Flusskraftwerke und Stromwerke

27 Pages·1948·6.054 MB·German

by  Dr. Ing. Anton Grzywienski (auth.)

FLUSSKRAFTWERKE
UND STROMWERKE
VON
DR. ING. ANTON GRZYWIENSKI
0. PROFESSOR AN DER TECHNISCHEN HOCHSCHULE WIEN
MIT 20 ABBILDUNGEN
SPRINGER-VERLAG WIEN GMBH 1948
Alle Rechte, insbesondere auch das des Nachdrucks und der Übersetzung, vorbehalten.
Copyright 1948 by Springer-Verlag Wien
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag in Vienna 1948
ISBN 978-3-7091-3888-5 ISBN 978-3-7091-3887-8 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-7091-3887-8
Manzsche Buchdruckerei, Wien IX.
Flußkraftwerke und Stromwerke.
Von Dr.-Ing. Anton Grzywienski, o. Professor an der Technischen Hochschule Wien.
Jede Wassermenge ist durch ihre Höhenlage über Schwierigkeiten technischer und rechtlicher Natur,
dem Meeresspiegel, infolge der Anziehungskraft noch nirgends Wirklichkeit wurde.
unserer Erde, ein Fmergieträger. Mitunter ist sie es Vergegenwärtigen wir uns im folgenden das
auch durch die ihr innewohnende kinetische und ideelle Längenprofil eines Flusses von den Gletscher
thermische Energie oder durch die Anziehungskraft gebieten bis zu den Niederungen des Meeres (denken
der Gestirne. wir etwa an den Lauf der Rhöne) und betrachten
Bisher wurde nur die potentielle und kinetische wir die möglichen Ausbauformen der Wasserkraft
Energie der Festlandsgewässer, durch Umwandlung nutzung, wie sie für die Anlagen in den einzelnen
in eine für uns praktisch verwertbare Energieform. Teilstrecken zweckmäßig und charakteristisch sind.
ausgenützt. Im Oberlauf erstreckt sich die Wasserkraft
Werke, die diesen Zwecken dienen, werden nutzung schon heute bis an die Grenzen des Nieder
Wasserkraftanlagen genannt. schlagsgebietes und in die höchsten Regionen des
Flußsyslems. Die Erfassung der Niederschläge auf
A. Hauptausbauformen• der Wasserkraftnutzung. den obersten Teil des Einzugsgebietes ka.nn entweder
auf einzelne Stellen konzentriert werden, die nahe
Lange Zeit beschränkte sich die Vlasserkraft
oder unterhalb der Gletscher liegen (sogenannte
nutzung auf einen bescheidenen mit.tleren Bereich
einer F'lußstreoke, auf kleine Nutzwassermengen und Untergletscherwa.sserfassungen)4 oder durch Hang
kleine Nutzfallhöhen. Es waren isolierte Anlagen kanäle und Stollen5 erfolgen, welche das Nieder
schlagswasser möglichst restlos erfassen, annähernd
geringer Leistung. Die Verwertung der gewonnenen
entlang einer hohen Schichtenlinie (z. B. 2000 m)
Energie war an den Ort der EI"zeugung (richtiger
sammeln und dem gewünschten Entnahmeort zu
Energieumwandlung) gebunden.
führen.
In den letzten Jahrzehnten sind die Konzessions
Von diesen höchsten Entnahmestellen wel'den die
si recken der Wasserkraftnutzung nach beiden Rich
Niederschläge und das Schmelzwasser der Gletscher
tungen, flußauf- und -abwärts, wesentlich erweitert
zur Gänze oder bis zu einem bestimmten maximalen
worden. Die Nutzwassermenge Q,1 die Nutzfall
höhe H 2 und die Einzelmaschinenleistung N = sekundliehen Ausmaß, einem Staubecken6 zugeleitet.
= f (Q, H)3 sind erheblich gesteigert worden. Einige das einen Bestandteil der obersten 'Vasserkraftan
lage von der ersten Ausbauform bildet, unter der
Flußstrecken (Aare, Dran, Conowingo, Tennessee)
ein Umleitungskraftwerk bestimmter Art, kurz
wurden vollkommen ausgebaut und einheitlich be
Hochdruckkraftwerk genannt, verstanden wer
trieben (Durchlaufspeicherung).
den soll.
Heute können wir uns bereits den organischen
Es besteht meist aus der Wasserfassung (Wehr
Ausbau eines ganzen Flußlaufes von der Quelle bis
oder 'l'alsperre, Fassung von natürlichen Seen), der
zur Mündung in das Meer vorstellen, obwohl eine
schwach geneigten Zuleitung (mit freiem Spiegel oder
derartig weitreichende, meist in mehreren staatlichen
unter Druck), dem Schwallbwuwerk (Schacht oder
Hoheitsgebieten liegende Nutzung, wegen der vielen
Becken), der Falleitung (Stahlrohrleitung oder
* :&>zci<>hnungE>n ~iehe Inha ltt!Yerzcichnis Seit-e 2·!. Schacht), dem Kraftwerk (im freien Gelände oder
1 Größte Nutzwassernlengen: Projekte Donauwerk Ybbs im Fels) und der Ableitung (offen oder im Stollen).
Persenbeug 2000 m3fs und Eisemea Tor 5000 mSfs, in Be Kennzeichnend für eine Hochdruckanlage ist das
trieb befindliehe Anlug~n Dnjeprostroj 2000 m3fs, Tennes
see Kraftwerke Wilson 2000 ma;s und Whee'er 2200 mSfs, 4 Sifhe Stambach, Gntergletschcrwasserfassungen, SBZ.
Safe Harbour a.m Susquehanna 2800 ms,'s, Bonneville a.m 1948.
Columbia River 5600 m3fs. r. Man denke an. das Tauernprojekt der AEG aus dem
2 Größte Nutzfallhöhen: Dixence (Schweiz) 1760 m, Jahre 1928 "Salzburger Tunern-Wasserkraftwerk".
Laures (Italien) geplant 2030 m. 6 Die Gtimselspcrren stauen in den Unteruarglets('her
s Größte Einzelmas<>hinenleistnngen: Fontana ( Little ein ( Stauziel 1923 m), das Projekt Stausee Oberaar si~ht
Tennessee) 91500 PS, Grand Coulee (USA) 108000 kVA. den Einstau des Oberaargletsthcrs auf 2288 m ü. d. M. vor,
Sungari (l\'Iandschurei) 115 000 PS, Harspranget (t:<>hweden) Stauziel der Dixen<>e Staumauer 2200 m, von Super Dixence
im Bau 105 000 kV A. 2364 m ü. d. M.
2 A. Grzywienski:
überwiegen der ~utzfallhöhe (ll) gegenüber der Am·bau). Im Projektstadium befindet sich die Aus
\Vassermenge ( q ), das Vorhandensein einer Um nützung des Yangtse-kiang oberhalb Itchang mit
leitung und die unmittelbare Zuführung des Was einer geplanten installierten Leistung von 10"5 bis
sers zu den Turbinen in Form einer allseits geschlos 13 Mio kW.
senen Steilleitung. Die absolute Druckhöhe ist nicht Es dürfte kaum ein Zweifel darüber bestehen,
ausschlaggebend. Hochdruckanlagen können dem daß diese Ausbauformen der "\Vasserkraftnutzung
Betrieb nach sowohl Speicher- als auch Laufwerke in Zukunft sehr in den Vordergrund treten wird,
sein (Bezeichnung demgemäß: Hoch drucklaufwerk, und zwar um so mehr, je kühner die Talsperren
Hochdruckspeicherwerk). doch sind gerade in den bauten werden.
obersten Konzessionsstrecken, den hydrologischen Mit abnehmendem Gefälle des Wildbettes, aber
Bedingungen entsprechend, \Verke mit natürlichen7 zunehmender mittlerer \Vasserführung, werden
oder künstlichen Speichern8 zweckmäßig. Der durch Flußstaukraftwerke oder kürzer Fluß k r a f t
sie vermittelte Ausgleich des Dargebotes der Natur w er k e- dritte Hauptausbauform -,zweckmäßig.
während eines größeren Zeitraumes (üherjahres Es sind dies Stauwerke mit konstantem oder nahezu
speicher, Jahresspeicher oder Saisonspeicher) kommt konstantem OberwasserspiegeL Das Kraftwerk liegt,
den unterhalb liegenden, häufig unmittelbar ange ebenso wie bei der zweiten Hauptausbauform, ent
schlossenen weiteren Hochdruckanlagen ohne Spei weder am Ort des Aufstaues oder in unmittelbarster
cher9 oder mit Speichern großer Füllzahl, zugute. ~ähe davon. Der Aufstau selbst wird durch ein
\Veit seltener, weil gewöhnlich weniger wirt Wehr ohne längere Umleitung erzielt. Diese Haupt
ansbaufarm wird in Abschnitt B näher erörtert.
schaftlich nnd nur für kleinere Anlagen geeignet,
Bczeichnungsbeispiel: Drankraftwerk Lavamünd.
wird die allseits geschlossene Triebwasserzuleitung
im Gefälle des Wildbettes, am Talboden verlegt Große Flußkraftwerke mit vorwiege'll.d Lauf
(sogenannte Talbodenkraftwerke)1°. energie befinden sich z. B. in Ryburg Schwörstadt,
Rhein (110000 kW), Verbois. Rhöne (85000 kW),
·wenn die nutzbare vV assermenge in einem wei
Schwabeck, Dran (62000 kW)ll, Marburg, Dra·u
teren Abschnitt unseres ideellen Flußlängenprofiles
eine solche Größe erreicht, daß die Ausnutzung (50000 kW).
ohne Umleitung, also durch direkten Aufstau mit vVenn im Mittellauf eines Flusses die örtlichen
Hilfe einer Sperre allein, bereits wirtschaftlich ist, Gegebenheiten, die zur Wirtschaftlichkeit erforoer
kann die Errichtung von sogenannten Ta I sperren liche starke Fallhöhenkonzentration, für ein Fluß
kraftwerken, die zweite Hauptausbauform, in kraftwerk nicht mehr zulassen, die Stufenhöhe also
Frage kommen. Unter diesen Begriff sollen Stau zu klein werden würoe, ist man geneigt, die Fall
kraftwerke fallen, bei denen der Oberwasserspiegel höhe durch Umleitung zu gewinnen. So kommt man
und damit die Nutzfallhöhe stark schwanken, da ja zur vierten Hauptausbauform, einem Umleihmgs
die Hauptaufgabe der Talsperren nicht in der He kraftwerk bestimmter Art, kurz K an a 1k raftwer k
bung des ·w asserspiegels, sondern in der Speiche genannt. Bei diesem überwiegt die Wasser
rung der \Vassermengen besteht. Die Xutzung er menge (Q) gegenüber der Fallhöhe (h) und wif!d
folgt an Ort und Stelle oder in unmittelbarster Nähe das Nutzwasser der Zentrale in der Regel mit freiem
des Aufstaues. In der Regel handelt es sich daher Wasserspiegel zugeführt. Die absolute Größe der
bei den Talsperrenkraftwerken um Speicherwerke. Nutzfallhöhe ist nicht maßgebend. Meist sind sowohl
Bezeichnungsbeispiel: Talsperrenkraftwerk Genis eine Zu- als auch eine Ableitung vorhanden. Aber
siat. auch Anlagen ohne Oberwasserkanal,12 d. h. nur
V<m den bedeutendsten Talsperrenkraftwef!ken mit einer Ableitung bzw. ohne Unterwasserkanal,13
seien genannt: also nur mit einer Zuleitung, gehören unter diese
Hauptausbauform vier. Anlagen dieser Art sind
In Europa: Genissiat an der Rhöne (zweitgröß
sogar oft wirtschaftlicher als Werke mit Zu- und
tes Wasserkraftwerk Europas, 350000 kW), Aigle,
Ableitung. Sie bilden gewissermaßen eine Zwischen
Dordogne (llOOOOkW), Bort,Doroogne (200000kW,
im Projekt), Chasang, Dordogne (210000 kW. im stufe l'JU den Haupbausbauformen (II) und (III). Für
die schwedischen Kr<1ftanlagen z. B. ist das Fehlen
Projekt).
eines Oberwasserkanals und das Vorhandensein
In den USA.: Boulder (1"3 Mio kW), Grand
eines langen Unterwasserstollens charakteristisch.
Coulee (2 Mio kW), Hiwassee, Tennessee, TVA
(115000 kW) Freiluft-Talsperrenkrafiwerk, Chero In Mitteleuropa wurde das Kanalkraftwerk in
kee, 'l'ennessee, TVA. (120000 kW) Freiluft-Tal den letzten Jahren öfters abgelehnt, weil es einen
sperrenkraft werk, Font:ma, Little Tennessee, TVA schweren Eingriff in das Landschaftsbild darstellt.
(202000 kW) Freiluft-Talsperrenkraftw erk, Norris, Dies trifft aber nur für "Gmleitungen mit offenen
Clinch, TVA (100000kW). Kanälen zu, nicht aber für Stollen. Gegen das
In Osta.sien: Sungari, (680000 kW im ersten Kanalkraftwerk kann allerdings vorgebracht wer
den, daß es selbst bei gleichem Ausbaugrad, eine
7 Z. B. Weißsc~ in den Tauern, Stauziel auf 2265 m. geringere Energieausbeute als das Flußkraftwerk
8 Z. B. Kraftwerk Grimsel und Handeck, Obervennunt ergibt. Sofern die örtlichen Verhältnisse eine Wahl
werk.
9 Z. B. Innertkirchen, Vermuntwerk, Kardann a. d. Ei.sack 11 Siehe Grzywiensld. Das Drankraftwerk Schwa.bcck,
(200 000 kW). östcrr. Bauzeitschrift. Jg. 1948, li. 4 bis 6.
10 Siehe Ludi n, Wnsserkraftanl'lgen, Berlin 1934, 8. 143, 12 Z. B. Wettingen, Krangede, IIjälta, Hnrsprnngel;.
Abb.lOS. 13 Z. B. Beznnu, Rhcinfelden, Kirchbichl.
Flußkraftwerke und Stromwcrke. 3
gestatten, wird daher das Flußkraftwerk wegen der Kilowatt}, Wheeler (260000 kW), Pickwiek Landing
anzustrebenden maximalen Ausbeute, vorzuziehen (216000 kW), Kenh1eky (160.000 kW).
sein. Es wird abor immer wieder Fälle geben, die Die mächtigen Ströme in Südamerika, Asien und
eine Entscheidung zugunsten eines Kanalkraft speziell in Afrika sind noch völlig unerschlossen. Sie
werkes berechtigt erscheinen lassen. .sind die Wasserkraftzentren der Zukunft, wenn ein
Von den großen Kanalkraftwerken oder der- mal die internationale, ü her Kontinente hinweg
artigen Projekten seien erwähnt: reichende \Velt-Energieversorgung mittels Fern
an der Mur: Pemegg (20000 kW) in Betrieb, leitungen höchster Spannungen, Wirldichkeit wird.
a.m Rhein: Kembs (120000 kW) in Betrieb, Allein am mittleren und unteren Kongo dürften
Ottmarsheim (156000 kW) im Bau, Wasserkräfte von rund 100 :Mio kW ausbauwurdig
an der Rhöne: Proj.ekt'l für große Kanalkraft sein. Wie bescheiden sind dagegen die Leistungen
werke, der bisher errichteten oder im Bau befindlichen
am Lule älv: Harspranget, Unterwasserstollen bedeutendsten kalorischen Werke.14 Das derzeit bei
3'2 km lang (360000 kW) im Bau. Schenectady (USA) in Batl befindliche Atomkraft
werk wiro eine Kapazität von 750000 kW haben. Ein
Häufig treten schon im Mittellauf eines Flusses
anderes mit 500000 kW ist in Californien geplant.
neben den Interessenten für die AusnUtzung des
Zweifellos ist diese letztgenannte Energieentwick·
·wassers als Energieträger solche auf, die das
lungsform in Zukunft sehr aus..c;ioht.sreich; ent
\Vasser als Transportmittel oder für Bewässerungs
spricht doch einem Gramm Masse bei vollständiger
zwecke verwert-en wollen. Am Unterlauf kommt vor
Umwandlung, eine Energie von 25 Mio kWh.
allem die Schiffahrt als gleichberechtigter oder
auch als führender Partner (RMD, TVA ) hinzu. In den Mündungsstrecken müssen sowohl bei der
In diesen schiffbaren Strecken des Flusses, den wir Kraftnutzung, als a!t.tch bei der Schiffahrt die
von da ab Strom nennen, lassen sich, wenn an der Wechselwirkungen von Strom und Meer, die Reso
Was,c;erkraftnutzung festgehalten werden soll, nur nanzerscheimmgen, sowie die Anziehungskräfte der
·werke errichten, die mehreren Zwecken gleichzeitig Gestirne berücksichtigt werden. Hier kann es zur
dienen. In Analogie zu der in den USA gebrä:uch Ausführung von sogenannten Gezeiten k r a f tw er
lichen Bezeichnung "Multiple purpose dams" ken kommen, die wir alssechste Hauptausbauform
könnte man hier von mehreren Zwecken dienenden anführen wollen. Eine solche Anlage, die an Umfang
Werken, "M ultipurpose D e v e 1o p m e n t s" sprechen. die vorher genannte Type der Stromwerke noch we
Wir wollen dieser fünften Hauptausbauform den sentlich übertreffen kann, wiro je nach dem vor
Namen Stromwerk geben und dieses im Ab gesehenon Arbeitszyklus, aus folgenden Teilen. be
schnitt C ausführlicher behandeln. Bezeichnungs stehen: Aus einem Meeresdamm zum Abschluß einer
beispiel: Donauwerk Ybbs-Persenbeug. Flußmündung oder einer Bucht, mit Durchflußöff
·wenn zu den für die Kraftnutzung notwendigen nungen für das Ein- und Ausströmen des Flutwas
Bauten größere Anlagen für die Schiffahrt erfor sers, einem Kraftwerk mit Triebwasserführungen
derlich werden (Kammerschleuse.n, Schleusentrep nach einer oder beiden Richtungen, eventuell mit da
pen, Schiff-shebewerke) ergeben sich Objekte be zugehörigen Pumpanlagen und Schiffahrtsschleusen.
deutendon Umfanges, die durch die Vielfalt de,;; Die Gezeitenkraftwerke sind übßr ein allerdin"'s
Aufgrubenk1•eisos und die Dimensionen, insbeson reifes Entwurfsstadium noch nicht hinaus"'eko~-
o
doro aber auch wegen der schwierigen Bauaus men. Dio Ausführung ist mit einem außerordent-
führung, die größten Anforderungen an den Kon· lichen Kostenaufwand verbunden und die Renta
stru"kteur stellen und ein universelles Können, so bilität nicht immer gegeben bzw. an wenige Orte
wie eine besondere Gestaltungsfähigkeit, vorans der Erde mit bedeutenden Springfluthöhen gebun
setzen Diese Umstände, die großen Ausbaukoslen, den.15 So wurde der Bau des Gezeitenkraftwerkes
die Frage der Verwertung der unregelmäßig an in der Bucht von Passamaquoddy (300000 kW},
fallenden Energiemengen, sind wohl die Gründe nahe der Grenze zwischen Kanada und den USA
dafür, daß speziell die Nutzung der Wasserkräfte wegen zu großer Kosten aufgegeben. Dagege~
11m Unterlauf unserer mächtigsten Ströme zur Zeit steht ein ähnliches ·werk an der Severnmünduna
noch in den Anfängen steckt, obwohl gerade dort (Bristolkanal) an der englischen Westküste mlt
die meiste Energie herauszuholen wäre. 685 000 kW noch immer in Erwägung und werden
Es seien hier einige der wenigen aus~eführten für zwei Gezeitenkraftwerke in Nordfrankreich,t&
oder in einem reifen Protektionsstadium befindlichen mit .Tahresarbeitsvermögon von 1 bzw. 12 Mia kWh,
Stromwerke genannt: Europa: Donau, Passauer umfangreiche Modellversuche durchgeführt.
