|
Несмотря на повсеместный отход в
послевоенные годы от двухбассейно- вых схем, в Великобритании продолжается
разработка двух таких схем, но на новой, значительно усовершенствованной
основе. Причиной является стремление обеспечить гармоничную работу ПЭС с АЭС
и ТЭС в условиях отсутствия речных ГЭС с большими водохранилищами, при
ограниченности возможностей создания необходимого числа ГАЭС для
односторонней работы ПЭС.
Из приведенного описания двух вариантов схем видно, что
прежние двухбассейновые схемы претерпели значительное усовершенствование
благодаря использованию в широком диапазоне напоров цикла П-а-5
одностороннего действия каждого из двух бассейнов с применением обратимых
агрегатов.
В 1974 г. ЦЭУ Великобритании (CEGB) предложило создать
двухбассейновую ПЭС с низовым бассейном Б в пониженной русловой части
эстуария. Плотина окаймляет береговые части эстуария, занимающие 2/5 всей
акватории, и образует верховой бассейн А . В различных вариантах этой схемы
обеспечивается непрерывная турбинная работа на напоре между бассейнами или
такая же работа в часы пиковых нагрузок с компенсацией спада мощности в
период квадратур за счет усиленной откачки бассейна Б и создания напора 15 м. Мощность ПЭС достигает 6 ГВт, годовая выработка брутто 24 ТВт- ч.
Недостатком схемы является необходимость возведения
дополнительной плотины длиной 80 км и затопление Бриджу- отерских плавней,
что нарушает местную
Двухбассейновая поэтапная схема Шоу, предложенная в конце
60-х годов, предусматривает на первом этапе использование плотины однобассей
новой схемы в створе Лавернок — Брин-Даун для образования верхового
(главного) бассейна с установкой в этой плотине между бассейном и морем 180
агрегатов диаметром
7м, а на втором этапе—пристройку к этой плотине кольцевой
плотины, образующей низовой бассейн. После этого в первой плотине на участке
примыкания вспомогательного (низового) бассейна устанавливаются 120 обратимых
агрегатов.
При этом их насосная работа использует свободную мощность
системы для увг- личения разницы уровней между бассейнами, включая откачку
низового бассейна до — 15 м, для того чтобы ПЭС выдавала мощность в часы пик.
Общая выработка ПЭС составит 13,6 ТВт-ч/год, в том числе насосная работа
использует 9 ТВт-ч/год из системы.
Межсизигийное регулирование осуществляется также
использованием энергии ТЭС для перекачки воды из второго бассейна в первый в
период квадратур, а также благодаря установке дополнительных агрегатов между
первым и вторым бассейном с работой их в период сизигии.
Реализация двухбассейновой схемы в две очереди
осуществляется так: после сооружения в течение 5 лет—плотины главного
бассейна (5=410 км2), в течение следующих 6 лет возводится плотина второго
бассейна (5 = 52,5 км2) и одновременно монтируются агрегаты в плотине
главного бассейна. Далее в течение 3 —5 лет монтируются агрегаты второй
очереди (второго бассейна). Стоимость всего комплекса оценивается в 8 млрд.
ф. ст., в том числе агрегатов—водопропускных отверстий— 1,48 и наплавных
блоков ПЭС —2,26 млрд. ф. ст. После рассмотрения проекта экспертами
голландской консультационной фирмы NEDECO он претерпел изменения, которые
увеличили стоимость его осуществления с 8 до 10,5 млрд. ф. ст.
Такое увеличение стоимости, по-видимому, объясняется
предложением принять усиленное крепление плотины массивами массой по 55 т, с
чем авторы проекта не согласны. Стоимость энергии определяется в 6
пенс/(кВт-ч).
На 16.8, а, показан режим работы при величине прилива 11,6 м в среднеси- знгийные сутки при двухбассейновой схеме, модернизированной в 1972 г. Хасуэл- лом.
С 8 ч до 14 ч в генераторном режиме работают агрегаты
между морем и вспомогательным бассейном, а затем до 20 ч включаются в
генераторном режиме агрегаты между главным бассейном и морем, срабатывая
уровень бассейна с 6,71 до 2,13 м. В то же время вспомогательный бассейн
опорожняется в море вместе с отливом (через турбины, работающие в режиме
холостого пропуска). С 21 до 8 ч агрегаты вспомогательного бассейна, работая
в насосном режиме, откачивают его уровень из бассейна в море до—18 м, а
уровень основного бассейна после небольшого времени насосной работы в 24 ч
находится в периоде ожидания, с тем чтобы в 8 ч снова повторить цикл. При
уменьшении величины прилива цикл работы изменяется так, чтобы в часы
пониженной нагрузки (например, ночью) турбины первого или второго бассейна
работали в обратимом (насосном) режиме, перекачивая воду из низового бассейна
в главный бассейн и в море, приготавливая оба бассейна (наполняя или
опорожняя) для работы в турбинном режиме в дневное время.
На 16.8, б, в показаны два варианта полученных графиков
мощности для среднесизигийного прилива. Сопоставление этих графиков с
аналогичными для среднеквадратурного периода показывает, что двухбассейновая
схема может обеспечить полное использование энергопотенциала бассейна и в
квадратурный период, для чего требуется установка по 6,8 ГВт в каждом
бассейне. При этом даже в период квадратуры в течение 12 ч может быть
обеспечена выработка энергии с максимальной мощностью (до 6,8 ГВт) с
потреблением энергии насосами в течение 10 ч. Однако если при
среднесизигийных приливах выработка в сутки в течение 12 -часового дневного
периода составит 51—64 ГВт-ч при мощности 4,2 —5,3 ГВт и ночном потреблении
насосов мощностью 2,9—3,7 ГВт в течение 10 ч в размере 29—37 ГВт- ч (т. е.
КПД аккумулирования на ПЭС составит 160—210%), то в среднеквадратурный период
генерироваться будут только 41 — 46 ГВт-ч (при мощности 3,4—3,8 ГВт), т. е.
КПД ПЭС снизится до 68—89 %.
Приведенные данные показывают, что даже эта весьма
совершенная двухбассей- новая схема, так же как и ее самые первые
предшественники (циклы Декера, Дефура и др.), не обеспечивает возможности
межсизигийного регулирования и перекладывает бремя его на совместно
работающие электростанции. При этом не достигается полное вытеснение мощности
альтернативных источников, несмотря на высокую стоимость ПЭС (дублирование
мощности,_ дополнительная плотина) и невысокий КПД в период квадратур.
Двухбассейновая схема с увеличенным по сравнению с
проектом ЦЭУ бассейном второй очереди. Плотина ограждает всю бухту Бриджуо-
тер. В дальнейшем при сопоставлении эта схема обозначается как вариант Б. По
сравнению с однобассейно- вой схемой Вилсона — Бонди здесь добавляется для
установки в плотине второго бассейна (вторая очередь) 125 турбин и 6
водопропускных блоков. Вместе с 24 сопрягающими блоками общая протяженность наплавных
блоков составляет 6,03 км, а длина всей плотины, включая глухую часть, равна 30 км. Общ ая выработка варианта Б оценивается в 18,7 ТВт-ч/год.
Эта схема повторяет в увеличенном масштабе схему Шоу,
модернизированную в 1972 г. Анализ ее режима, выполненный Бнкли, показывает,
что она также является приливной ГАЭС, отличающейся от речных ГАЭС более
высоким КПД аккумулирования, превышающим 75%, но меньшей рентабельностью.
Действительно, потребляя на насосный режим 20,7 ТВтх X ч/год, она выдает в
генераторном режиме 18,7 ТВт-ч/год. При этом, поглощая ночную избыточную
мощность (энергию) по дешевому ночному тарифу (например, по цене 7 ф. ст. за
1 МВт-ч), ПЭС возвращает ее днем в часы пик по повышенному тарифу 26 ф. ст.
за 1 МВт-ч. Эта разница и обеспечивает рентабельность эксплуатации ПЭС.
Однако рентабельность ниже, чем на обычной ГАЭС, ввиду большей (в данном
случае на 10 %) стоимости низконапорного гидроаккумулирования по сравнению с
высоконапорным. Отношение доходов к затратам данной схемы двухбассейновой ПЭС
составляет 0,85, в то время как для вы- высоконапорной ГАЭС типа Даиноруик
оно равно 1,25. Поэтому единственным обоснованием для создания
двухбассейновой ПЭС может быть отсутствие подходящих створов для ГАЭС.
|