|
Первые соображения об
использовании приливной энергии в Охотском море были высказаны Л. Б.
Бернштейном в 1961 г. на основании имевшихся тогда гидрографических
наблюдений и данных, приведенных на навигационных картах. При этом назывались
участки побережья и заливы, где могли быть созданы ПЭС: устье р. Колпакова,
Шантарские о-ва, зал. Шелихова. Энергетическая оценка ограничивалась только
зал. Шелихова (170 ТВт-ч).
В 1972 г. Гидропроектом была проведена первая
рекогносцировочная экспедиция в составе Л. Б. Бернштей- на, М. Л. Моносова и
И. А. Шлыгина.
В результате изучения данных по первоначально намеченным
створам и обследования отобранных из них было предложено дальнейшие работы
сосредоточить только в двух заливах — Тугурском и Пенжинском. Остальные
створы были исключены вследствие неблагоприятных условий и недостаточной
величины прилива.
В 1974 г. Гидропроектом были проведены гидрологические
наблюдения в Тугурском заливе и даны первые соображения по возможным
параметрам ПЭС.
В 1981—1984 гг. продолжены работы в более широком плане
изучения проблемы «ОКЕАН» с участием, кроме Гидропроекта, Тихоокеанского
океанологического института ДВНЦАН СССР, ЛВИМУ им. адмирала Макарова, ЛГМИ и
ВНИИЭ. Были проведены рекогносцировки северного створа Тугурской ПЭС и
гидрологические наблюдения в нем (1981), рекогносцировки южного створа в
Пенжинском заливе (1982) и гидрологические наблюдения в северном створе
(1983), а также комплексные наблюдения и исследования (геология, течения,
уровни) в южном и северном створах Пенжинского залива (1984). В эти годы
велась продолжающаяся и сейчас проектная разработка и теоретические
исследования по оптимизации энергетических параметров ПЭС и определению
влияния работы ПЭС на режим приливов и свободной поверхности в бассейне ПЭС.
Тугурская ПЭС. Тугур- ский залив расположен в южной части
Охотского моря. Он имеет длину 74 и ширину на входе 37 км. Природные условия представляются благоприятными для создания здесь ПЭС.
Наиболее важным в этом отношении является защищенность
залива грядой Шантарских островов от тяжелых охотноморских льдов. Толщина
местных льдов достигает 1 —1,5 м. Они находятся в свободно плавающем
состоянии, не влияя на величину прилива, которая на входе колеблется от 5,9
до 2,4 м (Лср = = 4,74 м), а в суженной средней части залива достигает
7,6—4,2 м (Лср = = 6,1 м). Прилив носит характер, близкий к правильному
полусуточному. Климат характеризуется среднегодовой температурой — 3,5 °С с
колебаниями от + 20 до —25 °С. Залив, окруженный высокими скалами, также
закрыт для сильных ветров и волнения (максимальная волна не превышает 4,5 м). Глубина в заливе убывает с севера на юг.
Берега сложены прочными кристаллическими породами, которые
на дне покрыты слоем гальки мощностью до 1 м, промытой приливным течением.
Эти условия позволяют рассмотреть два варианта
расположения створов ПЭС — в центральном сужении (м. Ларгангда — м.
Носорог) и на входе (м. Мамга — м. Берсеньева).
Из-за недостаточных глубин предпочтение отдается створу
длиной 37 км во входной части залива, где величина прилива меньше, но из-за
большей площади бассейна (1800 км2) и боль^ ших глубин можно расположить без
подводной выемки 1360 агрегатов: 536 агрегатов с Dl = 7,5 м мощностью N — 7 МВт каждый и 728 агрегатов с D1 = 8,5 м мощностью N = 9 МВт каждый и получить
энергию 27,6 ТВт-/ч год при мощности 10,3 ГВт.
Для Тугурской ПЭС рассматривается следующий вариант
компоновки. В состав сооружений входят: здание ПЭС" из 182 наплавных
четырехагрегатных блоков размером 69 x 89 x 42 м и 135 блоков размером 62x79x40 м, располагающихся на фронте 21 км, и глухая плотина, выполняемая из наплавных блоков трапецеидального профиля
Здание ПЭС имеет компоновку Кислогубской ПЭС с устройством
надводосливного помещения. Общий объем работ ориентировочно оценивается в 15
млн.м3 бетона. Использование Тугурской ПЭС может быть эффективно осуществлено
в комплексе с сооружаемой Бурейской ГЭС с высоким напором (100 м), действующими и намечаемыми к строительству ГЭС и другими электростанциями Восточной Сибири,
Забайкалья и Южной Якутии. Наличие емких водохранилищ и резервов мощности
ГЭС, высоковольтных линий позволит освоить энергию Тугурской ПЭС.
Пенжинская ПЭС. Большие глубины во входном створе (до 235 м) зал. Шелихова и относительно небольшая величина прилива (Лср = 2,4 м) исключают возможность экономического обоснования использования этого потенциала, тем более что
по мере продвижения к северу при впадении в залив Пен- жинской губы, форма
которой напоминает очертания прямоугольного канала, величины прилива
возрастают, достигая 10—11 м в створе мысов Поворотный — Бо- жедомова. Далее
при сужении сечения губы в створе мысов Средний — Мамечинский прилив
достигает 13,4 м. Энер го потенциал при средней расчетной величине прилива 6,2 м, площади бассейна в северном створе 6788 и южном 20530 км2 может быть оценен по мощности 35 ГВт
и выработке 105 ТВт-ч для северного (Ма- мечинского) и 100 ГВт и 300 ТВт-ч
для южного (Божедомовского) створа.
