Один ярус котлов позволяет получить высокое и хорошо вентилируемое котельное отделение с вентиляцией в этаж, устроенный над ним, помимо той, что обеспечивается самими окнами. Поэтому котельное отделение будет прохладным в теплую погоду и светлым, а все трудности, связанные с утечкой пара, будут сведены к минимуму. В этом отношении котельное отделение будет превосходить аналогичные помещения на предприятиях старой постройки, где они низкие, темные и часто очень жаркие в летний сезон. Размещение экономайзеров с их вспомогательными подключениями дымоходов в помещении экономайзеров, симметрично расположенных относительно каждой дымовой трубы, исключает из котельного отделения источник беспокойства и позволяет проходить непосредственно из котельного отделения в машинный зал в удобных точках по всей длине здания электростанции. Расположение каждой дымовой трубы в центре котельного отделения между группами из шести котлов разделяет конструкцию угольных бункеров на отдельные карманы, благодаря чему неприятности от самовозгорания могут быть локализованы, а разделенные угольные бункеры, как описано далее, могут обеспечивать хранение различных марок угля. Модульная основа, на которой построена система экономайзеров и газоходов, позволит производить ремонт любого отдельного участка без отключения частей, не подключенных напрямую к участку, нуждающемуся в ремонте.
Пол электростанции между основаниями колонн представляет собой сплошной массив бетона толщиной не менее двух футов в любом месте. Массивные бетонные фундаменты под поршневые двигатели содержат по 1400 ярдов бетона выше уровня среднего полного прилива, а в некоторых случаях имеют вдвое больше ниже этой отметки. Общий объем бетона в фундаментах готовой электростанции составляет около 80 000 ярдов.
ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗРЕЗ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Вода для конденсационных целей забирается из реки и сбрасывается в нее через два монолитных бетонных тоннеля, параллельных оси здания. Входной канал имеет овальное сечение размером 10 x 8-1/2 футов и прямоугольное внешнее поперечное сечение; выпускной тоннель имеет поперечное сечение подковообразной формы и построен поверх входного тоннеля. Эти тоннели были полностью построены в открытой траншее, которая у берегового конца разрабатывалась в скальном массиве. У речного конца выемка в некоторых местах велась почти исключительно через насыпь и ил и выполнялась в коффердаме, состоящем главным образом из шпунтовых свай. Поскольку забить эти сваи поперек старого деревянного ряжа, образовывавшего старый фасад причала, было невозможно, последний был прорезан пневматическим кессоном деревянной конструкции, который образовывал часть одной из сторон коффердама. У речного конца коффердама скальное основание залегало настолько глубоко, что бетон не мог быть доведен до его поверхности, и секция тоннеля была построена на фундаменте из свай, забитых до скалы и срезанных паровой пилой на 19-1/2 футов ниже уровня среднего прилива. Эта секция тоннеля строилась в плавучем кессоне размером 65 x 48 футов и глубиной 24 фута. Бетон трамбовался в нем вокруг опалубки, а борта подкреплялись по мере погружения. После завершения секций тоннеля кессон был погружен с помощью водяного балласта до опоры на свайный фундамент.
Рядом с каналами конденсационной воды проходит прямоугольный бетонный тоннель размером 10 на 15 футов, через который проложен подземный угольный транспортер между береговым концом причала и электростанцией.
Steel Work
Стальная конструкция электростанции независима от стен, причем последние являются самонесущими и используются в качестве несущих стен только для нескольких балок первого этажа. Будучи конструктивно единым зданием, по своей компоновке оно по существу представляет собой два здания, расположенных бок о бок и разделенных кирпичной капитальной стеной.
Имеется 58 поперечных и 9 продольных рядов главных колонн, причем продольный шаг составляет 18 футов и 36 футов для разных рядов, с особыми связями в котельном отделении для согласования с компоновкой котлов. Колонны имеют преимущественно коробчатое сечение, составленное из прокатных или составных швеллеров и накладок. Они опираются на чугунные базы, покоящиеся на гранитных замковых камнях бетонных фундаментных пилонов.
Как котельное, так и машинное отделения имеют по пять ярусов каркаса перекрытий ниже плоской части крыши, причем три верхних яруса машинного отделения образуют галереи с каждой стороны машинного зала, который остается свободным на всю высоту здания.
Перекрытия котельного отделения в целом имеют каркас из поперечных балок со сплошной стенкой и продольных прокатных балок, скомпонованных в соответствии с особыми требованиями приложенных нагрузок от котлов, экономайзеров, угля и т. д., в то время как перекрытия машинного зала и галереи трубопроводов и распределительных щитов в целом имеют каркас из продольных балок со сплошной стенкой и поперечных балок.
В котельном отделении имеется семь угольных бункеров, из которых пять имеют длину 77 футов, а два — 41 фут при ширине 60 футов по верху, причем общая максимальная вместимость составляет 18 000 тонн. Бункеры отделены друг от друга шестью дымовыми трубами, расположенными вдоль центральной линии котельного отделения. Низ бункеров находится на пятом этаже, на отметке около 66 футов над уровнем подвала. Бункеры сконструированы с двойными поперечными рамными балками со сплошной стенкой на каждой линии колонн, объединенными с распорками и затяжками, которые уравновешивают направленное наружу давление угля на стенки. Рамы образуют контур бункеров со скатами, наклоненными под углом 45 градусов, и несут продольные двутавровые балки, между которыми встроены бетонные своды, армированные просечно-вытяжной сеткой, причем вся поверхность заполнена бетоном поверх верха балок и имеет двухдюймовую гранулированную цементную отделку.
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ НА 58-Й СТРИТ — ОБЩИЙ ПЛАН УГОЛЬНЫХ БУНКЕРОВ И ЭКОНОМАЙЗЕРОВ.
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ НА 58-Й СТРИТ — ОБЩИЙ ПЛАН ГЛАВНОГО МАШИННОГО ЗАЛА.
Шесть дымовых труб, расположенных на расстоянии 108 футов друг от друга и занимающих пространство между торцами смежных угольных бункеров, опираются на платформы из балок со сплошной стенкой на пятом этаже, оставляя пространство внизу свободным для симметричного размещения котлов и экономайзеров от одного торца здания до другого. Платформы представляют собой каркас из одностенных балок высотой 8 футов, тщательно раскрепленных и несущих на своих верхних полках решетку из 20-дюймовых двутавровых балок. Система связей как для платформ дымовых труб, так и для угольных бункеров опущена до фундамента в поперечных плоскостях с шагом около 30 футов.
Шестой ярус балок образует плоскую крышу над частью здания в центре и по бокам. В машинном зале на этом уровне, который находится на высоте 64 футов над полом машинного зала, предусмотрены две продольные линии подкрановых путей, по которым перемещаются краны машинного зала. Пути для 10-тонных ручных кранов также предусмотрены по всей длине котельного отделения и почти по всей длине северной панели в машинном зале.
Некоторые из нагрузок, воспринимаемых стальной конструкцией, заключаются в следующем: в машинном зале на упомянутых продольных подкрановых путях работают один электрический мостовой кран грузоподъемностью 60 тонн и один на 25 тонн с пролетом 75 футов. Приложенные нагрузки от галерей паропроводов на южной стороне и галерей распределительных щитов на северной стороне распределены несколько неравномерно, но эквивалентны равномерным нагрузкам от 250 до 400 фунтов на квадратный фут. В котельном отделении вес перевозимого угля составляет около 45 тонн на погонный фут здания; вес кирпичных дымовых труб — по 1200 тонн каждая; экономайзеров с кирпичной кладкой — около 4-1/2 тонн на погонный фут; подвесной вес котлов — по 96 тонн каждый, а вес обмуровки котлов, поддерживаемой каркасом первого этажа — по 160 тонн каждый. Вес строительной стали, использованной в готовом здании, составляет около 11 000 тонн.
Power House Superstructure
Оформление лицевой части электростанции привлекло личное внимание директоров компании, и ее характер, а также класс используемых материалов были тщательно продуманы. Было изучено влияние проекта на будущую стоимость имущества и состояние окружающей среды в целом, а также факторы, связанные с будущим переходом предприятия в собственность города. Рассматривалось несколько планов строительства электростанции массивного и простого дизайна, но в конечном итоге было решено принять орнаментальный стиль отделки, который придавал бы зданию архитектурную привлекательность и соответствовал недавним тенденциям муниципальных и городских улучшений с архитектурной точки зрения. На начальном этапе проектирования электростанции мистер Стэнфорд Уайт из нью-йоркской фирмы McKim, Mead & White предложил компании свои услуги в качестве консультанта по вопросам дизайна лицевой отделки, и, поскольку его предложение было принято, его участие в работе привело к разработке нынешнего внешнего дизайна и выбору используемых материалов.
Фасад со стороны Одиннадцатой авеню отделан наиболее искусно, но концепция главного фасада прослеживается как по фасаду 58-й, так и 59-й улицы. Западный торец здания, выходящий к реке, в конечном итоге может быть демонтирован в случае расширения электростанции до линии застройки Двенадцатой авеню для размещения четырнадцати генерирующих установок; по этой причине эта стена спроектирована просто и из менее дорогостоящих материалов.
Общий стиль лицевой отделки представляет собой то, что можно назвать французским ренессансом, поэтому цветовая гамма выполнена в довольно светлых тонах. Цоколь наружных стен отделан тесаным гранитом до цокольного отлива, выше которого они выложены прессованным кирпичом светло-желтого цвета. Этот кирпич обогащен использованием терракоты аналогичного цвета, которая присутствует в пилястрах, вокруг окон, в различных антаблементах, а также в карнизах и парапетных конструкциях. Фасад со стороны Одиннадцатой авеню дополнительно украшен мраморными медальонами в обрамлении из терракоты и титульным панно непосредственно над фронтальной частью здания.
Главный вход в здание расположен в его северо-восточном углу, и, поскольку железнодорожный путь проходит прямо внутри здания, вход как таковой представляет собой дверной проем непосредственно за путями и ведет в вестибюль входа. Дверной проем отделан тесаным гранитом, а вестибюль облицован мраморными панелями.
Интерьер машинного зала облицован светлым кремовым прессованным кирпичом с эмалированными кирпичными панелями высотой восемь футов, проходящими по всему периметру машинного зала; панели имеют белый цвет за исключением коричневого бордюра и цоколя. Офисы, туалеты и гардеробные отделаны и укомплектованы материалами, соответствующими высокому классу здания. Конструкция каменных полов состоит из бетона, армированного просечно-вытяжной сеткой, и, за исключением мест, где используются железные или другие напольные плитки или где уложена плитка или специальное покрытие, пол покрыт твердым цементным гранулированным составом.
При проектировании внутренних помещений была оценена ценность достаточного количества лестниц, чтобы все части здания были легкодоступны, особенно в секции котельного отделения. В котельном и машинное отделениях завода лестницы, ограждения и вспомогательные элементы выполнены просто, но прочно. Главные лестницы имеют, однако, несколько орнаментальный дизайн с мраморной и другой отделкой, а ограждения главной галереи также выполнены в орнаментальном стиле. Все наружные двери и наличники изготовлены из металла, а все внутренние столярные работы выполнены с защитой железом Kalomein, так что здание в строгом смысле этого слова не будет содержать горючих материалов.
Chimneys
Полнокомплектная электростанция на 12 агрегатов будет иметь шесть дымовых труб, расположенных на расстоянии 108 футов друг от друга на продольной оси котельного отделения, причем каждая дымовая труба имеет диаметр 15 футов в свету наверху, который находится на высоте 225 футов над колосниковыми решетками. Каждая из них будет обслуживать двенадцать котлов, входящих в секцию, центром которой она является, причем эти котлы имеют общую площадь поверхности нагрева 72 000 квадратных футов. Благодаря этим размерам каждая труба имеет значительный запас пропускной способности, и предполагается, что при наличии экономайзеров на пути топочных газов тяги будет достаточно для удовлетворения спроса, слегка превышающего номинальную мощность котлов. Для обеспечения перегрузочной способности, которая может потребоваться в будущих условиях, будет поставляться система принудительной тяги, как описано далее.
Как указывалось ранее, все дымовые трубы опираются на стальную конструкцию здания на отметке 76 футов над полом подвала и 63 фута над колосниковыми решетками. Опорные платформы в каждом случае несут шесть колонн здания (три передние колонны двух групп котлов на противоположных сторонах центрального прохода котельного отделения), и каждая платформа состоит из одностенных балок со сплошной стенкой, хорошо раскрепленных и увенчанных решеткой из 20-дюймовых двутавровых балок. Решетка наглухо заполнена бетоном и выровнена гладко поверху для приема кирпичной кладки дымовой трубы.
Каждая дымовая труба имеет общую высоту кирпичной кладки 162 фута от верха опорной платформы и в плане имеет квадратное сечение 23 фута по внешней стороне в основании, переходящее в восьмиугольную форму на высоте 14 футов 3 дюймов от основания. Эта восьмиугольная форма сохраняется до высоты 32 фута 6 дюймов от основания, на которой начинается круглое сечение из радиального кирпича.
Восьмиугольное основание дымовой трубы выполнено из красного сильно обожженного кирпича толщиной три фута между стороной восьмиугольника и внутренней круглой секцией. Кирпичная кладка начинается от верха решетчатой платформы со стальным швеллером обвязки глубиной три фута, через который в обоих направлениях пропущены две линии стальных стержней, связывающих первые три фута кирпичной кладки и предназначенных для предотвращения отслаивания снаружи. На уровне трех футов выше низа кирпичной кладки на внутреннюю площадь укладывается слой гидроизоляции и покрывается двумя рядами кирпича, на которых строятся диагональные кирпичные стены толщиной 4 дюйма, на расстоянии 12 дюймов друг от друга и высотой около 18 футов. Эти стены сами по себе перфорированы через определенные интервалы, и все это покрыто терракотовыми блоками ручного обжига, образуя таким образом ячеистое воздушное пространство, которое сообщается с наружным воздухом и служит теплоизоляцией для находящейся под ним стальной конструкции. Один слой огнеупорного кирпича завершает настил внутренней площади, которая также находится на одном уровне с низом проемов дымоходов.
Имеется два проема дымоходов, диаметрально противоположных, шириной 6 футов и высотой 17 футов до шелыги арочного верха. Они облицованы огнеупорным кирпичом, который соединяется с огнеупорной футеровкой внутренней части ствола, причем последняя перевязана со стенами из красного кирпича до точки на 6 футов ниже верха восьмиугольника и выступает выше на высоту 14 футов внутри круглого ствола в качестве внутренней оболочки. Предусмотрена обычная отбойная стена из огнеупорного кирпича толщиной 13 дюймов, проходящая по диагонали поперек дымовой трубы и на 4 фута выше верха проемов дымоходов.
Там, где дымовая труба проходит через крышу котельного отделения, в связи с каркасом крыши предусмотрена обвязка из стального листа и уголка, отстоящая от дымовой трубы на 6 дюймов во всех точках. Она накрыта кожухом, заведенным в кирпичную кладку, так что крыша не имеет связи с дымовой трубой или опирания на нее.
В точке на 4 фута 6 дюймов ниже оголовка дымовой трубы кирпичная кладка выступает на несколько рядов в виде консоли, образуя уступ, вокруг внешней стороны которого установлено кованое ограждение, образуя тем самым дорожку по периметру верха дымовой трубы. Оголовок выполнен из чугуна, увенчанного восемью коваными ребрами размером 3 x 1 дюйм, загнутыми над выпускным отверстием и с заостренными концами, собранными вместе в центре. Молниеотводы выведены по внешней стороне ствола на крышу, а оттуда к земле снаружи здания. В кирпичную кладку были встроены ступени из оцинкованного железа для лестниц как внутри, так и снаружи ствола.
Дымовые трубы, за исключением восьмиугольного цоколя из красного кирпича, построены из радиальных перфорированных кирпичей. Молниеотводы снабжены заостренными платиновыми наконечниками длиной около 18 дюймов.
North River Pier
Предусмотрены исключительные возможности для разгрузки угля с судов или барж, которые могут подходить к северной стороне недавно построенного пирса у подножия Западной 58-й улицы. Пирс был специально построен Департаментом доков и паромных переправ и имеет длину 700 футов и ширину 60 футов.
Конструкция пирса включает специальную речную стенку поперек 58-й улицы на линии стенки набережной, через которую заборная вода будет забираться из реки и возвращаться в нее. Непосредственно снаружи речной стенки и под настилом пирса находится система экранов, через которые проходит забираемая вода. С каждой стороны в месте входа воды в камеру экранов установлена мощная стальная решетка; внутри нее находится система мелких экранов, расположенных так, что отдельные экраны могут подниматься с помощью специального механизма для очистки. Преимущества хорошо спроектированного фильтровального оборудования были оценены по достоинству, и была проявлена значительная забота о том, чтобы сделать его максимально надежным и эффективным.
С каждой стороны от центра пирса, непосредственно под настилом, находятся два сбросных водных канала, построенных из массивных деревянных брусьев, для отвода теплой воды от конденсаторов подальше от заборников холодной воды у экранов. Используется два водных канала для того, чтобы один можно было ремонтировать или заменять, пока используется другой; фактически весь пирс построен с расчетом на возможность обновления без вмешательства в работу, для которой он был предназначен.
ГЛАВА IV
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА ОТ УГОЛЬНОЙ КУЧИ ДО ВАЛОВ ДВИГАТЕЛЕЙ И ТУРБИН
Из подробного и конкретного описания в главе III получено четкое представление о здании электростанции и его принадлежностях, а также об особенностях, которые не только делают его архитектурной достопримечательностью, но и приспосабливают его конкретно для выполнения жизненно важной функции, возложенной на него. Теперь мы переходим к обзору и детальному описанию оборудования силовой установки в его общем отношении к зданию и «проследим путь энергии» от угольной кучи до валов двигателей или паровых турбин, соединенных с динамо-машинами, которые вырабатывают ток для питания и освещения.