Гидроэлектростанция Лохабер

Гидроэлектростанция Лохабер
Страна
  • Великобритания
РасположениеФорт-Уильям, Шотландия, Великобритания
Координаты56°49′47″с.ш. 5°04′13″з.д. / 56,8296°с.ш. 5,0702°з.д. / 56,8296; -5,0702
СтатусОперативный
Строительство началось1924
дата комиссии1929 (реконструирован в 2008-2012 гг.)
Генерация электроэнергии
Единицы оперативные5 × 17,3 МВт
Марка и модельТурбины Фрэнсиса Andritz Hydro
Паспортная емкость
  • 88 МВт
Внешние ссылки
ОбщиныСвязанные медиа на Commons
[править на Wikidata]

Гидроэлектростанция Лохабер — проект по производству гидроэлектроэнергии , построенный в районе Лохабер на западе Шотландского нагорья после Первой мировой войны . Как и ее предшественники в Кинлохлевене и Фойерсе , она была разработана для обеспечения электроэнергией производства алюминия , на этот раз в Форт-Уильяме .

Вода собирается из водосбора реки Спейн , а также из верховьев реки Спей и некоторых более мелких водотоков. Он содержит два основных водохранилища Лох-Трейг и Лагган , а также 18 миль (29 км) туннелей, вырытых через склон холма.

Первоначально проект был реализован в период с 1924 по 1943 год компанией British Aluminium Company . В 1982 году компания была куплена канадской компанией Alcan , которая впоследствии была куплена компанией Rio Tinto в 2008 году. Затем Rio Tinto Alcan продала проект компании GFG Alliance в ноябре 2016 года. [1]

Гидроэлектростанция и алюминиевый завод продолжают работать.

Схема макета

Напорные водоводы, подающие воду на алюминиевый завод в Форт-Уильяме; на заднем плане — Бен-Невис

Гидросистема имеет водосборную площадь в 303 квадратных мили (780 км 2 ), [2] включая верховья реки Спей , реки Спин и реки Трейг , а также северные склоны Грей-Коррис и Бен-Невис . Есть два основных водохранилища, Лох-Трейг и Лох-Лагган (который был расширен как водохранилище Лагган), оба с верхним уровнем воды около 820 футов (250 м) над уровнем моря. Эти водохранилища соединены туннелем низкого давления длиной 2¾ мили (4,4 км) и диаметром 15 футов (4,6 м) , [2] который собирает воду из трех промежуточных потоков.

От Лох-Трейга был проложен главный напорный туннель длиной 15 миль (24 км) вокруг массива Бен-Невис . Он имеет подковообразное поперечное сечение с эквивалентным диаметром 15 футов 2 дюйма (4,6 м) и облицован бетоном для уменьшения трения. Этот туннель также собирает воду из еще одиннадцати источников по пути. До 1970 года он был самым длинным водопроводящим туннелем в мире. [ требуется ссылка ] Затем стальные напорные трубопроводы транспортируют воду вниз по западному склону Бен-Невиса к электростанции внизу.

Турбины в здании электростанции вырабатывают электроэнергию для питания соседнего завода по выплавке алюминия . Здание электростанции и завод расположены к северо-востоку от Форт-Уильяма , на восточном берегу реки Лохи , в которую впадает нижний бьеф.

Схема была расширена для увеличения производства и удовлетворения спроса на алюминий во время Второй мировой войны . [3] Паводковые воды реки Спей улавливаются плотиной Спей и отводятся через открытый карьер в озеро Крунахдан, а затем через туннель в озеро Лагган. [3] Кроме того, река Маши (приток реки Спей) отводится через акведук и туннель в реку Паттак, впадающую в озеро Лагган.

Строительство

Первоначально проект был разработан инженером Чарльзом Майком , но после его смерти в 1923 году реализация проекта была поручена Уильяму Хэлкроу , к тому времени партнеру в фирме, основанной отцом Майка Томасом Майком .

