Электростанция Ффестиниог ( ) — это гидроаккумулирующая гидроэлектростанция мощностью 360 мегаватт (МВт) недалеко от Ффестиниога , в Гвинеде , на северо-западе Уэльса . Электростанция на нижнем водохранилище имеет четыре водяные турбины , которые могут вырабатывать на полную мощность в течение 60 секунд после возникновения необходимости. Схема имеет емкость хранения около 1,44 ГВтч (5,2 ТДж) при максимальной мощности в течение четырех часов и способна обеспечить электроэнергией весь Северный Уэльс в течение нескольких часов. [1]
Станция, введенная в эксплуатацию в 1963 году, стала первой крупной гидроаккумулирующей системой в Великобритании. [1] Верхний резервуар - Ллин Ствлан, емкостью 170 000 кубических метров (6 000 000 куб футов), который сбрасывает 27 кубических метров в секунду (950 куб футов / с) воды в турбогенераторы электростанции на берегу водохранилища Танигризиау. Строительство нижнего водохранилища увеличило размеры Ллин-Истрадау и затопило трассу Ффестиниогской железной дороги , которая должна была построить отклонение вокруг водохранилища и электростанции.
Станция эксплуатируется британской компанией First Hydro, принадлежащей совместному предприятию International Power и Mitsui & Co. , [1] и имеет средний КПД 72–73%, т.е. потребляет на 39% больше электроэнергии (при перекачке воды обратно в Ллин Ствлан), чем она фактически производит. [2]
Идея использования гидроаккумулирующих электростанций как способа справиться с быстрыми и краткосрочными изменениями спроса на электроэнергию в Англии и Уэльсе впервые рассматривалась в 1948 году, и, найдя подходящее место, станция Ффестиниог была санкционирована Актом парламента . в частности, Закон о гидроэлектростанциях Северного Уэльса 1955 года . Первой задачей, стоящей перед инженерами, было обеспечение подъездных дорог к объектам, и работы по их строительству начались в 1957 году. Это позволило вскоре после этого начать работы по строительству двух плотин и электростанции. Для схемы гидроаккумулирования требуются два резервуара на разных уровнях, а верхний резервуар был создан путем расширения Ллина Стулана, расположенного высоко на Моэлвин-Мауре. Ллин Ствлан располагался в цирковом бассейне, образовавшемся в результате ледниковой эрозии. [3]
Ллин Ствлан ранее был расширен в 1898 году Йельской электроэнергетической компанией, которая построила плотину и использовала воду для выработки электроэнергии в Долвене, расположенном недалеко от Танигризиау , ниже нижнего водохранилища. [4] Компания была образована компанией Вотти Карьер , и постоянный ток передавался по воздушной линии в Долгаррегдду, недалеко от центра Блаэнау Ффестиниог , где стоял газовый двигатель мощностью 75 кВт (101 л.с.) и два полудизельных двигателя , что произвело дополнительные 240 кВт. Он использовался для снабжения города электроэнергией, когда карьер не нуждался в ней. Из-за падения напряжения в системе на карьере потребовалась последняя установка повышения мощности на 48 кВт. [5] Станция Долвен продолжала работать после того, как новая схема была завершена, [4] хотя впоследствии она была выведена из эксплуатации, а здание было преобразовано в два двухквартирных дома, а затем в отдельно стоящий дом с 8 спальнями. [6]
По новой схеме бассейн цирка был перекрыт на восточном конце бетонной гравитационной контрфорсной плотиной длиной 244 м (801 фут) и максимальной высотой 34 м (112 футов) над ее фундаментом. На южном конце плотины есть водосброс с уровнем перелива на высоте 500 м (1600 футов) над точкой отсчета боеприпасов (AOD). Плотина содержит 170 000 м 3 (6 000 000 куб футов) воды, а уровень воды поднимается и опускается на 20,0 метров (65,6 футов) во время работы станции. Площадь водосбора Ллин Ствлан составляет 65 гектаров (160 акров), а среднегодовое количество осадков на этой территории составляет 3000 мм (120 дюймов). Подъездная дорога ведет к северной стороне плотины и вдоль ее вершины ведет к мосту, который обеспечивает доступ к водозаборным башням. [7]
Нижнее водохранилище было образовано путем строительства еще одной бетонной гравитационной плотины через природный бассейн Афон Истрадау. Плотина имеет длину около 550 м (1800 футов) и максимальную высоту 25 м (82 фута) над ее фундаментом, хотя большая часть ее хорошо скрыта, поскольку грунт из фундамента использовался для покрытия нижней по течению поверхности плотины. состав. Из-за большей площади нижнего резервуара за время ежедневной работы станции он поднимается и опускается всего на 5,5 м (18 футов). Несколько ручьев стекают с окружающей земли в водохранилище, и эти потоки контролируются, так что эквивалентное количество воды может быть сброшено в Афон Барлвид через регуляторы на плотине. Уровни водохранилища Танигризиау тщательно контролируются, чтобы гарантировать, что всегда имеется достаточно резервной емкости для поддержания баланса воды, оставшейся в Ллин-Стулане. Площадь водосбора водохранилища Танигризиау составляет 959 гектаров (2370 акров), а среднегодовое количество осадков составляет 2160 мм (85 дюймов). [8] Водохранилище рассчитано на максимальный уровень воды 188 м (617 футов) над горизонтом, а над ним имеется водосброс на высоте 0,84 м (2,8 фута). [9]
Главное здание электростанции имеет длину 72 м (236 футов) и ширину 22 м (72 фута). Чтобы разместить вертикальные валы машин, было выкопано 140 000 тонн камня, а здание простирается на 34 м (112 футов) ниже операционного этажа, который находится на уровне земли. Есть четыре нижних этажа, идущие вниз: это этаж генератора, этаж турбины, этаж насосов и подвал насосов. Высота здания над уровнем земли составляет 20 м (66 футов). Главное здание окружено двумя одноэтажными блоками: южный используется для диспетчерской, а северный - для администрации. Главное здание представляет собой стальной каркас с внутренней кирпичной стеной и полостью. Внешняя стена облицована местным камнем [10] того типа, который использовался для строительства ряда значительных зданий в долине Ффестиниог, но найти источник оказалось сложно. Заброшенный карьер был обнаружен с помощью карьеристов-пенсионеров, но камня для завершения проекта не хватало, и было проблематично использовать современные методы добычи. Таким образом, часть камня была добыта из второго карьера. [11]
В Ллин Ствлане есть две водозаборные башни, в которых размещено оборудование для управления запорными воротами. Ворота имеют площадь 14,5 футов (4,4 м), и их можно опустить в нужное положение, чтобы предотвратить попадание воды в туннели, ведущие к электростанции. Под ними находятся две напорные шахты, спускающиеся вертикально на высоту 195 м (640 футов). Они имеют диаметр 4,4 м (14 футов) и облицованы бетоном. Каждый из них питает два напорных туннеля, спускающихся к электростанции. Первые 550 м (1800 футов) имеют бетонную конструкцию и имеют диаметр 3,3 м (10 футов 10 дюймов). Затем происходит переход, и последние 610 м (2000 футов) имеют стальную футеровку и имеют диаметр 2,9 м (9 футов 6 дюймов). Трубы заканчиваются у портала туннеля, который находится примерно в 183 м (600 футов) от главного здания. Последние трубы станции имеют диаметр 2,3 м (7 футов 7 дюймов), изготовлены из высокопрочной стали толщиной 25 мм (0,98 дюйма) и заключены в предварительные трубы толщиной 0,69 м (2 фута 3 дюйма). напряженный бетон. Каждая труба раздваивается: верхняя ветвь питает турбину, когда станция работает, а нижняя ветвь получает воду от насоса, когда она возвращает воду в Ллин Ствлан. Клапаны диаметром 1,8 м (5,9 футов) и 1,68 м (5 футов 6 дюймов) используются для правильного направления воды. [7]
Оборудование, поставленное English Electric Company и установленное в главном здании, состоит из четырех вертикально установленных мотор-генераторных агрегатов мощностью 90 МВт каждый, которые расположены на этаже генератора переменного тока. Над каждым из них расположена турбина Фрэнсиса , непосредственно соединенная с двигателем/генератором . При генерации к ним подается вода со скоростью 28,3 кубических метров в секунду (1000 куб футов/с). Насосы расположены под двигателями/генераторами и соединены с ними кулачковой муфтой. В режиме перекачки они поставляют 21,1 кубических метров в секунду (750 куб футов / с) при напоре 28 м (92 фута) и потребляют 75 МВт. Установка работает со скоростью 428 оборотов в минуту в обоих режимах, а при генерации выдает мощность 16 кВ. Каждая машина подключена к масляному выключателю, а комплекты из двух машин подключены параллельно к сдвоенным трансформаторам 16/275 кВ. Электроснабжение напряжением 275 кВ осуществляется по воздушным линиям электропередачи и подается в национальную сеть неподалеку, на территории бывшей атомной электростанции Травсфинидд . [12]
Вода перекачивается из водохранилища Танигризиау в Ллин Ствлан ночью, когда обычно спрос на электроэнергию, производимую относительно эффективной паровой электростанцией, недостаточен. В течение дня станция используется для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса. Обычно он качает в течение шести или семи часов ночью и генерирует около четырех часов в течение дня. Он также используется для подачи электроэнергии в кратчайшие сроки в случае сбоя в другой части системы или неожиданного увеличения спроса. Особой проблемой является огромный рост спроса в конце популярных телевизионных программ, и станцию можно очень быстро подключить к сети, чтобы покрыть это, [13] обеспечивая дополнительные 360 МВт мощности менее чем за минуту. [3]
Начиная с 1953 и 1954 годов CEGB провел расширение некоторых существующих гидроэлектростанций, расположенных в Северном Уэльсе, и, хотя они были небольшими по масштабу, они извлекли ценные уроки, которые были перенесены в новый проект. Таким образом, уполномочивающий парламентский акт включал положение о благоустройстве, которое включало назначение консультанта по ландшафту, который будет поддерживать связь с Комиссией национальных парков, чтобы гарантировать, что вопросы, связанные с утилизацией добычи, посадкой и вырубкой деревьев и кустарников, а также рекультивации земель, затронутых строительством, были надлежащим образом решены. Это был первый проект электростанции CEGB, которому с самого начала потребовались услуги ландшафтного консультанта. Были проведены консультации с местными органами планирования по поводу местоположения и внешнего вида всех аспектов проекта, а также в этом процессе была задействована Королевская комиссия изящных искусств . Перспективные рисунки, показывающие электростанцию в ее ландшафте, были выставлены в Королевской академии художеств в 1958 году.
Одной из проблем была утилизация почти миллиона тонн породы. Это произошло в результате раскопок подземных уровней главного здания вокзала, строительства туннелей, а также фундамента двух плотин. Камень с верхней дамбы был помещен в водохранилище, где он постоянно покрыт водой. Около трех четвертей нижней плотины было скрыто от глаз за отвалом, сброшенным перед нижним забоем, а остальная часть грунта была размещена возле порталов туннеля. Скала была тщательно профилирована и покрыта торфом, а затем засеяна травами, произрастающими в этом районе. Некоторые места были засажены деревьями и кустарниками, в том числе сорным рододендроном , ивой и сосной обыкновенной . [3] Когда станция была впервые открыта, она включала в себя общественный приемный центр, откуда посетителям были доступны экскурсии по сайту. [15]
Восстановление железной дороги Ффестиниог как туристической железной дороги началось в 1952 году, но строительство электростанции разорвало сообщение между Портмадогом и Блаэнау-Фестиниогом, затопив северный портал туннеля Моэлвин и путевое полотно к северу от него, а также построив подъездные дороги. по полотну южнее станции Таныгризиау . [16] Восстановление железных дорог в Великобритании находилось в зачаточном состоянии, и хотя Фестиниогская железная дорога выступила против законопроекта на его заключительной стадии через парламент, схема была списана как «старые джентльмены и мальчики, играющие в поезда». Акт парламента о разрешении строительства электростанции был выдан 16 мая 1955 года. Железная дорога получила « Уведомление о необходимости обращения » 5 февраля 1956 года и «Уведомление о въезде», которое обычно может занять до трех лет после первого уведомления. , На следующий день. Туннель Моэлвин был реквизирован 2 июня 1958 года с интервалом в два дня между уведомлениями. [17]
