Гидроаккумулирующая электростанция Таум-Саук — электростанция в горном регионе Сент-Франсуа в штате Миссури , США, примерно в 90 милях (140 км) к югу от Сент-Луиса около Лестервилля, штат Миссури , в округе Рейнольдс . Эксплуатируется компанией Ameren Missouri .
Гидроаккумулирующая электростанция была построена в 1960–1962 годах и была спроектирована для удовлетворения пикового спроса на электроэнергию в дневное время. [8] Она начала работу в 1963 году. Электрогенераторы вращаются с помощью воды, текущей из резервуара на вершине горы Проффит в нижний резервуар на восточном рукаве реки Блэк . Ночью избыток электроэнергии в электросети используется для перекачки воды обратно на вершину горы.
Электростанция Таум-Саук представляет собой открытую систему чистого насосного режима: в отличие от некоторых других гидроаккумулирующих станций, здесь нет естественного первичного потока в верхний резервуар, доступного для генерации. Поэтому он является чистым потребителем электроэнергии; законы термодинамики диктуют, что для перекачивания воды на гору используется больше энергии, чем вырабатывается, когда она спускается. Тем не менее, электростанция по-прежнему экономична в эксплуатации, поскольку верхний резервуар пополняется ночью, когда система генерации электроэнергии работает на базовой мощности с низкой стоимостью. Эта способность хранить огромные объемы энергии позволила ее оператору назвать Таум-Саук «самой большой батареей , которая у нас есть». [9] Необычной особенностью является верхний резервуар, который построен на плоской поверхности, что требует плотины по всему периметру.
14 декабря 2005 года катастрофический прорыв плотины верхнего водохранилища вывел станцию из эксплуатации до тех пор, пока она не была восстановлена, повторно сертифицирована и вновь открыта 21 апреля 2010 года. [10] Новая плотина верхнего водохранилища, перестроенная с нуля, является крупнейшей плотиной из уплотненного роликом бетона в Северной Америке . [11]
Верхний резервуар может вмещать около 1,5 млрд галлонов США (4600 акро-футов; 5,7 млн кубометров) воды за стеной высотой почти 100 футов (30 м). [12] Он расположен на 760 футов (230 м) выше гидроэлектростанции мощностью 450 МВт , что обеспечивает ему больший напор , чем у плотины Гувера . Они соединены туннелем длиной 7000 футов (2100 м), пробуренным через гору.
Верхний резервуар Таум-Саук расположен на хребте чуть ниже вершины горы Проффит , а не горы Таум-Саук , которая находится примерно в 5 милях (8 км) к востоку. Он виден с трассы 21 к северу от Сентервилла и с трассы N, приближающейся к государственному парку Джонсонс-Шут-инс с юга.
До выхода из строя верхнего водохранилища посетители могли доехать до вершины горы Проффит и дойти до смотровой площадки над водохранилищем. Ameren управлял музеем у въездных ворот, освещающим геологическую и естественную историю Миссури. Электростанцию часто посещали студенты-геологи из-за яркого примера докембрийского / кембрийского несогласия в слоях горных пород, обнажившихся при строительстве станции.
В 1953 году компания Union Electric Company начала искать место для строительства новой гидроаккумулирующей электростанции. К 1958 году руководство компании решило сосредоточиться на участках с вертикальным напором не менее 300 футов (100 м), что позволило бы им использовать меньший резервуар для хранения. Union Electric наняла Sverdrup-Parcel & Associates для оценки потенциальных участков в горах Сен-Франсуа , которые были выбраны из-за их относительной близости к Сент-Луису (где базировалась Union Electric) и благоприятно больших перепадов высот (некоторые приближались к 1000 футам (300 м)).