Kachlet (45000 kW) in Betrieb, Projekt Ybbs Der Vollständigkeit halber möge noch hinzuge
Persenbeug (150000 kW), Projekt Eisernes Tor fügt werden, daß mit der Erreichung des Meeres
(zii•ka 750000 kW). Dnjepr: Dnieprostroj (560000 niveaus die Ausnützung der potentiellen Energie des
Kilowatt) in Betrieb, Wolga: (Schiffahrt für 18000-t
Boote, Bewässerung, Kraftnutzung, Jahresarbeit 14 Ch!cago St.~~ Plant (200000 kW) in Betrieb, Gmmc-
nach dem Großwolga-Plan 60 Mia kWh), Kuiby 'illim ( 400 000 kW) im Bau. .
schew (250000 kW) im Bau, Uglitsch (220000 kW) 11' Größte Springfluthöhen nn den Küsten ~m·dwest­
turopM (12m), an der Fundy-Bay, Kanada (19m) nnd im
in Betrieb, Rybinsk (200000 kW) in Betrieb, Stalin
Mündungstrichtel' des Tsien-Tang be-i Hangchow (1-1m).
gra.d-Si.i.d (140000 kW) in Betrieb.
16 Rance bei St. :Malo und in der Bucht von Mont St.
Nordamet1ilm: Tennessec River, Wilson (436000 Michel.
A. Grzywienski:
\Vassers nicht unbedingt beendet sein muß. In man Der lückenlose Wasserkraftausbau einer größe
chen Fällen wird sich das Fluß- oder das Meeres ren Flußstrecke wird sich praktisch kaum je er
wasser noch naoh Depressionen, oder von einem reichen lassen. Großstädte, die ia häufig an Strömen
Meer zum anderen, leiten lassen. Man kann dem liegen, bilden eine besondere Schwierigkeit für die
gemäß von Depressions- bzw. Meereskraftwerken Aufteilung einer Flußstreoke in aufeinanderfolgen
sprechen. Letztere gehören allerdings nicht mehr in den Haltungen, ohne Int~rvalle mit freier Schiffahrt.
den Rahmen unserer Betrachtung. Eine Depres Auch das zu geringe Fließgefälle eines Stromes wird,
sionsanlage wird am Nil ernstlich in Erwägung selbst bei größten Wassermengen, der wirtschaft
gezogen.U Schließlich wären noch ieno Meereskraft lichen Ausnützung eine Grenze setzen, so wie die;;
werke zu erwähnen, welche die Ausnützung der ki bei zu kleinen Wassermengen im Bereiche größter
netischen (Wellenenergie) oder der thermischen En zur Verfügung stehender Höhen der Fall sein kann.
ergie des Meere.s zur Aufgabe haben und so ge
Von den in diesem Abschnitt behandellen Haupt
wissermaßen das unterste Glied unserer Werkskette
ausbaufarmen verdienen hierzulande die Ausbaufor
darstellen.
men (III) und (V) starke Beachtung. Steht doch die
Fassen wir die verschiedenen, im Zuge der Gene
Ausnützung der Donau und ihrer wesentlichen Zu
ralausnützung eines Flußlaufes vorkommenden Aus
bringer im Brennpunkt des öffentlichen Interesses,
bauformen nochmals zusammen, so haben wir im
insbesondere auch in Hinblick auf den Stromexport
wesentlichen zwischen den Staukraftwerkern [ (Aus
Beispielsweise könnte die Donau auf der ganzen
bauformen (II), (III), (V), (VI)] und den Umlei
öst~rreichischen Strecke von Passau bis Hainburg in
tungskraftwerken [A usbanformen (I) und (IV)]
einer Kette von etwa 10 Werken mit einem Gesamt
zu unterscheiden. Die früher übliche Unterscheidung
jahresarbeitsvermögen von 10 bis 12 Mia kWh aus
zwischen ~ieder- und Hochdruckanlagen nach den genützt werden. Durch einen Bolehen Ausbau würde
absoluten Fallhöhen ist in der Abgrenzung willkür
sich die Stromerzeugung, umgerechnet auf den Kopf
lich und sagt zu wenig aus. Benennungen, wie Mittel
der Bevölkerung Österreichs, von derzeit etwas über
druckwerke, haben ebenso keine Berechtigung, da ,100 kWh, auf das Vierfache erhöhen.
