Отмотаем время на более чем 70 лет назад: в 1950-х годах было разработано проектное задание первой очереди Кубань-Калаусской оросительно­обводнительной системы, известной сегодня как Большой Ставропольский канал. В начале канала запроектировали регулирующее водохранилище для обеспечения водой в меженный период. Водохранилище создавалось в природной котловине Большого Соленого озера и изначально планировалось самотечным. В ходе дальнейших проектных проработок «Институт Гидропроект» предложил сделать водохранилище наливным, что позволяло отказаться от сооружения дорогостоящей прорези через водораздел, вдвое снизить затраты на строительство плотины и значительно увеличить мощность нижележащей Кубанской ГЭС-1 за счет включения в работу около 30 м напора, теряемого в исходной схеме.

Старое здание Кубанской ГАЭС.

Концепция наливного водохранилища подразумевает необходимость насосной станции, подающей воду из водохранилища в канал. Для того чтобы снизить ее потребности в электроэнергии, установили обратимые гидроагрегаты, превратив в гидроаккумулирующую электростанцию – первую в СССР. Рассматривались различные варианты компоновки здания ГАЭС, вплоть до плавающего на специальном понтоне, но в итоге остановились на его размещении прямо на дне будущего водохранилища.

Существующие гидротурбины Кубанской ГАЭС были в определенной мере импровизацией – их создали на базе серийных насосов. Это отразилось и на удобстве эксплуатации (например, лопатки направляющего аппарата переставляются вручную), и на эффективности работы.

Первые гидроагрегаты Кубанской ГАЭС ввели в эксплуатацию в 1968 году. Долгие годы станция исправно функционировала, заполняя водохранилище (и вырабатывая электроэнергию) с мая по август и срабатывая его с сентября по апрель, обеспечивая работу всех остальных станций Каскада Кубанских ГЭС, а также многочисленных систем водоснабжения. Но после 50 лет эксплуатации и сооружения, и оборудование станции достигли высокой степени износа. Встал вопрос о необходимости комплексной модернизации.

В поисках оптимального решения

Разработку проекта модернизации поручили институту Мособлгидропроект. Сразу же встал принципиальный вопрос: что делать с существующим зданием станции? Ограничиться заменой оборудования не представлялось возможным – обследования показали необходимость ремонта строительных конструкций. Кроме того, здание не соответствует современным требованиям – отсутствуют монтажная площадка и сороудерживающие решетки. Размещение здания на дне водохранилища крайне затрудняло и удорожало работы. А невозможность остановки подачи воды в канал исключала реконструкцию станции с ее временным выводом из эксплуатации (как было сделано, например, при модернизациях Баксанской, Эзминской и Сенгилеевской ГЭС).

Еще одной проблемой стало состояние напорных водоводов. Учитывая невозможность их вывода из работы для продолжительного ремонта, единственным вариантом стала прокладка новых, дублирующих ниток. Но для этого пришлось бы демонтировать мост, соединяющий здание ГАЭС с берегом.

Весь этот клубок проблем привел к радикальному решению – вместо реконструкции старого здания ГАЭС построить новое, на берегу водохранилища. При этом рассматривался вариант отказа от режима генерации, то есть трансформации ГАЭС в насосную станцию. Такой вариант на первый взгляд выглядел дешевле, но имел свои недостатки – в частности, требовал существенного усиления холостого водосброса и строительства нового сороудерживающего сооружения. Да и ежегодно терять миллионы киловатт-часов возобновляемой электроэнергии – не лучшее решение. Так что в итоге Кубанская ГАЭС насосной станцией не стала.

Основательный подход

Комплексная модернизация Кубанской ГАЭС стартовала с замены силовых трансформаторов, а также реконструкции распределительного устройства с его заменой на современное КРУЭ, эти работы завершили в 2022 году. Сооружение нового здания ГЭС было начато генеральным подрядчиком, ЧиркейГЭСстроем, летом 2021 года, но прежде чем был уложен первый бетон, пришлось выполнить целый ряд сложных работ. Особенность Кубанского водохранилища состоит в значительном диапазоне колебаний уровня воды, достигающих 15 м. Кроме того, насос-турбины для своей эффективной работы требуют существенного заглубления под уровень нижнего бьефа. В результате возникла необходимость сооружения 20-метрового котлована, причем в слабых грунтах.

Распорные конструкции и монтаж закладных частей оборудования в котловане здания ГАЭС.

Важной задачей проектировщиков и строителей стало обеспечение устойчивости котлована. Это было успешно решено сооружением «стены в грунте» и монтажом нескольких ярусов распорных конструкций, в результате чего котлован имеет довольно необычный вид.

Но теперь сложный этап сооружения котлована позади, строители перешли к укладке бетона и монтажу закладных частей оборудования. Уже собрали и установили колена к отсасывающим трубам, по которым вода после агрегатов будет поступать в Кубанское водохранилище. Вес каждой детали – 3,6 тонны. На следующем этапе установят и забетонируют конусы труб и приступят к монтажу спиральных камер.

«При строительстве здания ГАЭС под заливку в бетон попадают закладные детали проточного тракта и частично спиральные камеры насос-турбин. Они поступают на монтажную площадку уже в сборе, что ускоряет их установку и позволяет нам монтировать сразу несколько агрегатов», – отмечает Сергей Еланский, директор Кубанского филиала Гидроремонта-ВКК.

Новое здание при помощи двух новых водоводов подключат к существующему водоприемнику, все оборудование которого заменят. Обновят и другие сооружения станции – холостой водосброс, шлюз­регулятор №1, подводящий канал. При этом планируется заменить все оборудование и верхние строения, не отвечающие современным требованиям по сейсмостойкости, а также отремонтировать бетонные сооружения. Масштабные работы ведутся и на плотине Кубанского водохранилища – здесь реконструируют верховую грань и парапет.

Все работы по модернизации Кубанской ГАЭС планируется завершить в 2025 году.