Laufkraftwerk Annabrücke

Das VERBUND-Kraftwerk Annabrücke ist ein Laufkraftwerk an der Drau und im Gemeindegebiet von Gallizien in Kärnten gelegen.

Technische Beschreibung 

Das Kraftwerk Annabrücke wurde zwischen 1976 und 1981 unter Mitfinanzierung der KELAG erbaut. Mit einer durchschnittlichen Jahresleistung von 386 GWh ist es das stärkste Draukraftwerk. Die beiden Maschinensätze sind mit zwei vertikalen Kaplan-Turbinen ausgestattet, die bei einer Fallhöhe von 24,3 Meter etwa 46 MW produzieren. 

Auf einen Blick:

Eigentümer: VERBUND Hydro Power GmbH
Betreiber: VERBUND Hydro Power GmbH                                 
Inbetriebnahme: 1981
Typ:  Laufkraftwerk
Region: Österreich, Kärnten
Gewässer: Drau
Leistung: 90 MW
Jahreserzeugung: 386.498 MWh
Turbinen: Kaplan (2)
Fischwanderhilfen:                      in Planung

Detailinformationen zu Geschichte, Bau und Technik

Eine erste Erwähnung eines Draukraftwerks Annabrücke findet sich im Rahmenplan der Österreichischen Draukraftwerke AG (ÖDK) von 1959. Damals waren im Bereich zwischen Edling und Villach noch sieben kleinere Stufen geplant, mit der untersten Stufe Annabrücke mit 400 m Stauziel. Bis 1965 reduzierte sich die Zahl der geplanten Werke auf vier; Annabrücke wurde im Zuge der Vorplanung des Oberlieger-Kraftwerks Ferlach-Maria Rain auf 416,40 m Stauziel angehoben und als Ausleitungskraftwerk mit einer Wehranlage bei Linsendorf umgeplant. Erst bei den endgültigen Bauplänen, die mit dem Baubeschluss vom 8. Oktober 1976 fixiert wurden, einigte man sich auf die Ausführung als Flusskraftwerk bei gleichbleibendem Stauziel, da sich die Ausleitungsvariante mit Stollendurchbruch aus geologischen Gründen als zu aufwändig erwies.

Im Vorfeld des Kraftwerksbaus musste die 1959 bis 1961 provisorisch fertiggestellte Annabrücke unterhalb des geplanten Werks aus Gründen der Unterwasser-Eintiefung neu errichtet werden. Das neue Brückentragwerk wurde 1974 bis 1976 etwa 50 m flussabwärts aus Spannbeton-Hohlkasten mit zwei Hauptträgern errichtet. Parallel dazu fanden bereits ab Juli 1976 die Detailplanungen für den Kraftwerksbau statt. Da sowohl die Topographie des Bauplatzes als auch die Fallhöhe des geplanten Werks mit der Oberliegerstufe Ferlach-Maria Rain vergleichbar waren, diente Ferlach als Musterbauwerk für Annabrücke. Die Modellversuche mussten - obwohl die Form des Tosbeckens beibehalten wurde - an der Technischen Universität Graz mit den leicht geänderten Voraussetzungen erneut vorgenommen werden.

Mit dem Spatenstich begannen am 13. Mai 1977 die Bauarbeiten mit der Baustelleneinrichtung und dem Aushub der Baugrube am linken Drauufer. Die Losbauleitung konnte unmittelbar neben der Baugrube untergebracht, die Baracken für die Gesamt-Bauleitung sowie für die Arbeiter und Angestellten mussten 100 m flussabwärts errichtet werden. Zur Wasserhaltung wurden 19 Brunnen gebohrt, die bis zu 70 m Tiefe erreichten. Die nördlichen und südlichen Aushubwände mussten als bewehrte, geankerte Betonschlitzwände ausgeführt werden. Schlitzwände wurden auch aufgrund der geologischen Voraussetzungen für die Gründung des Werks herangezogen, da der Untergrund aus unregelmäßigen Sand-Kies-Schichten bestand, die eine flächige Gründung nicht zugelassen hätten. Für die Hochbauarbeiten verwendeten die ausführenden Firmen DOKA-Kletterschalungen, in die ein vor Ort hergestellter Normbeton mittels eines neuen mobilen Betonfördergerätes mit einer Leistung von 90 m³/Stunde eingebracht wurde.

Die Umleitung der Drau durch die Wehranlage erfolgte am 9. April 1980, danach wurden die Turbinen montiert. Die Turbine 1 konnten am 4. Dezember 1980 nach der Wellenfreigabe erstmals mit dem Rotor des Generators gekuppelt werden. Im Jänner 1981 wurde der Stator über den Rotor der Bahnstrom-Maschine eingehoben und die Kupplung von Turbine 2 folgte am 17. März. Am 26. April 1981 erfolgte die erstmalige Synchronisation der Einphasenmaschine, am 10. Juli die der Drehstrommaschine. Noch im selben Jahr wurde das Werk vom damaligen Bundesminister für Handel, Gewerbe und Industrie Josef Staribacher offiziell eröffnet.

Insgesamt 4,5 Mio. m³ Boden mussten bewegt werden, um den baulichen Teil des Kraftwerks aus 114.000 m³ Beton und 4.200 t Baustahl zu errichten. 1.300 Seiten statische Berechnungen und 830 A0-Pläne waren nötig, um etwa 500 Betonblöcke einschließlich der Ufermauern zu errichten. Im Zuge des Kraftwerksbaus fanden auch umfangreiche Dammbau-Maßnahmen bei Seidolach, Rottenstein und Haslach sowie beim Linsendorfer Durchstich statt. Eine Unterwasser-Eintiefung von etwa 4,2 km machte die Baggerung von 1,8 Mio. m³ Flusssohle notwendig und ermöglichte so eine zusätzliche Erhöhung der Rohfallhöhe.

Nachdem am Damm Haslach Undichten auftraten, wurde zwischen 1998 und 1999 durch die Porr Grundbau GmbH. eine Sanierung durch Schlitzwandbaggerung vorgenommen.
 
Architektur: Rudolf Nitsch Planung: Planungsabteilung der Österreichischen Draukraftwerke AG (ÖDK). Geologie: Georg Horninger, Wien. Statik u. Stahlwasserbau-Planung: Ludwig Seltenhammer. Maschinenbau-Planung: Prof. Ziegler. Beratung: Herbert Breth, TU Darmstadt. Ausführung: ARGE (Ast, Ilbau, Mayreder, Negrelli, Porr, Rella, Soravia, Unionbau, Universale) Damm-Sanierung 1998/99: Porr Grundbau GmbH.
 
Das Lauf-Schwellkraftwerk Annabrücke befindet sich im Rosental in Südkärnten an einer 90°-Schleife der Drau, westlich von Gallizien. Erreichbar ist die Anlage über das linke Drauufer von Linsendorf aus. Unmittelbar südöstlich schließt das Speicherkraftwerk Freibach der Kärntner Elektrizitäts-AG (KELAG) an. Die Anlage besteht aus einem Krafthaus mit zwei Maschinensätzen im Norden und einer dreifeldrigen Wehranlage mit Segmentschützen und Aufsatzklappen im Süden. Nördlich des Maschinenhauses befindet sich die Freiluft-Schaltanlage, von wo aus der erzeugte Strom in die Netze von VERBUND und ÖBB nach Nordwesten und in das KELAG-Netz nach Südwesten eingespeist wird. Der Rückstaubereich erreicht eine Fläche von 3,5 km² bei einer Staulänge von 14 Kilometern. Etwa sechs Kilometer oberhalb des Kraftwerks leitet ein Dückerbauwerk die ehemaligen südlichen Drauzuflüsse unter dem neuen Draubett zum Nordufer um und von dort parallel zum Flusslauf weiter zum Unterwasser des Werks Annabrücke. 

Die Anlage zeichnet sich durch mehrere Besonderheiten aus: Annabrücke ist das leistungsstärkste Draukraftwerk, das zugleich mit 25 m die größte Rohfallhöhe aufweist. Die zwei Maschinensätze stellen eine in Österreich seltene Kombination von Drehstromgenerator und Einphasen-Bahnstromgenerator mit 16 2/3 Hz im selben Kraftwerk dar, wobei letzterer zum Zeitpunkt seiner Errichtung der Leistungsstärkste Europas war. Beide befinden sich in der rechteckigen, 16 m hohen Maschinenhalle. Diese betritt man von Norden durch ein schiebbares Stahltor, wobei man links neben dem Eingang ein großflächiges Fenster mit Bleistegverglasung in Stahlrahmen erblickt, das für dieses Kraftwerk vom Kärntner Künstler Giselbert Hoke 1981 entworfen wurde. Titel: "Die Mechanisierung der Drau". 

Die Maschinenhalle ist - vergleichbar mit dem Kraftwerk Ferlach-Maria Rain - ein großzügiger Stahlbeton-Skelettbau mit Betonbalkendecke mit Fertigteilen in den Zwischenräumen und Belichtung über einen unterwasserseitigen Obergaden sowie über vertikale Lichtbänder. Die Unterwasser-Fassade ist durch Stahlbetonpfeiler und Sichtziegelfelder in fünf breite und zwei schmale Fassadenbereiche gegliedert, wobei die zwei schmalen Bereiche komplett verglast sind. Im Innenraum dienen zur Halle hin offenen Laubengängen der Erschließung der oberwasserseitigen Betriebsräumlichkeiten. Diese erstrecken sich über drei Stockwerke und beinhalten die Relaisräume im ersten, Büros und den Batterieraum im zweiten sowie Magazine, Archiv, Klimatechnik und einen Aufenthaltsraum im dritten Obergeschoß. Das Flachdach darüber wird innen entwässert und besitzt statt des Bewuchses wie in Ferlach nur eine Kiesbedeckung. Die Vertikalerschließung erfolgt über zwei baugleiche Stiegenhäuser, wobei das nördliche eine Brandabschottung aufweist und einen direkten Zugang zur Oberwasserbrücke ermöglicht. In den Untergeschoßen sind die Turbinenregler und die Zugänge zu den Turbinen, den Kontrollgängen unter der Wehranlage und unter den Turbineneinläufen untergebracht.
 
Konstruktiv ist das Werk ein Stahlbeton-Skelettbau mit Ortbeton-Stützen und Ziegelausfachungen an den Außenwänden. Die Anlage ist annähernd baugleich mit dem Oberliegerwerk Ferlach-Maria Rain, wobei die Unterkonstruktion der Bahnstrommaschine verstärkt ausgeführt werden musste, da Generatoren dieses Typs in der Regel mehr als das doppelte Gewicht im Vergleich zu einem Drehstromgenerator aufweisen. Die Decke über der Maschinenhalle besteht aus Stahlbeton-Balken mit Fertigteilen in den Zwischenräumen. Die Oberflächen im Inneren sind in Sichtbeton ausgeführt und wurden stellenweise weiß gestrichen, an der Fassade wurden Sichtziegel im Bereich der Ausfachungen verwendet. 

Als Bodenbeläge kamen rechteckige braune Fliesen im Maschinenhaus und Terrazzoböden im Bereich der Treppenhäuser zur Anwendung. In den Büros und Gängen der Obergeschoße wurden Kunststoffböden verlegt, in den Werkstätten ersetzte man nach einem Wassereinbruch Ende der 1990er-Jahre das Holzstöckelpflaster durch einen imprägnierten Schiffboden. Im Turbinengeschoß und in den elektrischen Betriebsräumen sind Doppelböden mit quadratischen Holzplatten mit Kunststoffbelag eingebaut. Für Geländer und Handläufe wurden durchgehend rot lackierte Stahlrohre verwendet, insbesondere bei den Geländern oberhalb der nur etwa 30 cm hohen Betonparapete in den Laubengängen. 

Die Stahltüren im Maschinenhausbereich sind teilweise mit Drahtglasfüllungen ausgestattet, die Fenster sind ebenfalls Stahlfenster. Im Bereich des nördlichen Oberwasserausgangs des Fluchtstiegenhauses sind die Rahmen der Verglasung und der Türen blau lackiert.
Turbinen und Generatoren: 
Die beiden Maschinensätze verfügen über vertikale Kaplan-Turbinen der J. M Voith AG, die bei einem Nenndurchfluss von 205 m³/sec. und einer Fallhöhe von 24,3 m eine Leistung von 46 MW aufweisen. Die fünf-flügeligen Laufräder haben einen Durchmesser von 5,1 m und ein Liefergewicht von zusammen 900 t. Sie sind direkt mit den Generatoren gekoppelt, wobei Maschine 1 einen 60 MVA-Einphasen-Bahnstromgenerator (16 2/3 Hz) von der ELIN-Union, Maschine 2 einen 58 MVA-Drehstrom-Synchrongenerator (50 Hz) von Siemens antreibt. Das Gesamtgewicht des Drehstromgenerators beträgt 232,4 t, das des Bahnstromgenerators 611 t.

Transformatoren: 
Für die Transformation des Bahnstroms von 10 kV auf 121 kV steht ein 60 MVA-Blockumspanner mit Ölkühlung von der ELIN-Union zur Verfügung. Die Drehstrom-Umformung gewährleisten ein 58 MVA-Blockumspanner mit Ölkühlung von Siemens sowie zwei Erregertrafos, einer mit 800 kVA-Leistung von Siemens sowie einer mit 700 kVA von der ELIN-Union. Den Eigenbedarf des Werks stellen ein 800 kVA-EB-Umspanner von BBC, Wien und ein 630 kVA-EB-Umspanner von ASEA sicher.

Wehranlage: 
Die drei Wehrfelder der Anlage weisen jeweils eine Breite von 18 m und eine Verschlusshöhe von 15 m auf. Sie sind mit ölhydraulisch angetriebenen, geschweißten Drucksegmentschützen mit aufgesetzten Stauklappen versperrt, die ebenso wie die Turbinen-Notverschlüsse Erzeugnisse von Waagner-Biró in Wien sind.

Rechenreinigung: 
Die Rechenreinigungsmaschine für den Turbineneinlauf wurde von der VÖEST-Alpine, Linz geliefert. Ein 3,5 t schwerer Wagen reinigt mit einer Putzbreite von 3,18 m die jeweils 15,95 m breiten Einlaufrechen von Waagner-Biró und befördert das Schwemmgut mittels eines Förderbandes in die dahinter liegende Spülrinne. Von dort wird das Material in ein landseitiges Sammelbecken gespült, von wo es durch Drittfirmen abtransportiert werden muss.

Hubwerke: 
Die Maschinenhalle besitzt zwei baugleiche Brückenkräne von Künz, Baujahr 1980, mit jeweils einem 170-, einem 20- und einem 5 t-Hubwerk. Bei einer Spannweite von 14,90 m ermöglichen sie Hubwege bis zu 37 m. Ausgeführt als dichtgeschweißte Kastenträger, werden sie über hydrodynamische Einzelradantriebe bewegt. Der Oberwasser-Dammbalkenkran, ebenfalls von Künz, kann 2x35 t heben und verfügt zusätzlich über einen 5 t-Hilfshub. Ein Unterwasserkran von Waagner-Birò ermöglicht das Manipulieren von 2x20 t. 

Querschnitte des Kraftwerks:

Querschnitt des Laufkraftwerkes Annabrücke
Querschnitt des Wehrfeldes im Kraftwerk Annabrücke