Поиск по тегам

Казалось бы, какой материал может быть проще и понятнее бетона? Человечество использует его для строительства уже больше 7 тысяч лет. Но все не так просто. Современные высокопрочные и самоуплотняющиеся бетоны содержат активные минеральные добавки. Компоненты, входящие в их состав, влияют на физико-химические процессы, что требует новых подходов к моделированию составов.

При возведении массивных сооружений забетонированные блоки необходимо выдерживать до их остывания. Но в процессе твердения бетон за счет добавок может разогреваться. Это приводит к образованию температурных трещин, снижению долговечности и увеличению сроков строительства.

Специалисты отдела «Технологии строительства и ремонта железобетонных сооружений» ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева занимаются исследованием тепловыделения бетонов с низким водоцементным соотношением. На их основе разрабатываются рекомендации для создания составов с пониженным выделением тепла.

Ученые ВНИИГ применили экспериментальные методы. Среди них максимально приближенная к массивным конструкциям адиабатическая калориметрия – способ, при котором можно с высокой точностью оценить тепловые процессы в реальных составах бетона в первые дни твердения без учета внешней среды. Кроме того, было изучено, как водоцементное соотношение, температура бетонной смеси, химические добавки, активные и неактивные минеральные порошки влияют на кинетику тепловыделения.

Помимо практических исследований специалисты изучают отечественный и зарубежный опыт в области математического моделирования тепловыделения бетона. В результате предложены новые уравнения и математические модели, которые позволят повысить точность построения температурных полей при расчетах массивных конструкций на термонапряженное состояние. В планах исследователей создание инновационного оборудования для еще более глубоких исследований.

Макромир и микромир

Иногда что-то очень маленькое может сильно влиять на очень большое. Так, на поверхности ГТС встречаются биопленки, состоящие из микроскопических грибов, водорослей, микроорганизмов, лишайников и мхов. Они не только портят внешний вид, но и могут приводить к коррозии и деструкции строительных сооружений. Эти микроорганизмы также выделяют во внешнюю среду различные производные своей жизнедеятельности, например споры, содержание которых в воздухе нежелательно.

Купировать процесс образования биопленок нужно уже на начальных стадиях. «В реальных условиях добиться абсолютно чистой поверхности практически невозможно, поэтому задачу решали от обратного. Разработанное нами решение предполагает двухступенчатый способ защиты бетонных, каменных и окрашенных металлических поверхностей», – рассказывает ведущий научный сотрудник ВНИИГ кандидат биологических наук Инга Царовцева.

На первом этапе работы специалисты лаборатории «Долговечность бетонных и железобетонных сооружений и их конструктивных элементов» разработали чистящее средство с санирующим эффектом «АнтиМикроФлорин». Оно прошло тестовые испытания при очистке участка бетонной подпорной стенки на Камской ГЭС, а также гранитных, мраморных и окрашенных чугунных памятников в некрополе Александро-Невской лавры в Санкт-Петербурге. Участки, обработанные новым средством, оставались чистыми более года. Препарат «АнтиМикроФлорин» успешно прошел госэкспертизу и регистрацию.

«Следующий этап – создание рецептуры второго состава, который позволит замедлить процесс колонизации микроорганизмами поверхности материалов и образование цветных биопленок. В настоящее время идут лабораторные испытания, по результатам которых наиболее эффективный препарат будет тестироваться в натурных условиях в предстоящий летний сезон», – отмечает ведущий научный сотрудник ВНИИГ доктор биологических наук Дмитрий Власов.

По плану

Мастер-план – это оптимизированный генплан, содержащий три элемента: стратегического, территориального планирования и градостроительного зонирования. Ожидается, что создание мастер-планов значительно сократит стоимость и сроки работ по строительству и реконструкции объектов. В Минстрое РФ ведется работа над законопроектом, который закрепит понятие мастер-планов развития городов в законодательство РФ о градостроительной деятельности.

Ученые компании работают и над большими социально значимыми проектами. Специалисты Ленгидропроекта разработали мастер-план систем водоснабжения и водоотведения Республики Дагестан. Это первый подобный документ в отечественной практике планирования развития регионов. Работы выполнены в рамках реализации соглашения, заключенного между РусГидро и правительством республики на Петербургском международном экономическом форуме.

По предварительным оценкам, в 2043 году горной республике на хозяйственно-питьевые нужды понадобится 317 млн м³ воды, что обусловлено приростом населения, повышением степени благоустройства и развитием курортно-туристических услуг. Несмотря на доступные запасы воды, в Дагестане имеется ряд проблем, препятствующих рациональному использованию ресурсов. Это неравномерное распределение источников воды по территории региона, предельный износ систем водоснабжения и канализационных сооружений, загрязненность подземных вод.

Используя данные натурных обследований и аналитические методы, ученые систематизировали технико-экономические проблемы ЖКХ и энергетики региона, сформировали водохозяйственные балансы на длительную перспективу и предложили решения по перераспределению водных ресурсов для устранения дефицита и проблем с качеством питьевой воды. В рамках мастер-плана разработаны предложения по строительству и реконструкции водотранспортных систем.

«В своей работе мы широко использовали геоинформационные методы и гидравлическое моделирование систем водоснабжения и водоотведения. В результате создан комплект баз данных и электронных карт, выстроены планы, реализация которых позволит обеспечить развитие Дагестана с учетом роста численности населения на 20%, притока туристов и запланированного увеличения площадей поливного земледелия», – рассказала Галина Гришина, директор по развитию и международному сотрудничеству Ленгидропроекта.

