Wasserwirtschaft 01-02/2015


Planung und Bau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim
Dipl.-Ing. Gerald Ittel
Das 1978 in Betrieb genommene Wasserkraftwerk Iffezheim war mit einer Auslegung von ca. 180 √úberschreitungstagen von Anfang an pr√§destiniert f√ľr eine Erweiterung durch eine f√ľnfte Maschine. Mehrere Planungsanl√§ufe scheiterten an der Wirtschaftlichkeit eines solchen Projekts, das erst durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz f√ľr die gro√üe Wasserkraft m√∂glich wurde. Nach zwei sehr schwierigen Planungsphasen konnte die Realisierung der 5. Turbine Anfang 2009 beginnen. Die sehr komplexe Herstellung der Baugruben auf engstem Raum war begleitet von verschiedenen Problemen mit erheblichen R√ľckwirkungen auf die Bauzeit und die Bauausf√ľhrung. Ungew√∂hnliche L√∂sungen im Bereich der Maschinentechnik f√ľhrten am Ende zu einer gelungenen L√∂sung, die den Erwartungen hinsichtlich Erzeugung und Verf√ľgbarkeit voll entsprechen konnte.
Planung der Iffezheimer Baugruben f√ľr den Zubau der 5. Maschine
Dr.-Ing. Marc Raithel, Dipl.-Ing. Andreas Kirchner
Im Zuge der Erweiterung des Rheinkraftwerks Iffezheim mit Einbau einer f√ľnften Rohrturbine war die Herstellung von drei Baugruben erforderlich, die Oberwasser-Baugrube (Einlauf), die Hauptbaugrube (Kraftwerk) und die Unterwasser-Baugrube (Saugschlauch und Auslauf). S√§mtliche Baugruben befanden sich innerhalb einer an das bestehende Kraftwerk anschlie√üenden Erweiterung des vorhandenen Querbauwerks (Damm). Im folgenden Beitrag wird √ľber die Planung dieser Baugruben berichtet.
Entwurfs- und Tragwerksplanung f√ľr die 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim ‚Äď 2. Planungsphase
Dipl.-Ing. Michael Molck, Dr.-Ing. Christian Göhl, Dipl.-Ing. Franz Zimmermann
Das Ergebnis der ersten Ausschreibungsrunde hat die erwarteten Projektkosten deutlich √ľberschritten und so die Wirtschaftlichkeit des Projekts in Frage gestellt. In der Folge wurde der Entwurf in den Fachbereichen Maschinentechnik, Bau und Stahlwasserbau hinsichtlich m√∂glicher Einsparungen erneut √ľberpr√ľft. Durch die Wahl einer kleineren Maschine wurde die Ausf√ľhrung eines abgesetzten Bauwerks mit einer steifenfreien Baugrube und ovaler Form im Grundriss m√∂glich. W√§hrend der Ausf√ľhrung wurden zur Kompensation der aufgetretenen Bauablaufst√∂rungen w√§hrend der Herstellung der Baugrube verschiedene Ma√ünahmen zur Entkopplung nacheinander geplanten Vorg√§nge mit dem Ziel der Reduzierung der Bauzeit entwickelt.
Modelluntersuchungen f√ľr den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim
Dipl.-Ing. Gerald Ittel, Jochen Eckhardt
Erste Zielsetzung der physikalischen Modelluntersuchung f√ľr die 5. Maschine im Rheinkraftwerk Iffezheim war die Absicherung der Formgebung des Kraftwerkseinlaufs ‚Äď wie er auf Basis der Resultate eines numerischen 3-D-Modells entworfen wurde. Die anschlie√üenden Sensitivit√§tsuntersuchungen am Eintritt in den Kraftwerkseinlauf, die relativ zeitnah zur Bauausf√ľhrung durchgef√ľhrt wurden, erm√∂glichten die volle Aussch√∂pfung der bautechnischen Einsparpotenziale. Die abschlie√üenden Untersuchungen im Unterwasserbereich des Kraftwerks waren im Wesentlichen getrieben von str√∂mungstechnischen Optimierungen der Einstiege in den Fischpass zwecks besserer Auffindbarkeit. Der Bericht schlie√üt mit einem Vergleich zwischen den Ergebnissen des Modellversuchs und den sich vor Ort nach der Inbetriebnahme der 5. Maschine einstellenden Str√∂mungsverh√§ltnissen.
Besondere Herausforderungen bei der Herstellung der Baugruben f√ľr RKI Maschine 5
Dipl.-Ing. Ingo Kamuf, Dipl.-Ing. (BA) Karl Kronberger
Die Herstellung der Baugruben f√ľr die 5. Maschine war eine ingenieurtechnische Meisterleistung. Den Auftrag hierf√ľr hatte die Arbeitsgemeinschaft RKW Iffezheim, bestehend aus der Schleith GmbH und Implenia Bau AG, erhalten. √úber die gesamte Bauzeit wurden alle Beteiligten vor eine Vielzahl von Herausforderungen gestellt, die nicht allt√§glich waren und die durch besondere L√∂sungen gemeistert wurden. Auf der Baustelle wurden die unterschiedlichsten Bauverfahren des Spezialtiefbaus, wie Schlitz-, Bohrpfahl- und Spundw√§nde sowie Hochdruck und Niederdruckinjektionen, angewandt. Durch die gew√§hlten Bauverfahren und Bauabl√§ufe war es m√∂glich, w√§hrend der Bauzeit die vier Turbinen des unmittelbar angrenzenden Bestandskraftwerks ohne gr√∂√üere Beeintr√§chtigungen weiter zu betreiben und den Verkehr auf der zu unterquerenden Bundesstra√üe sowie den Betrieb des Fischpasses aufrecht zu erhalten.
Besonderheiten beim Ausbau des Kraftwerks RKI Maschine 5
Dipl.-Ing. Ingo Kamuf, Dipl.-Ing. (BA) Karl Kronberger
Im Rahmen des Ausbaus des Rheinkraftwerks Iffezheim (RKI) um eine zusätzliche 5.Maschine [1] konnte nach dem erfolgreichen Lenzen der Hauptbaugrube [2] im Januar 2011 mit den Stahlbetonarbeiten in der Baugrube begonnen werden.
Entwurfs- und Tragwerksplanung f√ľr die 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim ‚Äď 1. Planungsphase
Dipl.-Ing. Michael Molck, Dr.-Ing. Christian Göhl, Dipl.-Ing. Franz Zimmermann
F√ľr die Erweiterung des Rheinkraftwerks Iffezheim wurde eine Erweiterung um die Maschine 5 im Anschluss an das bestehende Kraftwerk vorgesehen. Neben dem Kraftwerkstiefbau und der erforderlichen Baugrube umfasst die Bauplanung die Einbindung der bestehenden Fischaufstiegsanlage und die √úberf√ľhrung der B 500. Bereits vorhandene Kraftwerksausr√ľstungen zur Wasserver- und -entsorgung sowie die Rechenreinigungs- und Krananlagen sollten f√ľr die Maschine 5 angepasst bzw. erweitert werden. Im Fachbereich Stahlwasserbau wurden Verschl√ľsse f√ľr den Turbinenein- und -auslauf, der Einlaufrechen, die Eisklappen und Klappen in der Geschwemmselrinne geplant. Die genannten Aspekte waren Basis f√ľr eine erste Planung, welche aufgrund eines ermittelten hohen Investitionsvolumens nicht ausgef√ľhrt wurde, weswegen eine 2. Planungsphase notwendig wurde.
Die elektro-mechanische Ausr√ľstung f√ľr den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim
Josef Moosmann
Am 16. Oktober 2008 wurde der Vertrag zur Lieferung des f√ľnften Maschinensatzes f√ľr das Rheinkraftwerk Iffezheim unterzeichnet (Bild1) und durch die formale Bestellung vom 08.12.2008 best√§tigt. Damit wurde die termingerechte Auslegung und Planung der elektromechanischen Ausr√ľstung durch die Andritz Hydro GmbH (ehemals VA TECH Escher Wyss GmbH) sichergestellt.
Sonderlösungen des Stahlwasserbaus und der Krananlagen beim Bau der 5.Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim
Karlheinz Rusch, Dipl.-Ing. Gerald Ittel
Nachdem das Projekt Rheinkraftwerk Iffezheim Maschine 5 bereits von Beginn an unter hohem Kostendruck stand, waren die Vorplanungen so angelegt, dass die vorhandene Rechenreinigungsmaschine auch f√ľr die Rechenreinigung der 5. Maschine eingesetzt werden sollte. Ebenso war eingeplant, dass die beiden Portalkr√§ne von Maschine 1 bis 4 mit je 75t Hubkraft auch f√ľr die Montage der 5.Turbine verwendet werden k√∂nnen. F√ľr den Dammbalkenverschluss des Turbineneinlaufs sowie das Turbinenauslaufsch√ľtz wurden ebenfalls L√∂sungen gefunden, bei denen vorhandene Komponenten aus dem Bau des Hochrheinkraftwerkes Rheinfelden genutzt werden konnten.
Umweltbegleitende Maßnahmen beim Zubau der 5. Maschine im Rheinkraftwerk Iffezheim
Dipl.-Ing. Gerald Ittel, Dr. Frank Hartmann
F√ľr den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim waren im Genehmigungsverfahren zahlreiche umweltbegleitende Ma√ünahmen vereinbart, die sowohl die Fischaufstiegsanlage in Iffezheim als auch Anlagen im Umfeld von Iffezheim betrafen. Allen war es gemeinsam, die Umweltwirkungen der Kraftwerkserweiterung durch geeignete Ma√ünahmen auszugleichen und die Situation der Gew√§sser in der Region deutlich aufzuwerten.
Elektro- und leittechnisches Konzept f√ľr den Zubau der 5.Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim
Dipl.-Ing. Wolfgang Beutel, Wolfgang Wunsch
Die Einspeisung der von den Maschinen 1 bis 4 im Rheinkraftwerk Iffezheim erzeugten elektrischen Leistung in das 110-kV-Netz erfolgt √ľber das Umspannwerk Iffezheim. Die Generatorspannung wird √ľber zwei Transformatoren auf 110kV transformiert, wobei jeweils zwei Generatoren einem Maschinentransformator fest zugeordnet sind. Die Transformatoren stehen auf dem Kraftwerksgel√§nde. Je Transformator verl√§uft ein 110-kV-Kabelsystem zum Umspannwerk. Die Entfernung zwischen Kraftwerk und Umspannwerk betr√§gt ca. 600m, wobei eine Schifffahrtsstra√üe des Rheins zu kreuzen ist.
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