Гидроэлектростанция Таум Саук

редактировать
Плотина в горах Сен-Франсуа, штат Миссури
Гидроэлектростанция Таум Саук
UserKTrimble -AP Taum Sauk Водохранилище в стадии строительства 22 ноября 2009 crop1.jpg Восстановленное верхнее водохранилище Завод Таум Саук, на этой фотографии близится к завершению, является крупнейшей бетонной плотиной в Северной Америке.
Гидроэлектростанция Таум Саук расположена в штате Миссури Гидроэлектростанция Таум Саук Местоположение гидроэлектростанции Таум Саук в Миссури
СтранаСША
МестоположениеSt. Горы Франсуа, Миссури
Координаты37 ° 32′08 ″ с.ш., 90 ° 49′05 ″ з.д. / 37,53556 ° с.ш., 90,81806 ° з.д. / 37,53556; -90,81806 Координаты : 37 ° 32'08 ″ N 90 ° 49'05 ″ W / 37,53556 ° N 90,81806 ° W / 37,53556; -90.81806
ЦельМощность
СтатусЭксплуатация
Начало строительства1960 (1960)
Дата открытия20 декабря, 1963 г. (1963 г.-20 декабря), 15 апреля 2010 г. (2010 г.-15 апреля)
Стоимость строительства
  • 45,9 млн долларов США (1963 г.)
  • Восстановление 490 млн долларов США (2010 г.)
Владелец (и)Амерен, штат Миссури (ранее AmerenUE, ранее Union Electric )
Оператор (ы)Амерен, штат Миссури
Верхняя плотина и водосбросы
Тип плотины Гравитационная плотина
Высота (фундамент)125 футов (38 м)
Длина6 800 футов (2100 м)
Высота на гребне1601 фут (488 м)
Ширина (гребень)25 футов (7,6 м)
Ширина (базовая)150 футов (46 м)
Объем плотины3200640 кубических ярдов (2447060 м)
Водосбросы 1
Тип водосбросаВодослив с широким гребнем
Вместимость водосброса5358 кубических футов в секунду (151,7 м / с)
Верхний резервуар
Общая емкость4350 акров футов (5370000 м)
Площадь поверхности54,5 акра s (22,1 га)
Максимальная глубина воды120 футов (37 м)
Нормальная высота1597 футов (487 м)
Нижняя плотина и водосбросы
Тип плотины Гравитационная плотина
ВодохранилищаИст-Форк Блэк Ривер
Высота (фундамент)60 футов (18 м)
Высота (тальвег )55 футов (17 м)
Длина390 футов (120 м)
Высота на гребне750 футов (230 м)
Ширина (основание)75 футов (23 м)
Водосбросы 1
Тип водосбросаГребень Ogee
Пропускная способность водосброса70000 кубических футов в секунду (2000 м / с)
Нижнее водохранилище
СоздаетОзеро Нижний Таум Саук
Общая емкость6,350 акров футов (7,830,000 м)
Площадь водосбора 88 квадратных миль (230 км)
Площадь395 акров (160 га)
Нормальная высота749,5 футов (228,4 м)
Электростанция
Координаты37 ° 31 ′ 14 ″ N 90 ° 50'04 ″ W / 37,52056 ° N 90,83444 ° W / 37,52056; -90.83444
Оператор (и)Амерен, штат Миссури
Дата комиссии20 декабря 1963 г. (1963-декабрь-20), 15 апреля 2010 г. (2010-апрель-15)
Тип ГАЗ
Гидравлический напор 860 футов (260 м)
Насосы-генераторы2 реверсивные по 225 МВт Тип Фрэнсиса
Установленная мощность 450 MW
Коэффициент мощности 5–8%
Общий КПД 70%
Емкость накопителя 8 часов (3600 МВт · ч)
Поколение 2017 г. -148 ГВт · ч
Веб-сайт . Энергетический центр Таум Саук

Гидроаккумулирующая станция Таум Саук является электростанцией в Св. Гора Франсуа регион Миссури, США, примерно в 90 милях (140 км) к югу от Св. Луис около Лестервилля, штат Миссури, в округе Рейнольдс. Он эксплуатируется Ameren Missouri.

Вода, хранящаяся в верхнем резервуаре, используется для выработки электроэнергии во время пикового потребления Два генератора могут вырабатывать до 225 МВт электроэнергии каждый. Исходный верхний резервуар, полный с точностью до нескольких футов от верхней части парапетной стены

гидроаккумулирующая гидроэлектростанция была построена в 1960–1962 гг. и была спроектирована для удовлетворения пикового спроса на электроэнергию в дневное время. Он начал работу в 1963 году. Электрические генераторы поворачиваются водой, текущей из резервуара на вершине горы Проффит, в нижний резервуар на восточной развилке Черной реки. Ночью избыток электроэнергии в электросети используется для перекачки воды на вершину горы.

