přeskočit na hlavní obsah

50 let vodního díla Lipno

/up/images/featured/images/prehrada_lipno.jpg

Vodní dílo Lipno leží v Jihočeském kraji, v idylickém regionu Pošumaví. Bylo postaveno v letech 1951 až 1959 a je tvořeno dvěma vodními nádržemi s elektrárnami Lipno I a Lipno II.

Lipno I, jako hlavní z obou elektráren, je akumulační špičková vodní elektrárna, Lipno II, položená 12 km níže po toku Vltavy, slouží k vyrovnání kolísání jejího odtoku.

Obě stavby probíhaly současně a právě před padesáti lety – v červenci roku 1959 – bylo do zkušebního provozu uvedeno první turbínové soustrojí TG2 s výkonem 60 MW elektrárny Lipno I. Druhé soustrojí TG1 o témže výkonu bylo spuštěno počátkem prosince 1959. Do plného provozu byly elektrárny Lipno I a II uvedeny rok po dostavbě.

Originální technické řešení vodního díla Lipno s elektrárnou instalovanou v podzemní kaverně v hloubce 160 m (!) pod povrchem přinášelo v průběhu stavby celou řadu nezvyklých problémů. Nedostatek odborných profesí, různorodá směsice lidí a personálu v poválečných letech, vysilující práce v kesonech*), nebezpečné výlomy kaverny v žulovém masivu (který byl zvláště nad kavernou strojovny často narušován kaolínovými vrstvami), výlom 220 m dlouhého tunelu pod úhlem 45° a odpadního tunelu do Vyššího Brodu, dlouhého 3,6 km – to všechno a mnoho dalších problémů se řešilo během stavby.

Zvěsti o 34 mrtvých během stavby, z nich o několika zalitých přímo v betonové hrázi, však nejsou oficiálně doloženy. Zato politické procesy spojené se stavbou doloženy jsou – „protistátní skupina Zenáhlík“ – v dubnu 1954 MUDr. Josef Zenáhlík odsouzen ke čtrnácti letům vězení, hlavní inženýr stavby Lipna, díla II. pětiletky, Ing. Antonín Behemský pro „ohrožení státního tajemství“ odsouzen na dva roky do vězení.

Hlavním cílem stavby vodního díla Lipno bylo energetické využití spádu 160m toku Vltavy v této oblasti k výrobě špičkové elektrické energie, zajištění minimálního průtoku 6 m3·s–1 korytem Vltavy, a tím ochrana před do té doby pravidelnými povodněmi.

Historie stavby přehrady Lipno

Území náhorní šumavské roviny nad původní soutěskou u Lipna se již dávno jako by samo nabízelo k využití toku Vltavy pro vodohospodářské účely. Z geologického průzkumu vyplynulo, že v dávných dobách zde řeku Vltavu soutěska uzavírala mezi Čertovou stěnou a horou Luč v jezero. Když došlo vlivem geologických změn k prolomení soutěsky, vyhloubila proudící voda v údolí v blízkosti dnešní Čertovy stěny členité koryto. Vznikly zde mohutné, mezi Lipnem a Vyšším Brodem až 12 km dlouhé peřeje s klesáním 160 m. V minulosti jimi přicházela s roční pravidelností velká voda, která svou silou, nabytou v peřejovitém údolí, páchala značné škody. Jsou o nich četné záznamy v kronikách obcí mezi Frymburkem a Vyšším Brodem. O jedné z nejničivějších povodní je záznam z roku 1740.

Prvním krokem k využití energie vodního toku Vltavy v této oblasti bylo plavení dřeva. Druhým způsobem využití horní Vltavy byly mlýny a hamry, kterých bylo mezi Frymburkem a Vyšším Brodem více než dvacet.

První myšlenky na postavení záchytných přehrad jsou doloženy již z počátku 19. století a první vážná studie pochází z roku 1892, po další velké povodni v roce 1890.

Tehdejší návrh podle brožury inženýra Daniela předpokládal stavbu záchytných nádrží u Frymburku a u Želnavy. Touto myšlenkou se zabýval sněm království Českého i v dalším období a stavební rada Jan Jirsík v roce 1899 též navrhl výstavbu několika přehrad. Došlo již i k projednávání tohoto projektu, ale zemědělci v uvažované oblasti nebyli ochotni prodat své pozemky.

V roce 1920 dochází k další velké povodni, a tak znovu ožívá myšlenka vybudování přehrad či přehrady, která by zadržela vody z jarního tání na Šumavě. V roce 1930 umisťují inženýři Zemského úřadu ve svých projektech stavbu přehrady poprvé na Lipno, přibližně do prostoru dnešních hrází. Ale ani tentokráte se nepodařilo vykoupit uvažovanou zátopovou plochu. Studie a projekt přehrady na Lipně s elektrárenskou turbínou vznikly až po druhé světové válce, zejména po odsunu Němců a znárodnění loučovické papírny.

Studie vycházela ze skutečnosti, že nad Lipnem tekla Vltava jen s nepatrným spádem, umožňujícím dosažení velké nádrže malým vzdutím. Tato okolnost a příznivé složení základové půdy ze žuly a ruly (jak se později ukázalo, příznivé pouze zdánlivě – kaolínové vrstvy) byly pak jedním z předpokladů vybudování vodního díla. Proto se studie dále zdokonalovala, aby pak byl v roce 1951 vypracován generální projekt výstavby vodního díla Lipno.

Avšak stavba přehrady, resp. pozemní práce, byly zahájeny již v roce 1950: to mistr Bubla se se svými pěti minéry nastěhoval do hostince Anny Houfkové v Lipně a jejich dynamitové nálože denně trhaly balvany žuly a rvaly ze země pařezy se spletí kořenů. Nyní se zdá neskutečné, že: „...studenti svazáci“ po příchodu na stavbu každodenně před začátkem práce připevnili na skálu svazácký prapor, zazpívali Hymnu demokratické mládeže...“, a pak začali krumpáči, lopatami a dřevěnými kolečky odstraňovat skálu pro budoucí silnici z Lipna do Frymburka.

Pokračoval potřebný geologický průzkum, v roce 1951 byly zahájeny přeložky silnic a zařízením staveniště započata vlastní stavba (obr. 1). Ta byla rozdělena na několik částí: Lipno I – hráz, hydrocentrála, vodovod do papíren Loučovice, úpravy ve zdrži, komunikace a sídliště. Stavbu hydrocentrály tvořily vtokový objekt s česly, odpadní tunel, podzemí se šikmou šachtou pro nákladní výtah a rozvodna s příslušenstvím. Současně probíhající stavbu Lipno II tvořila hráz a hydrocentrála.

1952 – započata stavba přehradní hráze, 1954 – výlom první šachty, zahájena ražba štoly v podzemí. 1955 – po prvních letech starostí a dřiny první význačný úspěch: o půl třetí hodině noční 30. prosince 1955 budovatelé Lipna převedli Vltavu do nového koryta. Voda opustila své staré koryto a začala protékat základovými výpustěmi betonového gravitačního bloku hráze zbudovaného na podzim roku 1954.

1956 – dokončen výlom komory kulových uzávěrů v podzemí a započata stavba nadzemní rozvodny 110 kV.
V polovině ledna 1957 byl zahájen výlom jádra v podzemní hydrocentrále, po jehož dokončení přišla na řadu betonáž a vlastní montáž turbín. V nejtěžších pracovních podmínkách tu byly vylámány a vyvezeny tisíce kubických metrů skály. Vylámaná prostora byla vybetonována a upevněna několika sty kotev, které vyloučily možnost nepředvídaného poškození díla a ohrožení lidských životů pohybem vrstev a zasypáním prostoru budoucí elektrárny – obr. 2a, b.

S kotvením, které projektant předepsal, neměli pracovníci při stavbě Lipna dosud žádné zkušenosti a muselo se vyzkoušet několik způsobů, jak dostat beton do konce úzkého dlouhého vrtu. Při zkoušce nebylo možné kotvy ze skály vytáhnout ani tahem 26 000 kg. V témže roce byla dokončena sypaná hráz.

1958 – montáž prvního soustrojí – nejprve byly spuštěny výtahem v šikmém tunelu do podzemí čtyři části ocelové spirály, potom i jednotlivé části generátoru a pod jeho podlahu turbíny. Ve druhé polovině září byly všechny čtyři díly spirály svařeny v jediný třicetitunový celek. Následovalo částečné napouštění jezera. 1959 – dokončení montáží technologie, nutné zkoušky a měření, dne 15. července 1959 v 17.55 hodin se uskutečnila první zkouška energetického soustrojí TG2. Lopatky turbíny se poprvé roztočily a turbosoustrojí začalo dodávat do sítě první kilowatty elektrické energie, 7. prosince 1959 – zahájilo provoz i druhé soustrojí TG1, pokračovaly dokončovací práce.

Lipenská vodní nádrž

Vodní elektrárny na horním toku Vltavy reprezentují skvělé počátky české elektroenergetiky, kterými byly v této oblasti nejprve malé vodní elektrárny na Šumavě – Čeňkova Pila, Černé jezero a Vydra ... a další. K jejich následovníkům – k elektrárnám Lipno I a II – nyní patří i moderní vltavské elektrárny Kořensko a Hněvkovice, uvedené do provozu v roce 1992.

Lipenská nádrž je s rozlohou 44 km2 (4 870 ha) největší umělé jezero v ČR. Leží v nadmořské výšce 726 m n. m., její obsah je 306 mil. m3. Délka vzdutí je 48 km, v nejširším místě je 14 km široká.

Lipno I

Vodní elektrárna Lipno I se nachází v podzemní kaverně (dutině, v tomto případě uměle vylámané) o rozměrech 65 × 22 m a výšce 38 m, vylámané ve skalním masivu v hloubce 160 m(!) pod terénem v blízkosti hráze – obr. 3a, b, c.

Do této hlubiny je voda vedena přes vtokový objekt s česlicovými poli dvěma ocelí vypancéřovanými tlačnými šachtami o průměru 4,5 m a délce 160 m, přes komoru kulových uzávěrů o světlosti 2,5 m (obr. 4) na dvě plně automatizovaná soustrojí s Francisovými turbínami (obr. 5a, b). Každá z obou turbín je pevně spojena s generátorem, který dosahuje při maximálním průtoku 46 m3·s–1 vody přes turbínu výkonu 60 MW.

Po odevzdání energie turbínám je voda odváděna 3,6 km dlouhým podzemním tunelem o průměru 7,5 m (obr. 6) do vyrovnávací nádrže Lipno II ve Vyšším Brodě.

Generátorové soustrojí – každá ze dvou Francisových turbín má hltnost 46 m3·s–1, 24 rozváděcích, 17 oběžných lopatek.

Elektrická energie o napětí 15 kV je z generátorů vyváděna pomocí kabelů šachtou k transformátorům a do nadzemní rozvodny 110 kV. V nadzemním areálu je také rozvodna 22 kV, která zásobuje elektrickou energií široké okolí.

Hráz elektrárny Lipno I slouží k zadržování vodní masy. Ze stavebního hlediska je kombinovaná – na pravobřežní straně je ze dvou třetin zemní – sypaná, zbývající část je gravitační betonová se dvěma bloky, kde jsou základové výpustě a přelivová pole. Celkem zde bylo uloženo 70 000 m3 betonu, 600 t ocele a 300 t strojního zařízení. Hráz leží na říčním km 329,543, je dlouhá 296 m, její výška je 26 m.

Akumulační špičková vodní elektrárna Lipno I je provozována bezobslužně, s dohledem pouze jednoho pracovníka na směně. Najetí obou soustrojí na plný výkon je možné provést do 226 s, a umožňuje tak reagovat na potřeby energetické soustavy.

Lipno II

K vyrovnání kolísání odtoku z hlavní elektrárny Lipno I slouží v současné době již plně automatizovaná, dálkově ovládaná, bezobslužná malá průtočná vodní elektrárna Lipno II ve Vyšším Brodě.

Generátorové soustrojí – průtočná elektrárna Lipno II má jedno soustrojí s Kaplanovou turbínou o maximální hltnosti 20 m3·s–1 a generátorem o výkonu 1,5 MW. Umožňuje řídit odtok i v případě, že je soustrojí vodní elektrárny Lipno I v opravě.

Hráz elektrárny Lipno II je kombinovaná, zemní a betonová. V betonové části hráze jsou umístěny dva přelivy, štěrková propust a tři násosková pole. Hráz leží na říčním km 319,108, je 224 m dlouhá, 11,5 m vysoká.

Nádrž elektrárny má obsah 1,6 mil. m3, rozlohu 12,4 ha a leží ve výšce 558 m n. m.

Vodní dílo Lipno II bylo stavěno současně s Lipnem I. V době, kdy toto dílo vznikalo, bylo ojedinělým technickým řešením, umístěným do mimořádných přírodních podmínek a nahradilo některá stávající i starší technická elektrárenská díla ležící mezi Lipnem a Vyšším Brodem (např. též geniálně postavenou elektrárnu firmy Ignác Spiro & Söhne u Vyššího Brodu (stavba 1894 až 1903).

Řízení a regulace

Všechny technologické pochody v obou elektrárnách jsou nyní již plně automatizovány. Najíždění, odstavování a regulace výkonu jsou řízeny dálkovým ovládáním z centrálního dispečinku vodních elektráren ve Štěchovicích u Prahy. Kontrolní činnost v nepřetržitém provozu zajišťuje jeden pracovník ve směně. Rychlost najetí na plný výkon do ca tří minut umožňuje vodní elektrárně Lipno ovlivňovat výkonovou bilanci elektrizační soustavy celé ČR.

Vyrobená elektrická energie se z podzemí od generátorů (obr. 7) vyvádí kabely přes blokové transformátory 15/110 kV do rozvodny R110 kV. Odtud je energie přenášena čtyřmi linkami do rozvodny Dasný, na transformaci 110/400 kV.

Z rozvodny 110 kV je ještě napájena rozvodna R22 kV, kterou je zajištěna vlastní spotřeba pro elektrárnu, a odkud se rozvádí osm linek pro celou oblast Lipenska. Rozvodny R110 kV a R22 kV jsou ovládány z dispečinku v Českých Budějovicích.

Přístup do podzemní části elektrárny je šikmým tunelem o délce 210 m a sklonu 45° pomocí výtahu (obr. 8), jehož nosnost je 80 t. Doprava jiné technologie je dále zajištěna šesti jeřáby. Nejtěžším dopravovaným dílem v podzemí byl rotor generátoru o hmotnosti ca 20 t. Rotor generátoru o hmotnosti 20 t se do podzemí dopravoval po částech a pak sestavil. Transformátory o hmotnosti ca 100 t byly do nadzemní rozvodny dopravovány po železnici.

Rekreace

Lipenská přehrada slouží nejen jako zdroj ekologicky čisté energie, ale také jako turistické, rekreační a sportovní středisko.

Původně dřevařská osada Lipno je nyní centrem turistického ruchu, a to jak v létě, tak v zimě. V katastru obce je přístaviště lodní dopravy, lyžařský areál Kramolín a turistické centrum Marina. Obec Lipno leží v blízkosti přírodního parku Vyšebrodsko a národní přírodní rezervace Čertova stěna a Luč, s unikátním žulovým masivem, se zbytky přirozeného lesa, reliktního boru a suťového lesa.

Skupina ČEZ

Energetická společnost ČEZ je největším výrobcem elektřiny v České republice. Provozuje v ČR třicet pět vodních, jedenáct uhelných, dvě jaderné a jednu sluneční elektrárnu.

Rozvíjí i výrobu elektřiny z větrných elektráren a z biomasy. Kromě toho se skupina ČEZ zabývá těžbou surovin a prodejem elektřiny jak v tuzemsku, tak do zahraničí.

Skupina ČEZ se stala největším investorem do životního prostředí, když v devadesátých letech minulého století investovala ca 46 mld. Kč do snížení emisí z uhelných elektráren na desetinu původního stavu.

Skupina ČEZ, posílená v roce 2003 o regionální energetické společnosti, se řadí mezi deset největších energetických subjektů v Evropě a je nejvýznamnějším uskupením na trhu s elektřinou ve střední Evropě.

Závěr

Od uvedení vodního díla Lipno do provozu byly všechny povodňové vlny transformovány tak, že již nedošlo k ohrožení okolí Vltavy pod Lipnem. Přes vodní dílo protékalo v maximu provozně 92 m3·s–1, což je hltnost obou turbín a současně maximální propustnost koryta řeky. Maximální přítok byl za dobu provozu 400 m3·s–1. Od zahájení provozu zpracovávala elektrárna Lipno I veškerou vodu z nádrže. Po revizi manipulačního řádu je od června 1996 vypouštěn do původního koryta Vltavy mezi Lipnem I a Lipnem II sanační průtok 1,5 m3·s–1.*)

Ing. Jiří Kohutka, redakce Elektro
(zpracováno podle vlastních podkladů a podkladů ČEZ)

Obr. 1a. Výlom kaverny pro podzemní hydrocentrálu ve skále 160 m pod povrchem v roce 1957...
Obr. 1b. ... a podzemní hydrocentrála dnes – generátory 2× 60 MW
Obr. 2a. Senzitivní mapa Lipenské elektrárny – dispoziční uspořádání elektrárny: 1. Hráz Lipenské přehrady, pohled od rozvodny R 110 kV, 2. Tunel šikmého nákladního výtahu , 3. Komora kulových uzávěrů, 4. Podzemní kaverna – hydrocentrála, 5. Čelní stěna podzemní kaverny, skalní masiv, 6. Dva generátory o výkonu 2× 60 MW
Obr. 2b. Podélný řez vtokem a podzemní hydrocentrálou přehrady Lipno I s vyznačenými zlomy a hlavními puklinami v žule podle původní dokumentace
Obr. 2c. Schematický řez šikmým tunelem a hlavní kavernou a příčný řez šikmým tunelem podle původní dokumentace
Obr. 3. Přívodní komory kulových uzávěrů o světlosti 2,5 m
Obr. 4a. Za komorou s uzavíracími kulovými čepy jsou umístěny dvě Francisovy turbíny, každá o výkonu 60 MW
Obr. 4b. Vysloužilá Francisova turbína v areálu elektrárny Lipno
Obr. 5. Po odevzdání energie turbínám je voda odváděna 3,6 km dlouhým podzemním tunelem o průměru 7,5 m do vyrovnávací nádrže Lipno II ve Vyšším Brodě
Obr. 6. Štítek s technickými parametry generátoru
Obr. 7. Přístup do podzemní části elektrárny je šikmým tunelem o délce 210 m a sklonu 45° pomocí výtahu
Obr. 8. Zařízením staveniště v roce 1951 byla započata vlastní stavba vodního díla Lipno,  foto: Daniel Selucký, www.selucky.cz

převzato z časopisu Elektro

Líbil se vám článek?

ano: 245     ne: 278

Doporuč


 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb