Sajansko-šušenská vodní elektrárna

Sajansko-šušenská vodní elektrárna (rusky Саяно-Шушенская ГЭС) je vodní elektrárna na řece Jenisej. Název vodního díla je utvořen z názvu Sajanského pohoří a obce Šušenskoje. Je nejvýkonnější vodní elektrárnou v Rusku a patří mezi nejvýkonnější elektrárny na světě. Přehrada je konstruována tak, aby odolala zemětřesení až osmi stupňů Richterovy stupnice a byla zaznamenána Guinnessovou knihou světových rekordů jako největší stavba svého druhu.

Sajansko-šušenská vodní elektrárna
Poloha
Stát	Rusko
Kraj	Krasnojarský kraj
Město	Šušenskoje
Souřadnice	52°49′31″ s. š., 91°22′12″ v. d.
Hydrologické údaje
Povodí řeky	Jenisej
Roční průtok	1 480 m³/s
Hráz
Typ hráze	gravitační klenbová
Výška hráze	245 m
Délka hráze	1 066 m
Vodní elektrárna
Výkon současný	6 400 MW
Roční výroba	27 000 GWh
Typ turbíny	Francis
Počet turbín	10 × 640 MW
Ostatní
Stav	průtoková
Začátek výstavby	1963
Dokončení	2000

Všeobecné informace

Práce na stavbě přehrady započaly v roce 1963. První dodávku do elektrické soustavy uskutečnila v roce 1978, ale oficiálně byla uvedena do provozu při plném stanoveném výkonu až 26. října 2000 jako Jednotný hydroenergetický komplex Sajansko-šušenská a Majnská vodní elektrárna.

Stavební celek obsahuje tyto části:

• Klenbová gravitační betonová hráz o celkové délce 1066 m a výšce 245 m. Ve vyklenutí přelivové části o celkové délce 189,6 m je zapuštěno 11 přelivových polí o šířce 5 m. Na stavbu tělesa hráze bylo použito 9 075 000 m³ betonu.
• Elektrárna o délce 288 m a šířce 36 m. V budově elektrárny bylo uloženo 480 tisíc m³ betonu.
• Pravobřežní pětistupňový přepustný portál  pro převod povodňových vln mimo těleso hráze o celkové délce 700 m a šířce 100m.
• Součástí vodního díla není lodní výtah ani soustava zdymadel.

10 tunelů o průměru 8,5 m přivádí při maximálním spádu 220 m vodu na Francisovy turbíny o výkonu 640 MW. Celkový stanovený výkon je tak 6 400 MW. V roce 2016 elektrárna vyrobila 26,958 miliard kWh.

Hydrologické podmínky

Jenisej v místě elektrárny odvádí vodu z plochy 179 900 km² při průměrném průtoku 1 480 m³/s. V době vypracování projektu se hydrologické vstupy opíraly více o odhady z tzv. koeficientů odtoku na základě nevelkého počtu srážkoměrných stanic než o dlouhodobá měření průtoku. Přesto lze celkovou hydrologickou koncepci vodního díla považovat za dobrou. Pro návrh přepouštěcího systému byla stanoven specifický průtok 150 m³/s pro každé z celkového počtu jedenácti přepouštěcích polí, tedy běžný přepouštěcí režim 1 650 m³/s s maximální propustností 13 600 m³/s. Celkový průtok turbínami je 3 580 m³/s. Pro přeliv epizodních letních povodní byl v roce 2011 vybudován přeplňovaný pravobřežní přepad o šířce 100 m a propustnosti 4000 m³/s.  Délka bočního přepadu je 1130 m a vyúsťuje 820 m od paty hráze.

Turbíny

Turbíny typu RO 230/833 - 677 jsou největší na světě pro spád nad 200 m. Při jmenovitém spádu 194 m a hltnosti  258  m³/s je výkon turbíny 650 MW. Při vyšších spádech (212-220 m) dosahuje výkon 735 MW. Rychlost otáčení turbín je  142,8 ot./min. Celková hmotnost hydroagregátu je 1 440 tun, specifická hmotnost je 1,9 kg / kW, účinnost turbíny v optimální zóně je asi 96%.

Hydrogenerátor typu SVF 1285 / 275-42U4 o výkonu 711/640 MVA/MW je navržen pro maximální epizodický výkon 736 MVA. Vzdálenost mezi osami agregátů je 23,7 m.

Průřez vodního díla

Stavba

Vybudování vodního díla si vyžádalo výkopové práce o objemu 7 200 m³ v zemi  a 37 000 m³ ve skalním masivu. Bylo uloženo 9 720 m³ betonu a železobetonu. Celková hmotnost kovových konstrukcí a mechanismů je 114 300 tun.  

Zprovoznění jednotlivých deseti hydroenergetických bloků probíhalo v následujícím pořadí:

• 1978 blok č.1,
• 1979 blok č. 2 a 3,
• 1980 blok č. 4 a 5.
• 1981 bok č. 6,
• 1984 bok č. 7 a 8,
• 1985 blok č. 9 a 10.

Problémy provozu

• V květnu 1979 pronikla do strojovny jarní povodňová vlna a vyřadila z provozu první blok, jehož činnost byla obnovena v červenci 1979.
• V roce 1985 jarní povodeň poničila hranu dolního přepadu přelivu a dopadovou desku vývařiště.
• V roce 1988 došlo k dalšímu poškození přelivu. Všechny nehody byly vyvolány vysokým vodním stavem na řece a projekt byl proto doplněn o pravobřežní propust. Jeho realizace spadala do období pozdějšího rozpadu Sovětského svazu a následných privatizačních komplikací. Propust tak byla realizována až v roce 2011.
• Dne 17. srpna 2009 v 8:13 došlo na elektrárně k největší havárii v dějinách ruské vodní energetiky.  Tlak vody utrhl kryt druhého bloku a do prostoru pracovní haly elektrárny se pod tlakem dvaceti atmosfér vyvalila voda o průtoku v řádu stovek kubických metrů za vteřinu. V důsledku této nehody přišlo o život 75 lidí. Všechny hydraulické jednotky stanice byly poškozeny s různou intenzitou, v pořadí podle stupně poškození: jednotky č. 2, č. 7 a č. 9. Stavba strojovny byla částečně zničena, poškozeno bylo elektrické a pomocné zařízení. V důsledku úniku oleje z turbínového soustrojí došlo k poškození životního prostředí podél toku řeky Jenisej.

V oficiální zprávě ze dne 3. října 2009 se uvádějí jako hlavní příčiny vibrace turbíny č. 2, které vedly k únavovému poškození upevňovacích šroubů krytu turbíny, potom co režim provozu turbíny prošel oblastí zakázané tlakové zóny. Práce na obnově začaly v srpnu 2009. V roce 2015 elektrárna vyrobila 27 miliard kWh.  

Souhrnné hodnocení

Celek klenbové přehrady o výšce 245 m s průtočnou elektrárnou v korytu veletoku byl ve své době technologickou výzvou celému světu. Práce započaly v roce 1963, zhruba půl roku před tragédií na přehradě Vajont v Itálií, kde si vodní energetika v jednom krátkém okamžiku vyžádala přes 2 000 obětí. Sajansko-šušenská vodní elektrárna se dnes nachází na ostře sledované hranici mezi odpůrci a zastánci budování velikých hydroenergetických děl.

Odkazy

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Sajansko-šušenská přehradní nádrž na Wikimedia Commons

Literatura

• Дворецкая М.И., Жданова А.П., Лушников О.Г., Слива И.В. Возобновляемая энергия. Гидроэлектростанции России. — СПб.: Издательство Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, 2018. — 224 stran
• В.И. Брызгалов. Из опыта создания и освоения Красноярской и Саяно-Шушенской гидроэлектростанций. 1999. — 560 stran.
• Воронков О. К. Основание Саяно-Шушенской ГЭС: строение, свойства, состояние // Гидротехническое строительство. — 2010.

Související články

• Vodní elektrárny v Rusku
• Sajansko-šušenská přehradní nádrž
• Majnská vodní elektrárna