Завод Таум Саук представляет собой чисто насосную операцию с открытым контуром: в отличие от некоторых других гидроаккумулирующих объектов, здесь нет естественного первичного потока в верхний резервуар, доступного для выработки. Следовательно, он является чистым потребителем электроэнергии; законы термодинамики диктуют, что для перекачки воды в гору требуется больше энергии, чем вырабатывается при ее спуске. Однако установка по-прежнему экономична в эксплуатации, поскольку верхний резервуар повторно наполняется ночью, когда система выработки электроэнергии работает с низкой базовой производительностью. Эта способность накапливать огромное количество энергии привела к тому, что ее оператор назвал Taum Sauk «самой большой батареей, которая у нас есть». Необычной особенностью является верхний резервуар, построенный на плоской поверхности, требующий создания плотины по всему периметру.

14 декабря 2005 г. в результате катастрофического разрушения плотины верхнего водохранилища завод был остановлен до восстановления, повторной сертификации и повторного открытия 21 апреля 2010 г. Новая плотина верхнего водохранилища, восстановленная из измельченный, это самая большая бетонная плотина в Северной Америке.

Содержание

  • 1 Размер и расположение
  • 2 История
    • 2.1 Выбор места
    • 2.2 Строительство
    • 2.3 Обновления
    • 2.4 Неисправность верхнего пласта 2005 г.
      • 2.4.1 Судебные разбирательства и расследования
    • 2.5 Реконструкция
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Общие ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Размер и расположение

Верхний резервуар может вместить около 1,5 миллиарда галлонов США (4 600 акров футов; 5,7 миллиона кубических метров) воды за стеной высотой почти 100 футов (30 м). Он находится на высоте 760 футов (230 м) над гидроэлектростанцией мощностью 450 МВт, что дает ему больший напор, чем у плотины Гувера. Они соединены туннелем длиной 7000 футов (2100 м), пробуренным через гору.

Верхнее водохранилище Таум Саук находится на вершине горы Проффит, а не горы Таум Саук, которая находится примерно в 5 милях (8,0 км) к востоку. Он виден с трассы 21 к северу от Сентервилль и с трассы N, приближающейся к государственному парку Джонсона с юга.

До выхода из строя верхнего водохранилища посетители могли проехать на вершину горы Проффит и дойти до смотровой площадки над водохранилищем. У ворот Амерена находился музей, посвященный геологической естественной истории Миссури. Электростанцию ​​часто посещали студенты-геологи из-за яркого примера докембрийского /кембрийского несогласия в пластах горных пород, обнаженных при строительстве станции.

История

Выбор места

В 1953 году Union Electric Company начала искать участок для строительства нового гидроаккумулятора. К 1958 году официальные лица компании решили сосредоточиться на участках с вертикальным напором не менее 300 футов (91 м), что позволило бы им использовать резервуар меньшего размера. Union Electric наняла Sverdrup-Parcel Associates для оценки потенциальных участков в St. Горы Франсуа, которые были выбраны из-за их относительной близости к Сент-Луису (где базировалась компания Union Electric) и выгодно больших перепадов высот (некоторые достигают 1000 футов (300 м)).

Sverdrup-Parcel Associates намеревалась рекомендовать гору Таум Саук в качестве места, отчасти потому, что это была самая высокая точка в Миссури на высоте 1752 фута (534 м), но сильная политическая оппозиция развитие живописной горы (которая позже была включена в государственный парк) исключило его. Близлежащая гора Проффит оказалась отличной альтернативой благодаря сопоставимой высоте (1720 футов (520 м), 6-я по высоте точка в Миссури), ее непосредственной близости к восточной развилке Черной реки, и относительно небольшое расстояние (27 миль (43 км)) до существующей сети электропередачи.

Строительство

Строительство на Таум-Сауке началось в 1960 году. Строительная бригада состояла из Fruin-Colnon Construction и Строительная и горнодобывающая компания Юты. Он был введен в эксплуатацию в 1963 году с двумя реверсивными насосно-турбинными установками, каждая из которых могла вырабатывать 175 мегаватт (235 000 л.с.) мощности. Он не был лицензирован Федеральной энергетической комиссией США (предшественницей Федеральной комиссии по регулированию энергетики), поскольку Union Electric утверждала, что FPC не имеет юрисдикции над несудоходными истоками, где была построена электростанция. В деле FPC против Union Elec. Co., 381 U.S. 90 (1965), Верховный суд США постановил, что FPC действительно обладает юрисдикцией и что Taum Sauk действительно требует лицензии FPC. Несмотря на то, что она была спроектирована и построена без федерального надзора, лицензия была выдана задним числом.

