Die maschinellen Einrichtungen des Kraftwerkes Garsten-St. Ulrich Von Dipl.-Ing Helmut Bernt, Ennskraftwerke AG, Steyr Mit 4 Textabbildungen 1. Turbinen 1.1 Hauptdaten und hydraulische Verhältnisse Das Kraftwerk Garsten-St. Ulrich ist mit zwei gleich großen Hauptturbinen (Maschinenfabrik Andritz AG — Escher Wyss AG, Zürich) und einer Restwasserturbine (J. M. Voith AG, St. Pölten) ausgerüstet. Alle Turbinen sind vertikale Kaplanturbinen und direkt mit Drehstrom-Synchrongeneratoren gekuppelt. Die Daten der Hauptturbinen sind: Ausbaudurchfluß............................. 140 m3/s Ausbaufallhöhe................................ 12,5 m Ausbauleistung................................ 21 045 PS Nenndrehzahl................................... 115,4 UpM Durchgangsdrehzahl....................... 305,0 UpM Laufraddurchmesser........................ 4 600 mm Mitte Laufrad................................ 287,1 m ü. A. Gesamtgewicht einer Turbine .... etwa 290 t Die Turbinen sind so ausgelegt, daß sie sich in ihrem Schluckvermögen in die bestehende Kraftwerkskette einfügen. Der maximale Turbinendurchfluß beträgt je etwa 160 m3/s; diese Beaufschlagung liegt jedoch schon außerhalb des Wirkungsgrad-Garantiefeldes. Der Normalstau liegt auf Kote 302,0 m ü. A., bei Schwellbetrieb ist eine Absenkung um 1,0 m vorgesehen. Die maximale Fallhöhe im garantierten Bereich beträgt 14,2 m. Sie ergibt sich bei Normalstau und etwa 30 m3/s Gesamtdurchfluß. Bei Schwellbetrieb sind normalerweise die beiden Hauptturbinen während der Nachtstunden zur Wiederauffüllung des Schwellraumes abgestellt. Während dieser Zeit nützt eine weitere Turbine das von der Behörde für das natürliche Flußbett der Enns im Raume der Stadt Steyr vorgeschriebene Restwasser von 15 m3/s aus. Die Daten dieser Restwasserturbine sind: Ausbaudurchfluß............................. 15 m3/s Ausbaufallhöhe................................ 14,5 m Ausbauleistung................................ 2 642 PS Nenndrehzahl................................... 375,0 UpM Durchgangsdrehzahl....................... 890,0 UpM Laufraddurchmesser....................... 1 590 mm Mitte Laufrad................................ 288,2 m ü. A. Gesamtgewicht der Turbine .... etwa 251 Die gegenüber den Hauptturbinen größere Ausbaufallhöhe entspricht der Betriebsweise dieser Turbine, die überwiegend bei Stillstand der großen Turbinen eingesetzt werden soll. Übersteigt jedoch der Gesamtzufluß das Schluckvermögen der beiden Hauptturbinen, so wird die Restwasserturbine zusätzlich in Betrieb genommen. 1.2 Modellversuche Die Durchführung von vergleichenden Versuchen mit Modellturbinen der anbietenden Firmen erschien bei der gegebenen Größenordnung der Anlage wirtschaftlich nidit vertretbar. Um aber die Möglichkeit zu wahren, die Garantiewertc der gewählten Turbinen außer am Großobjekt audi am Turbinenprüfstand nadi- zuweisen, wurden für die Hauptturbinen die Prüfbedingungen und Umrechnungswerte im Kaufvertrag festgelegt. Die Lage des Kraftwerkes in einem Bogen mit verhältnismäßig kleinem Krümmungsradius gab Veranlassung, Modellversuche im Wasserbaulaboratorium der Tcdinisdien Hochschule Graz durchzu führen. Das Modell umfaßte dank seines Maßstabes (1 : 100) einen großen Teil des Stauraumes, die Wehranlage mit dem Krafthaus sowie den in Betracht kommenden Teil des Unterwassers. Die Versudie sollten zunächst die Riditigkeit der gewählten Gesamtanordnung nadiweisen sowie über die günstige Ausbildung der Wehranlage und des Tosbeckens, und über flußbaulidie Fragen Aufsdiluß geben. Über die diesbezüglidien Ergebnisse wird an anderer Stelle dieses Sonderheftes beriditet (siehe Beridit Dr. Radler „Anlage und Entwurf des Kraftwerkes Garsten-St. Ulrich“). Da für die Güte einer Turbinenanlage nidit nur der Turbinenwirkungsgrad und die Triebwasserführung zwischen Einlaufredien und Saugrohrende allein, sondern audi die Zu- und Abströmverhältnisse außerhalb der eigentlidien Kraftanlage wesentlich sind, wurden bei dieser Gelegenheit zum Teil in Zusammenarbeit mit Hydraulikern der Firmen J. M. Voith, Masdiinenfabrik Andritz und Esdier Wyss Züridi audi in dieser Hinsidit Versudie gemadit, deren bedeutungsvolle Ergebnisse sdiließlidi bei der Großausführung ihren Niederschlag fanden. Entgegen anfänglichen Befürchtungen werden die Turbinen, die an der Innenseite des Bogens situiert sind, vor allem bei normaler Wasserführung sehr befriedigend angeströmt. Die Strömungsgesdiwindigkeit nimmt gegen die Innenseite des Kanalbogens, also in Richtung auf die Turbineneinläufe zu. Diese selbst werden bei versdiiedenen Turbinendurdiflüssen über ihre ganze Höhe relativ gleichmäßig angeströmt. Audi bei Hodiwasser, also audi bei beaufsdilagter Wehranlage, bleibt die Zuströmung zu den Turbinen zufriedenstellend; zugleich konnte festgestellt werden, daß das Treibzeug zufolge einer günstigen Oberflädien- strömung eindeutig der Wehranlage zugeführt wird. Am Modell waren Spirale und Saugrohr maßstabgetreu nadigebildet, das Laufrad selbst war durdi eine geeignete Blende ersetzt. In der ursprünglich gewählten Anordnung war die wehrseitige Turbine reditsdrehend und die landseitige Turbine linksdrehend vorgesehen, auf Grund der Versudie und der Erkenntnisse, die bei früheren Untersuchungen an der Enns gewonnen wurden, sind aber nunmehr beide Turbinen linksdrehend ausgeführt1, wodurch sidi audi in der Breite des Krafthauses Einsparungen ergaben. Versudie mit einem besonders geformten Trennpfeiler zwisdien Wehranlage und wehrseitiger Turbine ergaben weiters, daß dadurdi an der untersuditen Anlage die Anströmung zu den Turbineneinläufen keineswegs verbessert wird, sondern sidi vielmehr das Treibzeug vor den Turbinen 222 H. Bernt: Die maschinellen Einrichtungen des Kraftwerkes Garsten-St. Ulrich
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