Однако полное использование этого потенциала ограничено возможностями
размещения агрегатных наплавных блоков без дорогостоящей подводной скальной
выемки. По этим условиям в южном створе между мысами Поворотный — Дальний
длиной 72 км на участке 51 км со значительными глубинами (до 67 м) предлагается здание ПЭС пенжинского типа трехъярусной конструкции совмещенной компоновки с
изогнутым перекрытием для воспринятия ледового воздействия. Здесь может быть
расположено 519 восьмиагре- гатных блоков размером 103x98 и высотой от 90 до 78 м. Общая мощность ПЭС при 4416 агрегатах мощностью по 19,9 МВт каждый составит 87,4 ГВт, а годовая
отдача 191,3 ТВт-ч. Общий объем бетона ПЭС составит 65 млн. м3, а объем
земляных работ (подмыв и балласт) 160 млн. м3.
В северном створе (между мысами Средним и Водопадным) на
длине 32,2 км на участках с глубинами 26 м можно расположить 568 гидроагрегатов с £>!= 10 м мощностью по 19,8 МВт каждый, а на участке меньших
глубин (21 м) 920 агрегатов с Dx = 7,5 м мощностью по 11 МВт каждый. Общая мощность ПЭС составит 21,4 ГВт, а годовая отдача 71,4 ТВт-ч. Здесь может быть
применено здание ПЭС пенжинского типа двухъярусной совмещенной конструкции с
четырех- агрегатными блоками.
Использование энергии Пенжин- ской губы осложняется
суровыми климатическими условиями и характером прилива. Среднегодовая температура
— 50 °С. Зима продолжается 220 дней. Это способствует
образованию мощного ледяного покрова, который превращает губу в кухню
ледообразования северо-восточной части 264
Охотского моря. Уже в ноябре вся акватория покрывается
дрейфующими ледовыми полями. Под действием сильного приливного течения,
достигающего 2 м/с, и колебаний уровня происходит непрерывное разрушение и
торошение льда. Высота торосов на плавучем льду достигает 3—4 м„ а толщина
ровного льда 1,5—2 м.
Губа окружена высокими скалами. Дно — скала, покрытая
обломками и щебнем.
Створ ПЭС в Пенжинском заливе— единственный из числа
рассмотренных на побережьях Мирового океана, где наблюдаются неправильные
суточные приливы со смешанным характером, коэффициент Л здесь приближается к
4, и все приведенные в гл. 1, 2, 10 соображения по этим приливам относятся
именно к этому створу. Хотя максимальная суточная величина прилйва достигает
здесь рекордного значения для побережий СССР, повторяемость его и
изменчивость носят весьма сложный характер с неравенствами, период которых
равен 18,66 года.
Так, в створе м. Средний величины тропических приливов
изменяются за 19-летний ряд от 5 до 13 м, а равноденственных— от 3,2—6,1 м в год с максимальными приливами до 2,6—5,8 м в год с минимальными приливами,
поэтому ПЭС в этих условиях нуждается в компенсации ее мощности и энергии не
в межсизигийном внутримесячном периоде, а в 18-летнем. Такое регулирование
может быть достигнуто при совместной работе ПЭС с мощной речной ГЭС, имеющей
большое водохранилище.
В данных условиях такой установкой может быть Нижнеленская
ГЭС ( 20.13) с многолетним аккумулированием в ее водохранилище колебаний
мощности ПЭС в 18-летнем цикле и компенсацией ее импульсов в суточном
периоде. Такой комплекс предполагает обмен энергией на расстоянии 2000 км, что при создаваемых и перспективных линиях электропередачи сверхвысокого напряжения
представляется оправданным (например, проектируемая BJ1-1500 Экибастуз —
Центр обеспечивает передачу мощности 6 ГВт на расстояние 2,4 тыс. км).
При таком подходе в более отдаленной перспективе не
исключается возможность использования энергии Пенжинской ПЭС в плане
международного сотрудничества с энергией ПЭС на Аляске.Такое объединение при
расстоянии 1500 км благодаря возможности создания энергоемких водохранилищ на
речных ГЭС и сдвигу фазы прилива может дать очень мощный поток
зарегулированной энергии.
При использовании энергии ПЭС потребителями-регуляторами
суточное регулирование может быть исключено при создании вблизи створа ПЭС
АЭС мощностью, равной 20 % мощности ПЭС (о требованиях технологии
потребителя-регулятора см.§ 9.3). Кроме того, возможно использование
некоторой части энергии ПЭС и для местного энергоемкого потребителя, развитие
которого в перспективе может быть также весомым — электропрогрев вечной мерзлоты
для горнорудной промышленности, массовое выращивание овощей в закрытом грунте
и т. п.
В настоящее время осуществляется широкая программа
исследований природных условий для обоснования дальнейшего проектирования
Пенжинской ПЭС.
Что касается створа в вершине залива (у м.
Астрономического), то здесь может быть создана ПЭС мощностью 1—2 ГВт, но для
ее регулирования необходимо строительство весьма дорогих речных ГЭС,
водохранилища которых покрываются толстым слоем льда. Кроме того, небольшие
глубины в створе возможного строительства ПЭС делают эту ПЭС необычайно
дорогой, так как потребуется значительная подвод ная выемка.
Технически возможно также осуществить здесь схему на
двойном приливе, если соединить Пенжинсцую губу с Беринговым морем.
Предложение об устройстве такого 100-километрового канала через Парапольский
дол было выдвинуто Н. А. Белинским и В. С. Назаровым для улучшения климата.
Не рассматривая это предложение по существу, необходимо отметить, что
использование его для целей ПЭС потребует весьма большого объема выемки, что
не может быть экономически обосновано.
|