sich der Begriff Mitteldruck mit der technischen Ent
Das Eingehen auf die näheren Einzelheiten von
wicklung stets ändern wird. Flußkraftwerken und Stromwerken erscheint daher
In der vorangegangenen übersieht wurden nur gerechtfertigt.
die typischen Hauptausbauformen der Wasser
kraftnutzung entlang eines Flusses angeführt. Die
Aufzählung erhebt keinen Anspruch auf Vollstän B. Die Flußkraftwerke.
digkeit. Au.sbaufo:rmen. wie sie bei der Nutzbar
Unter einem Flußkraftwerk (Flußstaukraftwerk
machung der Seihmtäler und zwischen verschiedenen
oder Wehrkraftwerk) wollen wir eine Wasserkraft
Flußgebieten vorkommen, blieben außer Betracht,
anlage verstehen, bei der die Nutzfallhöhe durch
ebenso die Formen der künstlichen hydroelektri
Aufstau, mit Hilfe eines Wehres, ohne Umleitung er
schen Anlagen (Pumpwerke), der Vermischung von
zeugt wird. Wesentlich ist also das Fehlen einer
natürlicher und künstlicher Wasserkraft usw.
nennenswerten horizontalen Zu- oder Ableitung in
Der überblick sollte aber auch keine starre Ein Form eines Kanales, Stollens oder einer Rohrleitung,
teilung bezwecken. Zwischen allen Hauptausbaufor
ferner der Aufstau durch ein Wehr (hauptsächlich
men sind übergangsformen möglich, die man je
W asserspiegelhebung) und nicht durch eine Tal
nach dem Vorherrschen de.s einen oder anderen
sperre (hauptsächlich Speicherung). Die Nutzfall
Merkmales einreihen wird. So werden Anlagen mit
höhe kann nicht allein durch Aufstau, sondern auch
verhältnismäßig kurzen, offenen oder go~hlossenen durch Senkung unter die Flußsohle20 erreicht werden.
Umleitungen18 noch zu den Staukraftwerken und An In diese so definierte A us.ba uform sollen demgemäß
lagen mit einer kleinen geschlossenen Zuleitung19 auch Anlagen einbezogen sein, bei denen das Ein
noch zu den Kanalkraftwerken gezählt werden kön
laufbauwerk und das eigentliche Kraftwerk überein
nen.
ander angeordnet und duroh einen Fallschacht mit
Auch alle Sonderformen und Varianten, die sich einander verbunden sind. (Natürliche oder künstliche
durch andere Wassernutzungen, wie Bewässe Kraftwerke.) In der Regel handelt es sich um Lauf
rung, Trift, Flößerei usw. ergeben. sind dillbei außer werke, eventuell mit Kleinspeicherbetrieb. Fl ußkraft
Betracht geblieben. Durch das Hinzutreten von werke werden um so wirtschaftlicher, je größer die
:'\l"ebenaufgaben liegen die Verhältnisse in Wirk Stauhöhe im Verhältnis zur natürlichen Höchst
lichkeit vielfach weit komplizierter als geschildert. wassertiefe ist. Sie eignen sich vorzugsweise an
Flüssen mit stärkerem Gefälle, am Ende einer
17 Quattara.-Depressionskraftwerk (200 000 kW), 11 =
Schluchtenstrecke, bei Stromschnellen und Wasser
= - 50 m, 50 km lange Zuleitung von der Fassnng bei EI
fällen. Der Name Flußkraftwerk hat nichts mit den1
Alamein.
1s z. B. wird da.s Kraftwerk der Assuan-Sperre N = Begriff "Fließen" zu tun. Bezßichnungsbeispiel:
= 260 000 kW. A = 17 Mia kWh) ·etwa 150m von der Drankraftwerk Schwabeok.
Mauer E-ntfernt liegen und mit dieser durch Rohrstränge
verbunden sein.
19 Z. B. Shiphaw li (Canada) am Saguenay-River 2o Natur~gebener Absturz, natürliche Eintiefung durch
(850 000 kW). JI =63 m, Oberwasserkanal nnd 200m lange Störung des Gesrhiebehaushaltas oder künstliche Senkung
hori:r.ontale Turbinenrohrleitung. der Flußsohle durch Baggerung.
Flußkraftwerke und Stromwerke.
5
Die verschiedenen Bauweisen.• den zu diesem Zweck vergrößerten Wehrpfeilern
Je nach der Grundrißform und der Höhenent untergebracht. Wenn eine oder zwei Maschinen
wicklung lassen sich folgende Bauweisen unter regelmäßig mit je einem Wehrfeld abwechseln,
E~cheiden: spricht man von einem Pfeiler- bzw. Doppelpfeiler
a) Nach der Grundrißfonn. kraftwerk.
I. Das einte i 1i g e Staukraftwerk ( s. A bb. 1). Anwendungsgebiet: Vorzugsweise dort, wo bei
niederem relativen Au~ta.u die EntwiCklungslänge
Alle Maschinen sind in einem einzigen Bauteil
zusammengefaßt, der unmittelbar neben der, eben
fails eine Einheit bildenden, Wehranlage liegt. Diese
Bauweise können wir als Kormalfall bezeichnen. da
da.~ einteilige Staukraftwerk die weitaus verbreitetste
Type ist und bis vor etwa 10 Jahren fast die einzige
clcr Hauptausbauform (III) war.
Die bisher übliche Bezeichnungsweise "Buehten
werk" legt das Schwergewicht auf eine nicht obli
gatorische Eigenschaft solcher Kraftwerke. Nicht
alle Anlagen der Bauweise I weisen eine Bu:!ht auf.
Die Maschinen können, besonders bei großem rela
tiven Aufstau, nur teilweise (Halbbuchtenwerk)
oder ganz innerhalb der natürlichen Flußbrei!t~
untergebracht werden.
Anwendungsgebiet: Normalfall für jedes Fluß
kraftwerk.
Abb. 1. Wauerbauliehe Modellvenuchc an der Technlachen Hochachule
Beispiele: Rheinkraftwerk Ry.burg-Schwörstadt.
Wien: Elntelllgea Flullluaftwerk.
Draukraftwerk Schwabeck, Rhönekraflwerk Ver
bois (Aufstau und künstliche Senkung).
des Objektes duroh die natürliche Enge des Fluß
II. Zweiteiliges Staukraftwerk (s. Abh. ~)­ querschnittes sehr beschränkt ist oder wo architek
tonische Gesichtspunkte stark in den Vordergrund
Die Maschinen sind in zwei Gruppen zu heiden
gerückt werden.
Seiten des zu einer Einheit zusammengefaßten 'Wehr
teiles. symmetrisch oder unsymmetrisch, angeordnet. Beispiel: Draukraftwerk Marburg, 1945 zur
Bisher wurden solche Anlagen Uferkraftwerke ge Hälfte fertiggestellt, derzeit vor der Vollendung
nannt, doch ist die hier gewählte Bezeichnung allge durch Jugoslawien.
meiner.
Anwendungsgebiet: Bei besonders großen An
lagen, wenn mitten durch den Fluß eine Staatsgrenze
\'erlä.uft, und keine Einigung hinsichtlich der Er
stellung eines einzigen Kraftwerkes zustande kommt
oder wenn aus Gründen der architektonischen Ge
staltung eine strenge Symmetrie gefordert wird. Die
Aufstellung von Maschinen mit zweierlei Frequen
zen ist keine zwingende Vera.nlassung zu dieser Va
riante, vielmehr können Maschinen für Drehstrom
und Einphasenstrom auch in einem einteiligen Kraft
werk zweckmäßig untergebracht werden. Im Aare
kraftwerk Rupper;;wil-Auenst.ein (Schweiz) z. B
sind zwei gleiche Kaplanturbinen von je 23000 Pf:
mit einem Drehstromgener.ator, bzw. einem Bahn
generator· gekuppelt.
Beispiele: Rheinkraftwerk Augst-Wyhlen (1910) A bb. 2. W auerbaullche Modellvenuche an der Teclmlachen Hochechule
mit Turbinenhäusern parallel z,ur Flußrichtung, ver Wien: Zweltelllgeo Flußkraftwerk.
altert. (Heute würde man in der Schweiz und in
Deutschland keine Veranlassung mehr sehen, am IV. Inselstau-kraftwerk.
Rhein ein zweiteiliges Kraftwerk auszuführen). Ent
In Umkehrung der Type II ist hier die Webr
wurf Salto Grande von Prof. Ludin (Staatengrenz,e).
unlage zweiteilig und das Kreftwerk einteilig. Das
Ennskraflwerk Großraming, begonnen 1943.
Kraftwerk bildet sozusagen eine Insel im Fluß.
(Der Grund für diese Ausführungsweise war ein
Anwendungsgebiet: Bei einer Flußteilung ober
rein architektonischer.)
halb einer Insel oder aus architektonischen Grün
III. Mehrteiliges Sta·ukraftwerk (siehe den. Eine zwingende Veranlassung für ein Inseistau
Abb. 3). kraftwerk ist sehr selten gegeben.
Die Maschinen sind einzeln oder in Gruppen in
Beispiel: Vorentwurf AEW für Draukraftwerk
• Bt•zei<'hnungen ~it•he lnhaltsl'er:t.ei('hnis Seite 2i. Mai"burg.
6 A. G r z y wie n s k i: Flußkraftwerke und Stromwerke.
V. Kombinationen der Bauweisen I bis IV. der Kran läuft, der zum Ein- und Ausbau der Ma
Die sechs möglichen Kombinationen sind: schinen dient.
a) Einteiliges KW und zweiteiliges KW (I + li) Beispiel: Rheinkraftwerk Ryburg-Schwörstadt,
(zwei Wehre und zwei Kraftwerke). Aarekraftwerk Eglisau, Draukraftwerk Faal,
b) Einteiliges KW und mehrteiliges KW (I + Rhonekraftwerk Ohancy-Pougny, Clayton Kraft
+ III). werk, Virginia.
VII. Freiluftkraft werk.
Das Bestreben, an Baukosten 'ZU sparen und da
mit die Wasserkraft gegenüber anderen Energiearten
wettbewerbsfähig zu erhalten, führte dazu, die Auf
bauten wegzula3sen. Als solche kommen in Betracht:
Die Kraftwerks-, Montage- und 'l'rafohallen, die
Wehrbedienungshäuser usw. Die Aufbauten werden
aber auch deshalb vermieden, weil sich das Bauwerk
dann besser in die Landschaft einfügt und bescheide
ner wirkt. Bei solchen Werken läuft der Maschinen
kran im Freien, oberhalb der niedrig angeordneten
Kraftwerksdecke. Auf den Pfeilern sind tiefliegende
Wehrantriebe vorgesehen.
Wir unterscheiden mehrere Grade der Freiluft
bauwei.se.
a) Halbhohe Bauweise. Die Kraftwerksdecke
Abb. 3. Wasaerbaullehe Modellvenruche an der Technl.schen Hochschule
Wien: Mehrtetliget~ Flußkraftwcrk. liegt so hoch, daß zwischen Generator und Decke
noch ein leichter Montagekran für Hilfsdienste fah
c) Einteiliges KW und Insel KW (I + IV) (zwei ren kann, z. B. Draukraftwerk Felber-Insel (Projekt
Wehre und drei Kraftwerke). des Verfassers, 1940).
d) Zweiteiliges KW und mehrteiliges KW (II + b) Niedrige Bauweise. Die Kraftwerksdecke
+ III). befindet sich wenig über Oberkante-Generator.
e) Zweiteiliges Kraftwerk und Inselkraftwerk Der Hilfskran entfällt. Beispiel: Draukraftwerk
(II +IV). Schwabeck.
c) Extrem niedrige Bauweise. Die Kraftwerk:s
decke liegt unterhalb der Oberkante des Generators.
Die Decke kann eventuell so weit gesenkt werden,
daß sie in Höhe des Generatorbodens zu liegen
kommt und die hydraulischen, sowie elektrischen
Einrichtungen, am Reglerboden vereinigt werden.
Der Generator steht dann sozusagen, nur von einem
Blech- oder Betonmantel umschlossen, im Freien (s.
Fußnote 33).
d) Gemischte Bauweise Halb-Freiluftkraftwerk).
Für die Bedienung des Wehres bzw. der Notver
schlüsse desselben und für das Kraftwerk sind zwei
Krane vorhanden, von denen der Wehrkran außen.
über der Kraftwerksdeoke, der Maschinenkran innen
läuft. Beispiel: Ennskraftwerk Ternberg.
Anwendungsgebiet der Bauweise VII.
Abb. 4. Wasaerbauliche Modellversuche an der Technl.schen Hochschule
Wien: Flutkraftwerk. Die Bauweise VII in den Varianten b oder c
sollte heute als Normalfall eines Staukraftwerkes
f) Mehrteiliges KW und Insel KW (JII + IV). (Flußkraftwerkes c der auch Talsperrenkraftwerkes)
Nähere Ausführungen zu diesen Kombinationen gelten, da sie so ausgeführt werden kann, daß sie,
dürften sich erübrigen. wie langjährige Erfahrungen gezeigt haben, den
Beispiele: Projekt Salzachkraftwei"k (1943), Va· selben Grad von Betriebs3icherheit aufweist, wie die
riante d. Type VI. Auch in Gegenden mit strengen klimati
{J) Nach der Höhencnlwicklung. schen Verhältnissen (im hohen Norden) sind gün
stige Betriebserfahrungen gemacht worden. Wetter
VJ. Hochbaukraft werk.
sichere konstruktive Durchbildungen von Generator
Unter dieser Bezeichnung ist gemeint, daß diese hauben und des Kranabschlusses sind entwickelt.
Kraftwerke infolge ihrer Bauweise eine große Die Freiluftbauweise erleichtert eine einheitliche
Höhe benötigen, nicht aber daß sie eine große ab Lösung und gute Gestaltung. Dies gilt sowohl für
solute Stauhöhe besitzen. Die Staukraftwerke der Großkraftwerke als auch für kleinere Anlagen.
Type VI weisen eine hohe Halle aus Stahlbeton oder Die Freiluftbauweise hat sich nicht nur bei
Stahl über den Aggregaten auf, innerhalb welcher Schalt- und Wasserkraftanlagen, sondern auch be-
neJo-