Схема гидроэлектростанции Шеннона - Shannon hydroelectric scheme

Схема гидроэлектростанции Шеннона
Ardnacrusha.jpg
Схема гидроэлектростанции Шеннон находится в Ирландии.
Схема гидроэлектростанции Шеннона
Расположение гидроэлектростанции Шеннон в Ирландии
Официальное названиеЭлектростанция Арднакруша
СтранаИрландия
Место расположенияГрафство Клэр
Положение делОперативный
Строительство началось1925
Дата открытия1929
Владелец (и)ESB Group
Плотина и водосбросы
Ширина (гребень)100м
Координаты52 ° 42′20 ″ с.ш. 8 ° 36′46 ″ з.д. / 52,70556 ° с.ш.8,61278 ° з. / 52.70556; -8.61278
Гидравлическая головка28,5 м (94 футов) –33 м (108 футов)
Турбины4
Установленная мощность86 МВт
Годовая генерация332 000 МВтч
Интернет сайт
ESB

В Схема гидроэлектростанции Шеннон был крупным достижением Ирландское свободное государство в 1920-х годах, чтобы использовать силу Река Шеннон. Его продукт, Электростанция Арднакруша, это гидроэлектростанция электростанция, которая до сих пор производит электроэнергию и расположена недалеко от Арднакруша в Графство Клэр приблизительно 2,4 км (1,5 мили) от границы с Лимериком. это Ирландия крупнейшей речной гидроэлектростанции и эксплуатируется на специально построенной головной трассе, соединенной с Река Шеннон. Завод включает в себя рыбные лестницы, чтобы возвращающаяся рыба, такая как лосось, можно безопасно подняться по реке мимо электростанции.

Завершено в течение 7 лет после Независимость Ирландии В 1922 году при стоимости, эквивалентной пятой части годового бюджета ирландского государства, электростанция позволила резко увеличить спрос на электроэнергию по всей стране и продемонстрировала способность нового правительства развиваться в трудный финансовый период. Завод построен немецкой компанией. Сименс-Шукерт, хотя большая часть дизайна была сделана ирландскими инженерами, и Ирландия предоставила большую часть рабочей силы. Схема предусматривала изменение течения реки в целом, создание множества плотин и мостов, а также строительство национальной энергосистемы.

Электростанция в Арднакруша состоит из трех вертикальных валов. Турбина Фрэнсиса генераторы (введены в эксплуатацию в 1929 г.) и одна вертикально-валковая Турбина каплана генератор (введен в эксплуатацию в 1934 г.), работающий при среднем напоре 28,5 метра. Изначально схема была рассчитана на шесть турбин с четырьмя установленными турбинами. 85 МВт генерирующей станции в Арднакруша было достаточно для удовлетворения спроса на электроэнергию всей страны в первые годы. Полная мощность составляет около 332 000 МВтч ежегодно. Ardnacrusha генерирует напряжение 10,5 кВ, но оно преобразуется в 38 кВ для местного распределения и в 110 кВ для передачи на большие расстояния.

Фон

Первый план по использованию силы Шеннон между Лох-Дерг и Лимерик был опубликован в 1844 г. сэром Роберт Кейн.[1] Вдохновлен Никола Тесла проект 1896 г. Ниагарский водопад, "Схема Фрейзера" предлагала окончание гоночного канала в Дунассе и была санкционирована "Законом о воде и электроэнергии Шеннона" 1901 года. Это предусматривало сезонную схему с резервной паровой турбиной для выработки электроэнергии летом, но общая стоимость была сочтена слишком высокой, и Закон был отложен. В 1902 году С.Ф. Дик предложил более резкое падение в Дунассе. Британский совет по торговле учредил комитет в 1918 году, который одобрил предложения Теодора Стивенса и опубликовал отчет в 1922 году. Это предусматривало изменение верхнего уровня озера для создания дополнительных хранилищ объемом 10 миллиардов кубических футов стоимостью 2,6 миллиона фунтов стерлингов.[2]

Завод и оборудование Сименс-Баунион выгружаются в доках Лимерика для гидроэлектростанции Шеннон, 1925 год.

В конце 1923 года инженер Доктор Томас Маклафлин подошел к новому Ирландское свободное государство министр промышленности и торговли России Патрик МакГиллиган с предложением более амбициозного проекта. Доктор Маклафлин начал работать на Сименс-Шукерт, крупная немецкая инженерная фирма, в конце 1922 года, и его план должен был использовать полную разницу в высоте между озером Аллен и морем. Он опирался на анализ 25-летнего стока в плотине в Киллало, опубликованный Джоном Чалонером Смитом, инженером из Комиссары общественных работ. Макгиллиган был полон энтузиазма, хотя У. Т. Косгрейв Премьер был осторожнее. Схема была опубликована компанией Siemens в сентябре 1924 г.[3] и правительство назначило группу экспертов из Норвегии и Швейцарии для проверки его жизнеспособности.[4] Это вызвало серьезные политические споры, поскольку стоимость 5,2 миллиона фунтов стерлингов составляла значительную часть всего бюджета нового штата в 1925 году, составлявшего 25 миллионов фунтов стерлингов, и интересы в Дублине предпочли более локализованное решение. Но эксперты поддержали централизованное решение, которое потребовало бы распределительной сети по всей стране, но рекомендовали двухэтапное внедрение генераторов электроэнергии. Правительство согласилось с этим и к апрелю 1925 г. ввело в действие Закон Шеннона об электроэнергии 1925 г. Dáil.[5][6]

Строительство

Водолаз, участвовавший в изыскательских работах для схемы Шеннона, 1925 г.

В 1925 году Сименс начал работу с доктором Маклафлином в качестве управляющего директора и проф. Фрэнк Шарман Ришворт, который взял отпуск из Университетский колледж Голуэя, как главный инженер-строитель. Срок завершения в три с половиной года с оговорками о штрафных санкциях за несоблюдение этого срока был прописан в контракте.[7] Около 150 квалифицированных рабочих и инженеров на электростанции были немцами. Для рабочих был разбит лагерь, в котором были жилые помещения на 750 человек и столовая на 600 человек. Первоначально были предоставлены рабочие места для 700 человек, в то время как на пике занятости на этапе строительства было задействовано 5200 человек, а на этапе строительства эта цифра снизилась до 2500 человек. завершение.[7]

Работники столовой по схеме Шеннона, 1928 год.

Siemens пришлось импортировать огромное количество оборудования из Бремен и Гамбург и построил 96-километровую узкоколейную железную дорогу от доков в Лимерике до площадки для доставки грузов, в том числе 76 паровозов. Правительство ремонтировало местные дороги, которые находились в ужасающем состоянии. В ходе строительства были построены насыпи высотой до 25 м на расстоянии 10 км, и возникло множество непредвиденных геологических проблем. 7,6 млн куб. М (9,9×10^6 кубических ярдов) грунта пришлось перенести и 1,2 миллиона кубических метров (1,6×10^6 куб ярд) породы. Были построены четыре крупных моста и отклонены девять рек, а также многочисленные ручьи.[8] Три больших Турбины парсона были установлены у основания плотины, которая могла генерировать 35 МВт, что больше, чем все коммунальные поставки того времени. Кроме того, была проложена сеть электропередач 110 кВ в Дублин, Корк и другие центры.

Строительный проект не обошелся без разногласий. Неквалифицированным рабочим платили только заработную плату в сельском хозяйстве, что приводило к забастовкам, национальным и правительственным дебатам по поводу заработной платы, условий и перерасхода средств.[9][10] Несмотря на это, окончательная сумма перерасхода для Siemens составила 150 000 фунтов стерлингов.[7]

Место привлекло огромное количество экскурсантов, приехавших на экскурсионных поездах со всех концов Ирландии. К 1929 году заводом было проведено около 250 000 зрителей.

Строительство электростанции Арднакруша
Строительство плотины

Электрификация Ирландии

В 1927 г. ESB была создана и взяла под контроль схему и электроснабжение и генерацию в целом. Доктор Маклафлин стал управляющим директором.

Схема Шеннона была официально открыта в Parteen 22 июля 1929 года. Один из крупнейших инженерных проектов своего времени, он послужил образцом для крупномасштабных проектов электрификации по всему миру. Управляется Совет по электроснабжению Ирландии, это оказало непосредственное влияние на социальное, экономическое и промышленное развитие Ирландии. К 1935 году он производил 80 процентов электроэнергии Ирландии.[11] Он продолжает поставлять эту электроэнергию в 21-м веке, хотя сейчас его доля составляет всего 2%. В то время это была крупнейшая гидроэлектростанция в мире, но вскоре ее заменила Плотина Гувера, строительство которого началось в 1930 году.[12][13]

Влиятельный Лондон Financial Times был очень впечатлен результатом, комментируя:

Они взвалили на свои плечи нелегкую задачу сломать то, что на самом деле является огромным комплексом неполноценности, и схема Шеннона является одним - и, вероятно, самым важным - из их методов решения этой задачи.[14]

За 3 года спрос на электроэнергию в Ирландии настолько вырос, что был начат этап 2. Вместо запланированных трех дополнительных затворов использовалась только одна, но использовалась новая 30 МВт. Турбина каплана с семью лопастями, что обеспечивает высокий КПД при относительно небольшом напоре и, таким образом, увеличило мощность станции до 75 МВт к 1933 году.[15] В 1937 г. Водохранилище Пулапхука была построена гидроэлектростанция на Лиффи, добавив еще 35 МВт.

В 2002 году, к 75-летию завода, его исторический статус был признан Институт инженеров по электротехнике и электронике, в партнерстве с Американское общество инженеров-строителей, которые отметили объект как инженерную веху 20 века.[16]

Строительство канала
Канал Head-Race

Экологические последствия

Открытие схемы оказало и продолжает оказывать существенное воздействие на окружающую среду в части Шеннона, в обход канала головных гонок, от Виллы Партин к северу от Мост О'Брайенса примерно в миле к северу от Лимерик город. Эта река, особенно та, что проходит мимо Castleconnell и Falls of Doonass в девятнадцатом и начале двадцатого веков был известен во всем мире рыболовством, особенно Лосось ловит рыбу. Отвод воды к электростанции имел катастрофические последствия по двум основным причинам: изначально в Арднакруша не было рыбного прохода, чтобы лосось мог мигрировать дальше по реке; позже это было исправлено. Во-вторых, уменьшение потока воды в естественном русле побудило больше рыбы либо мигрировать в сторону канала скаковых гонок, либо в Река Малкер вместо. Проблема сохраняется и по сей день, и промысел лосося уже не сравним с периодом до 1920-х годов. Другие виды местных рыб также пострадали от низкого уровня воды.[17][нужен лучший источник ]

Воздействие на обводное русло реки

Уменьшение расхода воды

После открытия большая часть воды Shannon была отведена через головной канал к электростанции. По закону ESB должны позволять 10 кубических метров в секунду (10 м3/ с) течь по естественному руслу. Примерно таким будет естественный сток в засушливые летние периоды до строительства плотины. Все излишки воды можно использовать для выработки электроэнергии. Максимальная вместимость Арднакруши составляет примерно 400 м3/ с, что в 40 раз больше, чем требуется для стока по естественному каналу (хотя электростанция не обязательно всегда работает с такой производительностью). В течение первых нескольких лет после открытия схемы вода направлялась на электростанцию ​​только по мере необходимости для удовлетворения спроса на электроэнергию в то время, и, таким образом, воздействие на реку изначально не было серьезным. Однако по мере роста спроса все больше и больше воды отбиралось, пока в конечном итоге не была достигнута ситуация, когда вся доступная вода всегда использовалась для выработки электроэнергии, а естественный канал постоянно сокращался до минимально допустимого расхода воды (кроме периода экстремальные условия). В исключительно влажные периоды поток воды из Лох-Дерга превышает 400 м.3/ с, а затем необходимо, чтобы излишки были сброшены по естественному каналу через Каслконнелл. В течение этих коротких периодов водопаду Дунасс временно восстанавливается былое величие. Как часто это происходит, зависит от сезонных погодных условий: в некоторые годы увеличение расхода выше минимального не происходит. Это привело к существенному пересыханию русла реки. Наиболее очевидным результатом на реке к югу от виллы Партин, которая всегда поддерживается на летнем уровне, является заиление многих старых бассейнов с лососем и рост деревьев и кустарников во многих частях бывшего русла реки, что значительно изменяет как внешний вид, так и экосистема реки.[нужна цитата ]

После постройки Арднакруша могла обеспечивать электроэнергией всю страну. В настоящее время на его долю приходится около 2-3% от общей выходной мощности ESB.[18] Учитывая небольшое общее количество энергии, производимой на кубический метр, есть веские основания для увеличения потока воды в естественный канал, теперь, когда Арнакруша производит такую ​​небольшую часть мощности ESB. Например, увеличение стока реки до 50 м.3/ с уменьшит пропускную способность Арднакруши на 1/10 (поток уменьшен на 40 м3/ с), или 8 мегаватт; менее 0,3% от национальной пропускной способности ESB, при этом увеличивая сток воды в естественный канал в 5 раз. Это окажет большое благотворное влияние на состояние реки к югу от моста О'Брайенс.[нужна цитата ]

Навигация

Судоходный участок воды от южного конца канала Киллало до Каслконнелла был связан с Лимериком через боковой канал Пласси-Эррина, который имел шесть шлюзов. Это стало излишним при строительстве нового канала к Арднакруша, было обезвожено и впоследствии стало заброшенным. Недавно несколько участков были расчищены, и теперь можно пройти от моста О'Брайенс до шлюза Эррина по старому буксирному пути. Поскольку на плотине Партин, соединяющей естественный канал с Лох-Дерг, нет шлюза, это больше невозможно. для любого гидроцикла, который может войти по воде в эту часть Шеннона.[19]

Теперь судоходство по реке Шеннон осуществляется по головному каналу шириной 90 м (300 футов). Когда все турбины работают, скорость воды составляет 1,5 м / с (3,4 мили в час), что может быть проблемой в обоих направлениях. Это приведет к двойному шлюзу в Арднакруша, который будет принимать лодки длиной 32,2 м (106 футов) и шириной 6,1 м (20 футов). Два шлюза имеют суммарное падение до 34 м (112 футов).[20]

Программа управления шеннонским угрем

Схема ловушки и транспортировки действует на Шенноне как часть угорь программа управления после обнаружения сокращенной популяции угря. Такая схема обеспечивает безопасный проход молодых угрей мимо Арднакруши.[21][22]

Эффекты вверх по реке от схемы

Наводнение

Максимальная вместимость Арднакруши составляет примерно 400 м3/ с. Поскольку это намного больше, чем доступно в летние месяцы, в первые годы эксплуатации вода хранилась в крупных озерах на Шеннон, Лох-Дерг, Лох-Ри и Лох-Аллен, потому что Арднакруша внесла значительный вклад в удовлетворение потребностей страны в электроэнергии во время тот период. Удерживая эти озера на более высоком, чем естественный уровень, с помощью плотин, воду, накопленную в течение влажных зимних месяцев, можно было бы сбрасывать в более засушливые периоды для поддержания снабжения электростанции. Водосливы уже существовали в Киллало и Атлоне, чтобы контролировать уровень озера в Лох-Дерге и Лох-Ри соответственно. По завершении строительства Арднакруша плотина в Атлоне была изменена и передана под контроль ESB, а в устье Лох-Аллена была построена новая плотина для дальнейшего регулирования уровня воды (плотина в Киллало была удалена, поскольку уровень воды в Лох-Дерге теперь контролируется Сама плотина Parteen).[19] В последние десятилетия значение Арднакруши для производства электроэнергии уменьшилось, и вода на озерах Шеннон больше не хранится для производства электроэнергии.

Навигация

Схема упростила навигацию между Киллало и Лимериком, поскольку гидроциклу нужно было пройти только один двойной шлюз в Арднакруша. Большая часть канала Киллало была затоплена под новое озеро («затопленный участок») к югу от Киллало, что обеспечивало прямой доступ к каналу головных гонок. ESB отвечает за поддержание уровней воды для навигации по всему Шеннону в пределах заданных пределов, но они имеют право определять приоритеты уровней для выработки электроэнергии в случае возникновения нехватки воды.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Промышленные ресурсы Ирландии, Дублин 1844 г.
  2. ^ Отчет о гидроэнергетике, Дублин, 1922 г.
  3. ^ Электрификация Ирландского свободного государства: схема Шеннона, разработанная Сименс-Шукертом. Сименс-Шукерт. 1924 г.
  4. ^ Бургквист, Вальдемар (1925). Электрификация Ирландского Свободного государства: схема Шеннона: доклад экспертов, назначенных правительством (PDF).
  5. ^ Закон Шеннона об электричестве, 1925 г. Ирландский статут
  6. ^ Северный Манстерский Антикварный Журнал 1987 г., том 29, эссе Пола Даффи, стр. 68–92.
  7. ^ а б c Журнал инженеров, Engineers Ireland, том 58, ноябрь 2004 г.
  8. ^ «Схема гидроэлектростанции Шеннон». ASCE. Архивировано из оригинал 31 октября 2013 г.
  9. ^ Арднакруша - Тяжелая работа плотины - Sunday Mirror, 4 августа 2002 г.
  10. ^ Шонад Эйренн - Том 6 - 14 декабря 1925 - Дебаты - Схема электрификации Шеннона
  11. ^ Кокс, Рональд С. (1998). Ирландия. Томас Телфорд. п. 272. ISBN  978-0-7277-2627-8.
  12. ^ Строительство гидроэлектрической схемы Шеннона Библиотека округа Клэр
  13. ^ [1]
  14. ^ Северный мюнстерский антикварный журнал 1987 г., том 29, стр. 74.
  15. ^ "Проект схемы Шеннона". Сименс Ирландия. Получено 11 сентября 2014.
  16. ^ "Вехи: Схема Шеннона для электрификации Ирландского свободного государства, 1929 год". Сеть глобальной истории IEEE. IEEE. Получено 2 августа 2011.
  17. ^ Насколько устойчивы крупные гидроэлектростанции Ирландии?, ecofact.ie
  18. ^ Мощность электростанций ESB В архиве 17 апреля 2009 г. Wayback Machine, Веб-сайт ESB
  19. ^ а б Шеннон Навигейшн, Рут Делани, 2007
  20. ^ Даффи, Пол (зима 2004 г.). «Очень сложно» (PDF). Новости внутреннего водного транспорта. Архивировано из оригинал (PDF) 3 марта 2016 г.. Получено 15 сентября 2014.
  21. ^ Шеннонский региональный совет по рыболовству (2008 г.). «План управления угрями района бассейна реки Шеннон Интернешнл» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 14 декабря 2013 г.. Получено 11 сентября 2014.
  22. ^ http://www.esb.ie/main/sustainability/eel-trap-and-transport.jsp

внешняя ссылка