В директивах XIX съезда КПСС по пятому пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1951 — 1955 гг. предусмотрены еще более высокие, чем в четвертой пятилетке, темпы наращивания мощностей электростанции (гидроэлектростанций — втрое) Уровень промышленного производства за пятую пятилетку предполагалось поднять на 70%, а выработку электроэнергии— на 80% За годы пятилетки планировалось ввести в действие такие крупные гидроэлектростанции, как куйбышевская, Камская, Горьковская, Мингечаурская, Усть-Каменогорская и др, общей мощностью 3916 тыс. кВт Директивы предусматривали развертывание строительства новых крупных гидроэлектростанций на Волге (Волгоградской, Чебоксарской), Каме (Воткинской), Днепре (Каховской), Оби (Новосибирской), Иртыше (Бухтарминской), Ангаре (Иркутской, Братской) и ряда других гидроэлектростанций.
Таблица 15
Среднегодовой прирост мощностей электростанций и выработки электроэнергии по пятилеткам.
В 1951—1955 гг. энергетика СССР развивалась невиданными темпами по приросту мощностей и выработке электроэнергии (см . табл 15) За пять лет мощности электростанций почти удвоились — с 19,6 млн. кВт (1950 г ) до 37,2 млн. кВт (конец 1955 г ) Выработка электроэнергии достигла 170,2 млрд. кВтч, т.е. за пятую пятилетку увеличилась на 86,8% (при задании 80%).
К концу пятилетки СССР по выработке электроэнергии прочно занимал первое место в Европе и второе в мире, вырабатывая в 1955 г столько же электроэнергии, сколько ее вырабатывали два наиболее развитых европейских государства — Англия и ФРГ, вместе взятые.
Огромная работа проведена за годы пятой пятилетки в области гидроэнергетического строительства Выработка электроэнергии за этот период увеличилась примерно на 10,5 млрд. кВтч (на 82%) и была равна 23,2 млрд. кВтч (1955 г ), а установленная мощность ГЭС возросла на 86% и достигла почти 6 млн. кВт Таким образом, в течение одной пятой пятилетки на гидроэлектростанциях СССР введена мощность 2768 тыс. кВт или почти вдвое больше, чем за все предвоенные пятилетки.
Однако в электроснабжении народного хозяйства СССР ведущая роль по-прежнему принадлежала тепловым электростанциям в 1955 г на долю гидроэлектростанций приходилось лишь 16,6% всей выработанной в СССР электроэнергии, мощность же тепловых электростанции превышала 4/s суммарной мощности электростанций СССР.
Пятое пятилетие — это период наиболее бурного развития гидроэнергетического строительства в нашей стране В 1951—1955 гг. были построены и введены в эксплуатацию в различных районах СССР 24 гидроэлектростанции большой и средней мощности, с общей проектной мощностью, превышающей 5 млн. кВт При этом примерно половина указанной мощности (2770 тыс. кВт) была освоена к концу пятой пятилетки За этот период мощности с другими районами, что явилось следствием стремления улучшить географическое размещение новых электростанции.
Одна из основных особенностей послевоенного гидроэнергетического строительства — создание на реках каскадов гидроэлектростанций в соответствии с ранее намеченными схемами использования рек. Этим достигается наиболее полное регулирование стока, а следовательно, наиболее эффективное народнохозяйственное использование водных ресурсов.
31 мая 1952 г встретились воды рек Волги и Дона, а 27 июля того же года вошел в эксплуатацию Волго-Донской судоходный канал имени В. И. Ленина Строительство канала, как подчеркивалось в решении Совета Министров СССР, являлось « задачей общесоюзного значения, имеющей своей целью соединение всех морей Европейской части СССР в единую воднотранспортную систему» 1 Москва стала портом пяти морей.
В состав сооружений Волго-Донского пути (рис 14) входят судоходный канал длиной 101 км (из них 45 км приходится на искусственные водохранилища), с 13-ю шлюзами (на Волжской лестнице — девять шлюзов с напором 10—13 м каждый), и Цимлянский гидроузел на Дону с гидроэлектростанцией, имеющей установленную мощность 160 тыс. кВт и среднегодовую выработку около 460 млн. кВтч.
Цимлянский гидроузел включает железобетонную водосливную плотину с рыбоподъемником и зданием гидроэлектростанции, которые представляют собой объединенное сооружение с объемом железобетона 1200 млн. Л43, длиной 600 м, к которому с обеих сторон примыкает земляная плотина, являющаяся по своей длине и объему одной из крупнейших в СССР из общей длины напорного фронта всех сооружений узла в 13,5 км земляная плотина занимает 12,75 кмю, из общего объема тела плотины в 32 млн. м3 способом гидромеханизации намыто 29 млн. м3 (из местных песков пойменных отложений) и отсыпано из суглинков 3 млн. м3
Плотина подняла уровень Дона на 26 м и создала водохранилище — это поистине степное море его ширина 40 км, длина — свыше 350 км, площадь зеркала 2,7 тыс. км2, полезный объем — 12,6 млрд. м3 (при общей емкости 23,8 млрд. м3), что позволяет осуществлять многолетнее регулирование стока Дона и обеспечивает более полное использование мощности ГЭС.
Если водой Цимлянского водохранилища заполнить канал шириной в 30 м, глубиной в 5 м, то он протянется от Ростова-на-Дону до Владивостока и далее по берегу моря к Магадану Длина такого канала составила бы 15 с лишним тысяч километров.
В штормовую погоду по степному морю гуляют волны В такие дни суда укрываются в хорошо оборудованных, защищенных бухтах, построенных у берегов водохранилища.
В здании гидроэлектростанции установлены четыре агрегата по 41,5 тыс. кВт каждый Впервые в гидротурбостроении вместо громоздкой пяты, размещенной ниже генератора, применено расположение подпятников на крышке гидротурбины Это позволило сэкономить на каждом агрегате 120 т металла, 120 т бетонной кладки, укоротить на 3 м вал и соответственно снизить высоту здания гидроэлектростанции (см. рис. 66).
От Цимлянской ГЭС все сооружения и механизмы судоходного пути получают электроэнергию, необходимую для их нормальной эксплуатации.
В комплексном использовании гидроресурсов Волго-Дона важнейшее значение имеют проблемы орошения (750 тыс. га) и обводнения (2 млн. га) значительной площади засушливых земель Волгоградской и Ростовской областей Учтены также интересы рыбного хозяйства Сооружен специальный рыбоподъемник в плотине Цимлянской ГЭС, организованы рыбоводные заводы для искусственного разведения рыбы и рыбоводные хозяйства.
Рыбоподъемник (рис 15), служащий для пропуска осетровых и частиковых рыб из нижнего бьефа реки в водохранилище, состоит из подводящего железобетонного лотка со стороны нижнего бьефа (низовой пирс), рыбоподъемного шлюза размерами в плане 6,2 X 5,0 м, в котором происходит вертикальный подъем рыбы из нижнего бьефа в верхний, и выходного со стороны водохранилища верхового пирса Идущая снизу вверх по реке для нереста рыба направляется благодаря «привлекающему» ее току воды к гидростанции и к верховому пирсу рыбохода К всасывающим трубам гидроэлектростанции крупная рыба подойти не может, так как от оголовка верхового пирса к берегу под углом 45° поставлена металлическая сеть Двигаясь вдоль сети, рыба подходит к входному отверстию в лоток пизового пирса, в котором также созданы «привлекающие» скорости течения воды от специально установленной и работающей для рыбоподъемника малой турбины По лотку рыба проходит в садок, расположенный на конце лотка, откуда специальной передвижной решеткой загоняется в шахту вертикальною шлюза, в которой перемещается решетчатый лифт Во время подъема лифта шлюзовая камера заполняется водой до уровня верхнего бьефа Управление механизмами полностью автоматизировано.
В 1959 г из Цимлянского водохранилища выловили 72 тыс. ц рыбы — в 15 раз больше, чем вылавливалось на том же участке Дона до образования водохранилища.
Волго-Донской канал свидетельствует о высоком уровне советской науки и техники, многие технические проблемы решены здесь смело и оригинально К числу таких решений можно отнести расположение бетонной водосливной плотины значительного напора на легкоразмываемых песчаных грунтах (см. рис. 51), использование стока местных оврагов и мелких рек в районе водораздела, блестящее применение советского приема возведения глухих земляных плотин без предварительного устройства перемычек в русле реки, создание оригинальных конструкций насосных станций и насосов огромной производительности широкое применение мощных строительных машин и высокоэффективных методов работ.
1 «Правда» 28 декабря 1950 г.
4 Наиболее грандиозной по своей длине (25 км) и одной из крупнейших в мире является в настоящее время плотина Хиракуд в Индии (Ф Нестерук Водные ресурсы Индии и их использование М, I960)
Рис 14 Волго-Донской судоходный канал вмени В. И. Ленина а — план б — продольный профиль.
Донской магистральный канал с забором воды из Цимлянского моря вначале идет по левобережному низовью, затем на 28-м километре круто поворачивает на юг и, отделив от себя оросительную ветвь, упирается в высокое Доно-Сальское взгорье, далее донская вода идет в Сальские степи по туннелю длиной 6 км с пропускной способностью 180 тыс. м3 воды в час1 Прокладка туннеля в степи была возложена на коллектив строителей Московского метрополитена За короткий срок (один год) было вынуто из-под земли 300 тыс. г породы (вязкие глины, пески), уложено 75 тыс. т чугунных тюбингов и железобетонных конструкций По темпам, сложности и объему работы история туннелестроения знает немного подобных примеров.
Сооружение комплекса Волго-Донского канала потребовало выполнения огромного объема работ Однако высокое оснащение строительства механизмами позволило сократить на два года сроки сооружения Строительство осуществлялось индустриальными методами, и благодаря этому в короткий срок — 3 года и 8 месяцев (1949—1952 гг. ) были выполнены следующие объемы работ земляных 1— 174 млн. м3, бетонных и железобетонных — около.
1 Из них 52% общего объема земляных работ было выполнено в 1951 г Общий объем земляных работ с насыпями из выемки и всеми доделочными работами без учета работ на карьерах — 194 3 млн м3.
3 млн. и каменных — 1,6 млн. м3, забито 16 тыс. т стального шпунта, смонтировано более 44 тыс. т различных металлических конструкций и механизмов Объем земляных работ на строительстве оросительной системы в зоне Волго-Донского канала достиг 200 млн. м3 Суточная укладка бетона достилала 12 тыс. л«3
Все основные работы были электрифицированы, на что было израсходовано 365 млн. кВтч электроэнергии,— такое количество электроэнергии потребовалось бы крупному городу со стотысячным населением для удовлетворения коммунальных и культурных нужд в течение 12 лет.
Даже буржуазная печать, например голландский журнал «Наа- Siche Post» не могла скрыть своего восхищения первенцем советской пятой пятилетки — Волго-Донским судоходным каналом имени Ленина и Цимлянским гидроузлом «Цифры, которыми можно выразить это гигантское строительство, так велики, что, кто не привык обращаться к подобным цифрам, закружится голова. Построены огромные озера, гигантские шлюзы Водный режим бескрайних районов изменился Приходится признать, что СССР идет по пути мира и ставит свои технические достижения на службу многочисленным народам, его населяющим».
Сорок лет назад произошло как бы второе открытие Казахстана — кладовой природных богатств СССР В 1913 г общая мощность электростанции в Казахстане равнялась мощности одною современного тепловоза Ныне в Казахской ССР вырабатываете электроэнергии в четыре раза больше, чем во всей дореволюционной России.
Первенец гидроэнергетического строительства Казахской ССР — Усть-Каменогорская ГЭС, пущенная в 1953 г, является нижней станцией двухступенчатой схемы использования верхнего Иртыша В состав узла входят бетонная плотина высотой 65 м с четырьмя паводковыми водосбросами, приплотинное здание ГЭС, расположенное в нижнем бьефе, и судоходный однокамерный шлюз шахтного типа, своего рода шлюзовой небоскреб, где суда поднимаются в одной камере на 40 м 1.
На четвертом году пятой пятилетки вступила в строй Мингечаурская ГЭС в Азербайджане, установленной мощностью 357 тыс. кВт.
Мингечаур — всенародная стройка, здесь рядом с азербайджанцем трудились русские, украинцы, грузины, армяне Более 300 заводов снабжали стройку оборудованием, механизмами, строительными материалами Новосибирский, Брянский и Вольский заводы поставляли цемент, металлургические предприятия Урала, Донбасса и Узбекистана — металл, Краматорский и Ленинградский металлический заводы — турбины, ленинградский завод «Электросила» — генераторы, из Красноярска и Ленинграда прибывало крановое оборудование, из Горького, Москвы и Кутаиси — автомашины.
Рис 16 Мингечаурская намывная плотина в сопоставлении с адмиралтейской «мглой» в Ленинграде.
* * *
Сооружением каховской ГЭС предусматривалось в первую очередь разрешить задачу создания новой энергетической базы, а также улучшить судоходные условия нижнего Днепра — от Днепровской плотины до Черного моря.
Каховский гидроузел впервые в практике отечественного гидростроительства сооружался на и чах.
Гидроузел состоит из здания ГЭС, железобетонной водослив ной плотины, глухой земляной плотины, судоходного шлюза и во дозаборного сооружения Краснознаменского оросительного канала.
Здание станции (рис 17) — совмещенного типа с донными водосбросами, что позволило на 70 м сократить длину водосливной плотины Особенность здания ГЭС — применение низкой отсасывающей трубы (впервые в СССР), благодаря чему уменьшена глубина котлована и сокращены объемы основных работ В перекрытиях подводной части ГЭС использованы несущие армоконструкции, что значительно ускорило окончание бетонных работ, уменьшило расход лесоматериалов, но привело к увеличению расхода арматуры на 20—26%
Рис 17 Поперечный разрез здания гидроэлектростанции с донными напорными водосбросами (Каховская ГЭС).
Железобетонная плотина распластанного профиля, длиной 450 м, с 28-ю водосливными отверстиями Удельный расход воды на рисберме — 45 м2/сек (при расчетном расходе) и 61 м2/сек (при проверочном расходе), что выше удельных расходов, принятых в аналогичных гидроузлах (Цимлянском, Волжском и др ).
Намывная плотина — из мелкозернистых песков, высотой 30 м длиной 1300 м — перекрывает основное русло Днепра и соединяет здание ГЭС со шлюзом.
«Каховское море», емкостью 18,2 млрд. at3, площадью зеркала 2155 км2, протянулось в длину на 240 км и в ширину до 20 км.
Установленная мощность Каховской ГЭС 312 тыс. кВт (шесть поворотно-лопастных турбин по 46 тыс. кВт каждая), что в четыре с лишним раза больше мощности Волховской ГЭС Выработка электроэнергии — до 1,4 млрд. кВтч в год.
При строительстве ГЭС выполнено 35 млн. м3 профильных земляных работ, около 1,5 млн. м3 бетонных и проложено до 200 км железнодорожных подъездных путей.
Положительную роль в ускорении железобетонных работ имела широкое применение (до 95%) армоконструкций — армоблоков, армоферм и др Средний вес конструкции армоблоков составит 8—10 т Для сокращения сроков подготовки блоков и повышения темпов укладки бетона а также с целью создания монолитности сооружения размер блоков был увеличен до 7—8 тыс. м3 (вместо запроектированных 500—600 лт3), площадь их увеличилась при этом до 1100 м2.
* * *
В годы пятой пятилетки широко развернулось строительство мощных ГЭС у Волгограда на Волге, Кременчугской на Днепре, Воткинской на Каме, Новосибирской на Оби, Бухтарминской — втором ГЭС на Иртыше, Иркутской на Ангаре, Храмской 2 на р Храми, ниже Храм ГЭС 1, Алма-Атинской 2 в Казахской ССР, Аламединских ГЭС № 5 и 6 на р Чу в Киргизском ССР, Каунасской в Литовской ССР и др.
В 1955 г начато строительство первой сверхмощной сибирской гидроэлектростанции — Братской на р Ангаре « для развития на базе дешевой электроэнергии и местных источников сырья алюминиевой, химической, горнорудной и других отраслей промышленности» 2
В конце пятой пятилетки строилось более 40 гидроэлектростанций, мощность которых почти втрое превышала установленную мощность всех ГЭС, работавших в стране к началу 1954 г.
Сооружение мощных ГЭС потребовало выполнения огромных строительно-монтажных работ За 1951 — 1955 г на стройках ГЭС было переработано 774 млн. м3 земли, уложено 16 млн. м3 бетона и железобетона, смонтировано 880 тыс. т металлоконструкций.
Эти огромные работы могли быть выполнены в сжатые сроки лишь при высоком уровне механизации производственных процессов и применении мощных, высокопроизводительных строительных машин и механизмов (см также стр 145).
В 1950—1951 гг. вступили в эксплуатацию первые автоматизированные бетонные заводы Волгодонстроя, и с тех пор на ряде крупных строительств построены и работают десятки автоматизированных заводов с бетономешалками емкостью 1200 и 2400 л На строительстве Верхне-Свпрской, а затем Нарвской, Горьковской и Волжской ГЭС были сооружены бетонные заводы непрерывного действия.
К началу 1955 г на гидроэнергостроительствах действовало 58 бетонных заводов с суточной производительностью, превышающей 65 тыс. м3 бетонной смеси.
Заполнители для бетона приготовлялись на 13 крупных механизированных каменных и песчано-гравийных карьерах с годовым выпуском 10 млн. м3 камня, щебня и гравия.
Для подачи бетонной смеси в блоки гидросооружений применялись крапы-бетоноукладчики большой грузоподъемности башенные краны до 15 т на максимальном вылете стрелы, портальностреловые краны до 10 т и различные гусенично-стреловые краны Большое распространение получили созданные советскими заводами уникальные по мощности и размерам бетононасосы производительностью 40 м3/час.
Автоматизация ГЭС
Успешно выполнялось в период пятой пятилетки заданно XIX съезда КПСС по автоматизации районных гидроэлектростанции и внедрению телемеханизации в энергетических системах.
Работы по автоматизации ГЭС за эти годы достигли особенно широкого размаха К началу 1953 г все районные гидроэлектростанции были полностью автоматизированы Широко начала применяться телемеханизация, которая является высшим, завершающим этапом автоматизации.
Рис 18 Внедрение автоматизации и телеуправления на гидроэлектростанциях СССР (1940—1960 гг. ) в процентах к общей установленной мощности гидроэлектростанции.
На рис. 18 показан рост автоматизации и телемеханизации гидроэлектростанций Если в начале пятой пятилетки 71% гидроагрегатов был автоматизирован, то к началу 1953 г все районные ГЭС были полностью автоматизированы.
Теперь вопрос стоит уже не об автоматизации отдельных агрегатов иди отдельных гидроэлектростанций, а о введении автоматики и телемеханики в целом по энергосистеме Гидроэлектростанциями, работающими без дежурного персонала, управляют из центрального диспетчерского пункта Например, в Узбекской энергосистеме (где все 14 ГЭС автоматизированы полностью, из них семь работают без дежурного персонала) применяют такое управление станциями на расстоянии до 170 км.
2 «Директивы КПСС и Советского правительства » т 3, стр 672
Предусмотрено телеуправление Мингечаурской ГЭС из Баку с центрального пульта Азэнерго на расстоянии 230 км Чирчикским каскадом гидроэлектростанций, Нивским и Варзобским каскадами управляют с помощью телемеханизации с центральных диспетчерских пунктов.
В результате комплексного применения автоматизации и телемеханизации численность дежурного персонала на ряде гидроэлектростанций сократилась на 42—68%
Автоматизированные, телеуправляемые гидроэлектростанции — это первые ласточки промышленных предприятий будущего, в которых машины будут вырабатывать продукцию без вмешательства людей и даже без их присутствия.
