Строительство Нижне-Бурейской ГЭС

Проект Нижне-Бурейской ГЭС являлся составной частью проекта Бурейского гидроэнергетического комплекса. Исследования гидроэнергетического потенциала Буреи начались еще в 1932 году, когда институт «Гидропроект» провел на реке рекогносцировочные исследования (интересно, что после начала строительства станции в створе ГЭС была обнаружена изыскательская штольня 1930-х годов). В 1959 году была разработана схема каскада ГЭС на Бурее, на которой впервые появилась Нижне-Бурейская ГЭС (названная в схеме Долдыканской), в 1978 году для Нижне-Бурейской ГЭС был выбран створ.

Проект Нижне-Бурейской ГЭС, как составной части Бурейского гидроэнергетического комплекса, был разработан институтом «Ленгидропроект» в 1985 году, прошёл все необходимые экспертизы и был утвержден в 1986 году. Строительство станции намечалось на спаде работ по Бурейской ГЭС. В 1995 году титулы строительства Бурейской и Нижне-Бурейской ГЭС были объединены, в 2003 году - вновь разделены. Строительство станции в этот период начато не было, были частично выполнены лишь мероприятия по переселению населения из зоны затопления (нижнего бьефа Бурейской ГЭС, одновременно являющегося ложем водохранилища Нижне-Бурейской ГЭС). В 2007 году были начаты работы по корректировке проекта, результатом которых стало существенное изменение технических решений, в том числе:

• Вместо трех гидроагрегатов по 107 МВт было принято размещение четырех агрегатов по 80 МВт;
• Правобережная земляная плотина заменена на бетонную плотину;
• Водосливная плотина с донными водосбросами заменена на плотину с поверхностными водосбросами;
• Введена «стена в грунте» в основании ядра русловой земляной плотины;
• Изменена схема выдачи мощности - вместо открытых распределительных устройств (ОРУ) 110 и 220 кВ введено КРУЭ 220 кВ.

К строительству станции стало возможным приступить после завершения основных работ по возведению вышележащей Бурейской ГЭС, которая вышла на полную мощность (2010 МВт) в 2009 году, став крупнейшей электростанцией Дальнего Востока России.

27 августа 2010 года в присутствии В.В. Путина был дан старт строительству Нижне-Бурейской ГЭС – крупнейшей гидроэлектростанции, строительство которой было начато в современной России.

Конструкция станции

Проектная мощность Нижне-Бурейской ГЭС – 320 МВт, среднегодовая выработка – 1,65 млрд кВт.ч. Большая часть напорного фронта гидроэлектростанции (общая длина 745,5 м) будет создана при помощи русловой грунтовой плотиной с противофильтрационным элементом в виде «стены в грунте», длиной 400 м и максимальной высотой 42 м. Водонепроницаемость основания плотины будет обеспечена с помощью создания «стены в грунте» из глинобетона, проходящей через аллювиальные отложения до скального основания, а также двухрядной цементационной завесы в скальном основании. Соединение земляной плотины с водосливной осуществляется при помощи бетонного сопрягающего устоя.

Водосливная плотина станции бетонная, предназначена для сброса расходов воды, превышающих пропускную способность турбин станции. Длина плотины — 123 м, максимальная высота 47,75 м. Оборудована пятью поверхностными водосбросами, перекрываемыми сегментными затворами, оперирование которыми производится с помощью гидроприводов. Также запроектирована установка ремонтных затворов, подъем и опускание которых будет производиться с помощью козлового крана. Максимальная пропускная способность через плотину — 13 332 м³/с. Гашение энергии потока будет производиться в бетонном водобойном колодце длиной 88 м с водобойной и торцевой стенками.

Русловое здание ГЭС длиной 96,5 м и максимальной высотой 57,7 м будет расположено у правого берега, сопряжение с водосливной плотиной производится при помощи раздельной стенки длиной 73 м, с берегом — с помощью подпорной стенки длиной 100 м (далее вплоть до впадения реки Долдыкан предусмотрено крепление берега каменной наброской). В здании ГЭС планируется разместить 4 гидроагрегата мощностью по 80 МВт с поворотно-лопастными турбинами ПЛ30-ВБ-630, работающими на расчетном напоре 26,1 м, и вертикальными синхронными гидрогенераторами.

Договор на поставку четырех гидроагрегатов мощностью по 80 МВт каждый для Нижне-Бурейской ГЭС был подписан компаниями «Нижне-Бурейская ГЭС» (дочернее общество ПАО «РусГидро») и «Силовые машины» в сентябре 2013 года.

В соответствии с условиями договора в объеме обязательств «Силовых машин» – проектирование, изготовление, поставка, шеф-монтаж и монтаж четырех комплектов оборудования гидроагрегатов, каждый из которых включает в себя поворотно-лопастную гидротурбину в комплекте с системой автоматического управления, гидрогенератор с системой возбуждения, а также вспомогательное оборудование гидроагрегата.

В числе особенностей проекта оборудования – экологически безопасная конструкция гидротурбин: полость рабочего колеса, в которой расположен механизм поворота лопастей, не заполнена маслом, что исключает возможность его протечки в воду.

Для монтажа/демонтажа гидроагрегатов в машинном зале смонтированы два мостовых крана грузоподъёмностью 250 т каждый. Здание ГЭС будет оборудовано сороудерживающими решетками, ремонтными и аварийно-ремонтными затворами, двумя козловыми кранами (верхнего и нижнего бьефа). Пропускная способность здания ГЭС при расчётном напоре — 1380 м³/с (4×345 м³/с). Со стороны нижнего бьефа у стены машинного зала запланировано размещение четырех силовых трансформаторов, с которых электроэнергия передаётся на КРУЭ.

К зданию ГЭС примыкают глухая бетонная плотина длиной 76 м и максимальной высотой 19,75 м, замыкающая напорный фронт на правом берегу, монтажная и станционная площадки. На станционной площадке расположены производственно-технологический комплекс и здание комплектного распределительного устройства (КРУЭ 220 кВ). Выдачу электроэнергии планируется осуществлять по ЛЭП 220 кВ на подстанции Архара (2 ЛЭП) и Райчихинск.

Ход строительства Нижне-Бурейской ГЭС

В 2011 году были начаты работы подготовительного этапа - строительство автодороги к створу станции протяжённостью 4,1 км и линии электропередачи напряжением 6 кВ, расширение территории перевалочной базы для размещения строительной инфраструктуры, подготовка территории под жилую застройку. В 2011 году было начато возведение котлована основных сооружений ГЭС — отсыпаны низководные перемычки. Были сооружены три автодороги, смонтирован бетонный завод, велось строительство административно-управленческого корпуса и жилья для строителей. В 2012 году работы подготовительного этапа были в основном завершены — перемычки котлована были отсыпаны до проектных габаритов, началось сооружение противофильтрационного элемента перемычек — «стены в грунте». Завершено сооружение административно-управленческого комплекса, бетонно-обогатительного хозяйства со строительной лабораторией, баз строймеханизации и основного оборудования, подстанции «Створ» 220/35/6 кВ, жилья для строителей. Был определён генподрядчик строительства - ОАО «Трест Гидромонтаж».

В 2013 году был осушен котлован основных сооружений (создание «стены в грунте» в перемычках было завершено в начале марта 2013 года) и начаты бетонным работам на водосбросной и глухой правобережной плотинах. Был определён поставщик гидросилового оборудования (турбин и генераторов) — ОАО «Силовые машины». В 2014 году было начато бетонирование здания ГЭС. Общая стоимость строительства Нижне-Бурейской ГЭС оценивается в 36 572 млн рублей. По итогам 2015 года уложено около 90% бетона, смонтированы закладные части гидротурбин, начато возведение русловой грунтовой плотины, монтаж гидромеханического оборудования.

19 апреля 2016 года состоялось перекрытие Буреи в створе Нижне-Бурейской ГЭС. Предыдущее перекрытие крупной реки в России произошло в 2011 году на строительстве Усть-Среднеканской ГЭС в Магаданской области. Подготовку к перекрытию начали в марте 2016 года, когда был затоплен котлован основных бетонных сооружений станции. Пуск первых гидроагрегатов Нижне-Бурейской ГЭС запланирован на конец 2016 год.

Социально-экономические эффекты строительства Нижне-Бурейской ГЭС

Реализация проекта строительства Нижне-Бурейской ГЭС несет положительные социально-экономические эффекты для региона Дальнего Востока и России в целом, в том числе:

• снижение текущих издержек генерации в целом по ОЭС Востока, в том числе за счет снятия ограничений Бурейской ГЭС и замещения тепловой генерации;
• возможность перевода близлежащих поселков c отопления дорогими мазутными и угольными котельными на отопление электрокотельными со снижением тарифа на тепло для потребителей;
• создание рабочих мест для высвобождающихся строителей Бурейской ГЭС (2000 человек) и сокращение оттока населения с Дальнего Востока;
• загрузка отечественных производителей и подрядчиков;
• рост налоговых поступлений в бюджеты всех уровней;
• рост покупательной способности населения Амурской области.

Электроэнергия станции будет направлена в энергосистему Дальнего Востока для энергоснабжения как существующих, так и перспективных потребителей, таких как космодром “Восточный”, объекты транспортной инфраструктуры (в частности, газопровод “Сила Сибири”), горнодобывающие производства.

Помимо выработки электроэнергии, Нижне-Бурейская ГЭС призвана оптимизировать работу мощной Бурейской ГЭС. Одной из важных функций Бурейской ГЭС является работа в неравномерной части графика нагрузок. Например, утром, когда нагрузка в энергосистеме резко возрастает, станция набирает мощность, при этом количество воды, сбрасываемой через гидроагрегаты вниз, резко возрастает. В то же время ночью, при уменьшении нагрузок в энергосистеме, нагрузка на станцию и соответственно сбросы воды значительно уменьшаются.

При изменении количества сбрасываемой воды происходят существенные колебания уровней в реке. Для их предотвращения и строится контррегулирующая ГЭС с относительно небольшим водохранилищем, в котором неравномерности сбросов выравниваются. Нижне-Бурейская ГЭС станет третей контрегулирующей ГЭС в России (первая и вторая – Миатлинская и Майнская ГЭС, выравнивающие сбросы Чиркейской и Саяно-Шушенской ГЭС соответственно).

Нижне-Бурейская ГЭС будет иметь и определенное противопаводковое значение, позволяя сглаживать пики сбросов с Бурейского водохранилища. Учитывая уроки сильнейшего наводнения 2013 года, было принято решение увеличить возможности станции по борьбе с паводками, для чего в ее конструкцию были внесены изменения, позволившие увеличить полезную емкость водохранилища. Нижне-Бурейское водохранилище будет играть важную роль и в предотвращении зимних подтоплений населенных пунктов, что позволит использовать регулирующие возможности Бурейской ГЭС без ограничений.

Переселение населения из зоны затопления водохранилища Нижне-Бурейской ГЭС было произведено еще в ходе строительства Бурейской ГЭС. ПАО “РусГидро” были выделены средства для проведения санитарной очистки зоны затопления, лесоочистки, археологических изысканий.

В гармонии с природой

Проект Нижне-Бурейской ГЭС соответствует самым высоким экологическим стандартам – при поддержке РусГидро выполняется комплекс компенсационных мероприятий, включающий создание природного парка “Бурейский”, улучшение условий обитания зверей и птиц, перенос из зоны затопления редких растений.

Проект компенсационных мероприятий реализуется в рамках в рамках четырехстороннего соглашения о сотрудничестве между Министерством природных ресурсов Амурской области, Управлением по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды обитания Амурской области, АО «Нижне-Бурейская ГЭС» и Проектом ПРООН. В состав последнего входят Программы развития ООН, Глобального экологического фонда (ГЭФ) и Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации «Задачи сохранения биоразнообразия в политике и программах развития энергетического сектора России». Соглашением предусмотрен комплекс мероприятий по смягчению влияния строительства Нижне-Бурейской ГЭС на окружающую среду, важнейшим из которых является создание природного парка «Бурейский». Природный парк «Бурейский» располагается на территории Бурейского и Архаринского районов Амурской области в зоне влияния водохранилищ Бурейского гидроэнергетического комплекса, включающего действующую Бурейскую ГЭС и строящуюся Нижне-Бурейскую ГЭС. Парк образован на территориях существующих заказников «Желундинский» и «Урочище Иркун», а также на дополнительных участках в верхнем и нижнем бьефах Нижне-Бурейского водохранилища. Общая площадь парка составляет 132 тыс. га. На территории парка проводятся компенсационные мероприятия, направленные на создание благоприятных условий для животных и растений, находящихся в зоне водохранилища и нижнего бьефа. В частности, это строительство сети подкормочных площадок для копытных животных, создание искусственных гнездовий для редкой утки - мандаринки.

Инновационные технологии

При строительстве Нижне-Бурейской ГЭС был применен ряд инновационных решений, направленных на сокращение сроков строительства, снижение его стоимости и повышение качества. Так, предусмотренная первоначальным проектом конструкция грунтовой плотины с традиционным противофильтрационным элементом в виде ядра из суглинка была заменена на конструкцию в виде «стены в грунте» из глиноцементобетонных свай. Такая конструкция противофильтрационного элемента крупной плотины применяется впервые в России и не имеет аналогов в мире.

Инновационным решением является и численная гидродинамическая модель системы «Бурейская ГЭС–Нижне-Бурейская ГЭС – нижний бьеф Нижне-Бурейской ГЭС».

Модель обеспечит информационную поддержку принятия решений по пропуску паводка с учетом аккумулирующей емкости водохранилищ каскада Бурейская ГЭС – Нижне-Бурейская ГЭС. Она предусматривает автоматизацию расчетов, интеграцию и визуализацию (в трехмерной модели) режимов работы водохранилищ в едином программно-аппаратном комплексе, в единой системе координат.

При создании модели использованы высокоточные, современные методы изысканий: лазерное аэросканирование, съемка дна методом эхолокации, фотофиксация с координатной привязкой строений инженерных сооружений в зоне затопления водохранилища Нижне-Бурейской ГЭС.

Развернута геоинформационная система (ГИС) «Территория водохранилища НБГЭС». Создана трехмерная цифровая картографическая основа проекта (М 1:2000). Кроме того, разработана единая среда коллективной работы над проектом в ходе камеральной обработки в режиме «реального времени». Это сделало возможным организовать параллельную работу большого числа исполнителей в едином информационном пространстве с возможностью доступа ко всей актуальной информации всех участников проекта.

Для моделирования резервной емкости водохранилища при пропуске паводка, расчета объемов и глубин водохранилища разработана сводная сетевая модель рельефа территории. Создана среда для интерактивной визуализации объектов, смоделированных в CAD-системах.

Работы по созданию модели дают ощутимый экономический эффект: полученные высокоточные, детальные данные были использованы в ходе создания рабочей документации водохранилища Нижне-Бурейской ГЭС, что существенно ускорило выдачу этой документации заказчику.

Отработанные методики существенно сокращают срок изысканий для разработки любой проектной или рабочей документации, особенно для объектов большой площади и линейных объектов, в том числе для строительства гидросооружений, водохранилищ, дорог, линий электропередачи и др.

Расчетная информационная модель водохранилища – это часть единой информационной среды управления процессом проектирования и управления проектными данными (система ГидроПРО). Подобная система при строительстве гидроэлектростанций в России применяется впервые. С помощью ГидроПРО уже сейчас, имея опыт работы с Нижне-Бурейской ГЭС, можно быстрее и легче проектировать новые станции, проводить экспертизу проектов и сопровождать строительство.