Приливные электростанции

Раздел: Учебники

Перегон наплавных блоков осуществляется после строительной готовности сооружения и затопления строительного дока водой.

Перегон включает следующие операции:

подъем блока в строительном доке; вывод из строительного дока (шлюз- дока); буксировка по трассе от строительного дока к месту установки; погружение на основание.

Буксировка плавучего дока. Наиболее ярким примером подобной операции является перегон летом I96I г. плавучего дока.

Это гигантское по тому времени сооружение имело следующие параметры: длина 269,85. ширина 57,50 м, масса 72 ООО т, наименьшая допустимая осадка 5,5, максимальная осадка при перегоне 8,5

Буксировка осуществлена по маршруту Балтийское море — Северное море — Атлантический океан — Средиземное море — Черное море со скоростями преимущественно 3—4 узла* (минимальная скорость 1.6, максимальная 4.7 узла), максимальная длина и высота волны по трассе соответственно составляли 150 и 6 м, максимальная скорость ветра 9 баллов (18,3— 21,5 м с). Общая длина трассы перегона составила 5293 мили, из них 4091 миля в открытом море.

Для обеспечения требуемой максимальной скорости буксировки 6,5 узла необходима была тяговая сила 1287 кН. Эффективная буксировочная мощность вычислялась из расчета 7,4 кВт на 1 кН.

В операции были задействованы танкер мощностью 14 ООО кВт, ледоколы мощностью 6500 и 5000 кВт, спасательные корабли «Аргус», «Атлант», «Посейдон» мощностью по 1500 кВт, а также на различных участках другие вспомогательные буксиры. Применение мощного танкера обосновывалось его значительной массой (40 000 т), сравнимой с массой дока в период его буксировки.

Операция была рассчитана с использованием приливов и приурочена к сизигии, что позволило уменьшить объемы земляных работ по созданию строительного дока и прорези к нему, а также обеспечило безопасность проведения начального этапа буксировки по трассе и завода блока в створ без дополнительных земляных работ.

Первоначальный этап — маневрирование внутри котлована размером по дну 39,1 X 93,1 м и вывод блока из прорези осуществлялся четырьмя лебедками с тяговым усилием 50 кН при канатоемкости барабана 220 м и скорости выбирания троса до 2,6 м/мин. К моменту наступления полной воды с головного буксира мощностью 1500 кВт, установленного на рейде строительного дока, был подан трос для вывода блока на трассу. Одновременно к корме блока был присоединен буксир-кантовщик мощностью 220 кВт, который по мере продвижения блока к трассе перегона производил разворот его в походное положение.

В операции по буксировке блока ПЭС размером в плане 18,3 X 36 м, массой 5100 т и осадкой 8,3 м при всплытии в строительном котловане и 5,65 м после присоединения шести понтонов подъемной силы по 4000 кН (фактическая габаритная осадка 6,36 м с учетом выступающих на 0,56 м под днищем скуловых подушек, что на 21 см превышает проектную осадку) были задействованы два буксира мощностью до 1500 кВт, пожарный катер и водолазный бот, а также на первом этапе — до выхода на большие глубины два буксира-кантовщи- ка мощностью по 260 кВт. 1 62

Провод блока на участках с малыми глубинами со скоростью 1,6— 2,5 узла осуществлял один буксир, а после прохода мелководья к блоку был присоединен второй буксир и скорость каравана составляла 3—3,5 узла. Две характерные схемы буксировки приводятся на  14.15.

Наиболее сложной операцией процесса заводки блока в створ, осуществленной с помощью тросовой системы блок — береговые рамы, явилось преодоление переката на подъеме прилива.

Перед погружением на спаде прилива осадка блока заранее была увеличена на 1,55 м, что позволило его посадить за 1,5 ч до малой воды. После инструментальной оценки положения блока был принят дополнительный водный балласт, что исключило его всплытие на полной воде.

Затраты времени на отдельных этапах перегона составили: вывод блока из прорези 1,5, буксировка на участке строительный док—губа Кислая (расстояние 87 км) 19,5 ч (средняя скорость 4,5 км/ч), заводка блока в створ 2,5 и погружение блока на основание, осуществленное на 1-й день после его установки в створе и снятия понтонов, 4,5 ч.

Перегон наплавных фундаментов для переходных опор В Л 3 3 0 кВ через Каховское водохранилище. Изготовленные в строительном котловане пять фундаментов со смонтированными на них опорами для ВЛ 330 кВ предстояло отбуксировать и погрузить на заранее выполненные подводные основания, створ которых располагался в 3 км от места возведения. Буксировка рассчитывалась на скорость ветра до 10 м/с, высоту волны 1.2 м и допускаемый динамический угол крена 3°.

При затоплении котлована строительного дока отсеки фундаментов были заполнены, что исключило их произвольное всплытие.

После разборки перемычки и поочередной откачки воды из фундаментов наплавные системы (фундамент — опора) выравнивались путем балластирования отсеков водой. Затем наплавную систему, раскрепленную тросовыми оттяжками к гусеничным тракторам, выводили из строительного дока в прорезь судового хода, где к ней присоединялись стальные канаты, поданные с буксиров. Пос-ie этого фундамент с опорой буксировали пятью теплоходами к месту установки над постелью. где его раскрепляли четырьмя стальными канатами к швартовым бочкам. Посадка системы на постель осуществлялась приемом водного балласта.

Перегон пяти наплавных фундаментов с опорами был осуществлен за 13 дней.

Буксировка буковых платформ для добычи нефти в Северном море П 38 J. В 1976—1977 гг. произведена буксировка и установка 10 крупных морских платформ массой от i70 до 460 тыс. т. Буксировка осуществлялась на расстояние до 900 миль со средней скоростью в море до 3,5 узлов. Суммарная мощность буксиров доходила до 70 000 кВт. В настоящее время масса буксируемых опор достигла 800 тыс. т."

Подъем, буксировка и установка быков для противоштормовой плотины Восточной Шел ь- ды в Нидерландах. Изготовленные в строительном доке быки дамбы массой 15— 18 тыс. т устанавливались в створе с помощью специально сконструированного для этой цели подъемного U-образного судна «Остреа».

Судно «Остреа» имеет размеры в плане 87,25 X 47 м. Для обеспечения независимого маневрирования внутри стройдока и уменьшения буксирной тяги при движении к створу подъемное судно оборудовано четырьмя двигателями общей мощностью около 6500 кВт. После входа и установки судна в доке бык поднимают с помощью кранов и удерживают в подвешенном состоянии в пролете. Осадка судна за счет приема на себя нагрузки 100 ООО кН увеличивается с 6 до 10     м, осадка быка при этом равна 11      м.

Судно по трассе буксируется при высоте волны до 0,75 м и скорости ветра до 15 м/с. Подходит судно к створу по течению на спаде скоростей (к моменту подхода 1,25 м/с), что позволяет судну маневрировать за счет собственной тяги.

Быки устанавливаются совместно со вспомогательным судном-понтоном, оснащенным землесосным снарядом.

Сначала вспомогательное судно очищает основание от слоя песка, намываемого за цикл прилива (около 1 м). Затем к нему пришвартовывается «Остреа», и оба судна в состыкованном виде проходят над матом, производя его доочистку. После этого ;<Ост- реа» увеличивает осадку быка, удерживая его в нескольких метрах от дна, и одновременно специальный робот с телевизионной камерой и звуковыми датчиками производит проверку целостности мата. После этого наплавная конструкция опускается на дно ( 14.19, а,//) и в балластную камеру принимается вода.

Система швартовки подъемного судна «Остреа» состоит из четырех тросов диаметром 64 и четырех тросов диаметром 72 мм, укрепленных на анкерных сваях и обеспечивающих высокую точность наведения плавсредств, а затем установки быка (±1 см).

Изготовление блоков запроектировано в шлюз-доках. Для буксировки намечено применить буксиры мощностью всего 2200 кВт, хотя для перегона наплавных конструкций уже применяются буксиры 6000— 9000 кВт, а в проектах мощных ПЭС в СССР предусматривается применение буксиров мощностью 10000— 15 000'кВт.

Для уменьшения дноуглубительных работ на подходах к доку вывод блоков предусматривается на полной воде в сизигию при скоростях, достигающих 2 м/с, установка же производится в квадратуру. Для отстоя блоков предусмотрена защищенная акватория.

В проекте ввиду больших размеров блока был выбран динамический способ их установки. Блок наводится на штатное место с помощью четырех буксиров. Тяговые усилия буксиров передаются через шарнирные звенья

На подходе к штатному месту блок заранее притапливается до глубины 1 м под килем При заходе в проектное положение в плане происходит быстрое заполнение водой турбинных водоводов и блок садится на временное основание. Выполнение всей операции предполагается осуществлять в 60—40-минутные «окна» (периоды остановки течений при смене прилива отливом). При неудаче операция может повторяться после откачки балласта. При удачной посадке принимается дополнительный водный балласт.

При высоких скоростях и ограниченности «окна» в проекте ПЭС Фанди предложен способ установки блока с заякориванием перед погружением на пустотелых балластируемых массивах.

Перегон двух наплавных блоков водоизмещением по 32 тыс. т водопропускной плотины в комплексе защиты Ленинграда от наводнений проводился 15—19 декабря 1985 г. В ледовых условиях для буксировки на расстояние 4 км использовали семь буксиров по

Результаты расчетов, выполняемых в табличной форме, представляются в виде зависимости мощности Ni от скорости буксировки v0.

Исходя из предполагаемой скорости буксировки, стоимостной оценки вариантов, фактического наличия плавсредств выбираются типы и потребное число буксиров.

В предварительных расчетах для трасс длиной до 100 км скорость буксировки может быть принята равной 1—3 узла и свыше 100 км — 3—5 узлов, время наведения в створ прорези и вывода блока из строительного дока 3—4 ч, удержания и погружения блока в створе 3—4 ч. Остальные затраты времени следует оценивать в зависимости от водоизмещения блока, длины трассы перегона, наличия портов-убежищ и предполагаемых погодных условий во время буксировки.

Для ориентировочного расчета этих данных, а также оценки осадки сооружения, определения требуемых глубин по трассе перегона и мощности буксиров можно принять расход железобетона 0,12 м3 на 1 м3 объема блока; вес балласта для посадки блоков на ровный киль — 0,1 веса железобетона блока; вес балласта в блоке, установленном на основании, 1,4— }f5 веса железобетона. Вес оборудования приблизительно можно принимать в зависимости от суммарной мощности установленных в блоке агрегатов из расчета на один агрегат мощности 10 000 кВт—30000 кН; 15 000 кВт — 32 500 кН; 20 000 кВт — 35 000 кН.