Проект был окончательно одобрен парламентом в 1921 году, но строительство началось только в 1924 году. Учитывая масштабы строительства, оно проводилось в три основных этапа: [2] [4]

  1. Работы к западу от озера Лох-Трейг, включая напорный туннель, водозабор, электростанцию ​​и плавильный завод.
  2. Плотины Трейг и Лагган, а также соединительный туннель и водозаборы.
  3. Плотина Спей, выемка и туннель Крунахдан, а также отвод реки Маши и туннель Стратмаши.

В пик строительства было задействовано более 3000 человек. [5]

При строительстве и последующем обслуживании этапов 1 и 2 использовалась узкоколейная железная дорога , подробности см. в разделе Узкоколейная железная дорога Лохабер .

Этап 1 – ниже по течению озера Лох-Трейг

Первый этап строительства занял пять лет, с 1924 по 1930 год, и обошелся примерно в 3 миллиона фунтов стерлингов. [5]

Главной проблемой был туннель под давлением от озера Лох-Трейг под массивом Бен-Невис, строительство которого началось летом 1926 года. Туннель был вырыт вручную через твердую породу, а для бурения отверстий под взрывчатые заряды использовались пневматические дрели. Первоначально использовались взрывчатые вещества на основе жидкого кислорода , но, несмотря на большую безопасность, их использование было сложным, поэтому вместо них использовали гелигнит . Заключительным этапом строительства было соединение туннеля с озером Лох-Трейг, прорытое до точки примерно в 20 футах (6 м) от дна озера и на 100 футов (30 м) ниже поверхности. 3 января 1930 года был взорван заряд в 1,5 тонны специально подготовленного гелигнита, чтобы взорвать оставшуюся часть скалы. [6]

Для облегчения строительства работа велась в обоих направлениях от 11 промежуточных точек: четыре вертикальных ствола и семь горизонтальных штолен, что дало в общей сложности 23 рабочих забоя, включая западный портал над Форт-Уильямом. Эти промежуточные точки были расположены близко к водотокам, которые позже были захвачены серией плотин и внесли около 16% от общего объема воды для проекта. [7]

Электростанция и плавильный завод были завершены к концу 1929 года, изначально оборудованные пятью генераторами мощностью 6800 кВт, подключенными к турбинам Пелтона. Турбины располагались в глубокой скальной выемке, как можно ближе к уровню моря, чтобы максимально увеличить напор схемы. [5]

30 декабря 1929 года был отлит первый алюминий [8] , работавший исключительно на воде из боковых ручьев [5] .

Этап 2 – Плотины Трейг и Лагган

Дополнительный акт парламента был получен в июле 1930 года, продлив время для завершения второго этапа проекта. Работа началась в начале следующего года, и гражданские инженерные работы на плотинах Трейг и Лагган, а также соединительный туннель были завершены к 1934 году. [9]

Три года спустя, после периода слабого спроса на алюминий, электростанция была модернизирована. Три дополнительные трубы были установлены на склоне холма над электростанцией. Они были 69 дюймов (1,8 м) в диаметре, поставлялись секциями длиной 30 футов (9,1 м) и сваривались вместе на месте. Было установлено пять дополнительных турбин Пелтона и генераторов, каждый мощностью 7000 кВт. [10]

Плотина Трейг

Плотина Лох-Трейг снизу по течению

Плотина была построена примерно в 1/4 мили (400 м) ниже по течению от Лох-Трейг, подняв верхний уровень воды на 35 футов (11 м) до 819 футов (250 м) OD . Это значительно увеличило доступное хранилище, с 7,838 миллионами кубических футов (221,9 миллиона м 3 ), доступными выше самого низкого уровня спуска 695 футов (212 м) OD. Плотина также увеличила напор гидросистемы, обеспечивая больше энергии. [11]

Плотина заполнена камнями с центральной бетонной стеной-сердечником, вмонтированной в коренную породу. Открытая часть плотины имеет высоту 40 футов (12 м) и ширину 380 футов (120 м), в то время как длина гребня стенки-сердечника составляет 675 футов (206 м), а максимальная глубина — 122 фута (37 м). Как восходящая, так и нисходящая стороны имеют уклон 3:1, а водосброс защищен железобетоном, отлитым на месте. [11]

Строительство водохранилища также потребовало отвода 1,5 мили (2,4 км) линии Уэст-Хайленд вдоль берегов озера Лох-Трейг.

Плотина Лагган

Плотина Лагган с двумя из шести сифонов, сбрасывающих воду вниз по течению

Плотина Лагган была построена в сужении долины примерно в 4,5 милях (7 км) ниже по течению от озера Лох-Лагган, создав водохранилище Лагган. Оно связано с озером Лох-Лагган коротким участком реки Спин, который был вырыт, чтобы использовать емкость водохранилища в озере. Хотя для плотины ниже по течению требовалась более крупная плотина, чем для альтернативного расположения выше по течению, у нее было несколько преимуществ: [11]

  • Более короткий туннель до озера Лох-Трейг, с меньшим диаметром для эквивалентной пропускной способности,
  • Увеличение емкости водохранилища Лагган, включая мертвое хранилище ниже уровня инверсии туннеля для накопления осадка, и
  • Устранение необходимости в акведуке для отвода реки Рафберн.

Плотина представляет собой массивную бетонную гравитационную конструкцию длиной 700 футов (210 м) и высотой 130 футов (40 м). [12] В плане плотина имеет небольшую кривизну с радиусом 2000 футов (610 м), хотя она не функционирует как арочная плотина . Плотина имеет простой водосброс по всей длине, а также шесть сифонов для увеличения пропускной способности потока паводка. [11]

Водохранилище Лагган имеет полезный объем 1480 миллионов кубических футов (42 миллиона м 3 ), между верхним уровнем воды 820 футов (250 м) OD и максимальным уровнем спуска 804 фута (245 м). [11] Уровень озера Лох-Лагган не был поднят плотиной, так как это потребовало бы значительного изменения направления прилегающей дороги A86 , а также привело бы к затоплению ценной собственности. [12]

Соединительный туннель

Как и в случае с основным напорным туннелем ниже по течению от Лох-Трейг, туннель между водохранилищем Лагган был проложен через скалу и облицован бетоном. Опять же, он был построен из нескольких граней с тремя промежуточными штольнями, которые затем использовались для сбора воды из ручьев. Диаметр туннеля составляет приблизительно 14 футов (4,3 м) с уплощенным дном и имеет падение 15 футов (4,6 м) на длине 2,75 мили (4,4 км). [11]

Этап 3 – отвод плотины Спей и Маши

Третья и последняя фаза проекта была предпринята между 1941 и 1943 годами и еще больше расширила водосбор Лох-Лагган путем использования верховьев реки Спей. Работами руководил Сирил Минчин Робертс, партнер в Sir William Halcrow and Partners . Строительством занимался Бальфур Битти при содействии 1-й туннельной роты канадской армии. [13] [14] Многие из этих канадских солдат были бывшими шахтерами из озера Киркланд . [4]

Плотина Спей была построена в 1942–1943 годах, сразу ниже по течению от слияния реки Марки. Основная конструкция представляет собой бетонную гравитационную плотину длиной 943 фута (287 м) и высотой 57 футов (17 м). Она имеет водосброс длиной 93 метра (305 футов) на уровне гребня 268,2 метра (880 футов) OD и секцию массового заполнения на севере, примерно на 2 метра (6,6 фута) выше. Плотина включает в себя рыбоход с южной стороны. [3] [10] [15]

Вода, запруженная плотиной, течет на запад через прорезь в Лох-Кранахдане, против естественного течения воды. Затем она проходит через туннель длиной около 2 миль (3 км), который впадает в восточный конец Лох-Лаггана. Максимальный забор воды из Спей составляет 776 кубических футов в секунду (22,0 м 3 /с), хотя средний показатель за 2020–2022 годы составил всего 14 м 3 /с. Туннель был построен в 1941 году и завершен в конце декабря. [10] [15]

Меньшая плотина была построена через реку Маши, приток Спей, прямо вверх по течению от дороги A86. Вода передается через акведук и два меньших туннеля в реку Паттак, главный приток Лох-Лагган. Максимальный водозабор составляет 11,3 м 3 /с (400 куб. футов/с). [15]

Модернизация турбины

В 2008 году компания Rio Tinto Alcan заключила контракт стоимостью 30 млн евро на модернизацию гидроэлектрических турбин с компанией Andritz Tech Hydro . [16] Это должно было заменить первоначальные двенадцать турбин, которые представляли собой двухструйные ковшовые машины с горизонтальной осью, приводящие в действие два генератора постоянного тока общей мощностью 72 МВт. [16] [17] К 2012 году было установлено пять новых турбин Фрэнсиса с горизонтальной осью, приводящих в действие генераторы переменного тока, [18] каждая мощностью 17,3 МВт, что дало 20%-ное увеличение выходной мощности. [19]

Текущая операция

Плавильный завод Форт-Уильяма

После закрытия других британских плавильных заводов Rio Tinto/Alcan в Инвергордоне (1981), Кинлохлевене (2000), Англси (2009) и Линмуте (2012) гидроэлектростанция и плавильный завод в Форт-Уильяме управлялись Rio Tinto Alcan . Под угрозой закрытия плавильный завод был выставлен на продажу в 2016 году. GFG Alliance, в который входят SIMEC и Liberty House Group , как успешный покупатель, купил плавильный завод Lochaber за 330 миллионов фунтов стерлингов. Он объявил о планах по расширению завода и производству автомобильных деталей, таких как литые диски. [20] Позднее это было отменено, заменено планами по строительству завода по переработке алюминия, объявленными в ноябре 2020 года. [21]

Поместье Алькан

3 апреля 2021 года стало известно, что поместье Jahama Highland Estates (ранее « поместье Alcan ») было куплено в 2016 году в рамках сделки Rio Tinto Mines по алюминиевому заводу Lochaber, поскольку печь требует так много энергии, что плавильный завод расположен рядом с гидроэлектростанцией, которая осушает бассейн поместья площадью 114 000 акров. Alcan спроектировала все свои плавильные заводы таким образом. Поместье включает северную сторону Бен-Невиса . Согласно сообщениям, шотландское правительство постановило, что поместье никогда не будет отделено от гидроэлектростанции и алюминиевого завода, но Гупта проигнорировал их и передал право собственности на поместье компании, зарегистрированной на острове Мэн . Сделка 2016 года стоила 330 миллионов фунтов стерлингов и была гарантирована канцлером казначейства Великобритании . Представитель консервативной партии финансов Мёрдо Фрейзер критически отозвался о предполагаемом нарушении соглашения с правительством Шотландии и призвал правительство Шотландии «принять все необходимые меры для защиты государственных средств». [22]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Rio Tinto smelter to be sold in deal worth £330m". BBC News . 23 ноября 2016 г. Получено 12 апреля 2024 г.
  2. ^ abc Halcrow, WT (январь 1931 г.). «Проект Лохабера Уортера-Пауэра. (Включает листы в конце тома)». Протоколы заседаний Института инженеров-строителей . 231 (1931 г.): 31– 63. doi :10.1680/imotp.1931.15361. ISSN  1753-7843.
  3. ^ abc "MHG55076 - Spey Dam - Highland Historic Environment Record". Highland Historic Environment Record . Получено 12 апреля 2024 г.
  4. ^ ab Cowan, Paul. «Tunnelling for Victory». Scottish Military Disasters . Получено 13 апреля 2024 г.
  5. ^ abcd Payne 1988, стр. 13
  6. ↑ Пейн 1988, стр. 11–13.
  7. ↑ Пейн 1988, стр. 9–11.
  8. ^ "Алюминий для Лохабера. Отливка первых форм. Будущее округа". The Glasgow Herald . 31 декабря 1929 г. Получено 28 мая 2017 г.
  9. ↑ Пейн 1988, стр. 13–14.
  10. ^ abc Payne 1988, стр. 14
  11. ^ abcdef Naylor, AH (февраль 1937 г.). «Вторая стадия развития гидроэнергетической схемы Лохабера (включая фотографии и приложения)». Журнал Института инженеров-строителей . 5 (4): 3– 48. doi :10.1680/ijoti.1937.14769. ISSN  0368-2455.
  12. ^ ab Paxton, Roland; Shipway, Jim (2007). Гражданское инженерное наследие Шотландии: Хайлендс и острова . Thomas Telford Ltd. ISBN 978-0-7277-3488-4.
  13. ^ Коуи, Джон (март 2011 г.). «Гидроэнергетика и инженеры панелей – прочное наследие. Часть 2». Плотины и водохранилища . 21 (1): 15– 30. Bibcode : 2011DamRe..21...15C. doi : 10.1680/dare.2011.21.1.15. ISSN  1368-1494.
  14. ^ Пейн, Питер Л. (1988). Гидро: исследование развития основных гидроэлектрических схем, предпринятое Советом по гидроэлектростанциям Северной Шотландии . Абердин: Aberdeen Univ. Pr. стр. 14. ISBN 978-0-08-036584-8.
  15. ^ abc Перес-Ливермор, Глен; Раддик, Ли (6 октября 2023 г.). Гидравлическая/гидрологическая оценка и моделирование реки Спей, а также определение вариантов восстановления верхней поймы реки Спей (PDF) (Отчет) . Получено 2 июня 2024 г.
  16. ^ ab "Andritz модернизирует шотландскую электростанцию". The Engineer . 4 апреля 2008 г. Получено 13 апреля 2024 г.
  17. ^ "Major upgrade for Aluminum plant". BBC News . 30 января 2008 г. Получено 13 апреля 2024 г.
  18. ^ "Алюминиевый завод на гидроремонтном объекте". Power Engineering International . 7 апреля 2008 г. Получено 13 апреля 2024 г.
  19. ^ Презентация компании ANDRITZ HYDRO, май 2017 г. (PDF) . Получено 13 апреля 2024 г. – через andritz.com.
  20. ^ "Завод по производству автозапчастей и новые рабочие места, запланированные для плавильного завода". BBC News . 3 марта 2017 г. Получено 13 апреля 2024 г.
  21. ^ "Завод по производству литых дисков в Лохабере закрыт в пользу нового завода по переработке алюминия стоимостью 94 млн фунтов стерлингов". Scottish Construction Now . 20 ноября 2020 г. Получено 13 апреля 2024 г.
  22. ^ Джилл, Оливер; Миллард, Рэйчел (3 апреля 2021 г.). «Гупта приобрел шотландское охотничье поместье в рамках сделке с ШНП, поддержанной налогоплательщиками». Telegraph Media Group Limited.

Библиография

  • Пэйн, Питер Л. (1988). Гидро: исследование развития основных гидроэлектрических схем, предпринятое Советом по гидроэлектростанциям Северной Шотландии . Абердин: Aberdeen Univ. Pr. стр.  8–15 . ISBN 978-0-08-036584-8.
  • Миллер, Джеймс (2007). Строители плотин: энергия из долин . Эдинбург: Birlinn Limited . ISBN 978-1-84158-225-2.
  • Вуд, Эмма (2002). The Hydro Boys . Эдинбург: Luath Press. ISBN 978-1-84282-047-6.
На Викискладе есть медиафайлы по теме « Гидроэлектростанция Лохабер» .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lochaber_hydroelectric_scheme&oldid=1231079741"