Не обошли своим вниманием ученые и проблему загрязненности подземных вод северного Дагестана. В горных районах подземные воды имеют более высокую концентрацию соли, а в северных равнинных районах отмечается повышенное содержание мышьяка, сопутствующего элемента для нефтяных месторождений и ряда других ископаемых. Для маловодных районов подобрана мембранная технология водоподготовки, позволяющая очистить воду от токсичных примесей, а в бассейне р. Сулак план предусматривает строительство комплекса очистки и снабжения речной водой.

Балансовые расчеты ориентированы на принципы водосбережения. Так, общий годовой забор воды, с учетом нужд мелиорации, составит 2918 млн м³, то есть весь прирост водопотребления не должен превысить 4% от существующего уровня при приросте населения на 20%.

Предусмотрены меры по защите водного бассейна от загрязнения сточными водами. Для сельской местности мастер-план предлагает инновационные автономные системы водоотведения замкнутого цикла с использованием очищенных стоков для приусадебного полива. Это позволит увеличить долю населения, охваченного услугами водоотведения, с 35 до 70%.

Раздел мастер-плана, посвященный развитию гидроэнергетики, основан на проработках, выполненных Ленгидропроектом в предыдущие годы, – институт проектировал большинство ГЭС в Дагестане. Ученые рассмотрели текущий гидроэнергетический потенциал рек бассейна Сулака и Самура и выявили техническую возможность сооружения ГЭС. Однако для принятия решения о строительстве понадобятся более глубокие изыскания и расчеты, уже вне мастер-плана. Также при поиске вариантов новых источников питьевого водоснабжения специалисты изучали возможность использования водохранилищ в качестве источников воды, провели оценку влияния отбора воды из них на работу гидроузлов.

По предварительным оценкам, необходимые инвестиции в сфере водоснабжения оцениваются в 168 млрд руб., а в сфере водоотведения – в 202 млрд руб. Для реализации предложенных в мастер-плане мероприятий необходимо определить источники финансирования и включить мероприятия в отраслевые планы и программы развития. Часть мероприятий, учтенных при подготовке мастер-плана, уже реализуются с привлечением средств бюджета Российской Федерации. Например, завершается строительство такого значимого проекта, как водовод Чиркей – Махачкала – Каспийск.

«Хладнокровный» бетон

Макромир и микромир

По плану

197 проектов НИОКР

реализовано в Группе РусГидро с 2010 года

Ключевые проекты НИОКР энергохолдинга определены Технической политикой Группы, которая разработана с учетом Стратегии научно-технологического развития России, утвержденной указом Президента РФ. Приоритет отдается долгосрочным программам в сфере повышения надежности ГТС и основного оборудования электростанций.

При выборе темы НИОКР учитывается не только результативность работы, но и наличие научной новизны, а также соответствие требованиям Программы инновационного развития РусГидро. Для этого перед запуском проекты проходят в компании двойную экспертизу. Перспективность и инновационность оценивает Комитет по инновационному развитию, а научную новизну и результативность подтверждает Научно-технический совет Группы РусГидро – коллегиальный экспертный орган по вопросам инжинирингового обеспечения функционирования и развития компании. Полученные в рамках НИОКР технические решения вносятся в Техническую политику Группы РусГидро и используются при создании и эксплуатации производственных объектов энергохолдинга.

На пути к успеху

У каждого нового технического решения своя траектория создания и внедрения. Есть проекты НИОКР стадии исследований, в результате которых создаются математические и физические модели, лабораторные стенды, схемы использования гидропотенциала. Другой тип проектов – НИОКР стадии разработок, итогами которых должны стать конструкторская и проектно-сметная документация, опытные образцы, изобретения, базы данных, программно-аппаратные комплексы и алгоритмы.

Надо отметить, что часто проект стадии исследований имеет самостоятельную ценность для компании или его результаты являются исходными данными, обобщением опыта для новых проектов НИОКР. Наиболее сложные проекты, например такие как создание комплексной диагностической модели ГТС Саяно-Шушенской ГЭС, включают несколько НИОКР стадии исследований – геофизические, прессиометрические и геофильтрационные. Их результаты необходимы для верификации модели, создаваемой на стадии разработок.

Экспертизу результатов НИОКР, а также рекомендации по использованию дает НТС РусГидро. Только после этого проект вступает в финальную стадию внедрения. Этот этап можно считать успешным в случае выполнения одного или нескольких критериев:

Чьими руками

В системе управления проектами НИОКР задействовано несколько категорий специалистов. Помимо исследователей и разработчиков есть так называемые функциональные заказчики – представители направлений, в чьей сфере интересов существует проект. Это могут быть сотрудники департаментов РусГидро – эксплуатации, инноваций, службы главного инженера филиала или ПО и других подразделений. Функциональные заказчики согласовывают технические требования к результатам исследований и участвуют в их приемке. С ними взаимодействуют технические кураторы – руководители проектов из управления по проектам НИОКР и энергоэффективности Департамента технического регулирования РусГидро.

«Задачи технических кураторов включают полное сопровождение всего жизненного цикла разработки. Они структурируют проекты, готовят техтребования, организовывают взаимодействие всех участников при испытаниях опытных образцов и алгоритмов управления. В зоне ответственности как техническое сопровождение, так и документирование всех принимаемых решений, вплоть до постановки результатов НИОКР на бухгалтерский баланс», – рассказывает директор Департамента технического регулирования РусГидро Тимур Хазиахметов.

Основными исполнителями НИОКР выступают научно-исследовательские и проектно-изыскательские институты энергохолдинга: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, «Институт Гидропроект» и его филиал – НИИЭС, Ленгидропроект, Научно-исследовательский центр РусГидро на о. Русском (ХЭТК), а также крупнейшие вузы и исследовательские центры энергетической отрасли. Кстати, работники Блока производственной деятельности РусГидро могут даже защитить кандидатскую диссертацию по темам НИОКР и производственной эксплуатации в аспирантуре ВНИИГ.

«В 2022-м в рамках Восточного экономического форума был открыт Научно-исследовательский центр РусГидро, основными задачами которого стали создание и отработка инновационных решений в области локальной энергетики, возобновляемых источников энергии, теплогенерации и предиктивной аналитики. За два года работы НИЦ стал одним из основных исполнителей программы НИОКР для компаний Группы на Дальнем Востоке», – отмечает заместитель директора Департамента инноваций РусГидро Игорь Николаев.

197 проектов НИОКР

реализовано в Группе РусГидро с 2010 года

На пути к успеху

Чьими руками

дня работы

700

специалистов

260

организаций-участников

200

докладов

научных секций

круглых стола

Организаторами крупнейшего отраслевого мероприятия в России для специалистов в области гидротехники и энергетики выступили РусГидро, ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого и Ассоциация «Гидроэнергетика России».

О растущем интересе к мероприятию, его важности и актуальности для отрасли свидетельствуют новые рекордные показатели. По сравнению с прошлым годом на конференцию поступило на 25% больше заявок на участие и прозвучало на 40% больше докладов.

Открывая пленарное заседание, член Правления, первый заместитель Генерального директора – главный инженер РусГидро Сергей Кондратьев отметил важность регулярного проведения научных конференций: «Гидроэнергетика и гидротехника играют особую роль в производстве электрической и тепловой энергии. Стратегия развития энергетики РФ до 2050 года требует применения современных технологий и знаний. Без профильных специалистов в этих областях реализовывать Стратегию будет невозможно».

В этом году программа пленарного заседания помимо общих вопросов развития гидроэнергетики включала в себя специализированные доклады руководителей ТГК-1, Тяжмаша, Арктик СПГ 2, Севералмаза, посвященные проектированию, строительству и эксплуатации гидротехнических сооружений не только энергетического назначения. Также в первый день конференции прошло расширенное заседание Экспертного совета Ассоциации «Гидроэнергетика России», на котором руководители и эксперты ведущих организаций отрасли обсудили развитие российской гидроэнергетики.

Впервые на конференции в рамках пленарного заседания состоялось подписание двустороннего соглашения о сотрудничестве между научным и проектным институтами РусГидро. Документ подписали генеральный директор ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева Алексей Виноградов и генеральный директор Ленгидропроекта Игорь Жежель.

В рамках конференции работало девять секций и три круглых стола, посвященных самым актуальным направлениям в области проектирования, строительства и эксплуатации объектов гидротехники и энергетики.

ГТС: от проекта до контроля состояния

Лидером по количеству докладов стала секция «Основания и грунтовые ГТС объектов энергетики и промышленности». В ней обсуждались вопросы проектирования и эксплуатации гидротехнических сооружений ГЭС и промышленности, геофильтрационного моделирования и геофизических исследований. Представители разных организаций поделились опытом использования новых материалов и методик, необходимых для решения актуальных задач. Начальник отдела проектирования гидротехнических сооружений «АйДи Инжиниринг» Илья Зеленский рассказал об авторской методике гидротранспорта высококонцентрированных тонкодисперсных пульп. Научный сотрудник ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева Валерий Клушенцев актуализировал рекомендации П 49-90 ВНИИГ с учетом требований современных задач геофильтрационных исследований и действующих нормативных документов, а также разработал новые методики испытания грунтов и гидроизоляционных геосинтетических материалов. Главный специалист «Института Гидропроект» Иван Расторгуев в своем докладе «Расчет промерзания котлована с учетом мерзлотных условий» представил варианты технических решений по сохранности мерзлоты при проведении строительно-монтажных работ.

В секции «Оборудование ГЭС и ГТС» наиболее востребованной и дискуссионной оказалась тематика регулирования частоты и мощности в энергосистемах, включая вопросы инерционных свойств систем, применения систем регулирования с приводами различных типов, а также математическое моделирование соответствующих переходных процессов. Представители Воткинской ГЭС, Мособлгидропроекта и Дагестанского филиала РусГидро поделились своим опытом модернизации и реконструкции основного и вспомогательного технологического оборудования ГЭС. Большой интерес вызвал доклад начальника производственно-технической службы Дагестанского филиала Заура Ахмедова об использовании нейросетей и инструментов Big Data для диагностирования и прогнозирования технического состояния оборудования ГЭС.

В секции «Бетонные и железобетонные конструкции ГТС. Новые разработки и методы исследований» специалисты заслушали ряд связанных между собой докладов, посвященных различным аспектам создания Автоматизированной системы сейсмометрического контроля (АССК) нового поколения. Во ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева выполняется комплекс работ по разработке аппаратной части системы, методов и средств мониторинга динамических характеристик ГТС, теоретических основ и созданию расчетных моделей сооружений. Планируется, что к концу этого года АССК нового поколения будет внедрена в эксплуатацию на Бурейской ГЭС.

