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 Überschreitungstagen von Anfang an prädestiniert für eine Erweiterung durch eine fünfte Maschine. Mehrere Planungsanläufe scheiterten an der Wirtschaftlichkeit eines solchen Projekts, das erst durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz für die große Wasserkraft möglich 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 Rückwirkungen auf die Bauzeit und die Bauausführung. Ungewöhnliche Lösungen im Bereich der Maschinentechnik führten am Ende zu einer gelungenen Lösung, die den Erwartungen hinsichtlich Erzeugung und Verfügbarkeit voll entsprechen konnte. |
| Planung der Iffezheimer Baugruben für den Zubau der 5. Maschine Dr.-Ing. Marc Raithel, Dipl.-Ing. Andreas Kirchner Im Zuge der Erweiterung des Rheinkraftwerks I ffezheim mit Einbau einer fünften Rohrturbine war die Herstellung von drei Baugruben erforderlich, die Oberwasser-Baugrube (Einlauf), die Hauptbaugrube (Kraftwerk) und die Unterwasser-Baugrube (Saugschlauch und Auslauf). Sämtliche Baugruben befanden sich innerhalb einer an das bestehende Kraftwerk anschließenden Erweiterung des vorhandenen Querbauwerks (Damm). Im folgenden Beitrag wird über die Planung dieser Baugruben berichtet. |
| Entwurfs- und Tragwerksplanung für die 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim – 2. Planungsphase Dipl.-Ing. Michael Molck, Dr.-Ing. Christian Göhl, Dipl.-Ing. Franz Zimmermann Das Ergebnis der ersten Ausschreibungsrunde hat die erwarteten Projektkosten deutlich überschritten und so die Wirtschaftlichkeit des Projekts in Frage gestellt. In der Folge wurde der Entwurf in den Fachbereichen Maschinentechnik, Bau und Stahlwasserbau hinsichtlich möglicher Einsparungen erneut überprüft. Durch die Wahl einer kleineren Maschine wurde die Ausführung eines abgesetzten Bauwerks mit einer steifenfreien Baugrube und ovaler Form im Grundriss möglich. Während der Ausführung wurden zur Kompensation der aufgetretenen Bauablaufstörungen während der Herstellung der Baugrube verschiedene Maßnahmen zur Entkopplung nacheinander geplanten Vorgänge mit dem Ziel der Reduzierung der Bauzeit entwickelt. |
| Modelluntersuchungen für den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk I ffezheim Dipl.-Ing. Gerald Ittel, Jochen Eckhardt Erste Zielsetzung der physikalischen Modelluntersuchung für die 5. Maschine im Rheinkraftwerk I ffezheim war die Absicherung der Formgebung des Kraftwerkseinlaufs – wie er auf Basis der Resultate eines numerischen 3-D-Modells entworfen wurde. Die anschließenden Sensitivitätsuntersuchungen am Eintritt in den Kraftwerkseinlauf, die relativ zeitnah zur Bauausführung durchgeführt wurden, ermöglichten die volle Ausschöpfung der bautechnischen Einsparpotenziale. Die abschließenden Untersuchungen im Unterwasserbereich des Kraftwerks waren im Wesentlichen getrieben von strömungstechnischen Optimierungen der Einstiege in den Fischpass zwecks besserer Au ffindbarkeit. Der Bericht schließt mit einem Vergleich zwischen den Ergebnissen des Modellversuchs und den sich vor Ort nach der Inbetriebnahme der 5. Maschine einstellenden Strömungsverhältnissen. |
| Besondere Herausforderungen bei der Herstellung der Baugruben für RKI Maschine 5 Dipl.-Ing. Ingo Kamuf, Dipl.-Ing. (BA) Karl Kronberger Die Herstellung der Baugruben für die 5. Maschine war eine ingenieurtechnische Meisterleistung. Den Auftrag hierfür hatte die Arbeitsgemeinschaft RKW I ffezheim, bestehend aus der Schleith GmbH und Implenia Bau AG, erhalten. Über die gesamte Bauzeit wurden alle Beteiligten vor eine Vielzahl von Herausforderungen gestellt, die nicht alltäglich waren und die durch besondere Lösungen gemeistert wurden. Auf der Baustelle wurden die unterschiedlichsten Bauverfahren des Spezialtiefbaus, wie Schlitz-, Bohrpfahl- und Spundwände sowie Hochdruck und Niederdruckinjektionen, angewandt. Durch die gewählten Bauverfahren und Bauabläufe war es möglich, während der Bauzeit die vier Turbinen des unmittelbar angrenzenden Bestandskraftwerks ohne größere Beeinträchtigungen weiter zu betreiben und den Verkehr auf der zu unterquerenden Bundesstraße 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 Rheinkra ftwerks 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 für die 5. Turbine im Rheinkraftwerk Iffezheim – 1. Planungsphase Dipl.-Ing. Michael Molck, Dr.-Ing. Christian Göhl, Dipl.-Ing. Franz Zimmermann Für die Erweiterung des Rheinkraftwerks I ffezheim 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 Überführung der B 500. Bereits vorhandene Kraftwerksausrüstungen zur Wasserver- und -entsorgung sowie die Rechenreinigungs- und Krananlagen sollten für die Maschine 5 angepasst bzw. erweitert werden. Im Fachbereich Stahlwasserbau wurden Verschlüsse für den Turbinenein- und -auslauf, der Einlaufrechen, die Eisklappen und Klappen in der Geschwemmselrinne geplant. Die genannten Aspekte waren Basis für eine erste Planung, welche aufgrund eines ermittelten hohen Investitionsvolumens nicht ausgeführt wurde, weswegen eine 2. Planungsphase notwendig wurde. |
| Die elektro-mechanische Ausrüstung für den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk I ffezheim Josef Moosmann Am 16. Oktober 2008 wurde der Vertrag zur Lieferung des fün ften Maschinensatzes für das Rheinkra ftwerk Iffezheim unterzeichnet (Bild 1) und durch die formale Bestellung vom 08.12.2008 bestätigt. Damit wurde die termingerechte Auslegung und Planung der elektromechanischen Ausrüstung 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 I ffezheim Karlheinz Rusch, Dipl.-Ing. Gerald Ittel Nachdem das Projekt Rheinkraftwerk I ffezheim Maschine 5 bereits von Beginn an unter hohem Kostendruck stand, waren die Vorplanungen so angelegt, dass die vorhandene Rechenreinigungsmaschine auch für die Rechenreinigung der 5. Maschine eingesetzt werden sollte. Ebenso war eingeplant, dass die beiden Portalkräne von Maschine 1 bis 4 mit je 75 t Hubkraft auch für die Montage der 5. Turbine verwendet werden können. Für den Dammbalkenverschluss des Turbineneinlaufs sowie das Turbinenauslaufschütz wurden ebenfalls Lösungen 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 Für den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk I ffezheim waren im Genehmigungsverfahren zahlreiche umweltbegleitende Maßnahmen 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 Maßnahmen auszugleichen und die Situation der Gewässer in der Region deutlich aufzuwerten. |
| Elektro- und leittechnisches Konzept für den Zubau der 5. Turbine im Rheinkraftwerk I ffezheim Dipl.-Ing. Wolfgang Beutel, Wolfgang Wunsch Die Einspeisung der von den Maschinen 1 bis 4 im Rheinkra ftwerk Iffezheim erzeugten elektrischen Leistung in das 110-kV-Netz erfolgt über das Umspannwerk Iffezheim. Die Generatorspannung wird über zwei Transformatoren auf 110 kV transformiert, wobei jeweils zwei Generatoren einem Maschinentransformator fest zugeordnet sind. Die Transformatoren stehen auf dem Kra ftwerksgelände. Je Transformator verläu ft ein 110-kV-Kabelsystem zum Umspannwerk. Die Entfernung zwischen Kra ftwerk und Umspannwerk beträgt ca. 600 m, wobei eine Schifffahrtsstraße des Rheins zu kreuzen ist. |
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