В этой статье мы совершим увлекательное путешествие в мир особо опасных гидротехнических сооружений.
Гидроаккумулирующая электростанция - это такое устройство, которое зарабатывает деньги на разности между дневным и ночным тарифом на электроэнергию, а также она выравнивает нагрузку в энергосистеме в дневное и ночное время. Она имеет при себе небольшое водохранилище и реку. Ночью, когда электроэнергия дешёвая, она работает как насос, потребляет электричество из энергосистемы, фактически покупает его по дешёвке, и закачивает воду из реки в своё водохранилище, которое расположено значительно выше реки. Днём, когда электроэнергия дорогая, она наоборот продаёт электроэнергию обратно в энергосистему, вырабатывая её в режиме генератора, когда вода из водохранилища стекает через её турбины обратно в реку.
Вот как раз на один из таких объектов мы и отправимся. Рассмотреть всё подробно стало возможно, потому что на одном из гидроагрегатов проводились плановые регламентные работы, связанные с сервисным обслуживанием. И первое, что здесь представляет интерес - это гидрокомпенсационная камера. Это такое бетонное сооружение, которое служит для защиты турбины от воды. Когда вода из водохранилища поступает на турбину, то это должно происходить плавно. И чтобы эту плавность обеспечить, нужна такая камера.
Она состоит из шахты, горловина которой чуть выступает, и водовода, который вровень с полом. Забраться на уровень, где мостовой кран, и посветить в шахту мощным фонарём, то на её дне виден уровень воды. Вода кажется голубой, потому что так светит мощный фонарь, но на сам деле вода зелёная и мутная. Теперь переходим к самому тесту правильности работы компенсационной камеры. Гидрозатвор постепенно открывается, и через главный водовод на турбину идёт вода. Но если давление будет слишком большим, или же водовод открыть слишком широко, то гидротурбина может работать с превышением нагрузки, а это плохо.
Чтобы этого не происходило, часть воды начинает заливаться в эту компенсационную камеру. Это те излишки воды, которые турбине вредны. Сейчас вы можете видеть как работает ответвление канала-водовода, и как работает вертикальная шахта. Когда вода так переливается через горловину шахты, то это говорит о том, что с одной стороны система гидрокомпенсации справляется со своей задачей, а с другой стороны поток воды через гидрозатвор надо уменьшить.
В реальных условиях эта камера длиной 80 м и шириной 15 м заполняется на глубину не более 2 м. Сейчас этот процесс контролирует специалист, который находится на уровне, где мостовой кран. За это время, пока глубина заполнения камеры не достигла отметки в 2 метра, автоматика корректирует углы атаки направляющих пластин в гидротурбине и положения гидрозатворов и шлюзов, через которые проходит поток воды.
Результатом корректировки является уход воды обратно через водовод на турбину.
Постепенно турбина выходит на рабочий режим генерации. При таком установившемся режиме воды в компенсационной камере вообще быть не должно.
Теперь, когда испытания закончились, идём смотреть турбину и её лопаточное колесо. Как можно видеть к этому ответвлению водовода, который ведёт к турбине, подходит желоб. По нему можно пустить воду, чтобы гидроагрегат работал в тестовом режиме на предельно малой мощности.
Подходим ближе, светим в водовод мощным фонарём. Ничего не видно. Нужно спускаться вниз и смотреть, как там турбина поживает.
Идём по спуску водовода. Уклон здесь не такой большой, чтобы съехать вниз.
Вот и добрались до турбины. Это её так называемая "улитка". Здесь есть немного воды. Нам специально её оставили. Видны направляющие лопатки, которые задают угол атаки воды, падающей на лопасти вращающегося колеса. Состояние поверхности внутри в целом весьма неплохое. Однако отсюда невозможно залезть внутрь турбины, чтобы увидеть само лопаточное колесо.
Для этого нужно вылезти обратно и зайти с другого уровня через специальный ревизионный лаз. Это всё долго и нудно, и поэтому покажем уже фото изнутри.
Собственно вот так выглядит вращающаяся часть турбины гидроагрегата - её лопаточное колесо. На фото можно видеть, как коррозия и кавитация делают своё дело. Кажется, что это один сплошной кусок грязи. Но на сам деле эта штука вращается и по заверениям специалистов находится в удовлетворительном состоянии.
Во время вращения вода иногда ведёт себя как твёрдое тело и буквально "выгрызает" из лопастей колеса кусочки стали. Добавьте к этому ещё и коррозию - и вот вам результат. Это колесо сделано из чермета, не из латуни, не из титана и даже не из нержавейки. И по факту это расходник, который при сильном износе просто меняют.
Между направляющими створками и лопастями есть ветки. Их убирают при каждой ревизии. В общем и целом после всех процедур гидроаккумулирующая электростанция ещё поработает на благо энергосистемы страны.