Sverdrup-Parcel & Associates намеревались рекомендовать гору Таум-Саук в качестве места, отчасти потому, что это была самая высокая точка в Миссури высотой 1752 фута (534 м), но сильная политическая оппозиция развитию живописной горы (которая позже была включена в государственный парк) исключила это. Близлежащая гора Проффит в конечном итоге стала отличной альтернативой благодаря своей сопоставимой высоте (1720 футов (520 м), 6-я по высоте точка в Миссури), ее близкому расположению к восточному рукаву реки Блэк-Ривер и достаточно короткому расстоянию в 27 миль (43 км) до существующей сети электропередачи. [8]
Строительство Таум-Саук началось в 1960 году. Строительная группа состояла из Fruin-Colnon Construction и Utah Construction and Mining Company. Она была введена в эксплуатацию в 1963 году с двумя реверсивными насосно-турбинными агрегатами, каждый из которых мог генерировать 175 мегаватт (235 000 л. с.) электроэнергии. Она не была лицензирована Федеральной энергетической комиссией США (предшественником Федеральной комиссии по регулированию энергетики), поскольку Union Electric утверждала, что FPC не имеет юрисдикции над несудоходными верховьями, где была построена электростанция. В деле FPC против Union Elec. Co., 381 US 90 (1965), Верховный суд США постановил, что FPC имела юрисдикцию и что Таум-Саук действительно требовала лицензию FPC. Хотя проектировалась и строилась без федерального надзора, лицензия была выдана задним числом. [13] [14]
После завершения строительства электростанция Таум-Саук стала крупнейшей гидроаккумулирующей электростанцией в Северной Америке по ряду показателей и считалась важной вехой в развитии технологии гидроаккумулирования. Ее турбины-насосы были крупнейшими из когда-либо произведенных на момент строительства, она имела необычайно высокий напор (самый высокий в США на тот момент, намного превосходящий все предыдущие проекты гидроаккумулирования в США), большую емкость хранилища (ее описывали как «первую из гидроаккумулирующих станций большой емкости, которая начала работать в Соединенных Штатах» [15] ), возможность запуска из черного состояния и обладала уникальной способностью управляться либо удаленно удаленными операторами-людьми на внешних объектах, расположенных в 90–120 милях (на электростанции Сент-Луис или Осейдж/плотине Багнелл ), либо даже полностью автоматически с нулевым вмешательством человека. [1] Таум-Саук также была первой чистой гидроаккумулирующей электростанцией в Соединенных Штатах. [8]
Мощность насосно-турбинных агрегатов была повышена в июле 1972 года с первоначальных 175 МВт до 204 МВт, что увеличило общую мощность станции с 350 МВт до 408 МВт. [3] [16]
В 1998–1999 годах рабочие колеса турбин обоих блоков были модернизированы, что привело к улучшению расхода и повышению мощности до 225 МВт на блок (всего 450 МВт). [17] [16]
Незначительные утечки в водохранилище привели к строительству пруда-накопителя и насосной станции для сбора и возврата просочившейся воды в водохранилище. Позже, чтобы уменьшить утечку, Geo-Synthetics установила облицовочный материал в самом водохранилище с 13 сентября по 15 ноября 2004 года. [18]
В октябре 2005 года, всего за несколько месяцев до выхода из строя верхнего водохранилища, завод был назван вехой IEEE . [19] Впоследствии он был повторно посвящен в качестве вехи IEEE в 2010 году после завершения строительства новой плотины верхнего водохранилища. [20]
В 5:12 утра 14 декабря 2005 года северо-западная сторона верхнего водохранилища переполнилась, когда вода продолжала выкачиваться из нижнего водохранилища после того, как верхнее было заполнено. Это привело к катастрофическому разрушению треугольной секции стенки водохранилища и выбросу 1 миллиарда галлонов США (3 800 000 м 3 ) воды за 12 минут. Внезапный выброс отправил 20-футовый (6-метровый) гребень воды к северо-западу от водохранилища примерно в 1,75 мили (3 км) вниз по хребту к восточному рукаву реки Блэк в северной части государственного парка Джонсонс-Шут-Инс. Река в парке обычно очень мелкая, с порогами, бегущими по гранитным валунам. Наводнение разрушило многие сооружения в парке и заставило закрыть тропу, соединяющую его с горой Таум-Саук.
Сочетание недостатков проектирования и строительства, продолжение эксплуатации плотины, когда было известно, что первичная система измерения уровня воды неточна (измерительные трубы отсоединились), перемещение «безотказной» вторичной системы измерения выше фактической высоты плотины для предотвращения ложных срабатываний и эксплуатация плотины небезопасным способом с регулярным переполнением водохранилища привели к тому, что верхняя плотина водохранилища переполнилась. [21] [3] В первоначальном водохранилище не было водосброса.
В служебной записке Ричарда Купера, суперинтенданта гидроэлектростанции, указано, что 27 сентября водохранилище переполнилось в стиле «Ниагарского водопада» в том же месте, где произошел прорыв (вызванный волновым воздействием, связанным с ветрами урагана Рита ). В другой служебной записке Купера также указано, что Купер предупреждал, что датчики, используемые для контроля уровня воды в водохранилище, в октябре вышли из строя.
Никто не погиб в результате аварии. Суперинтендант парков Johnson's Shut-Ins и Taum Sauk , Джерри Тупс, его жена и трое детей были смыты, когда стена воды уничтожила их дом. Они выжили, получив травмы и переохлаждение. Детей доставили в больницу в Сент-Луисе , а затем выписали. Одному ребенку оказали помощь в связи с серьезными ожогами, полученными в результате применения спасателями грелок при гипотермии .
Наводнение продолжалось вниз по течению 4,3 мили (6,9 км) по восточному рукаву реки Снейк до плотины на реке, снабжающей Нижнее водохранилище для завода. Плотина нижнего водохранилища, которая по своей конструкции способна удерживать большую часть емкости верхнего водохранилища, выдержала натиск наводнения. Удерживая большую часть потопа, она спасла города ниже по течению, включая Лестервилл и Сентервилл , от разрушительного наводнения. Для этих районов был отдан приказ о добровольной эвакуации, но ущерба не было. Высокая вода была полностью остановлена в озере Клируотер в 29 милях (47 км) ниже Нижнего водохранилища, плотина которого не была повреждена поднимающимися водами. [22]
Федеральная комиссия по регулированию энергетики США (FERC) оштрафовала Ameren на 15 миллионов долларов США в соответствии с соглашением о нарушении в Таум-Саук — гражданский штраф в размере 10 миллионов долларов США в сочетании с требованием выплатить 5 миллионов долларов США на депозитный счет с процентами для финансирования различных «улучшений проекта в районе или вблизи проекта Таум-Саук». [23] Штраф в размере 15 миллионов долларов США стал самым крупным штрафом в истории FERC, в 30 раз превышающим предыдущий рекордный штраф в размере 500 000 долларов США. [8]
Штат Миссури подал в суд на компанию Ameren с требованием возместить «фактический и штрафной ущерб», утверждая, что компания Ameren проявила безрассудство при эксплуатации завода. [24] [25]
В 2006 году компания Ameren заключила мировое соглашение с семьей Тупс, заявив, что выплатит компенсацию пострадавшей семье, не раскрывая при этом условия урегулирования. [26]
Дорожный патруль Миссури представил отчет о своем уголовном расследовании генеральному прокурору Миссури в июне 2007 года, в котором «не было названо ни одного подозреваемого», а генеральный прокурор сделал заявление об отсутствии уголовных обвинений. Согласно сообщениям прессы, в отчете говорится, что Ameren не предоставила личность человека, который поднял датчики, предназначенные для предотвращения перелива, а также говорится, что датчики были перемещены до того, как следователи прибыли на место происшествия. [27] [28]
Радиостанция KMOX в Сент-Луисе сообщила, что Агентство по охране окружающей среды США при содействии Прокуратуры США по Восточному округу Миссури начало расследование нарушений Закона о чистой воде и запросило отчет у Дорожного патруля Миссури. [29] [ требуется обновление ]
Комиссия по коммунальным услугам штата Миссури (PSC) возобновила расследование и впоследствии пришла к выводу, что авария была результатом ошибки руководства Ameren, заявив:
...Комиссия может только заключить, что потеря завода Таум Саук произошла из-за неосторожности со стороны UE (дочерней компании AmerenUE). UE прекрасно осознавала катастрофические последствия, которые могли бы иметь место, если бы UR (Верхний водохранилище) был переполнен из-за чрезмерной откачки. UE знала или должна была знать, что хранение воды у парапетной стенки каменно-набросной плотины было «беспрецедентным». UE знала или должна была знать, что эксплуатация с надводным бортом всего в один или два фута не оставляет права на ошибку и требует особенно точного контроля уровня воды в UR. Учитывая это обстоятельство, решение UE продолжить эксплуатацию Таум Саук после обнаружения отказа системы крепления измерительных труб и последующей ненадежности пьезометров, на которых основывалась система управления UR, откровенно говоря, не только неосторожно, но и безрассудно. UE также знала или должна была знать, что верхние зонды Уоррика были сброшены выше самой нижней точки наверху UR." (Отчет PSC, страница 71, добавлены определения сокращений)
У Ameren было 90 дней с даты отчета, чтобы сообщить PSC, как она будет выполнять рекомендации отчета, которые включают правило о осведомителе , изменения в структуре управления безопасностью, финансовый учет для восстановления верхнего водохранилища и единую точку управления для восстановления. [30] [31]
По состоянию на 2011 год [обновлять]сообщалось, что Ameren выплатила в общей сложности около 200 миллионов долларов США в качестве компенсаций, связанных с утечкой данных в 2005 году. [32] [33]
Вода была закачана в восстановленный резервуар в первый раз 27 февраля 2010 года, и инженеры следили за реакцией новой конструкции, поскольку уровень воды неоднократно поднимался и опускался. Окончательное одобрение, требуемое от FERC для «возвращения к нормальной работе проекта», было получено 1 апреля 2010 года. Коммунальная служба соответствовала критериям эксплуатации Комиссии по коммунальным услугам Миссури для операций 15 апреля, и электроэнергия была впервые сгенерирована новой конструкцией 21 апреля 2010 года. [10] Новая плотина была отмечена Обществом по плотинам США своей «Премией за выдающиеся достижения в построенном проекте». [11] 27 сентября 2010 года IEEE повторно посвятил станцию в качестве IEEE Milestone . [20]
использования для станции составляет от пяти до восьми процентов. Это относительно мало по сравнению с 20-процентным коэффициентом использования других станций, таких как Blenheim-Gilboa, и обусловлено различными принципами работы и генерацией различных коммунальных служб.
{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )Ссылка на полный текст отчета PSC