Vodní elektrárna Železná vrata – Džerdap I
vodní elektrárna na Dunaji From Wikipedia, the free encyclopedia
Vodní elektrárna Železná vrata – Džerdap I je vodní dílo na Dunaji, vybudované v letech 1964 až 1972 společným úsilím Rumunska a Jugoslávie. Bylo postaveno na výtoku řeky ze soutěsky Železná vrata. V době uvedení do provozu byla 10. nejvýkonnější vodní elektrárnou na světě. Je nejvýkonnější elektrárnou na Dunaji a po Volžské a Žiguljovské elektrárně na Volze třetí nejvýkonnější vodní elektrárnou v Evropě.
| Vodní elektrárna Železná vrata - Džerdap I | |
|---|---|
 | |
| Poloha | |
| Kontinent | Evropa |
| Státy |  Srbsko  Rumunsko |
| Souřadnice | 44°40′15″ s. š., 22°31′45″ v. d. |
| Hydrologické údaje | |
| Povodí řeky | Dunaj |
| Přítok | Dunaj |
| Odtok | Dunaj |
| Roční průtok | 5 420 m³/s |
| Vodní elektrárna | |
| Výkon současný | 2 282 MW |
| Typ turbíny | Kaplan |
| Ostatní | |
| Stav | průtoková, pološpičková |
| Začátek výstavby | 1964 |
| Dokončení | 1972 |
V místě přehrazení na 893. říčním kilometru Dunaj převádí vodu z plochy 576 232 km2. Vzhledem k významu místa je zde umístěn vodočet a denně zaznamenávány hodnoty výšky hladiny již od roku 1840. Projekt vodního díla se tak od počátku mohl opírat o přesné a důvěryhodné hydrologické charakteristiky. Za sledované období 1840 – 1962 byl určen průměrný průtok 5 420 m3/s, s dlouhodobým průměrným minimem 1 350 m3/s a maximem 13 700 m3/s. Historický maximální průtok připadal při hodnotě 15 900 m3/s k datu 17. dubna 1895, historické minimum 1 150 m3/s bylo naměřeno 11. ledna 1865. [1]
Do První světové války
Po úspěšném dálkovém přenosu elektrické energie z Laufenu na Neckaru do Frankfurtu nad Mohanem, který provedl v roce 1891 Michail Dobrovolskij, se pozornost evropských stavitelů vodních elektráren obrátila především k Rýnu. Tam vznikaly největší evropské průtočné elektrárny, zpracovávající však zhruba desetinový průtok oproti vodám Dunaje v Železných vratech. Na hydrologické parametry dunajské soutěsky ještě neexistovaly ani technologie ani dostatečná poptávka průmyslově zaostalých oblastí po elektrické energii. Přesto německý inženýr a podnikatel Hugo Luther, dodavatel strojů a zařízení pro regulaci Dunaje v Sipské soutěsce, navrhl v roce 1896 Ministerstvu národního hospodářství Srbského království využít dokončovacích prací na regulaci řeky k vybudování závodu na výrobu elektřiny. Přestože se zavázal i k odběru energie, jeho návrh nebyl přijat.
V této době by celý průtok Dunaje nebylo možno technicky využít, jednalo by se pouze o derivační řešení využívající jen nepatrnou část obrovského průtoku řeky. V roce 1913 byla uvedena do provozu vodní elektrárna Keokuk na Mississippi, kde byl energeticky zpracován průtok oproti Dunaji zhruba poloviční. Vytvoření plnoprůtočného energetického díla v Želených vratech tak již nebylo omezeno technickými možnostmi. Problémem již zůstal pouze dostatečný kapitál a problematická politická geografie.
Období mezi světovými válkami
Po První světové válce došlo ke vzrůstu poptávky po elektrické energii i v nových státech, tvořících hranice soutěsky.
V Rumunsku během celého meziválečného období vzrostla výroba elektřiny pouze méně jak 3x. Většinu výroby zajišťovaly elektrárny tepelné. Z 208 elektráren provozoval 102 elektráren stát či obce. V roce 1936 nevýznamné vodní zdroje poskytovaly kolem 12 % z celkového instalovaného výkonu 239 MW.
Pod Ministerstvem zemědělství a vodního hospodářství Království Srbů, Chorvatů a Slovinců byl v dubnu 1924 založen výbor pro vytvoření studie s názvem Džerdap-plavba a využití vodní síly. Studie byla dokončena v roce 1928 a předpokládala vybudování dvou energetických stupňů. Jeden v místech vyústění soutěsky a druhý zhruba v polovině v ohbí u města Donji Milanovac. Plavba soutěskou měla být zkrácena z 52 na 17 hodin a energetický výkon měl poskytnout elektřinu východním oblastem země s populací kolem 6 milionů lidí. Velkolepý projekt, který měl být i významnou příležitostí pro české strojírenství, zastavila světová hospodářská krize. Na konci meziválečného období měla Jugoslávie 790 elektráren s celkovým výkonem 617 MW a 22% zastoupením elektráren vodních.
Před Druhou světovou válkou představoval energetický potenciál Dunaje v Železných vratech zhruba osminásobek celkového instalovaného výkonu rumunských a více než trojnásobek jugoslávských elektráren.
Po Druhé světové válce
Již v roce 1946 jednal velvyslanec Jugoslávie se sovětským ministrem zahraničí V. M. Molotovem o spolupráci na projektu výstavby vodní elektrárny na Dunaji. V této době měl Dunaj všechny podmínky pro to, aby se spolu s Columbií a Volhou zařadil mezi řeky, pohánějící turbíny největších elektráren světa. Plány však byly v roce 1948 ukončeny zmrazením sovětsko-jugoslávských vztahů. Později projekt zdržovala i opatrná vzájemná politika Jugoslávie a Rumunska. Prudký nárůst poptávky po elektrické energii však nedovolil dunajský průtok v soutěsce dlouho nevyužít. Rumunsko nastoupilo trend přeměny zemědělského státu na průmyslový a v zemi roku 1948 započala výstavba rozsáhlé přenosové sítě od napětí 110 do 220 kV, vznikaly ambiciózní projekty vodní energetiky, nad které vynikala výstavba jedné z nejvyšších přehrad v Evropě, 160 m vysokého díla Vidraru. Cestou industrializace se vydala i Jugoslávie, a tak zlepšení vztahů po Stalinově smrti vyvolalo jednání o sovětské technické i odborné podpoře. V lednu 1956 na schůzi komunistických stran v Moskvě rumunská strana navrhla prostudovat využití potenciálu Dunaje pro výstavbu několika vodních děl za účasti jugoslávské strany. Ústřední výbor KSSS o tomto návrhu následně jugoslávskou stranu informoval. Došlo k jednání představitelů obou zemí, rumunského prezidenta Gheorgha Gheorghiu-Deje a jugoslávského prezidenta Josipa Broze Tita, na jejímž základě byla vytvořena společná jugoslávsko-rumunská komise pro projekt a výstavbu vodního díla. Cílem sovětského vedení bylo rychlé vybudování jednotné přenosové soustavy zemí RVHP a realizace vodního díla na Dunaji jako společného díla všech socialistických podunajských zemí. Jugoslávskému vůdci se nakonec podařilo prosadit čistě dvoustranné rumunsko-jugoslávské řešení s rovnoměrným rozdělením nákladů i výnosů. Dohodu o výstavbě podepsali Gheorghe Gheorghiu-Dej a Josip Broz Tito v Bělehradě 30. listopadu 1963, kdy byly podepsány všechny dokumenty týkající se návrhu, provedení, vzájemných závazků a konečného využívání díla. Oba prezidenti slavnostně zahájili stavební práce odhalením pamětních desek na obou stranách Dunaje 7. září 1964. Jugoslávský prezident k obřadu symbolicky připlul na výletní lodi „Šumadinka“.
Josip Broz Tito a George Georgiju Dej při podpisu zakládajících smluv
Základová jáma jugoslávské elektrárny (I.etapa)
Boj s Dunajem v létě 1969
Josip Broz Titoaa Nicalae Ceausescu po přehrazení Dunaje (1969)
Suchá jáma na rumunské straně (I.etapa)
Výstavba
V místě přehrazení je údolí široké přes 1200 m, asymetrické, s levým svahem strmějším. Podloží dna koryta je v celém rozsahu tvořeno biotitickou rulou s přítomností amfibolitu a žuly. Umístění díla bylo zvoleno tak, aby se nacházelo na hranici krystalických břidlic a mohlo být při co největším energetickém potenciálu postaveno v bezpečném podloží. Práce byly rozděleny do dvou etap, jejichž hranici určilo přehrazení řeky.
I. etapa (1964–1969)
Na rumunské straně začaly vznikat dělnické kolonie již v létě 1964. První dělníci přišli ze staveniště elektrárny Vidraru, krátce na to i z přehrad Bicaz a Bistrita. Poblíž města Turnu Severin vznikla dělnická osada Gura Văii, která se do konce roku stala domovem pro 10 000 pracovníků z celé země. Pracovní síla byla zajištěna především vysokými platy. Průměrný plat představoval dvojnásobek celostátní průměrné mzdy, řidič Tatry vydělával až osminásobek průměru[2]. Pracovalo se ve třísměnném provozu. Podobná situace byla i na srbské straně. Na obou březích Dunaje vznikla dvě národní staveniště se stejnou pracovní náplní a stejným pracovním tempem.
Základové jámy byly vytvořeny v přírodním korytu řeky obsypem se štětováním a následným vyčerpáním vody. Pravý břeh je v místě přehrazení plošší s mělčím řečištěm s množstvím ostrůvků. Rumunský břeh je strmější a vyžadoval více práce při vyrubání horniny. Jugoslávský zábor dna pro stavební jámu byl proto větší a navýšení oproti rumunské straně bylo využito pro vybudování tří přelivných polí pro tok řeky po přehrazení. V suchých jámách byly budovány základy elektráren, zdymadel a dočasných přelivů. Koryto řeky se tak zúžilo na 276 metrů, a tak se stoleté obtíže při plavbě Sipským kanálem ještě rozrostly o plavbu mezi břehy základových jam. Dva měsíce před přehrazením řeky nezvládl remorkér Filiaşi manévrování v silném proudu a narazil na pilíř provizorního mostu. Ztráta pěti životů byla příspěvkem ke zhruba stovce obětí pracovních úrazů.
Přehrazení toku
Přehrazení Dunaje začalo začátkem července 1969 z jugoslávského břehu. Průtok řeky během těchto prací klesl od 5 000 do 3 300 m³/s[3] a rychlost proudění dosahovala 7 m/s. Rozdíl hladin činil 3,7 metrů. Na rumunské straně byl vybudován most pro shazování výplně. Za pomoci betonových kvádrů v rozsahu 5 – 25 t a obřích betonových čtyřramenných hvězdic byl Dunaj slavnostně přehrazen 8. srpna 1969. 12. srpna 1969 rumunským zdymadlem slavnostně proplula první loď a vzhledem ke vzedmutí hladiny o více než 3 m byl tak ukončen tisíciletý problém plavby v soutěsce.
II. etapa (1969 – 1972)
Během druhé etapy byla dokončena propust na jugoslávské straně a vybudováno 11 polí přelivové hráze. Řeka v tomto období protékala třemi přelivovými poli a vývařištěm 5. a 6. jednotky jugoslávské elektrárny. Na staveniště připluly z Leningradu první díly Kaplanových turbín. Jednalo se osvědčený typ pracující bez poruch již deset let ve Volgogradské a Kujbyševské elektrárně na Volze. Usazování první turbíny začalo na rumunské straně 14. srpna 1969. Ke slavnostnímu zahájení provozu došlo 16. května 1972.
Z území 10 131 ha, které se ocitlo v záplavové zóně bylo evakuováno přes 17 000 obyvatel. Bylo nutno opustit starou zástavbu historického města Oršava, pod vodou se kromě dalších pěti vesnic ocitlo i historické sídlo Donji Milanovac, ostrov Ada-Kaleh, průmyslové podniky, 24 km železnice a 160 km silnic. V blízkosti zaplavených sídel byla vybudovány nová, především nové město Oršava. Nová železnice a nové silnice byly vedeny souběžně se zatopenými se zlepšenými technickými a funkčními vlastnostmi. Ostrov Ada-Kaleh byl částečně přenesen na ostrov Simian krátce po proudu od Turnu Severin, Tabula Traiana v Kazaňské soutěsce byla vyzdvižena nad novou vodní hladinu. Zpevněna byla pevnost Golubac na začátku soutěsky.
Objemy výkopových a zásypových prací přesáhly 22 milionů kubíků, mezi 187 000 tun armovací oceli bylo uloženo 3,5 milionu m³ betonu. Armování bylo vytvořeno z vysokopevnostní oceli o průměru 60 mm. Poprvé bylo použito frakční dělení písku v proudu vody za účelem optimální granulometrické křivky a úspory cementu.
Převod Dunaje během II.etapy provizorními přelivy
Vody převáděné jugoslávským vývařištěm během II fáze
Dočasná přelivová pole ve II.fázi
Budování energetických jednotek v rumunské části
Model díla v laboratoři v Bělehradě
Pohled do útrob rumunské jednotky (1970)
Tito jde naproti Ceausescuovi při slavnostní inauguraci 16. května 1972
Přehrazení
Celková délka hráze 1278 metrů je tvořena dvěma zcela symetrickými celky, připadající každá jedné zemi. Na přelivnou hráz o délce 441 m o propustnosti 15 400 m3/s navazují na obou stranách elektrárny o délce 214 m, jejichž návodní část tvoří vodní zádrž a lodní propusti o šířce 53 metrů. Jedinými nesymetrickými částmi jsou spojovací hráze mezi zdymadly a břehy, na jugoslávské straně 186 a na rumunské straně 117 metrů.
Přelivová hráz
Přehrada zajišťuje regulaci hladiny, odvádění ledu a převádění vysokých průtoků. Je tvořena 14 poli o šířce 25 metrů s hrazenou výškou 14,9 metrů. Systémem lze převést průtok 15 400 m3/s do zaobleného vývařiště s bezzubovým protispádem.
Elektrárny
Strojovna o rozměrech 214 x 25 x 27 m je rozdělena do čtyř bloků. Blok u propusti je montážní, ostatní tři bloky obsahují každý po dvou energetických jednotkách. Haly obsluhují dva mostové jeřáby o nosnostech 400 a 250 tun. Vertikální Kaplanovy turbíny o průměru 9,5 m a hltnosti 725 m3/s poskytovaly při 71,5 otáčkách za minutu výkon 175 MW. Celkový výkon vodního díla tak dosáhl hodnoty 2 x 1050 MW.
Celkový průtok elektrárnami činí 8 700 m3/s, turbíny pracují ve spádovém rozmezí 21,90 – 34,5 m při průměrné hodnotě 27,17 m.
Lodní propusti
Dvoustupňové propusti o rozměrech 310 x 34 m umožňují roční přepravu 2 x 25 milionů tun ročně. Doba pobytu v propusti během plnění je 62 minut. Do komor se vejde 9 standardních nákladních plavidel o nosnosti 1 200 tun.
Přehradní nádrž
Objem nádrže je proměnlivý mezi 1 700 až 2 800 miliony metrů krychlových. Vzedmutí dosahuje až k soutoku s Tisou u Noviho Sadu, soutok Sávy s Dunajem v Bělehradě je tedy již mělkým jezerem. Plocha 253 km² se skládá ze 163 km² na srbské straně a 90 km² na rumunské straně. Jezero Džerdap je čtvrtá největší vodní plocha na Balkáně a největší v Srbsku. Nejvyšší stavy vody jsou v květnu a červnu, nejnižší v září, říjnu a listopadu. Objem nádrže je ve vztahu k průtoku příliš malý na špičkový provoz, za nejnižších průtoků však může k částečně špičkové režii docházet .
Pohled z rumunské propusti
Hala strojovny srbské elektrárny
Propusti, které převáděly celý Dunaj během II.fáze odděluje od ostatních pilíř
Silové transformátory, v pozadí srbské zdymadlo
Cesta ze srbského zdymadla do jezera Džerdap je volná
Pohled z archeologického naleziště Diana
Projektová výroba elektrárny za průměrný hydrologický rok je 2 x 5 120 Gwh/rok. Průměrný víceletý průtok za období 1840-1962 byl 5 420 m3/s[4], za energetické období 5 520 m3/s. Za dobu provozu k datu první výměny rumunského agregátu byla roční produkce 2 x 5 650 GWh[5].
Elektrárny v první konfiguraci provozu nevedly k žádné technické události, která by představovala nebezpečí nebo nutnost opravy. Dokonalá technická symetrie vyvolávala i jednoduše sledovatelnou symetrii výroby a odběru. V letech 2000-2005 rumunská strana přistoupila za spolupráce rakouského dodavatele k rekonstrukci zařízení elektrárny, kterými se zvýšil výkon turbíny ze 175 na 194,5 MW a celkový instalovaný výkon rumunské elektrárny vzrostl na 1167 MW.
Stárnoucí a morálně zastaralé původní jednotky však díky vyšší spolehlivosti dokázaly zajistit vyšší výrobu elektřiny (5,65 TWh), než výkonnější jednotky rumunské(5,24 TWh), vyžadující prostoje. Přesto i Srbsko, poškozená válečnými událostmi, přistoupilo k výměně zařízení za výkonnější celky.[6]
.jpg)
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
