Саяно-Шушенская ГЭС расположена на реке Енисей на юго-востоке Республики Хакасия в Саянском каньоне.
Саяно-Шушенская ГЭС - верхняя в каскаде енисейских гидроэлектростанций. Она входит в число крупнейших мировых ГЭС: установленная мощность - 6,4 млн кВт и среднегодовая выработка - 22,8 млрд кВтч электроэнергии.
Напорный фронт Саяно-Шушенской ГЭС образует уникальная бетонная арочно-гравитационная плотина высотой 245 м, длиной по гребню 1074,4 м, с шириной по основанию 105,7 м и по гребню - 25 м.
Проект уникальной арочно-гравитационной плотины Саяно-Шушенской ГЭС был разработан Ленинградским отделением института «Гидропроект». Создание плотины такого типа в условиях широкого створа Енисея и сурового климата Сибири не имело аналогов в мире.
На гидростанции установлено 10 гидроагрегатов мощностью 640 МВт каждый. Водосбросная часть плотины расположена у правого берега, ее длина - 189,6 м, состоит она из 12 секций. Водосброс имеет 11 отверстий, которые рассчитаны на пропуск воды объемом 13 600 куб. м/с.
Площадь водохранилища составляет 621 кв. км, полная емкость водохранилища - 31,3 куб. км, в том числе полезная - 15,3 куб. км.
Старт строительству Саяно-Шушенской ГЭС был дан 2 апреля 1963 года. Для возведения плотины станции в октябре 1975 года был перекрыт Енисей.
Плотина Саяно-Шушенской ГЭС - уникальное по размерам и сложности возведения гидротехническое сооружение. Конструкция высоконапорной арочно-гравитационной плотины не имеет аналогов в мировой и отечественной практике. Она входит в десятку самых высоких плотин в мире.
Устойчивость плотины под напором воды (около 30 млн т) обеспечивается не только собственным весом (60%), но и упором в берега (40%). Плотина врезана в скалу левого и правого берегов соответственно на глубину 15 м и 10 м.
Гидросиловое оборудование было поставлено заводами ЛМЗ и «Электросила» (ныне входят в состав концерна «Силовые машины»). Завод «Электросила» (главный конструктор А.А. Дукштау) создал для Саяно-Шушенской ГЭС гидрогенератор номинальной мощностью 640 тыс. кВт с номинальным напряжением 15 750 В с частотой вращения 142,8 об/мин.
- Общая масса генератора - 1860 т
- Максимальная монтажная масса - 890 т
- Внешний диаметр статора - 14 800 мм
Гидротурбины Саяно-Шушенской ГЭС радиально-осевого типа РО-230/833-0-677 рассчитаны на работу в диапазоне от 175 до 220 м.
17 августа 2009 года на Саяно-Шушенской ГЭС произошла беспрецедентная авария, унесшая жизни 75 человек, уничтожившая и повредившая основное оборудование гидростанции.
После аварии изменились стандарты безопасности гидроэлектростанций. Теперь на всех новых ГЭС система жизнеобеспечения будет по большей части обслуживаться без личного присутствия человека. На Саяно-Шушенской станции смонтирована система технологического телевидения, обеспечивающая контроль главных выводов гидроагрегатов, механизмов управления гидрозатворами в верхнем бьефе, крышек генераторов, коридоров и бочек статоров, водораздельного устоя водосливной части плотины (всего 11 видеокамер).
Сегодня на Саяно-Шушенской ГЭС полным ходом идут восстановительные работы. В них задействовано 2508 человек, а также 91 единица техники. В 2009 году на работы по восстановлению станции было направлено 6,4 млрд рублей, в 2010 году планируется выделить на возрождение станции 16,1 млрд рублей. Восстановительные работы на станции целиком финансируются из собственных средств компании «РусГидро».
В 2009 году был заключен контракт с ОАО «Силовые машины» о поставке оборудования на ГЭС. К 2014 году планируется заменить все гидроагрегаты. Стоимость контракта составляет порядка 11,7 млрд рублей. Первый гидроагрегат (турбина и генератор) планируется изготовить в январе 2011 года, дальнейшее производство будет осуществляться с интервалом в два-два с половиной месяца. Всего в течение 2011 года компания изготовит шесть новых гидроагрегатов, а оставшееся оборудование будет изготовлено в 2012 году.
За прошедшие с момента аварии месяцы выполнен значительный объем работ, позволяющий уже в первом квартале 2010 года запустить два гидроагрегата, наименее пострадавших во время аварии,- агрегаты 5 и 6. До конца года будут пущены еще два - 4-й и 3-й.
Ввод станции в эксплуатацию после замены всех гидроагрегатов запланирован на 2014 год.
Авария на Саяно-Шушенской ГЭС привела к тому, что впервые в истории мировой гидроэнергетики плотина мощной гидростанции эксплуатируется зимой без работающих гидроагрегатов. Были приняты меры по организации дополнительных точек пропуска воды и к борьбе со льдом.
1 июня 2010 года, к пику паводка на Енисее, компания планирует ввести в строй первую нитку берегового водосброса, которая сможет пропускать еще 2000 куб. м/с. Все это существенно снизит нагрузку на водобойный колодец эксплуатационного водосброса и повысит степень безопасности эксплуатации сооружений. Строительство берегового водосброса началось в 2005 году.
После аварии на ГЭС было принято решение об ускорении строительства водосброса с введением его в эксплуатацию уже летом 2010 года.
За первое полугодие 2010 года на строительстве берегового водосброса будет уложено 135 тыс. куб. м бетона, пройдено 12,1 тыс. куб. м тоннелей, осуществлена выемка 408 тыс. куб. м породы в рамках землескальных работ, монтировано 328,3 т гидромеханического оборудования.
В настоящее время строительные работы на береговом водосбросе ведутся в круглосуточном режиме, работает 2586 человек. В строительстве задействованы 3 бетонных завода, 5 башенных кранов, 12 кранов на гусеничном и автомобильном ходу, 10 бетононасосов, 21 бетоносмеситель.
Для ускорения строительства берегового водосброса до конца февраля начнут работу еще два бетонных насоса, а численность рабочих, занятых на строительстве, возрастет до 3000 человек. В марте будет введен в работу четвертый бетонный завод - это связано с повышенными темпами запланированных на весну работ по укладке бетона.
Комиссионное обследование состояния гидротехнических сооружений и основания состоялось через месяц после остановки Саяно-Шушенской ГЭС, и уже тогда ведущие ученые-гидротехники страны, представители института «Ленгидропроект» и Ростехнадзора установили, что авария не повлияла на безопасность и работоспособность гидротехнических сооружений Саяно-Шушенской ГЭС и Майнского гидроузла. Согласно выводам комиссии, плотина безопасна для населения, проживающего в нижнем бьефе гидростанции, уровень ее эксплуатации соответствует действующим нормативным требованиям. Сейчас система «плотина-основание» Саяно-Шушенской ГЭС находится в нормальном эксплуатационном состоянии. Подвижек фундаментных блоков ГА1-ГА10 по показаниям контрольно-измерительной аппаратуры не зафиксировано как до аварии, так и после нее.
В начале зимы в результате продолжительных морозов на конструкциях ГЭС образовался большой слой снежной наледи, который многим показался угрозой для устойчивости плотины. Когда температура воздуха опускается ниже -15°С, облако водяной пыли поднимается над водобойным колодцем вверх на высоту до 100-200 м и опускается в виде снега на гребень и балкон водосливной плотины. На уровне отметок 430-340 м на объединенных бычках водосброса наросла снежно-ледовая стена, прикрывающая потоки воды, толщиной около 2 м. Однако это не мешало пропуску воды через водоводы, зато способствовало уменьшению интенсивности парения.
Происходило образование cнежно-ледовых наростов и на крановой эстакаде. В пик морозов нагрузка снега составляла около 100 т на погонный метр при допустимой нагрузке 400 т на погонный метр. Кроме того, наросшие на крановую эстакаду снежно-ледовые наросты имеют рыхлую структуру и подвержены постоянному естественному подмыванию потоком воды, идущим через эксплуатационный водосброс.
Для уменьшения наледи на конструкциях ГЭС активно используется природная соль - бишофит. Для решения проблемы обмерзания крыши машинного зала было решено обогревать пространство под крышей 70 специально приобретенными калориферами общей мощностью 1,5 МВт. Поддержание положительного температурного режима кровли позволяет предотвратить нарастание поверхностного гололеда и облегчить его удаление механическими методами.
В этом году для борьбы с наледью также был привлечен многоцелевой пожарный автомобиль с установкой получения температурно-активированной воды. Автомобиль разработан учеными Академии государственной противопожарной службы МЧС России совместно со специалистами ООО «Аква-Пиро-Альянс». За несколько суток непрерывной работы технология удаления снежно-ледовых образований показала свою эффективность. Гребень разделительного устоя, на котором периодически образуется снежно-ледовый нарост, удалось практически полностью очистить. Мероприятия по сколке льда проводятся группой специалистов МЧС России и промышленными альпинистами. В конце января 2010 года часть ледяного нароста на гребне разделительной стенки была удалена спасателями МЧС и специалистами НИИ «Пожарная безопасность» с помощью пневматических домкратов.
За последние полгода проверка состояния плотины проводилась неоднократно, и в феврале 2010 года была создана Комиссия экспертов по оценке состояния системы «плотина-основание» Саяно-Шушенской ГЭС, в которой из 26 экспертов 10 являются независимыми. Необходимость создания специального экспертного органа вызвана, с одной стороны, пристальным вниманием широкой общественности к состоянию гидротехнических сооружений Саяно-Шушенской ГЭС, а с другой - стремлением еще раз с помощью ведущих российских ученых в области гидротехники оценить несущую способность системы «плотина-основание» и потребность в дополнительных мерах по обеспечению ее надежности и безопасности.
Сейчас все гидротехнические сооружения и механическое оборудование Саяно-Шушенской ГЭС, за исключением оборудования и конструкций здания гидроэлектростанции, вышедших из строя во время аварии, находятся в работоспособном состоянии. Уровень их эксплуатации соответствует предъявляемым нормативным требованиям и обеспечивает их надежность и безопасность.