Железная дорога Ффестиниог начала судебное разбирательство с целью получения разумной компенсации за потерю своей линии в 1956 году, и к тому времени, когда оно было окончательно урегулировано в 1972 году, шестнадцать с половиной лет спустя, оно стало самым продолжительным делом в истории британского права. [18] Отношения между двумя сторонами в первые дни не были хорошими, поскольку CEGB был убежден, что правление Ffestiniog Railway купило умирающую железную дорогу, чтобы получить компенсацию самостоятельно. [19] Чарльз Гуд подготовил планы нового маршрута вдоль западной стороны озера, который, как было решено, будет включен в планы. Однако затем CEGB изменил местоположение коммутационной станции, сделав маршрут непрактичным, и инженеры-консультанты Livesay & Henderson разработали маршрут на восточной стороне, реализация которого оказалась намного дороже. Железная дорога Фестиниог стремилась к «эквивалентному восстановлению», при котором Британское управление электроэнергетики, впоследствии Центральное управление по производству электроэнергии, оплатило бы полную стоимость строительства нового маршрута. Основываясь на стоимости восточного маршрута, Земельный трибунал постановил, что эквивалентное восстановление будет оправдано только в том случае, если количество пассажиров вырастет с 76 000 до 196 000, что не было сочтено находящимся «в пределах возможного», несмотря на тот факт, что что эти цифры были достигнуты в 1967 году. [20]
В конце концов, была разработана схема под названием «отсрочка обслуживания», которая легла в основу окончательной выплаты. [21] Во время заключительных слушаний в Земельном трибунале на CEGB было оказано давление, чтобы разрешить движение по западному маршруту, и Ффестиниогской железной дороге было присуждено 65 000 фунтов стерлингов, выплата процентов в размере 30 000 фунтов стерлингов и судебные издержки. [22] Полный текст решения опубликован в книге Брайана Холлингворта и занимает пятнадцать страниц. [23] В то время как большая часть восстановленного маршрута, который включал спираль в Ддуаллте и новый туннель Моэлвин, была построена добровольцами, участок сразу за электростанцией был построен компанией Sir Alfred McAlpine (Northern) Ltd, поскольку он включал четыре захороненных мосты для перевозки гусеничного полотна через водозаборники на электростанцию. [24]
Сланцевый карьер Моэлвин расположен над увеличенным Ллин Ствлан. В период с 1820-х по 1897 год он работал спорадически, но был соединен с Фестиниогской железной дорогой впечатляющей серией из семи уклонов, спускающихся примерно на 335 метров (1099 футов). [25] Большинство из них все еще видны в ландшафте, но расширение Ллин Ствлан разрушило шестой уклон, части пятого и седьмого, а также большую часть заброшенной территории мельницы, которая располагалась между четвертым и пятым уклонами, а не на уровень карьера, чтобы извлечь выгоду из водоснабжения, обеспечиваемого озером. [26] На склонах расположено несколько смотровых люков и электрических шкафов, которые предположительно связаны с инфраструктурой электростанции.
На северо-западе, по другую сторону Моэлвин-Маура , находится карьер Крезор , где добыча сланца прекратилась в 1930 году. После окончания Второй мировой войны карьер эксплуатировался местной фирмой Cookes Explosive, базирующейся в Пенриндеудрате. , который использовал свои подземные камеры для хранения взрывчатых веществ, в основном топлива. В 1971 году Центральное управление электроэнергетики узнало об этом использовании и подсчитало, что в случае взрыва под землей любая из двух плотин может быть повреждена. Поэтому они осушили оба резервуара, и Кукс начал вывозить около 250 тонн взрывчатки в неделю, которые доставлялись в Пенриндеудрает или по железной дороге от железнодорожной станции Бленау-Фестиниог до различных других нобелевских предприятий ICI в Соединенном Королевстве. [27]
{{cite book}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )