Электростанция Фестиниог ( ) — гидроэлектростанция мощностью 360 мегаватт (МВт) вблизи Фестиниога в Гвинеде , на северо-западе Уэльса . Электростанция в нижнем водохранилище имеет четыре водяные турбины , которые могут вырабатывать электроэнергию на полную мощность в течение 60 секунд с момента возникновения потребности. Емкость накопителя составляет около 1,44 ГВт·ч (5,2 ТДж) при максимальной производительности в течение четырех часов, а мощность позволяет обеспечить электроэнергией весь Северный Уэльс в течение нескольких часов. [1]
Станция, введенная в эксплуатацию в 1963 году, была первой крупной системой гидроаккумулирования в Великобритании. [1] Верхний резервуар — Ллин Ствлан, 170 000 кубических метров (6 000 000 кубических футов), который сбрасывает 27 кубических метров в секунду (950 кубических футов/с) воды на турбогенераторы электростанции на берегу водохранилища Танигрисиау. Строительство нижнего водохранилища увеличило размер Ллин Истрадау и затопило маршрут железной дороги Фестиниог , которой пришлось построить ответвление вокруг водохранилища и электростанции.
Эксплуатацией станции занимается First Hydro, британская компания, принадлежащая совместному предприятию International Power и Mitsui & Co. [1] , и ее средняя эффективность составляет 72–73%, т.е. она потребляет на 39% больше электроэнергии (при перекачке воды обратно в Ллин-Ствлан), чем фактически производит. [2]
Идея использования гидроаккумулирующей электростанции как способа справиться с быстрыми краткосрочными изменениями спроса на электроэнергию в Англии и Уэльсе была впервые рассмотрена в 1948 году, и, найдя подходящее место, станция Фестиниог была разрешена Актом парламента , в частности Законом о гидроэлектроэнергии Северного Уэльса 1955 года . Первой задачей, стоящей перед инженерами, было обеспечение подъездных путей к участкам, и работа по их строительству началась в 1957 году. Это позволило вскоре начать работу над двумя плотинами и электростанцией. Схема гидроаккумулирующей электростанции требует двух резервуаров на разных уровнях, и верхний резервуар был создан путем расширения Ллин Ствлан, высоко на Моэлвин-Мор. Ллин Ствлан был расположен в цирковом бассейне, образованном ледниковой эрозией. [3]
Llyn Stwlan ранее был расширен в 1898 году компанией Yale Electricity Company, которая построила плотину и использовала воду для выработки электроэнергии в Dolwen, расположенном недалеко от Tanygrisiau , ниже нижнего водохранилища. [4] Компания была образована компанией Votty Quarry , и постоянный ток передавался по воздушной линии в Dolgarregddu, недалеко от центра Blaenau Ffestiniog , где был газовый двигатель мощностью 75 кВт (101 л. с.) и два полудизельных двигателя , которые вырабатывали дополнительные 240 кВт. Это использовалось для подачи электроэнергии в город, когда она не требовалась карьеру. Из-за падения напряжения в системе в карьере потребовался последний усилитель мощностью 48 кВт. [5] Станция Dolwen продолжала работать после завершения новой схемы, [4] хотя впоследствии она была выведена из эксплуатации, а здание было преобразовано в два двухквартирных дома, а затем в отдельный дом с 8 спальнями. [6]
Для новой схемы бассейн цирка был перекрыт на восточном конце бетонной гравитационной контрфорсной плотиной длиной 244 м (801 фут) и максимальной высотой 34 м (112 футов) над его основанием. На южном конце плотины имеется водосброс с уровнем перелива на 500 м (1600 футов) выше уровня артиллерийского вооружения (AOD). Плотина содержит 170 000 м 3 (6 000 000 куб. футов) воды, и уровень воды поднимается и опускается на 20,0 метров (65,6 футов) во время работы станции. Площадь водосбора для Ллин Ствлан составляет 65 гектаров (160 акров), а среднегодовое количество осадков на этой территории составляет 3000 мм (120 дюймов). Подъездная дорога идет к северной стороне плотины и вдоль ее вершины к мосту, обеспечивающему доступ к водозаборным башням. [7]
Нижний резервуар был образован путем строительства еще одной бетонной гравитационной плотины через естественный бассейн Афон Истрадау. Плотина имеет длину около 550 м (1800 футов), с максимальной высотой 25 м (82 фута) над ее фундаментом, хотя большая ее часть хорошо скрыта, так как отвал с фундамента использовался для покрытия нижней поверхности сооружения. Из-за большей площади нижнего резервуара он поднимается и опускается всего на 5,5 м (18 футов) во время ежедневной работы станции. Несколько ручьев стекают с окружающей земли в резервуар, и эти потоки контролируются, так что эквивалентное количество воды может быть сброшено в Афон Барлвид через регуляторы в плотине. Уровни водохранилища Танигрисиау тщательно контролируются, чтобы гарантировать, что всегда есть достаточная резервная емкость для удержания баланса воды, оставшейся в Ллин Ствлане. Площадь водосбора водохранилища Танигрисиау составляет 959 гектаров (2370 акров), а среднегодовое количество осадков — 2160 мм (85 дюймов). [8] Водохранилище рассчитано на максимальный уровень воды 188 м (617 футов) над уровнем моря, а на высоте 0,84 м (2,8 фута) над ним установлен водосброс. [9]
Главное здание электростанции имеет длину 72 м (236 футов) и ширину 22 м (72 фута). Для размещения вертикальных валов машин было выкопано 140 000 тонн скального грунта, а само здание простирается на 34 м (112 футов) ниже операционного этажа, который находится на уровне земли. Есть четыре нижних этажа, и, если смотреть 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 из которых используется для диспетчерской, а северный — для администрации. Главное здание имеет стальной каркас с внутренней кирпичной стеной и полостью. Внешняя стена облицована местным камнем [10], [11] того типа, который использовался для ряда значительных зданий в долине Фестиниог, но оказалось трудно найти источник. С помощью отставных рабочих карьера был найден заброшенный карьер, но для завершения проекта не хватало камня, а использовать современные методы добычи было проблематично. Поэтому часть камня была добыта из второго карьера. [11]
В Ллин Ствлане есть две приемные башни, в которых размещено оборудование для управления запорными затворами. Затворы имеют квадратную форму 14,5 футов (4,4 м) и могут быть опущены в положение, предотвращающее попадание воды в туннели к электростанции. Под ними находятся две напорные шахты, которые спускаются вертикально на 195 м (640 футов). Они имеют диаметр 4,4 м (14 футов) и облицованы бетоном. Каждая из них питает два напорных туннеля, которые спускаются вниз к электростанции. Первые 550 м (1800 футов) имеют бетонную конструкцию и диаметр 3,3 м (10 футов 10 дюймов). Затем идет переход, а последние 610 м (2000 футов) облицованы сталью 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 на станции имеют диаметр 2,3 м (7 футов 7 дюймов) и изготовлены из высокопрочной стали толщиной 25 мм (0,98 дюйма), которая заключена в 0,69 м (2 фута 3 дюйма) предварительно напряженного бетона. Каждая труба разветвляется, причем верхняя ветвь снабжает турбину, когда станция генерирует, а нижняя ветвь получает воду от насоса, когда он возвращает воду в Ллин Ствлан. Клапаны диаметром 1,8 м (5,9 футов) и 1,68 м (5 футов 6 дюймов) используются для надлежащего направления воды. [7]
Оборудование, поставленное English Electric Company, установленное в главном здании, состоит из четырех вертикально установленных мотор-генераторных агрегатов мощностью 90 МВт каждый, которые расположены на этаже генератора. Над каждым из них и напрямую соединена с мотор-генератором турбина Фрэнсиса . При генерации вода подается в них со скоростью 28,3 кубических метра в секунду (1000 кубических футов/с). Насосы расположены под мотор-генераторами и соединены с ними кулачковой муфтой. В насосном режиме они подают 21,1 кубических метра в секунду (750 кубических 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 вырабатывает мощность 16 кВ. Каждая машина подключена к масляному выключателю, а комплекты из двух машин подключены параллельно к двум трансформаторам 16/275 кВ. Электроснабжение напряжением 275 кВ осуществляется по воздушным линиям электропередачи и подается в Национальную энергосистему, расположенную неподалеку на месте бывшей атомной электростанции Траусфинидд . [12]
Вода перекачивается из водохранилища Танигрисиау в Ллин-Ствлан ночью, когда обычно не хватает спроса на электроэнергию, вырабатываемую относительно эффективной паровой установкой. Днем станция используется для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса. Обычно она качает в течение шести или семи часов ночью и вырабатывает около четырех часов днем. Она также используется для обеспечения электроэнергией в короткие сроки, если происходит сбой в другой части системы или неожиданное увеличение спроса. Особой проблемой является огромный рост спроса в конце популярных телевизионных программ, и станция может быть очень быстро включена в сеть, чтобы покрыть это, [13] обеспечивая дополнительные 360 МВт мощности менее чем за минуту. [3]
Начиная с 1953 и 1954 годов CEGB осуществила 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 Акт парламента включал пункт об удобствах, который включал предоставление консультанта по ландшафту, который будет взаимодействовать с Комиссией по национальным паркам, чтобы гарантировать, что вопросы, связанные с утилизацией отвалов, посадкой и вырубкой деревьев и кустарников, а также восстановлением земель, затронутых строительством, будут надлежащим образом решены. Это был первый из проектов электростанций CEGB, который требовал услуг консультанта по ландшафту с самого начала. Местные органы планирования консультировались относительно местоположения и внешнего вида всех аспектов проекта, и Королевская комиссия по изящным искусствам также была вовлечена в процесс. Перспективные чертежи, показывающие электростанцию в ее ландшафте, были выставлены в Королевской академии искусств в 1958 году. [14]
Одной из проблем была утилизация почти миллиона тонн камня. Это произошло из-за раскопок подземных уровней главного здания станции, из-за строительства туннелей, а также из-за фундаментов двух плотин. Камень с верхней плотины был помещен в водохранилище, где он постоянно покрыт водой. Около трех четвертей нижней плотины было скрыто от глаз за отвалом, отсыпанным перед нисходящим лицом, а остальная часть отвала была размещена около порталов туннеля. Камень был тщательно профилирован и покрыт торфом, прежде чем был засеян травами, которые являются местными для этого района. Некоторые места были засажены деревьями и кустарниками, включая рододендрон , иву и сосну обыкновенную . [3] Когда станция была впервые открыта, она включала в себя общественный приемный центр, откуда для посетителей были доступны экскурсии по участку. [15]
Восстановление железной дороги Фестиниог как туристической железной дороги началось в 1952 году, но строительство электростанции разорвало бы связь между Портмадогом и Блайнай-Фестиниог, затопив северный портал тоннеля Моэлвин и полотно пути к северу от него, и построив подъездные пути вдоль полотна пути к югу от станции Танигрисиау . [16] Восстановление железной дороги в Великобритании находилось в зачаточном состоянии, и хотя железная дорога Фестиниог выступила против законопроекта на его заключительных этапах в парламенте, схема была списана как «старые джентльмены и мальчики играют в поезда». Акт парламента о разрешении на строительство электростанции был предоставлен 16 мая 1955 года. Железная дорога получила « Уведомление о сотрудничестве » 5 февраля 1956 года и «Уведомление о въезде», которое обычно может быть получено в течение трех лет после первого уведомления, на следующий день. Тоннель Моэлвин был реквизирован 2 июня 1958 года, с двухдневным интервалом между уведомлениями. [17]
Ffestiniog Railway начала судебные разбирательства, чтобы получить разумную компенсацию за потерю своей линии в 1956 году, и это стало самым длинным делом в британской юридической истории к тому времени, когда оно было окончательно урегулировано в 1972 году, шестнадцать с половиной лет спустя. [18] Отношения между двумя сторонами были не очень хорошими в первые дни, так как CEGB были убеждены, что правление Ffestiniog Railway купило умирающую железную дорогу, чтобы прикарманить компенсацию себе. [19] Чарльз Гуд разработал планы нового маршрута вдоль западной стороны озера, которые, как было решено, будут включены в планы. Однако затем CEGB переместила местоположение коммутационной станции, сделав маршрут непрактичным, и инженеры-консультанты Livesay & Henderson разработали маршрут по восточной стороне, который был намного дороже в реализации. Ffestiniog Railway стремилась к «эквивалентному восстановлению», когда British Electricity Authority, впоследствии Central Electricity Generating Board, оплатило бы полную стоимость строительства заменяющего маршрута. На основании стоимости восточного маршрута Земельный трибунал постановил, что эквивалентное восстановление будет оправдано только в том случае, если число пассажиров увеличится с 76 000 до 196 000, что не считалось «в пределах возможного», несмотря на то, что эти цифры были достигнуты в 1967 году. [20]
В конце концов, была разработана схема под названием «отложенное обслуживание», которая легла в основу окончательной выплаты. [21] На CEGB было оказано давление во время последних слушаний в Земельном трибунале, чтобы разрешить строительство западного маршрута, а железной дороге Фестиниог 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, которая включала спираль в Ддуалте и новый туннель Моэлвин, была построена добровольцами, участок сразу за электростанцией был построен Sir Alfred McAlpine (Northern) Ltd, поскольку он включал четыре подземных моста для переноса полотна через входные шлюзы к электростанции. [24]
Сланцевый карьер Moelwyn расположен над расширенным Llyn Stwlan. Он разрабатывался спорадически между 1820-ми и 1897 годами, но был соединен с железной дорогой Ffestiniog впечатляющей серией из семи уклонов, спускающихся примерно на 335 метров (1099 футов). [25] Большинство из них все еще видны в ландшафте, но расширение Llyn Stwlan уничтожило шестой уклон, части пятого и седьмого, а также большую часть заброшенной территории мельницы, которая находилась между четвертым и пятым уклонами, а не на уровне карьера, чтобы извлечь выгоду из водоснабжения, обеспечиваемого озером. [26] На уклонах есть несколько смотровых люков и электрических шкафов, которые предположительно связаны с инфраструктурой электростанции.
На северо-западе, с другой стороны Моэлвин-Мор , находится карьер Кроезор , где добыча сланца прекратилась в 1930 году. После окончания Второй мировой войны карьер эксплуатировался Cookes Explosive, местной фирмой, базирующейся в Пенриндеудрате , которая использовала его подземные камеры для хранения взрывчатых веществ, в основном пропеллентов. В 1971 году Центральному совету по производству электроэнергии стало известно об этом использовании, и он подсчитал, что если под землей произойдет взрыв, то любая из двух плотин может быть повреждена. Поэтому они осушили оба водохранилища, и Cookes начал вывозить около 250 тонн взрывчатки в неделю, которую доставляли в Пенриндеудрат или по железной дороге со станции Блайнай-Фестиниог на различные другие работы ICI Nobel в Соединенном Королевстве. [27]
{{cite book}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )