Přečerpává stále spolehlivě, ale přesto rychle stárne

Energetická soustava státu musí pracovat trvale spolehlivě, což zabezpečují elektrárny v trvalém provozu. Když však dojde k problému a některý elektrárenský blok musí být odstaven, je nutno jeho kapacitu nahradit co nejdříve. Dosažení plné výkonové kapacity je však u utlumených elektráren, spalujících uhlí, možné teprve po několika hodinách. Pro tyto případy musí být k dispozici kapacity, které jsou schopny podávat požadovaný výkon prakticky okamžitě, v řádu desítek sekund. Patří mezi ně elektrárna Dlouhé Stráně v Jeseníkách, která je v provozu od roku 1996 a pracuje stále spolehlivě. TROCHU HISTORIE Po letech střetů různých názorových skupin byla výstavba elektrárny Dlouhé Stráně zahájena v květnu roku 1978, ale o dva roky později byla zcela utlumena a její další budoucnost se ukázala velmi nejistá. Nebyly jasné některé technické záležitosti a proti pokračování výstavby silně brojili zastánci ochrany přírody s argumenty, že provozování tohoto zařízení s vodní nádrží na horském vrcholu zcela mění charakter krajiny. Projekt výstavby elektrárny byl posléze přepracován a jeho modernizace přispěla k tomu, že po roce 1989 bylo rozhodnuto stavbu dokončit. Generálním dodavatelem stavby byl Ingstav Opava, firma, která měla s podobnými projekty dostatek zkušeností. Po dostavbě se tato přečerpávací elektrárna stala největší reverzní vodní turbínou v Evropě. Má také největší spád a největší instalovaný výkon ve vodní elektrárně celé ČR. Elektrárna má hlavně funkci statickou, kdy se nadbytečná energie v rozvodné soustavě přeměňuje na energii špičkovou. V době přebytku elektrické energie, což se děje převážně v noci, se voda přečerpává z dolní nádrže elektrárny do nádrže horní, a v době špičkové spotřeby se vyrábí za pomoci opačně pouštěné vody elektrický proud. Dlužno připomenout, že elektrárna plní i funkci dynamickou jako rezerva systému, kdy poskytuje regulační výkon a zároveň se podílí na řízení kmitočtu soustavy. DVĚ NÁDRŽE A PODZEMÍ Horní nádrž přečerpávací elektrárny je na vrcholu hory Dlouhé Stráně ve výši 1350 m. n. m., zatímco nádrž dolní je o 550 metrů níže a leží na říčce Divoká Desná, tedy v 800 m. n. m. Horní nádrž dokáže pojmout okolo 2,7 mil. m3 vody na ploše 15,5 ha při hloubce 25 m. Dolní nádrž má kapacitu 3,4 mil. m3 a výška její hráze je 56 m. Při provozu dochází ke kolísání její hladiny v rozsahu 22 m. Podle údajů, zjištěných při návštěvě, se můžete dovědět, že při výrobě elektrické energie voda teče dolů podzemními přiváděči o délce 1547 a 1499 m zhruba 6 h. Obří přivaděče dokážou přepravit okolo 68 m3 vody za sekundu a při čerpání do horní nádrže dochází k tlaku až 55 MPa. Při výstavbě horní nádrže bylo nutné vykopat a přemístit 2,8 mil. m3 horniny. K nádrži se lze dostat autem poměrně spletitou asfaltovou silnicí, která má při překonávání výškového rozdílu délku 13 km. Na prohlídku, resp. obejití nádrže dokola, vyhrazuje průvodce přesně půlhodinu. Tlak na stěny nádrže údajně dosahuje 10 mil. t. Stěny nádrže jsou dokonale izolovány, ale tvrdé klimatické podmínky, kdy zde panují kruté mrazy, se na kvalitě izolace podepsaly a ta musí být v roce 2007 rekonstruována, resp. nově položena. Za zmínku stojí například i fakt, že k zajištění provozu muselo být vybudováno na 8,5 km kabelových tunelů, a také podzemní výtah, jehož pomocí lze kontrolovat jednotlivé části potrubního systému. Dolní nádrž je spojena s elektrárnou dvěma odpadními tunely o délce 354 a 390 m, přičemž potrubí má průměr 5,2 m. NĚCO MÁLO ČÍSEL Technologie elektrárny je lokalizována v podzemí, a to v kaverně s rozměry 87,5 x 25,5 x 50 m, kam se ale běžný návštěvník nedostane. Zároveň je zde komora transformátorů s rozměry 115 x 16 x 21,7 m. Dobývací práce ve skalách byly mimořádně náročné a během nich došlo i k několika problémům. Dvě Francisovy turbíny (2 x 325 MW) jsou údajně největší na světě. Jejich rotor má průměr 4,5 m a problematická byla jejich kompletace svařováním, která se následně projevila menší havárií. Soustrojí má 1200 tun a pochází z ČKD Blansko, zatímco potrubí dodaly Vítkovice. Projekt je dílem Hydrostavu (Aqvatisu) Brno. Pracovní pohotovost elektrárně velí dosažení plného výkonu 650 MW nejdéle za 90 s, což se děje při 420 ot/ min. Návštěvník se dostane tunelem jen do přesně určených míst. V obřím sálu si může nanejvýš vyfotit obří rozběhové motory generátorů, které jsou umístěny pod nimi, nebo mostové manipulační jeřáby pro opravárenské a rekonstrukční práce, které mají nosnost 250 t. S generátorem o hmotnosti 380 t proto musí manipulovat jeřáby dva. Sál má po obvodu pod úrovní stropu dokonce okna – ale ta jsou slepá, protože všude vůkol jsou jen skály. Nasvětlení prostoru za okny má prý ale údajně pozitivní vliv na psychiku návštěvníků, kteří jsou v tomto místě nadkryti vrstvou skal o výšce 250 m. Provoz elektrárny je nyní řízen nejmodernějším počítačovým systémem, který umožňuje řízení i kontrolu obou soustrojí ve všech režimech provozu. Děje se tak jak z místa dozorny (na směně jsou většinou nejvýše čtyři lidé), tak přímo z řídicího dispečinku v Praze. Elektrárna patří ke strategickým komplexům státu a je nepřetržitě hlídána rozsáhlým monitorovacím systémem. JAK PROBÍHALY OPRAVY U projektů tak velkého rozsahu a důležitosti není možné nic ponechat náhodě. K mimořádně zatíženým patří především ocelové tlakové potrubí, spojující horní nádrž s podzemní elektrárnou. Potrubí se světlým profilem 3,6 m a proměnnou tloušťkou 12 – 54 mm (v závislosti na rostoucím tlaku proudící vody) bylo předem podrobeno antikorozní úpravě vnitřního povrchu. Jednalo se o žárový nástřik hliníkem a následné utěsnění nátěrem emailu . V roce 1998 byl prověřen vnitřní povrch přiváděče č. 1. Na povrchu byly u antikorozního povlaku zjištěny puchýře, přičemž narušené plochy se pohybovaly v rozmezí od cm2 až do 5 dm2 . Povrch oceli byl pod puchýři mokrý a zkorodovaný. V této souvislosti došlo k prověřování korozní rychlosti daného potrubí a závěr zněl, že žádná havárie ani v dalších letech nehrozí, ale může dojít ke snížení předpokládané životnosti potrubí. Rekonstrukční práce byly u nátěrového systému následně provedeny během odstávky elektrárny. V roce 2003 se ukázalo, že po předchozím plošném loupání části oprav jsou již povrchové úpravy vnitřního povrchu ocelových přiváděčů v pořádku. ZNAČNÉ PORUCHY BETONOVÝCH STĚN U horní nádrže elektrárny bylo v roce 2001 nově zjištěno bodové narušení ochranného uzavíracího nátěru a těsnicí vrstvy asfaltobetonového pláště, a to často do hloubky až 50 mm. Šlo o jakési kráterky průměru do 60 mm, jejichž velikost i hloubka průběžně narůstaly. V létě 2002 bylo provedeno několik jádrových vrtů v místech poruch a byly odebrány nové vzorky těsnicího pláště pro podrobný diagnostický rozbor. O rok později bylo zjištěno, že stav se rychle zhoršuje a byla doporučena generální oprava. Posuzování poruch postupovalo dále a v roce 2005 byly zjištěny bodové poruchy hloubky až 80 mm, tedy přes celou tloušťku těsnicí vrstvy. Do této doby byl průsakový režim hráze vcelku konstantní. Drenážní systém tvoří drenážní vrstva pod těsnicím pláštěm tloušťky 200 mm a soustava drénů pode dnem nádrže, které jsou zaústěny do přístupové štoly. Od 7/2005 se však průsak hodně zvýšil, a to až na 35 l/s. Byly nutné rychlé provizorní opravy formou provizorií, ale průsaky pokračovaly. Od závěru roku 2005 bylo provozování nádrže označeno za podmínečně bezpečné a omezeně provozuschopné. Prováděné průzkumné práce ukázaly, že hlavní příčinou poruch těsnicí vrstvy z vodostavebního asfaltového betonu na svazích horní nádrže je fakt, že v konstrukci je použito drcené bazaltové kamenivo z nedaleké lokality Bílčice. Kamenivo je nestabilní při opakovaném vystavení extrémním klimatickým podmínkám, jak potvrdil Ing. Vít Vykydal z provozního úseku elektrárny. V kamenivu jsou nestabilní minerály jako zeolity, nefelín a jílové minerály typu halloysitu. Hlavní problém ale způsobují zeolity, které při zvýšené teplotě uvolňují vodu a reagují s uhlovodíky v asfaltu. Postup je následující – při narušení povrchu asfaltobetonu se do vzniklých mikropórů dostane voda, která v nich v zimě mrzne. Vznikají stále větší trhliny, mráz útočí dále. Jemné částice jílových minerálů jsou rozkladem kameniva vyplavovány a degradace se zrychluje. Té napomáhá i spousta faktorů chemických a v budoucnu nelze opomíjet i možnost biodegradace. NELZE IMPROVIZOVAT Experti konstatovali, že jen povrchová ochrana stěn hráze nebude dostačující. Prokázaly to i zkušební sanace porušených míst v minulosti (užití sypké asfaltové směsi Canader mix s vibrováním a dvojnásobným nátěrem asfaltovou suspenzí). Lépe se dařilo pracovat s torkretovací směsí. Pracovali zde i specialisté ostravské firmy Daněk Veterans, kteří mají zkušenosti z oprav v Gabčíkovu a jinde. Další pokusy zde prováděly tři firmy z Brna (různými postupy), ale použité materiály se ukázaly pro bodové poruchy nevhodné. Neosvědčila se ani zkouška sanovat na ploše zhruba 100 m2 pomocí hydroizolačního nátěru Sikalastic. V roce 2005 proběhla vcelku velká oprava (okolo 12 000 bodových míst), a to poměrně složitým postupem. Jednalo se o odvrtání asfaltobetonové směsi diamantovou korunkou, vyčistění a vysušení vývrtu, jeho penetraci hmotou Vialit HB 40 K, vyplnění otvoru asfaltovou směsí o teplotě 170o C (nadvakrát, s vibrováním) a nakonec přišel nátěr Renolakem Moal. Ovšem jen bodové opravy patří do kategorie improvizace. To pro další období možné není, musí dojít k celkové opravě těsnicí vrstvy. Při stanovení postupu vycházeli experti z příkladů podobných elektráren ve světě. Globální oprava by měla vydržet 30 let a počítá se, že bude hotova za jednu stavební sezónu při odhadované době odstávky elektrárny do 16 týdnů. Musí být odstraněna celá konstrukce těsnicí vrstvy pláště, který je z nevyhovujícího kameniva. Byl zamítnut postup s pokládkou fólie – geomembrány jako překrytí současného pláště. Odhadované náklady na komplexní opravu jsou 250 milionů korun. P.S. Navržený systém sanace ploch horní nádrže byl připomínkován a v závěru letošního dubna s menšími připomínkami odsouhlasen. Průběh oprav bude TT dále sledovat. (S využitím pramenů elektrárny a osobních zkušeností.) Text a foto /sas/