположение сооружений установки предуказано сверху (по течению) границей порогов, а снизу наличием моста Северных ж. д. через реку. В соответствии с этим сооружения расположены у села Октябрьского, в % км выше моста. В виду слабого уклона реки Волхова в верхних его участках создание значительного подпора в установке вызвало бы затопление низких берегов Ильменя. Пришлось ограничить подпор 11 jh. При этом в низкую воду подпор распространится почти до Новгорода. Для проектирования плотины принят максимальный расчетный расход в 2 500 м³/ск прохождение такого расхода вызывает повышение подпорного горизонта воды лишь на 2,13 ж.

Техническая часть установки (фигура 1—первоначальный проект и фигура 2*—окончательный вид) заключается в следующем. Водосливная глухая плотина создает в реке подпор величиной 11 метров Вблизи правого берега, под тупым углом к плотине, располагается здание силовой станции с турбинами, генераторами и трансформаторами. Такое расположение здания станции вызвано стремлением не уменьшать ширины водослива, облегчающей условия прохода воды и льда. Специальная ледозащитная стенка, направление которой, благодаря излучине реки, почти совпадает с общим направлением течения, ограждает станцию от ледохода. У правого берега, прорезая выпуклость его, расположен судоходный шлюз (фигура 3) “, имеющий своим назначением пропускать суда; подход к шлюзу как с нижнего, так и с верхнего бьефа устроен в виде канала. Пропуск высоких вод осуществляется через глухую водосливную плотину, а также через водоспуск, расположенный между нюкн. головой

Вкладка па отдельном листе.

шлюза и северным кондом станции. Когда водослива плотины и работающих турбин станции недостаточно для пропуска высоких вод, вступает в работу водоспуск. При длине b гребня водослива 210 метров и толщине 7г переливающегося слоя воды 2,13 м, получаем расход через плотину 2Ыь^=2 · 210 · 2,13^3/!== -V, 1 300 m³/ck 8 турбин, поглощающих каждая 100 м³/ск, пропускают 800 м³/ск, и при паводке в 2 500 м³/ск на долю водоспуска приходится 400 м³/ск; в тех случаях, когда работает только часть турбин, расход воды, подлежащей пропуску через водоспуск, увеличивается. Между южным концом силовой станции и плотиной помещается рыбоход—для удовлетворения потребности рыбы в переходах из Ладожского озера в верховья Волхова. зываемых колебаниями t° наружного воздуха и постепенным охлаждением раствора, выделяющего много тепла при схватывании и твердении, с повышением при этом t° на 22°. Левобережный участок, построенный за перемычками, имеет швы соединения через 15 м; остальной участок, выстроенный кессонным способом, имеет швы соединения через 7 и 7,5 м, соответственно с размерами кессонных и междукессонных участков. Швы соединения снабжены противофильтра-ционным устройством в виде гибкой металлической диафрагмы и эластичной гудронной пробки.

Бетон тела плотины имеет состав 1 : 5 (1ч. цемента на 5 ч. смеси песка со щебнем); однако для увеличения водонепроницаемости плотины с верховой грани и прочности

Фигура 1. Волховская гидроэлектрическая станция.· (Первоначальный проект.)

Плотина Волховской установки (фигура 4, размеры в м) имеет высоту над грунтом 17,65 метров в месте расположения зуба. Тело плотины—сплошной бетонный массив, облицованный гранитом в хвостовой части; эта часть имеет очертание, способствующее устранению обратного удара плавающих тел о сооружение, обеспечивая отгон переливающейся струи за пределы водоворота. Дно реки ниже плотины, в целях предохранения его от размыва, покрыто бетоном толщиной 0,9 метров на протяжении 17 м, причем первые 7 метров покрыты гранитной облицовкой, т. к. скорость воды в этом месте достигает 15 м/с?с. С верховой стороны плотина имеет внизу зуб (шпору), играющий роль противофильтрационного устройства, а вверху гребень срезан под наклонную плоскость в целях облегчения прохода льда. В теле плотины устроена смотровая галлерея размером 2x5 ж, дающая возможность вести наблюдения за фильтрацией через сооружение, а также позволяющая иметь сообщение между берегами. По длине своей тело плотины разделено на отдельные массивы различной длины, разграниченные швами соединения. Благодаря этому устраняется появление трещин, вы-

бетона на водосливной грани эти грани на толщину 1 метров покрыты слоем бетона состава 1 : 4. В целях дальнейшего повышения водонепроницаемости плотины, с напорной стороны применена штукатурка в виде слоя торкрета (смотрите) толщиной 5 см. Считаясь с тем, что абсолютной водонепроницаемости добиться невозможно, устроен дренаж в виде ряда вертикальных трубок верхней грани смотровой галлереи, внизу соединенных трубой диаметром 10 см. Собираемая трубой просочившаяся вода отводится в нижний бьеф по коллектору.

Плотина врезается в левый берег короткой шпорой; с др. конца плотина ограничивается островком силовой станции, где расположен рыбоход, стенка которого является щековой стенкой плотины. По концам плотины, с верховой и низовой сторон, устроены стенки—направляющие для высокой воды и льда, идущих через гребень плотины. Эти стенки на 0,5 ж выше, чем самый высокий возможный горизонт воды. В нижнем бьефе стенки спускаются уступами. Общая кубатура кладки плотины 51 700 м^г.

Ледозащитная стенка представляет собой мост многоарочиой конструкции, длиной 257 метров Расстояние между осями бычков

14 ж, толщина бычка 3 ж. Вода поступает из реки к зданию станции через арочные пролеты ледозащитной стенки. Чтобы через пролеты не проходили плавающие тела.ше-лыга арки опущена на 1 ж ниже самого низкого горизонта воды верхнего бьефа. Высота ледозащитной стенки около 17 ж, при объёме кладки сооружения в 11300 ж³.

10,53 ж, верхний —3,84 ж. Верхний щит каждого пролета может быть опущен отдельно от нижнего, что позволяет сбрасывать накопившийся лед с малыми потерями воды. Оба щита подвешены на цепях Галля и приводятся в движение от электромотора мощностью в 50 № со скоростью подъема 0,5 м/мин. Нижн. щит весит 65 тонн и снабжен

Водоспуск разделен на два пролета, по 9 ж шириной каждый, при толщине разделяющего бычка в 4 ж. Флютбет водоспуска длиной в 62,55 ж имеет толщину 2 ж; впереди затвора имеется зуб, глубиной 3,6 ж, утолщающий т. о. флютбет в этом месте до 5,6 ж. Порог флютбета перед щитами приподнят, а за щитами опущен, что сделано для улучшения условий прохода через водоспуск воды, движущейся со скоростью, доходящей до 16 м/ск. Несмотря на то, что основанием всех сооружений Волховской установки служит плитняковая скала известняковой породы, весной 1926 года, при проходе через водоспуск 1 000 ж³/ск воды, обнаружился сильный размыв ложа реки ниже флютбета глубиной ок. 2 ж, после чего поврежденная часть ложа реки была обделана

бетонной ступенчатой подушкой. В пределах водобоя флютбет облицован гранитом.

Оба пролета водоспуска закрываются ме-таллич. щитовыми затворами, расположенными в два яруса; нижний щит высотой

8 катками, которыми он опирается на направляющие; верхний весит 11 тонна и имеет 4 катка. На случай ремонта щитов предусмотрено шандорное заграждение, состоящее из одного комплекта в 12 металлич. клепаных балок. Маневрирование Шандорами производится при помощи передвижных гидравлич. подъемников, устанавливаемых по обе стороны заграждаемого пролета. Шандоры перемещаются в плане при помощи мостового электрич. крана грузоподъемностью в Ют. Максимальная пропускная способность водоспуска 1500 ж³/ек.

Здание силовой станции (фигура 5—поперечный разрез, размеры в ж) расположено непосредственно у плотины. Подводная часть станции представляет собою бетонный массив длиной 142 ж, прорезанный спиральными камерами, служащими для подвода воды, и всасывающими трубами турбин. Вход в спиральные камеры снабжен забралом, углубленным ниже самого низкого горизонта подпорных вод, в целях недопущения к турбинам льда и других плавающих тел. Непосредственно за забралом расположены щиты, закрывающие вход в спиральные камеры, и сороудержательные решетки, преграждающие доступ к турбинам отдельным плавающим телам, прошедшим под забралом. Вход в камеру разделен двумя бычками на три пролета, по 3,83 ж в свету, толщина такого бычка—1 ж. Толщина бычков, отделяющих вход в одну турбину от входа в другую, равна 2 ж. Каждой турбине, имеющей свою специальную камеру, отвечает свой комплект щитовых затворов в количестве трех штук. На случай ремонта щитов предусмотрены шандорные пазы, закрываемые шандорами.

В надводной части здания размещены: машинный зал, распределительное устройство и прочее электротехническое оборудование. Размер машинного зала 140,5 х 17×17 ж.

Установленная мощность В. г. с. рассчитана на утилизируемый расход воды в 800 ж³/ек при напоре 10,5 ж, количестве оборотов п=75 об/м., коэфф-те быстроходности п_а=425 и при кпд η_Μαχ=0,86; это соответствует 92 000 IP на валу всех 8 турбин, или

11 500 IP на каждую из 8 турбин. Однако такой расход в реке наблюдается лишь в течение небольшой части года. Турбины (фигура 6, размеры в м)—одноколесные вертикальные, в спиральной железобетонной камере. Диаметр рабочего колеса (фигура 7) 5 030 миллиметров, вес 39 те. Лопатки колеса, имеющие весьма слабый изгиб, сделаны из листовой стали и залиты в чугунную втулку и в обод. Зазор между рабочим колесом

и направляющим аппаратом сделан очень большим, что находится в соответствии с новейшими конструкциями быстроходных турбин. Турбина снабжена автоматическ. регулятором, приводимым в движение ременной передачей непосредственно от турбинного вала. Помимо автоматического регулирования имеется и ручное приспособление, дающее возможность остановить или пустить в ход турбину. Кроме 8 главн. турбин в том же здании установлены 2 вспомогательные турбины мощностью каждая по 1 400 IP, также с вертикальным валом, но с числом оборотов 150. Одна из этих последних турбин обслуживает местные нужды: освещение, моторы (в частности возбудители больших генераторов). Все турбины изготовлены в Швеции: большие—з-дом Verkstaden, малые—з-дами Nidqvist & Holm в Трольгетене.

Восемь больших генераторов, мощностью 7 000 kW каждый, изготовлены частью (4) шведскими (ASEA), частью (4) нашими ленинградскими заводами. Малые генераторы имеют мощность по 1000 kW; при этом напряжение главных генераторов взято в 11 000 V, а малых—2 200 У. Размеры генераторов даны в следующей таблице:

Размеры генераторов Волховской гидроэлектрической станции (в миллиметров).

	Большие
Детали генератора	РУС-	швед-	Малые
	ские	ские
Внешний диам. фундам. кольца .. Диам. ротора по ободу. Высота генератора над полом .. Длина вала..	9 900 7 500 4 350 6 430	9 450 6 480 4 300 6 280	4 200 3 080 2 965 3 805

Ток трехфазный, 50 пер/ск. Во время работы большие генераторы развивают весь ма значительное количество тепла. С целью охлаждения их предусмотрено специальное вентиляционное устройство. Холодный воздух засасывается электрич. вентиляторами, производительностью до 20 м³/ск. Каждые 4 генератора имеют 5 вентиляторов, из которых один запасный. Каждый большой генератор имеет специальный мотор-генератор, состоящий из мотора трехфазного тока в 150 IP напряжением 2 200 V и соединенной с ним на одном валу динамо постоянного тока мощностью 100 kW и напряжением 240 V. Ток от динамо питает обмотку возбуждения большого генератора. В случае порчи обеих малых турбин мотор-генераторы могут быть пущены в ход от ленинградских станций по линии электропередачи, через соответствующие трансформаторы. В крайнем случае можно рассчитывать на возбуждение от аккумуляторной батареи, помещающейся при силовой станции. Для преобразования энергии генераторов напряжением в 11 000 V в энергию напряжением в 120 000 V служат главные трансформаторы однофазного типа, расположенные в двух группах, по три трансформатора в каждой. Общий вес одного трансформатора 42 те. Линия передачи длиной 130 км несет ток напряжением в 120 000 V, падающим к Ленинграду до 105 000 У.

По данным Волховстроя, станция может дать в средний гидрологический год до 225 000 000 kWh, что позволяет Ленинграду сэкономить до 270 000 те угля в средний год.

Судоходное устройство состоит из однокамерного шлюза со стенкой падения (фигура6), расположенного в верхнем бьефе. Полезная длина камеры шлюза равна 149 м, а ширина 17,04 м, что совершенно достаточно, чтобы пропустить типовую волжскую баржу с буксиром. Местных судов (мариинок) может по длине шлюза стать два, одно за другим. Минимальная глубина на короле

Фигура 7.

шлюза равна 2,38 м, что обеспечивает запас в 0,60 метров под днищем судна. Т. о. волховский шлюз вдвое короче новых шекснинских шлюзов, законченных в 1923 г., но он имеет максимальный напор из всех осуществленных судоходных шлюзов СССР. Судоходное зна-

Вид на водосливную плотину и здание станции.

Перспектива судоходного шлюза.

Т. Э.

чение шлюзования реки в данное время незначительно. Однако в будущем экономические последствия шлюзования реки окажутся весьма благоприятными для всего края.

Затраты по устройству В. г. с. исчисляются в 97 500 000 руб., не считая % на капитал за время постройки; при этом не учтены оставшееся от работы имущество, равно как и размеры затрат, ложащихся исключительно на улучшение судоходных условий реки.

Лит.: «Как строится Волховская гидроэлектрич. станция», Бюллетень 1—3, Л., 1924—25 (в дальнейш., с4 1925 — до 11 1927, под назв. «Бюллетень Волховской гидроэлектрич. силовой установки»). Анисимов.