荒沟抽水蓄能电站首台机组投产发电。一个冬季的运行证明,这种结构型式可防止冰拔或冰冻胀挤压引起的面板结构缝破坏。
为了尽早完成工程建设,建设团队想方设法开展冬季施工。虽然室外几乎不存在冬季施工的可能性,但抽水蓄能电站的地下厂房、输水隧道等建筑物深埋于地下,具备施工条件。可是冬季怎么浇筑混凝土?建设团队给所有地下洞室与室外连通的洞口设置保温门,门里侧加装35千瓦热风机;混凝土拌和系统全部封闭,室内设置加热设施,在拌和前用热水冲洗混凝土拌和系统;根据冬季浇筑所需混凝土土方量,计算冬季粗、细骨料用量,在冬季来临前运至洞内保存。建设团队还在拌和前对骨料进行加热处理,给运输混凝土的搅拌车全部穿上“棉衣”,保证混凝土运输途中保持温度;混凝土浇筑初凝后,在混凝土表面覆盖保温被,必要时覆盖电热毯加热。就这样,建设团队将严寒气候对工程建设的影响降到了最小。
保障严寒地区抽水蓄能电站安全运行
抽水蓄能电站在抽水或发电时,上、下水库的水位会不断变化。在寒冷的冬季,当抽水蓄能电站每天都有运行任务时,库中央会形成一块浮动的冰盖,外围还有一圈碎冰带。冰盖不会对抽水蓄能电站运行有太大影响,但如果电力系统长时间不需要抽水蓄能电站运行,上、下水库就有冰封的可能。这时,虽然抽水蓄能电站水库里有足够多的水,但是由于不能和大气连通,水体无法流动,强制运行会给水工建筑物和机组设备设施带来安全风险。
建设团队开展了抽水蓄能电站冬季运行方式专题研究。研究表明,调度运行是保障抽水蓄能电站冬季安全运行的关键,在寒冷的冬季,每天至少有1台机组发电或抽水运行8个小时以上,就可避免水库形成完整冰盖;当电网调度无法满足上述条件时,则要采取防冰破冰措施。
目前,抽水蓄能电站水库和闸门井防冰破冰的措施主要有三种:人工破冰法、高压气体充气法、水泵冲水破冰法。
人工破冰法成本较低,但人员作业时间长,且危险性较高,易发生安全事故。高压气体充气法是在深水处利用空压机喷出的压缩空气,喷出一股强烈的上升温水流,能融化冰层且防止新冰层形成。荒沟抽水蓄能电站采用的是水泵冲水破冰法,即利用潜水泵将深层水抽上来,再通过射流管上的射流孔将水射出,形成连续不断的水流,达到防止局部水面结冰的目的。
漂浮冰块进入流道是抽水蓄能电站冬季运行的另一个风险,可能损伤水轮机等机械设备。荒沟抽水蓄能电站建设之初便开展模型试验,计算出漂浮冰块进入流道的临界流速为1.05米/秒。为了降低流速,荒沟抽水蓄能电站把进出水口断面设计得足够大,并在进出水口不同高程设置流速、温度监测断面。电站工作人员经过一个冬季的监测,未发现漂浮冰块进入流道的情况。