На момент завершения строительства завод Таум Саук был, безусловно, крупнейшим гидроаккумулирующим заводом в Северной Америке по ряду мер и считался крупным веха в развитии технологии гидроаккумуляции. Его насос-турбины были самыми большими из когда-либо произведенных на момент строительства, он имел необычно высокий напор (самый высокий в США в то время, намного превосходящий все предыдущие проекты гидроаккумуляторов в США), большую емкость хранилища (это было описано как «первая из гидроаккумулирующих станций большой емкости, которая начала работу в Соединенных Штатах»), возможность запуска с нуля и обладала уникальной возможностью работать либо удаленно удаленными операторами-людьми на объектах за пределами площадки, расположенных в 90–120 милях вдали (в Сент-Луисе или электростанция Осейдж / плотина Багнелл ) или даже полностью автоматически без вмешательства человека. Taum Sauk также была первой гидроаккумулирующей установкой в ​​США.

Модернизация

В июле 1972 года мощность насосно-турбинных агрегатов была повышена с первоначальной мощности 175 МВт каждая до 204 МВт каждая., увеличив общую мощность станции с 350 МВт до 408 МВт.

В период 1998–1999 годов рабочие колеса турбин на обоих блоках были модернизированы, что привело к увеличению расхода и еще одному увеличению мощности до 225 МВт на блок (450 МВт всего).

Незначительные утечки в резервуаре привели к строительству сборного пруда и насосной станции для сбора и возврата просочившейся воды в резервуар. Позже, чтобы уменьшить утечку, Geo-Synthetics установила облицовочный материал в самом резервуаре с 13 сентября по 15 ноября 2004 года.

В октябре 2005 года, всего за несколько месяцев, завод получил звание IEEE Milestone. до того, как верхний резервуар вышел из строя. Впоследствии он был повторно провозглашен вехой IEEE в 2010 году после завершения строительства новой верхней плотины водохранилища.

2005 г. разрушение верхнего водохранилища

В 2005 г. произошел отказ большой части верхнего водохранилища, в результате чего было осушено более 1 миллиарда галлонов США (3,8 гигалитра) воды менее чем за полчаса. Широкая полоса густого леса была смыта и размыта до коренной породы уходящим потоком. Источник: FERC Аэрофотоснимки показывают верхний резервуар до и после его разрушения.

В 5:12 утра 14 декабря 2005 г. северо-западная сторона верхнего резервуара была переполнена, когда продолжалась откачка воды. из нижнего резервуара после заполнения верхнего. Это привело к катастрофическому разрушению треугольного сечения стенки резервуара и выбросу 1 миллиарда галлонов США (3 800 000 м3) воды за 12 минут. Внезапный выброс воды направил 20-футовый (6,1 м) гребень воды вниз по восточной развилке Черной реки.

. Сочетание конструктивных и конструктивных недостатков, продолжающих эксплуатировать плотину, когда первичная система измерения уровня воды уровень был известен как неточный (измерительные трубы отсоединились), перемещение «отказоустойчивой» вторичной измерительной системы выше фактической высоты плотины, чтобы избежать ложных срабатываний, и небезопасная эксплуатация плотины, регулярно переполняя резервуар, вызывая верхнюю плотина водохранилища до перекрытия. В первоначальном резервуаре не было переливного водосброса.

В записке Ричарда Купера, суперинтенданта гидроэлектростанции Амерен Таум Саук, указано, что 27 сентября в водохранилище произошло переполнение в стиле «Ниагарского водопада» в том же месте, которое было прорвано (вызвано действием волн, связанных с ветрами. от урагана Рита). В другой служебной записке Купера также указывалось, что Купер предупреждал, что датчики, используемые для отслеживания высоты воды в резервуаре, в октябре работали со сбоями.

Никто не погиб из-за неудачи. Суперинтендант Johnson's Shut-Ins и Taum Sauk State Park, Джерри Тупс, его жена и трое детей были сметены, когда стена воды уничтожила их дом. Они выжили, получив травмы и разоблачения. Детей доставили в больницу г. Санкт-Петербурга. Луи и позже выпущен. Один ребенок получил лечение от тяжелых ожогов, которые возникли в результате применения тепловых пакетов спасателями для лечения переохлаждения.

Плотина нижнего резервуара, которая по своей конструкции способна удерживать большую часть емкости верхнего резервуара, выдержала натиск наводнения. Собрав большую часть потопа, он спас города ниже по течению, в том числе Лестервиль и Сентервиль, от разрушительного наводнения. Из этих районов был отдан приказ о добровольной эвакуации, но повреждений не было. Половодье было остановлено на озере Клируотер, плотина которого не была повреждена подъемом воды.

Судебные разбирательства и расследования

Федеральный орган регулирования энергетики США Комиссия (FERC) оштрафовала Ameren на 15 миллионов долларов США в соответствии с урегулированием проблемы нарушения в Таум Сук - гражданский штраф в размере 10 миллионов долларов США в сочетании с требованием внести 5 миллионов долларов США на условное депонирование под проценты для финансирования различных «усовершенствования проекта на проекте Таум Саук или рядом с ним». Штраф в размере 15 миллионов долларов США был крупнейшим штрафом в истории FERC, в 30 раз превышающим предыдущий рекордный штраф в размере 500 000 долларов США.

Штат Миссури предъявил иск компании Ameren за «фактический и штрафной ущерб» утверждая, что компания Ameren была безрассудной при эксплуатации завода.

Дорожный патруль штата Миссури представил отчет о своем уголовном расследовании Генеральному прокурору штата Миссури в июне 2007 года, который: не назвал ни одного подозреваемого », а генеральный прокурор заявил, что уголовных обвинений не будет. По сообщениям прессы, в отчете говорится, что Амерен не смог установить личность человека, который поднял датчики для предотвращения их превышения, а также заявляет, что датчики были перемещены до того, как следователи прибыли на место происшествия.

KMOX Radio in Сент-Луис сообщил, что Агентство по охране окружающей среды США при содействии прокуратуры США в Восточном округе Миссури начало расследование нарушений Закона о чистой воде и запросил отчет дорожного патруля штата Миссури.

Комиссия государственной службы штата Миссури (PSC) возобновила расследование и впоследствии пришла к выводу, что авария произошла по вине руководства Ameren, заявив:

... Комиссия можно только сделать вывод, что потеря завода в Таум Саук произошла из-за неосторожности со стороны UE (дочерняя компания AmerenUE). UE было хорошо известно о катастрофических результатах, которые могут произойти, если UR (верхний пласт) будет превышен из-за перекачки. UE знало или должно было знать, что скопление воды у стены парапета каменной дамбы было «беспрецедентным». UE знало или должно было знать, что работа с надводным бортом всего один или два фута не оставляет запаса на ошибку и требует особо точного контроля уровня воды UR. Учитывая это обстоятельство, решение UE продолжить эксплуатацию Taum Sauk после обнаружения неисправности системы крепления измерительного трубопровода и связанной с этим ненадежности пьезометров, на которых была основана система управления UR, откровенно неосмотрительно - оно безрассудно. UE также знало или должно было знать, что верхние зонды Уоррика были сброшены выше самой низкой точки в верхней части UR ". (Отчет PSC, страница 71, определения сокращений добавлены)

У Амерена было 90 дней с даты отчет, чтобы сообщить PSC, как он будет выполнять рекомендации отчета, которые включают правило разоблачителя, изменения в структуре управления безопасностью, финансовый учет восстановления верхнего коллектора и единую точку управления для

По состоянию на конец 2011 года, Ameren, как сообщалось, выплатила в общей сложности около 200 миллионов долларов США в счет урегулирования, связанного с нарушением 2005 года.

Реконструкция

Аэрофотоснимок показывает реконструкцию прогресс в конце ноября 2009 г. Завершенный заменяющий резервуар, вид со стороны размыва, образовавшегося в результате обрушения первоначального.

Федеральные регулирующие органы одобрили план Ameren по восстановлению резервуара, и строительство началось в конце 2007 г. Восстановленная конструкция построена полностью из уплотненных роликами c бетон, в отличие от оригинала, заполненного землей. В дополнение к лучшим приборам для обнаружения наполнения, он включает водосброс, рассчитанный на перегрузку, равную максимальной производительности обоих насосных агрегатов, и видеосистему для контроля уровня воды. Стоимость восстановления водохранилища в размере 490 миллионов долларов США была частично покрыта страховкой. Коммунальному предприятию было запрещено выставлять счет потребителям для возмещения любых затрат.

27 февраля 2010 г. вода была впервые закачана в восстановленный резервуар, и инженеры контролировали реакцию новой конструкции по уровню воды. неоднократно поднимался и опускался. Окончательное одобрение, требуемое от FERC для «возврата к нормальной работе проекта», было получено 1 апреля 2010 г. Коммунальное предприятие соответствовало критериям эксплуатации, установленным Комиссией по коммунальным услугам штата Миссури, для работы 15 апреля, и электроэнергия впервые была произведена из новой структуры. 21 апреля 2010 года. Новая плотина была отмечена Обществом плотин США «Премией за выдающиеся достижения в построенном проекте». 27 сентября 2010 г. IEEE повторно выделил завод как этап IEEE.

См. Также

Ссылки

Общие ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Нарушение водохранилища Таум Саук.
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с гидроэлектростанцией Таум Саук.
Последняя правка сделана 2021-06-09 10:55:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте