Гидроэлектрические станции - Порядок выполнения и утверждения проектов гидроэлектростанций

В соответствии с действующими положениями решение о проектировании намечаемых к строительству объектов принимается по крупным и сложным предприятиям и сооружениям на основании технико-экономических обоснований (ТЭО) строительства, а по другим предприятиям, зданиям и сооружениям на основании технико-экономических расчетов (ТЭР), обосновывающих хозяйственную необходимость и экономическую целесообразность их строительства. Разработка ТЭО и ТЭР осуществляется за счет капитальных вложений в соответствующую отрасль народного хозяйства, причем определяется и порядок дальнейшей разработки проектно-сметной документации, который может быть следующим: в две стадии — проект и рабочая документация или в одну стадию — рабочий проект.
По важнейшим народнохозяйственным объектам решение о проектировании и строительстве принимаются на основании постановлений Совета Министров СССР.
Проектирование гидротехнических объектов имеет свою специфику, связанную с высокой капиталоемкостью гидротехнического строительства. Для проектирования крупных и сложных гидротехнических объектов первоначально составляется схемакомплексного использования и охраны водных ресурсов целого региона или отдельного водотока, в которой разрабатываются энергетические и водохозяйственные возможности и территориальное размещение водопользователей.
В схеме намечается наиболее рациональное использование водных ресурсов водотока с учетом интересов всех водопользователей. Использование водных ресурсов реки должно осуществляться каскадом гидроузлов, взаимно связанных между собой таким образом, чтобы полней использовать падение водотока на всем его протяжении и осуществить регулирование естественного стока. В соответствии с этим намечаются створы для гидроузлов.
При составлении схемы большое внимание уделяется комплексности использования водных ресурсов. Каждый участник водохозяйственного комплекса должен быть обеспечен водой как по количеству, так и по качеству. Удовлетворение запросов различных участников комплексного узла является сложной и противоречивой задачей в связи с тем, что потребности участников в воде и в режимах ее использования во многих случаях диаметрально противоположны. Например, для водного транспорта нужно поддерживать постоянные судоходные глубины в период навигации, в то время как для гидроэнергетики эти глубины должны быть переменны в связи с суточным регулированием расходов на ГЭС.
Запроектированные в схеме гидроузлы должны иметь предварительную компоновку гидротехнических сооружений в намеченном створе с учетом инженерно-геологических и топографических условий района. При этом широко используются типовые проекты и аналоги построенных и запроектированных гидроузлов в сходных природных условиях.
Определяются объемы основных строительно-монтажных работ и капиталовложения в гидроузел. Приближенно намечаются основные параметры гидроузла — нормальный подпорный уровень и уровень сработки водохранилища, установленная мощность ГЭС и среднемноголетняя выработка электроэнергии, расчетный расход через гидроузел и другие параметры. При наличии в комплексном гидроузле нескольких участников предварительно должны быть распределены между ними капиталовложения и дана экономическая оценка эффективности по каждому участнику комплекса. Например, по гидроэнергетике должны быть определены удельные капиталовложения на 1 кВт установленной мощности и 1 кВт-ч среднемноголетней выработки электроэнергии, себестоимость 1 кВт-ч.
Особое внимание должно уделяться вопросам охраны природной среды: поддержанию качества воды, регулированию речного стока с учетом выполнения гидробиологических условий, уменьшению подтопления и затопления прилегающих территорий и т. п.
В схеме должны быть рекомендованы к строительству первоочередные гидроузлы, обладающие наилучшими технико-экономическими показателями.
В технико-экономическом обосновании уточняется местоположение створа гидроузла, выбранного для дальнейшего проектирования. Это уточнение делается главным образом на основании детальных топографических и инженерно-геологических исследований.
В ТЭО проводятся более полные водноэнергетические расчеты с использованием всего ряда наблюдения за стоком реки. На основании этих расчетов окончательно определяются расчетные уровни в водохранилище (НПУ, УМО, ФУ), установленная и гарантированная мощности ГЭС, среднемноголетняя выработка электроэнергии и ее колебания в экстремальные годы (маловодный и многоводный) и расчетный расход через гидроузел.
В ТЭО окончательно принимаются решения о типе основных гидротехнических сооружений; намечается компоновка сооружений путем сравнения вариантов по технико-экономическим показателям. Важным вопросом при сравнении вариантов является разработка пусковой схемы ГЭС и выдача электроэнергии агрегатами первой очереди еще до окончания строительства. Для крупных водохранилищ должен быть составлен график наполнения водохранилища и увязан с возведением основных сооружений (см. гл. 34) и пуском агрегатов первой очереди.
Параметры и типы основного энергетического оборудования (гидромашин и гидрогенераторов) на этом этапе проектирования согласовываются с соответствующими заводами- изготовителями. В ряде случаев целесообразно использовать проекты ранее изготовленных и введенных в эксплуатацию гидромашин. Если они по своим параметрам мало отличаются от намеченных к установке, то их использование сократит капиталовложения на проектирование новых гидромашин. Параметры ГЭС при этом могут несколько измениться и должны быть скорректированы в соответствии с принимаемым оборудованием.
В ТЭО определяется достаточно полно объем строительно-монтажных работ и составляется сводный расчет стоимости на строительство гидротехнического объекта. В этот расчет включаются уточненные затраты, связанные с подготовкой основания водохранилища. Для комплексных гидроузлов решается задача распределения общих затрат между отраслевыми водопользователями. Финансирование и капиталовложения в строительство гидротехнического объекта на этом этапе проектирования рассматриваются как сметный лимит при дальнейших проектных проработках.
В сводный сметный расчет стоимости включаются проектно-изыскательские и научно-исследовательские работы, стоимость которых для крупных гидроузлов может составлять десятки миллионов рублей.
Определенные в ТЭО капиталовложения и все затраты по гидроузлу, а также разделение этих затрат между участниками водохозяйственного объекта, позволяют определить технико-экономические показатели по отдельным. отраслям водного хозяйства и экономическую эффективность капиталовложений.
Технико-экономические расчеты проводятся для несложных гидротехнических объектов таких, например, как малые ГЭС. В состав ТЭР входят в основном те же разделы, что и в ТЭО, но многие из них исключаются или значительно сокращаются. Например, исключаются мероприятия по предупреждению или компенсации отрицательных последствий, связанных с созданием водохранилищ, применяются, унифицированные сооружения, типовое оборудование и др.
Проект разрабатывается на основании принятых в ТЭО компоновок сооружений гидроузла. В проекте рассматриваются конструкции гидротехнических и энергетических сооружений, подробные статические и гидравлические расчеты с учетом особенностей района строительства (например, воздействие сейсмических сил на сооружения).
В разделе водного хозяйства на этой стадии составляются диспетчерские графики по управлению режимом водохранилища. Для периода эксплуатации гидроузла составляется программа натурных наблюдений и исследований за работой отдельных сооружений и оборудования. Для этой цели намечается комплекс контрольно-измерительной аппаратуры, размещаемой в сооружениях.
На стадии проекта проводятся теоретические и экспериментальные научные исследования, в задачу которых входит проверка проектных предположений и совершенствование запроектированных сооружений в целях их большей эксплуатационной надежности и экономичности.
Для крупных гидроузлов на пространственных моделях проводятся гидравлические исследования всего комплекса запроектированных сооружений гидроузла с выявлением условий подхода и отвода потока от сооружений. Прогнозируются возможные размывы в нижнем бьефе, неблагоприятные скопления шуги и льда в верхнем бьефе. По результатам этих исследований могут быть изменены конструкции отдельных сооружений, введены новые сооружения (например, отсекающие запани, буны и др.). Для таких сооружений, как водоприемники и водосбросы, проводятся крупномасштабные лабораторные исследования для установления оптимальных форм оголовков этих сооружений и надежных сопряжений отдельных элементов при больших скоростях потока.
Для сложных конструкций гидротехнических -сооружений (совмещенные и встроенные здания ГЭС, подземные машинные залы и др.) проводятся теоретические и экспериментальные прочностные исследования с применением фотоупругости, метода конечных элементов и др.
В проекте окончательно устанавливаются все параметры, гидроузла. Капиталовложения по сводному сметному расчету стоимости не должны превышать капиталовложений, полученных в ТЭО.
На стадии рабочей документации выполняется детальная разработка всех элементов сооружений гидроузла с подробными размерами и отметками. Рабочие чертежи используются на строительной площадке для ведения строительно-монтажных работ. Для окончательной привязки рабочих чертежей к местным условиям гидроузла на строительстве создаются группы рабочего проектирования, в задачу которых входит внесение изменений в рабочие чертежи, вызванных различными непредвиденными обстоятельствами, например, отступление в геологическом строении основания сооружений при вскрытии котлована по сравнению с проектными предположениями, увеличение объемов строительных работ при производстве их взрывным способом.
На всех этапах (кроме стадии рабочей документации) проекты на новое строительство промышленных объектов и сметы подвергаются государственной экспертизе.
Крупные объекты проходят экспертизу в Госстрое СССР, Госплане СССР и ГКНТ СССР. После прохождения экспертизы проекты на строительство крупных объектов утверждаются Советом Министров СССР. Гидротехнические объекты стоимостью менее 50-100 млн. руб. проходят экспертизу в госстроях союзных республик или в министерствах и ведомствах и утверждаются советами министров соответствующих республик.