В ходе работы круглого стола «Обеспечение безопасности ГТС с учетом новых требований законодательства. Методы и средства контроля состояния ГТС» специалисты рассмотрели результаты работы по пересмотру ряда постановлений Правительства РФ и подзаконных актов, обсудили предложения по дальнейшему совершенствованию нормативно-правовой базы по теме обеспечения надежности и безопасности ГТС. По итогам работы круглого стола его участники отметили, что отсутствует ряд нормативно-методических документов по тематике оценки надежности и безопасности ГТС, управления безопасностью ГТС. Соответственно, предстоит выявить недостающие или нуждающиеся в пересмотре документы и инициализировать их разработку.

В феврале 2025 года пройдет II конференция Молодежного технического совета Группы РусГидро. На ней будут подведены итоги первого года работы механизма коллегиального обсуждения технологических задач. Кроме того, в соответствии с Положением о МТС будут отмечены и представлены к поощрению лучшие экспертизы молодых специалистов. Более подробно мы расскажем об этом в мартовском номере «Вестника РусГидро»..

Водные отношения

В этом году в секцию «Научные и практические вопросы гидравлики и гидрологии» поступило почти вдвое больше докладов по сравнению с 2023 годом. Выступающие в секции освещали результаты гидравлических исследований на физических моделях и математических расчетов, а также делились опытом применения гибридного моделирования, когда используются сразу две модели: физическая и математическая. Часть докладов была посвящена исследованиям волновых нагрузок, воздействующих на морские ГТС, результатам исследований русловых процессов реки Падма (Ганг), расположенной в Индии.

Секция «Гидротехника для ТЭС, АЭС и промышленных предприятий» была посвящена проблемам снижения эффективности теплопередачи в системах техводоснабжения и охлаждения тепловых и атомных станций. Были рассмотрены различные предложения, приводящие к понижению эксплуатационных расходов, повышению мощности энергоблоков и уменьшению времени простоя оборудования. Например, доклады специалистов Атомэнергопроекта были посвящены проблемам обледенения градирен и биообрастания элементов системы технического водоснабжения Тяньваньской АЭС.

Участники секции «Новые материалы и технологии в строительстве» обсудили новые разработки строительных материалов отечественного производства: инъекционные, битумно-полимерные, минеральные добавки, бесцементные вяжущие вещества и другие. Также была представлена технология подавления активной фильтрации воды через деформационные швы и устранения прочих дефектов методом глубинного инъектирования, технические решения по обеспечению надежности узла крепления свай в опорных блоках нефтяных платформ. Специалисты ВНИИГ рассказали о новых технологических решениях для высокоскоростного возведения конструкций.

В секции «Арктический центр: гидротехническое строительство в Арктике» участники обсудили вопросы строительства ГТС оснований заводов по производству и хранению сжиженного природного газа. Роман Яковлев из ВНИИГ поделился результатами исследований защиты откосов ограждающих морских сооружений с помощью тетраподов, выполненных в волновом бассейне института. Начальник отдела ВНИИГ Александр Шипилов осветил проблему изменения климата в Арктической зоне за последние 35 лет. Представители строительной компании «ГЕОИЗОЛ ПГС» поделились практическим опытом герметизации строительных швов при строительстве водонепроницаемых железобетонных конструкций.

Экологичный подход

На заседании секции, посвященной экологическим аспектам энергетики и гидротехники, представители ФГБНУ «РосНИИПМ» и «Института Гидропроект» рассказали о мероприятиях по снижению воздействия гидротехнического строительства на водные биологические ресурсы. Специалисты филиала «Института Гидропроект» – НИИЭС – привели примеры аналогов водохранилищ в естественной природной среде, что подтверждает экологичность искусственных сооружений, которые одновременно обеспечивают безопасность нижерасположенных населенных пунктов и территорий.

Вопросы строительства ГТС оснований заводов по производству, хранению, отгрузке сжиженного природного газа и стабильного газового конденсата обсуждались в секции «Арктический центр: гидротехническое строительство в Арктике». Также большой интерес вызвала тема физического моделирования волновых процессов. Инженер лаборатории «Гидравлика сооружений, русел и акваторий» ВНИИГ Роман Яковлев рассказал про выполненные в волновом бассейне института исследования защиты откосов ограждающих морских сооружений с помощью тетраподов. Начальник отдела ВНИИГ Александр Шипилов привлек внимание к теме изменения климата в Арктической зоне за последние 35 лет, выражающиеся в стабильном повышении минимальной температуры в регионе.

Молодежь для науки

На круглом столе «Подготовка кадров для гидротехники и энергетики» эксперты отрасли обсудили видение вузов-партнеров по изменению системы образования, подходы к срокам и содержанию обучения, затронули тему эффективности и набора компетенций при трудоустройстве в процессе обучения рабочим профессиям и оценили работу студентов в молодежных лабораториях. Собравшиеся согласились совместно решать задачи, направленные на реализацию Стратегии развития энергетики до 2025 года, подготовленным кадровым составом.

В рамках Молодежного дня конференции прошла дискуссия Молодежного технического совета Группы РусГидро (МТС), на которой представители Исполаппарата, КорУнГа, а также руководители и аспиранты вузов – партнеров энергохолдинга проанализировали опыт работы МТС за полугодие, а также высказали предложения по улучшению работы совета.

Также в рамках Молодежного дня НТК прошел круглый стол «Инструменты развития научных кадров на примере аспирантуры ВНИИГ». Эксперты отрасли обсудили, как научные исследования решают актуальные задачи на стыке производства и науки. Бурная дискуссия велась параллельно в двух группах участников: первая – молодые специалисты и аспиранты, вторая – руководители и преподаватели вузов, представители блока производственной деятельности и инноваций РусГидро. Обмен мнениями позволил сблизить позиции отрасли и образования, а также наметить вектор совместного решения актуальных задач в энергетике.

дня работы

700

специалистов

260

организаций-участников

200

докладов

научных секций

круглых стола

ГТС: от проекта до контроля состояния

Водные отношения

Экологичный подход

Молодежь для науки

Создание водородного полигона – совместный проект РусГидро, Правительства Сахалинской области и Московского физико-технического института (МФТИ).

Начало

Площадкой создания нового АГЭК с водородным полигоном стал ветро-дизельный комплекс, который был введен на Сахалине еще в 2015 году. Для реализации проекта сначала была отремонтирована ветроэнергетическая установка №2. Затем специалисты Сахалинэнерго установили дизель-генераторы меньшей мощности для возможности маневрирования и гибкости в использовании ветроэнергетических установок. Следом был организован испытательный полигон для систем накопления энергии – Сахалинский водородный кластер.

В соответствии с политикой импортозамещения для создания АГЭК использовались отечественные технологии: система управления ветроустановкой, дизельные генераторы, а также редокс-батарея (новый тип системы накопления) российского производства. Оборудование интегрировано также в российскую АСУТП, разработанную Научно-исследовательским центром РусГидро на о. Русском.

Как включить

Для эффективного использования излишков электроэнергии, которые производятся ветрогенераторами в ночные часы и в часы минимума потребления, установлены накопители энергии, один из них – водородный. Когда энергия потребителю не нужна, ее используют для электролиза. Для этого воду, полученную из артезианской скважины, направляют в генератор водорода.

Источником получения водорода помимо воды могут быть и другие вещества, например, уголь или природный газ. Но получение Н2 из воды является самым «зеленым» способом. Технологии электролиза воды постепенно развиваются, и ожидается существенное снижение их стоимости и увеличение срока службы за счет инноваций в системах управления электролизерами.

Сегодня существует два способа получения водорода: щелочной электролиз и электролиз на основе протонообменной мембраны. Первый, несмотря на свою надежность, менее экологичен, так как возникает вопрос дальнейшего использования отработанной воды. Второй способ применяется на водородном полигоне АГЭК и является более высокотехнологичным и «зеленым».

Использование протонообменной мембраны, в которой идет процесс электролиза, позволяет реализовать принцип водородного накопителя. Выделение водорода и кислорода и их разделение происходит при подаче и поддержании нужной величины напряжения и тока, а также температуры. Возможен и обратный процесс с высвобождением электрической энергии. Полученный водород накапливается в ресиверах, откуда поступает на электрохимический генератор. Здесь в процессе химической реакции в топливных элементах происходит выработка электрической энергии, которая используется в периоды повышения нагрузки.

Одни плюсы

Выбор водородного накопителя, а не, например, литиевой батареи, обусловлен несколькими причинами. Во-первых, это большая энергетическая плотность водорода – способность накапливать больше энергии на единицу массы. Во-вторых, быстрая зарядка и возможность длительного хранения энергии без потерь. Технология позволяет вступать в процессы поддержания режимных параметров в изолированной сети и тем самым снижать расход дизельного топлива.

В течение этого и следующего года Сахалинэнерго, МФТИ и ХЭТК будут контролировать процесс опытной эксплуатации систем накопления энергии. Одновременно специалисты и ученые начнут проведение на водородном полигоне экспериментов и тестирования новых методов получения водорода для его применения в различных отраслях промышленности.

Отметим, что в 2021 году в России была утверждена Концепция развития водородной энергетики с перспективой до 2050 года, которая предусматривает создание опытных полигонов производства и применения водорода в качестве накопителя энергии в локальных энергосистемах.

Начало

Как включить

Одни плюсы

Ежегодно конференция собирает более 500 представителей гидро-, тепло- и атомной энергетики, гидротехнических объектов неэнергетического назначения, ведущих вузов, НИИ строительного направления, морских и портовых сооружений и транспортной инфраструктуры. Программа трехдневного мероприятия включает в себя пленарное заседание, секции и круглые столы, а также награждение отличившихся молодых ученых, ветеранов – наставников отрасли и победителей конкурса научно-исследовательских работ. Обязательным мероприятием конференции является Молодежный день – информационно-образовательная площадка для будущих специалистов.

Местом проведения НТК по традиции станет Санкт-Петербургский политехнический университет. Заявки на участие будут приниматься до 15 октября. Срок приема тезисов докладов – до 30 сентября. Накануне конференции будет опубликован сборник тезисов с кратким содержанием поступивших докладов. Лучшие из них будут предложены к публикации в ведущих отраслевых рецензируемых изданиях.

Научно-техническая конференция «Гидроэнергетика. Гидротехника. Новые разработки и технологии» проводится в Санкт-Петербурге с 2005 года. В этом году организаторами мероприятия выступают РусГидро, ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого и Ассоциация «Гидроэнергетика России».

Форма заявки и требования к оформлению тезисов докладов доступны на сайте НТК.

Тематика секций и круглых столов XVI НТК:

Оборудование ГЭС и ГТС
Научные и практические вопросы гидравлики и гидрологии
Бетонные и железобетонные конструкции ГТС. Новые разработки и методы исследований
Основания и грунтовые ГТС объектов энергетики и промышленности
Гидротехника для ТЭС, АЭС и промышленных предприятий
Экологические аспекты энергетики и гидротехники
Новые материалы и технологии в строительстве
Обеспечение безопасности ГТС с учетом новых требований законодательства. Методы и средства контроля состояния ГТС
Малая гидроэнергетика
Арктический центр: гидротехническое строительство в Арктике
Подготовка кадров для гидроэнергетики и гидротехники

Форма заявки и требования к оформлению тезисов докладов доступны на сайте НТК.

Тематика секций и круглых столов XVI НТК:

Оборудование ГЭС и ГТС
Научные и практические вопросы гидравлики и гидрологии
Бетонные и железобетонные конструкции ГТС. Новые разработки и методы исследований
Основания и грунтовые ГТС объектов энергетики и промышленности
Гидротехника для ТЭС, АЭС и промышленных предприятий
Экологические аспекты энергетики и гидротехники
Новые материалы и технологии в строительстве
Обеспечение безопасности ГТС с учетом новых требований законодательства. Методы и средства контроля состояния ГТС
Малая гидроэнергетика
Арктический центр: гидротехническое строительство в Арктике
Подготовка кадров для гидроэнергетики и гидротехники

Полевые геотехнические и инженерно-сейсмологические работы начались в середине июня. Отряд геологов уже подготовил буровую технику, инструменты для выполнения откачек из скважин, оборудование и инвентарь, необходимые для обустройства полевого лагеря. Завершение изыскательских работ запланировано на 30 октября.

Главный геолог комплексного отдела изысканий Ленгидропроекта Юрий Комаров рассказывает: «Последовательность проведения полевых изыскательских работ определяется сезонными климатическими условиями. Для участка основных сооружений разработаны топографические планы в масштабах 1:5000, 1:1000 и 1:500».

С декабря 2023 года начали проводить инженерно-гидрометеорологические изыскания, для которых требуются натурные данные годового цикла наблюдений. Гидрометеорологи измеряли толщину льда на заберегах, мощность и плотность снежного покрова, расход воды в реке, изменение уровенного режима реки во времени, брали пробы воды поверхностного стока на химический анализ.

Толмачевская ГЭС-4 должна стать завершающей ступенью каскада трех малых гидроэлектростанций на реке Толмачева в Усть-Большерецком районе Камчатского края. Согласно предварительным проектным проработкам и технико-экономическим расчетам, мощность станции составит 6 МВт, в год она сможет вырабатывать 41,55 млн кВт∙ч электроэнергии. Проектирование новой станции планируется завершить к концу 2025 года.

Каскад Толмачевских ГЭС, включающий три гидроэлектростанции общей мощностью 45,4 МВт, был построен в 1999–2011 годах по проекту специалистов Ленгидропроекта. Станции каскада соединены линией электропередачи 110 кВ с Центральным энергорайоном Камчатки и действуют по пиковому графику, позволяя двум тепловым и двум геотермальным станциям работать в оптимальном режиме.

Договоры на проектирование двух ГАЭС были заключены в апреле текущего года с дирекцией по строительству №1, входящей в состав Узбекгидроэнерго. Предложение института было выбрано по итогам открытых конкурсных процедур.

В 2023 году «Институтом Гидропроект» по заказу Узбекгидроэнерго была разработана схема размещения ГАЭС на территории Республики Узбекистан. Для этого был проведен многофакторный анализ параметров и особенностей 19 площадок для строительства ГАЭС, из которых восемь определены как перспективные. Установлены предварительные параметры и техникоэкономические показатели перспективных ГАЭС, а также подготовлена оценка экономических аспектов их функционирования на энергетическом рынке Узбекистана.

«Сотрудничество института с Узбекгидроэнерго – государственной компанией, в состав которой входят все гидростанции Узбекистана, не ограничивается проектированием ГАЭС. В рамках договоренностей с дирекцией по строительству №4 специалисты «Института Гидропроект» разработали технико-экономическое обоснование строительства Муллалакской ГЭС недалеко от Ташкента. Проведены дополнительные инженерные изыскания и научно-техническое сопровождение проектных работ в рамках разработки ТЭО Пскемской ГЭС в Бостанлыкском районе Ташкентской области», – отметил Сергей Юрьев, директор по операционному управлению «Института Гидропроект».

В случае отключения ЛЭП от точности определения места повреждения во многом зависит оперативность восстановления энергоснабжения потребителей. На Сахалине большинство высоковольтных ЛЭП, строительство которых в свое время осуществлялось с помощью вертолетов, проходят по труднодоступным местам, в том числе в гористой местности.

Для оперативного устранения перебоев энергоснабжения специалисты Сахалинэнерго ввели в работу отечественную систему волнового определения мест повреждений ВЛ. Своего рода экспериментальной площадкой стала ЛЭП 110 кВ Невельская – Холмск – Южная, обеспечивающая электроэнергией Холмский и Невельский районы области. Здесь энергетики установили устройства производства НПП «Бреслер», принцип работы которых основывается на анализе электромагнитной волны, возникающей в результате повреждений.

При возникновении на ЛЭП повреждения, произошедшего в результате короткого замыкания или обрыва провода, появляется электромагнитная волна, которая распространяется в обоих направлениях от места повреждения. Приборы, установленные на подстанциях на двух концах ЛЭП, регистрируют сигнал, фиксируют время, затем обмениваются информацией через систему спутниковой связи. В результате программа посредством автоматического расчета определяет аварийный участок с точностью до 1–3 пролетов ЛЭП, то есть 150–450 м. Помимо использования волнового принципа, данные устройства могут определять место повреждения ЛЭП путем расчетов, основанных на аварийных параметрах короткого замыкания.

После опытной эксплуатации данных устройств в климатических условиях острова систему волнового определения планируют внедрить и на других электросетевых объектах Сахалинэнерго.

Композитные материалы нашли широкое применение в энергетике. Созданные на основе углеродных волокон, они обладают высокими прочностными и деформативными характеристиками, устойчивостью к внешним воздействиям. Для ДРСК, которая осуществляет эксплуатацию линий электропередачи протяженностью более 60 тыс. км в пяти регионах Дальнего Востока с критическими сезонными нагрузками, преимущества использования новых материалов имеют огромное значение.

С 2021 года специалисты компании апробировали и совершенствовали технологию ремонта и восстановления опор с применением композитных материалов. Выполнены ремонт, восстановление и усиление опор на пилотных ЛЭП в Хабаровском крае, разработано руководство по ремонту и восстановлению железобетонных конструкций опор ВЛ композитными материалами.

Результаты проведенных исследований показали, что композит из углепластика легок в использовании и устойчив к коррозии. Работы на ЛЭП с применением системы внешнего армирования на основе композитных материалов снижают издержки при транспортировке материалов и выполнении строительно-монтажных работ. При этом прогнозируемая долговечность новой технологии составляет не менее 30 лет, а значит, отпадает необходимость в проведении частых плановых ремонтов.

В рамках завершения строительства Усть-Среднеканской ГЭС им. А. Ф. Дьякова для расширения возможностей выдачи мощности станции в электрическую сеть Магаданской области в 2023 году началось строительство ВЛ 220 кВ Колымская ГЭС — Усть-Среднеканская ГЭС.

Высоковольтная воздушная линия электропередачи строится в условиях Крайнего Севера на многолетней мерзлоте, в регионе со среднегодовой температурой −12 оС. С учетом климатических факторов, а также сложности транспортной доставки до места строительства рассматривались несколько технико-экономических вариантов изготовления металлических опор. В результате сравнения были выбраны опоры со сборными металлическими грибовидными фундаментами.

Особенность металлических фундаментов по сравнению с железобетонными заключается в их меньшей массе при такой же несущей способности. Составная конструкция позволяет транспортировать большее количество изделий на единицу объема и использовать менее грузоподъемную спецтехнику для доставки фундаментов к месту работ, что сокращает расходы на логистику, а также уменьшает общее время строительно-монтажных работ в условиях косогоров.

Сборка стенда с образцом металлического фундамента.

Для проверки и подтверждения характеристик образцы сборных металлических фундаментов под промежуточные и анкерно-угловые опоры прошли натурные испытания на полигоне ИЦ ОРГРЭС. Специалисты испытательного центра совместно с представителями блоков производственной деятельности, капитального строительства и проектного инжиниринга РусГидро проверили образцы на прочность, деформативность, эксплуатационную пригодность в условиях усиленной нагрузки и сжатия опор. Также проверялась точность соответствия размеров фундаментов требованиям конструкторской документации.

В результате механических испытаний сборные металлические фундаменты выдержали предельную нагрузку в 140% от проектной без деформаций и перемещения элементов.

После завершения строительства ВЛ 220 кВ Колымская ГЭС — Усть-Среднеканская ГЭС, которое запланировано на конец 2024 года, специалисты Группы РусГидро в течение первых трех лет будут вести дополнительный эксплуатационный контроль технического состояния фундаментов. По его результатам будет принято дальнейшее решение о возможности тиражирования данного технического решения в других труднодоступных регионах со сложными климатическими условиями.

Специалисты ОРГРЭС снимают показания с измерительных приборов.

Сборка стенда с образцом металлического фундамента.

Специалисты ОРГРЭС снимают показания с измерительных приборов.

Технологии информационного моделирования позволяют создавать трехмерную информационную модель строящегося объекта, включающую весь спектр технических и финансовых параметров проекта. Системная работа по внедрению ТИМ началась в Ленгидропроекте в 2017-м – в год векового юбилея института. В 2022 году перед специалистами института была поставлена задача по переходу на отечественное программное обеспечение, которая успешно решена. С начала 2023 года Ленгидропроект провел работу по повышению квалификации более 30 сотрудников разных специализаций для работы с российским программным комплексом информационного моделирования промышленного строительства Model Studio.

Проектирование гидроузла требует комплексного подхода. Как отметил начальник отдела ТИМ Ленгидропроекта Андрей Рыбец, применяемое программное обеспечение должно максимально охватывать все области, придерживаясь при этом определенных общих критериев.

Важнейшей частью информационного моделирования является база данных различных параметрических моделей с соответствующим атрибутивным наполнением. Наличие атрибутивной информации позволяет идентифицировать модели по признакам, а также создавать сметную документацию, рассчитывать объемы работ. Кроме того, отвечающий за конкретный объект главный инженер проекта получает возможность контролировать множество промежуточных параметров, необходимых для успешного выполнения проекта.

Среда общих данных, в которой сводится необходимая для подготовки проекта информация, требует постоянного мониторинга по выявлению ошибок и реагированию на запросы по ее обслуживанию. Она постоянно совершенствуется и наполняется исходя из полученных знаний о системах проектирования, а также новых данных о самом объекте. Для контроля созданных моделей в среде общих данных были разработаны шаблоны и скрипты (сценарии) – например, для подсчета ведомостей объемов работ.

Поскольку проектируемый объект существует не сам по себе, а в рамках определенной инфраструктуры, отдел ТИМ Ленгидропроекта создал алгоритм работы в программных комплексах NanoCad GeoniCS и среды общих данных CadLib, который позволяет загружать модель местности и объединять с другими сооружениями и объектами.

Еще одним важным и обязательным аспектом работы отдела ТИМ является «обкатка» программного обеспечения. Ведь разработчик в течение года выпускает новые версии и обновления программных продуктов, которые сначала могут работать нестабильно, а это влияет на процесс проектирования.

Ближайшие задачи Ленгидропроекта и отдела ТИМ – планомерный переход к технологии информационного моделирования с максимальным вовлечением отделов предприятий, формирование электронной базы данных типовых решений, разработка требований и стандарта организации по созданию цифровых моделей и их элементов, а также определение необходимого перечня атрибутивной информации для всех элементов модели.

Работа по внедрению ТИМ и адаптации их к потребностям производства сегодня по большому счету только разворачивается. Вести ее должны не только проектные организации, но и строители, производители оборудования. Мы зависим друг от друга, а потому существует необходимость в создании баз данных типовых решений и типового оборудования.

Андрей РЫБЕЦ,

начальник отдела технологий информационного моделирования

КСТАТИ

Профессионализм сотрудников Ленгидропроекта в сфере ТИМ получил подтверждение на прошедшем в 2023 году III Международном строительном чемпионате. В номинации «Информационное моделирование и проектирование» сборная РусГидро, состоящая из девяти специалистов института, вошла в пятерку лидеров, обойдя таких конкурентов, как Росатом, Минстрой, Газпром проектирование (Санкт-Петербург), Трансэлектропроект, Алабуга Девелопмент и др. От третьего места команду отделяло всего 0,23 балла.

СПРАВКА

Для ТИМ используется программное обеспечение отечественных производителей. В качестве САПР для создания чертежей с поддержкой формата *.dwg и базовой платформы для 3D-моделирования был выбран nanoCAD. На базе платформы nanoCAD используется комплекс Model Studio, который охватывает практически все разделы, необходимые для проектирования информационной модели гидроузла. Для создания же цифровых моделей местности решено использовать программный продукт NanoCad GeoniCS. Для разработки сметной документации используется программа-конектор 5D-смета, которая позволяет получать сметную стоимость из атрибутов элементов информационных моделей. Дополнительным преимуществом стала интегрированная среда общих данных CadLib «Модель» и «Архив».

[~DETAIL_TEXT] =>

Работа по внедрению ТИМ и адаптации их к потребностям производства сегодня по большому счету только разворачивается. Вести ее должны не только проектные организации, но и строители, производители оборудования. Мы зависим друг от друга, а потому существует необходимость в создании баз данных типовых решений и типового оборудования.

Андрей РЫБЕЦ,

начальник отдела технологий информационного моделирования

КСТАТИ

Профессионализм сотрудников Ленгидропроекта в сфере ТИМ получил подтверждение на прошедшем в 2023 году III Международном строительном чемпионате. В номинации «Информационное моделирование и проектирование» сборная РусГидро, состоящая из девяти специалистов института, вошла в пятерку лидеров, обойдя таких конкурентов, как Росатом, Минстрой, Газпром проектирование (Санкт-Петербург), Трансэлектропроект, Алабуга Девелопмент и др. От третьего места команду отделяло всего 0,23 балла.

СПРАВКА

Для ТИМ используется программное обеспечение отечественных производителей. В качестве САПР для создания чертежей с поддержкой формата *.dwg и базовой платформы для 3D-моделирования был выбран nanoCAD. На базе платформы nanoCAD используется комплекс Model Studio, который охватывает практически все разделы, необходимые для проектирования информационной модели гидроузла. Для создания же цифровых моделей местности решено использовать программный продукт NanoCad GeoniCS. Для разработки сметной документации используется программа-конектор 5D-смета, которая позволяет получать сметную стоимость из атрибутов элементов информационных моделей. Дополнительным преимуществом стала интегрированная среда общих данных CadLib «Модель» и «Архив».

«Хладнокровный» бетон

Макромир и микромир

По плану

СПРАВКА

«Хладнокровный» бетон

Макромир и микромир

По плану

СПРАВКА

ЦИФРА

На пути к успеху

Чьими руками

ПАО «РусГидро»

ДГК

ДРСК

Камчатскэнерго

Сахаэнерго

ЮЭСК

Якутскэнерго

Сахалинэнерго

ЦИФРА

На пути к успеху

Чьими руками

ПАО «РусГидро»

ДГК

ДРСК

Камчатскэнерго

Сахаэнерго

ЮЭСК

Якутскэнерго

Сахалинэнерго

ЦИФРА

КСТАТИ

ГТС: от проекта до контроля состояния

Водные отношения

Экологичный подход

Молодежь для науки

ПОБЕДИТЕЛИ КОНКУРСА XVI НТК

Ветераны-наставники в области гидроэнергетики:

Молодой ученый-гидроэнергетик:

Лучшие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы:

Диплом «За вклад в обеспечение безопасности ГТС»

ЦИФРА

КСТАТИ

ГТС: от проекта до контроля состояния

Водные отношения

Экологичный подход

Молодежь для науки

ПОБЕДИТЕЛИ КОНКУРСА XVI НТК

Ветераны-наставники в области гидроэнергетики:

Молодой ученый-гидроэнергетик:

Лучшие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы:

Диплом «За вклад в обеспечение безопасности ГТС»

Начало

Как включить

КСТАТИ

Одни плюсы

Начало

Как включить

КСТАТИ

Одни плюсы

СПРАВКА

СПРАВКА

КСТАТИ

СПРАВКА

КСТАТИ

СПРАВКА