Laufkraftwerk Garsten-St. Ulrich

Das VERBUND-Kraftwerk Garsten-St. Ulrich ist ein Laufkraftwerk an der Enns und in der Gemeinde Garsten in Oberösterreich gelegen.

Technische Beschreibung 

Das Kraftwerk Garsten-St. Ulrich wurde zwischen 1965 und 1967 erbaut. Zur Ufersicherung wurde im Juli 1967 ein Abschlussdamm aufgeschüttet. 1999 erfolgte die Einrichtung eines EDV-Leitsystems und der Tausch der drei statischen Erregermaschinen. Zwei vertikale Kaplan-Turbinen mit direkt gekoppelten Drehstrom-Synchrongeneratoren erzeugen eine durchschnittliche Jahresleistung von etwa 163 GWh. 

Auf einen Blick:

Eigentümer: Ennskraftwerke AG
Betreiber: Ennskraftwerke AG                              
Inbetriebnahme: 1967
Typ:  Laufkraftwerk
Region: Österreich, Oberösterreich
Gewässer: Enns
Leistung: 38,3 MW
Jahreserzeugung: 162.500 MWh
Turbinen: Kaplan (3)
Fischwanderhilfen:                      nein

Weitere Informationen

Die Planungen für ein Ennskraftwerk im Bereich von Garsten bei Steyr reichen in die Zeit nach dem Ersten Weltkrieg zurück. 1919 erhielt das Kraftwerksprojekt "Sand" der Oberösterreichischen Wasserkraft und Elektrizitäts-AG (OWEAG), das von Ing. Spychinger ausgearbeitet worden war, die wasserrechtliche Bewilligung. Dieses nicht realisierte Ausleitungskraftwerk sah eine Wehrstelle etwa 900 m flussaufwärts der ausgeführten Anlage bei Enns-km 41,1 vor. 

Nach der Genehmigung der Stufe Ternberg im Jahr 1922 adaptierten die Ingenieurbüros Schachermayer & Sing aus Linz und Gruner aus Basel das Projekt 1926. Das 1929 konzessionierte und 1931 nochmals überarbeitete Projekt sah nunmehr die Wehrstelle bei Enns-km 40 vor. Im Jahr 1939 plante die "Reichswerke AG für Erzbergbau und Eisenhütten Hermann Göring Linz" ein Ausleitungskraftwerk, das bereits die Staustufe Rosenau mitberücksichtigte und das Kraftwerk bei Enns-km 36,6 vorsah. 

Das Krafthaus war am südöstlichen Ende der Garstener Ennsschleife vorgesehen. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde an Stelle des Ausleitungskraftwerks eine Planungsvariante mit zwei Buchtenkraftwerken - Lahrndorf bei Enns-km 36,5 und St. Ulrich bei Enns-km 33,2 - mit jeweils 6 m Fallhöhe entwickelt, die jedoch aufgrund der hohen Baukosten ebenfalls nicht verwirklicht wurde.

Ab 1960 beschäftigte sich die Ennskraftwerke AG (EKW) mit der Projektausarbeitung. Aus wirtschaftlichen Überlegungen zog man vor, die Rohfallhöhe von 13 m in einer einzigen Staustufe zu nutzen. Das 1954 fertig gestellte Kraftwerk Rosenau war für die ab 1960 entwickelten Varianten und die Auslegung des Stauziels maßgebend. Man entschloss sich, die südliche Garstener Flussschleife (Boig) zu durchstechen und so den Markt Garsten vor großen Eindeichungen zu bewahren. Neben dem ausgeführten Projekt für ein Buchtenkraftwerk erstellte die EKW auch Varianten für ein Ausleitungs- und für ein Pfeilerkraftwerk.

Außerdem bezog man das Kraftwerksprojekt aus dem Jahr 1939 in das Variantenstudium mit ein. Die Variante als Buchtenkraftwerk wählte man aufgrund der günstigen Lage der Baustelle, des geringen Anspruchs an Grund und Boden und der Möglichkeit, das Kraftwerks in einer einzigen Baugrube ohne Enns-Umleitung oder Wasserhaltemaßnahmen zu errichten. In einer Reihe von Modellversuchen wurde die Situierung der einzelnen Kraftwerksbereiche optimiert. Das Projekt der Ennskraftwerke AG (EKW) erhielt 1964 vom Ministerium für Land- und Forstwirtschaft die wasserrechtliche Bewilligung, die das Regulierungsneuland von rund 7 ha dem Kraftwerksunternehmen unter der Bedingung zusprach, dass diese Fläche für öffentliche Zwecke zu widmen sei. Die Oberösterreichische Kraftwerke AG (OKA) und die Verbundgesellschaft übernahmen jeweils die Hälfte der Errichtungskosten, die Nutzung des Stromes erfolgte zu je 50% durch die beiden Gesellschaften.

Die Bauarbeiten begannen im Sommer 1965 mit der Einrichtung der Baugrube und dem Durchstich, der eine Verkürzung des Flusslaufs um knapp einen Kilometer mit sich brachte. Krafthaus und Wehr konnten in einer einzigen großen Baugrube errichtet werden, wobei die Felsriegel oberhalb und unterhalb der Sehne als natürliche Fangdämme genutzt wurden. Diese Felsriegel, die früher den Fluss in einen S-förmigen Lauf gezwungen hatten waren hoch genug, der Baugrube auch bei Hochwasser ausreichenden Schutz zu bieten. Im Juni 1965 begannen die Betonierarbeiten, ab Februar 1967 die Maschinenmontage. Zur Ufersicherung wurde im Juli 1967 ein Abschlussdamm aufgeschüttet. Mit der Inbetriebnahme des ersten Maschinensatzes am 3. November, der Restwasser-Maschine am 9. November 1967 sowie des zweiten Hauptmaschinensatzes am 18. Jänner 1968 ging das Kraftwerk Garsten-St. Ulrich in Betrieb.

1999 erfolgte die Einrichtung eines EDV-Leitsystems und der Tausch der drei statischen Erregermaschinen. Gleichzeitig wurde in diesem Jahr eine Unterwasser-Eintiefung vorgenommen und damit die Leistung des Kraftwerks auf 35,3 MW erhöht.

Architektur: Karl Rebhahn
Planung: Siemens Ges.m.b.H.
Ausführung: ARGE Mayreder, Linz - Hamberger, Linz - Union Baugesellschaft, Wien; Stahlbau: VÖEST, Linz, Waagner-Biro AG, Wien

Die Enns führt im Bereich des Kraftwerks "Garsten-St. Ulrich" in einer S-förmigen Schlinge an dem am linken Ufer gelegenen Ort Garsten vorbei. Flussaufwärts liegt das Kraftwerk Rosenau, flussabwärts folgt die Staustufe Staning. An der Altarm-Schleife am linken Ufer ist die Strafanstalt Garsten situiert. Vom rechten Ufer wird das Kraftwerk durch eine von der Eisen-Bundesstraße abzweigende Zufahrt erschlossen, die über die Kraftwerksbrücke führt und in die Bezirksstraße am linken Flussufer mündet.

Das Kraftwerk liegt senkrecht zum Flusslauf und besteht aus dem am rechten Ennsufer anliegenden Krafthaus und aus der bis zum linken Ufer reichenden Wehranlage. Eine befahrbare Brücke verbindet die Flussufer. An der Westseite des Krafthauses schließt die Freiluft-Schaltanlage an.

Krafthaus:
Das 50 m lange, im Tiefbau bis zu 48,2 m breite und insgesamt 36,5 m hohe Krafthaus ist in seinem Hochbauteil als Quader aus Sichtbeton mit rauem Schaltafelprofil und mit einem flach geneigten Dach gestaltet. Der Baukörper ragt 16 m über dem Unterwasserpodium auf und übertrifft die Wehrpfeiler und die Fahrbahn an Höhe. Er enthält die Maschinenhalle und Nebenräume für technische Einrichtungen, im Erdgeschoß eine kleine Werkstatt und in den Obergeschoßen Aufenthalts- und Verwaltungsräume. 

Die Unterwasser-Ansicht ist als Hauptfassade des Krafthauses gestaltet und erhebt sich über der schrägen Mauer des Unterwasserpodiums, an der die Unterwasser-Dammtafeln aufgehängt sind. Zwischen zwei nahezu völlig geschlossenen Randblöcken und über einer Sockelzone aus Sichtbeton ist eine Konstruktion aus schlanken Stahlbetonstützen angeordnet, welche die gleichermaßen zart dimensionierte Kranbahn tragen. Die Stahlbetonelemente sind an der Fassade mit Stahlprofilen überblendet, die Flächen dazwischen in Stahl-Glasfelder aufgelöst. 

Von der Fahrbahnebene gelangt man über ein zweiläufiges Stiegenhaus auf das Fußbodenniveau der Maschinenhalle hinunter. Der Transport von Lasten erfolgt durch das Einfahrtstor, das im rechten Teil des Krafthauses zwischen zwei Stahlbetonstützen situiert ist und zum Montageplatz der Halle führt. Die großflächigen Verglasungen zwischen den Stahlbetonstützen an der Südseite der Maschinenhalle geben den Blick auf das Unterwasserpodium frei. 

An der Oberwasser-Seite sind die Stützenabstände mit Sichtbeton ausgefacht, nur oberhalb der auf einzelnen Konsolen ruhenden Kranbahn wurden Fensterbänder angeordnet. An der gegen das Wehr gerichteten Stirnseite der Maschinenhalle ist eine Galerie auf Höhe des ersten Obergeschoßes eingezogen, die einen Überblick auf die Maschinenhalle erlaubt. Die landseitige Stirnseite ist als Sichtbetonmauer ausgeführt. Die Decke besteht aus Sichtbeton-Bindern, entlang der Längsseiten der Hallendecke sind Well-Faserzementplatten montiert. 

In der Mitte des Maschinenhallenbodens befindet sich die Reglergrube, rechts und links davon sitzen die beiden vertikal eingebauten Hauptmaschinensätze, deren Generatorengehäuse kaum über das Fußbodenniveau aufragen. An der Nordwand der Halle sind Schalttafeln angeordnet, mit denen das Kraftwerk in Notfällen direkt gesteuert werden kann. Oberwasserseitig sind auf der Ebene der Maschinenhalle Transformatorräume sowie Räume zur Steuerung und Überwachung des Kraftwerks angelegt.

Unter der Fahrbahnebene befinden sich ein Batterieraum, ein Transformatorraum für die 6,3 kV-Transformatoren sowie Schalträume für die Synchronisiereinrichtung, den Leitungsschutz, die Störungsmeldung und die Erregermaschinen. Im Tiefbau des Krafthauses sind die Maschinensätze, die Turbineneinläufe und die Saugrohre situiert. In den drei Tiefgeschoßen des Unterwasser-Podiums befinden sich Lagerräume, Ölabscheider, Turbinenkompressoren, Maschinen für die automatische Löschanlage, ein Öllagerraum und im dritten Untergeschoß die Einstiege in die Turbinengehäuse und Lagerräume. 

Die kleine Werkstatt ist im landseitigen Ende des Krafthauses neben dem Montageplatz situiert und wird durch ein Fensterband an der Unterwasser-Seite belichtet. Über ihr sind im ersten Obergeschoß Aufenthaltsräume und im zweiten Obergeschoß Verwaltungsräume untergebracht.

Wehr mit Restwasser-Turbine:
Die drei Wehrfelder besitzen eine lichte Weite von je 14 m und eine Verschlusshöhe von 12,80 m. Die im Tiefbau bis zu 41,2 m langen und 4 m breiten Wehrpfeiler zeigen Sichtbeton-Oberflächen, kragen im Oberwasser konsolenartig aus und sind im Unterwasser stumpf abgeschrägt. Im Landpfeiler ist der Maschinenraum der vertikal eingebauten Restwasser-Turbine angeordnet. Der Maschinenraum ist mit massiven Sichtbetonmauern eingehaust und von einem Flachdach mit Montageluke abgeschlossen.

Kraftwerksbrücke:
Die Kraftwerksbrücke führt an der Oberwasser-Seite des Krafthauses entlang und ist im Bereich der Wehrfelder auf den konsolenartig auskragenden Pfeilerköpfen gelagert. Unter der Fahrbahn befindet sich ein Gang, der das Krafthaus mit dem Maschinenraum der Restwasser-Turbine und dem Oberwasserpodium verbindet. 

Neben dem Maschinenhaus der Restwasser-Turbine führt eine Betontreppe zum linken Ufer des Unterwassers hinunter. Die Freiluft-Schaltanlage am rechten Ufer ist von der Unterwasser-Seite gesehen hinter Bäumen und Sträuchern fast vollständig versteckt.

Wehr, Krafthaus und Ufermauern errichtete man auf einem Flyschrücken, um den sich der ursprüngliche Flusslauf in einer Schleife gewunden hatte. Die Felsen waren hoch genug, um als natürliche Fangdämme die Baugrube vor Flutungen schützen zu können. Für den Bau des Kraftwerks, das in einer einzigen Baugrube errichtet wurde, durchstach man die Flussschleife und leitete die Enns in das neue Bett um. Am rechten Ufer stellt eine etwa 200 m lange Injektions-Dichtschürze die Verbindung mit der rechten Oberwasser-Ufermauer her. Das wannenförmig abgedichtete Einlaufvorbecken leitet zu den linken Oberwasser-Ufermauern über. Für den Bau fanden umfangreiche Drainage-Maßnahmen statt. Insgesamt verbaute man 70.000 m³ Beton, die Erd- und Felsbewegungen hatten einen Umfang von 1.100.000 m³.

Krafthaus:
Das aufgehende Mauerwerk besteht aus Stahlbetonstützen mit Ausfachungen aus Stahlbeton. Die Unterwasser-Fassade ist als Stahlbeton-Skelettkonstruktion ausgeführt. Die Decke der Maschinenhalle konstruierte man aus dreiecksförmigen Stahlbetonbindern mit rund 15 m Spannweite, zwischen denen 20 cm starke Leca-Dielen gespannt sind. An der Untersicht der Binder wurden Well-Faserzementplatten montiert. Die Deckenbinder mussten in Ortbeton hergestellt werden, da für das große Gewicht der Fertigteile kein entsprechendes Hebezeug verfügbar war. 

Die Dachhaut besteht aus Alu-Blech mit verblechten Wandabschlussstreifen. Die großflächigen Verglasungen sind zum Großteil aus Fixverglasungen zwischen vertikalen Hauptprofilen und horizontalen Stäben aus gestrichenen Stahlprofilen in dunkelgrauer Fassung hergestellt. In dieser Konstruktion sind öffenbare, vollflächig verglaste Fenster- und Türelemente integriert. Die Maschinenhalle ist mit blauen Bodenfliesen ausgelegt, die Bodenflächen des Stiegenhauses sind mit Kunststeinplatten belegt. Lager- und Nebenräume der Untergeschoße besitzen einen Estrich, die Stiegenläufe sind in Ortbeton ohne weitere Beschichtung und mit Metallgeländern ausgeführt. 

Die Verwaltungs- und Aufenthaltsräume sowie die kleineren Betriebsräume sind mit Linoleumbelägen ausgestattet. Der Stiegenlauf im linken Landpfeiler hinunter zum Maschinenraum der Restwasser-Turbine ist als Stahlrohrkonstruktion ohne Setzplatten ausgeführt. In den Verbindungsgängen sind die Leitungen meist unter den Bodenplatten aus Betonsteinen oder entlang der Seitenwände in Kabeltassen und hinter Schutzgittern geführt.

Wehr:
Die Wehranlage ist in Stahlbeton ausgeführt. Die Fundamentplatten sind durch Fugen von den Wehrfeld-Sohlplatten getrennt, die vom Wasser berührten Flächen wurden nicht verkleidet, jedoch sind die Wehrschwelle und die Tosbecken-Gegenschwelle mit einer Stahlpanzerung versehen. Um die aus geschweißten Kastenträgern bestehenden Querhäupter anzupressen, spannte man die Flusspfeiler mit jeweils 64 Spannstählen (Produkt DYWIDAG) vor.

Kraftwerksbrücke:
Die Fahrbahn wurde als Stahlbeton-Hohlkasten ausgeführt, der aus drei schlaff bewehrten Einfeldbalken besteht.

Begleitende Maßnahmen in der Umgebung des Kraftwerks:
Die ehemals nahe am linken Ennsufer gelegene Kirche des Marktes Garsten ist auf einer Pfahlrostgründung aus Holz errichtet: Um einen Abfall des Grundwasserspiegels mit absehbaren Bauschäden für die Kirche zu vermeiden wird mit Hilfe einer Drainage im Staubereich und einer im Durchmesser 80 cm starken Rohrleitung der Grundwasserspiegel in diesem Bereich künstlich hoch gehalten.
 
Turbinen und Generatoren:
Die zwei Hauptmaschinensätze und die Restwasser-Maschine verfügen über vertikal montierte Kaplan-Turbinen, die Drehstrom-Synchrongeneratoren sind direkt gekuppelt. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, sind die Haupt-Maschinensätze linksdrehend ausgelegt. Die Hauptturbinen wurden von Andritz und Escher Wyss erzeugt und besitzen eine Nennleistung von 15,5 MW. Die 19 MVA-Drehstrom-Generatoren der Haupt-Maschinensätze stammen von der Elin-Union AG und der Wiener Starkstromwerke GmbH. J.M. Voith montierte die Restwasserturbine, die eine Ausbauleistung von 1.943 kW aufweist. Der zugehörige Generator mit einer Nennscheinleistung von 2,35 MVA wurde von der Elin-Union-AG und der Wiener Starkstromwerke GmbH erzeugt.

Beide Hauptmaschinensätze liefern über einen gemeinsamen Transformator und eine etwa 4 km lange 110 kV-Drehstromleitung die Energie in das Umspannwerk Steyr. Neben der 110 kV-Freiluft-Schaltanlage wurde für die Ortsanspeisung aus dem Restwassergenerator eine 30 kV-Innenraum-Schaltanlage errichtet. Beide Schaltanlagen stammen von der österreichischen Firma "Sprecher & Schuh Ges.m.b.H." in Linz. Der Eigenbedarf wird wahlweise aus dem Ortsnetz, direkt aus dem Restwassergenerator oder von den Hauptgeneratoren bezogen.

Seit dem Jahr 2000 erfolgt die Steuerung der Ennskraftwerke aus der Zentrale in Steyr. Das Kraftwerk ist daher so eingerichtet, dass es in vollautomatischem Betrieb läuft bzw. aus Steyr über das EDV-Leitsystem ferngesteuert wird.

Eine technische Besonderheit waren die drei erstmals statisch ausgeführten Erregermaschinen, die von Siemens, Elin und BBC (je eine Erregermaschine) geliefert wurden. Die Erregermaschinen wurden 1999 einheitlich auf ein Fabrikat von Siemens ausgetauscht, um die Versorgung mit Ersatzteilen sicher zu stellen.

Wehranlage:
Die drei Wehrfelder sind mit Segmentverschlüssen mit aufgesetzter Klappe von Waagner-Biró ausgestattet. Bei einer Verschlusshöhe von 12,80 m beträgt die Hubhöhe der Segmente 10,50 m. Angesteuert werden die Segmentverschlüsse über hydraulische Zylinder, die aufgesetzten Klappen mit einer vertikalen Höhe von 2,75 m über Plunger (vertikale hydraulische Hubzylinder). Die Klappen wurden so dimensioniert, dass über jede umgelegte Klappe 100 m³/s Wasser ablaufen können. Die Turbinennotverschlüsse sowie die Einlaufrechen und die Rechenreinigungsmaschine nebst Rechengut-Zerkleinerer wurden von der VÖEST hergestellt.

Hubwerke:
Der Maschinenhallenkran von Waagner-Biró besitzt 95 t Tragkraft. Die kleine Werkstätte des Kraftwerks ist mit einem 2,5 t-Handlaufkran mit Unterflansch-Laufkasse ausgerüstet. Im Turbinenschacht jeder Hauptturbine befindet sich ein 2,5 t-Rundlaufkran für Revisions- und Demontagearbeiten. Der Turbinenschacht der Restwasserturbine wurde mit einem 2,5 t-Rundlaufkran von Kone auf einer schwenkbaren Konsole der Firma Voith sowie mit einem schwenkbaren 1 t-Hebezug der Firma Abus aus dem Jahr 2003 nachgerüstet. Ein 35 t-Mobilkran wird zum Setzen der oberwasserseitigen Turbinennotverschlüsse der Restwasserturbine und der Wehrdammbalken herangezogen.

Rechenreinigung:
Vor dem Oberwasserpodium ist eine fahrbare Rechenreinigungsmaschine der VÖEST mit einer Hubmaschine der Waagner-Biró AG in Graz für 16 t Tragkraft als kombinierte Rechenreinigungsmaschine mit dem Notverschlusshubwerk installiert. Eine kleine, mobile Hubmaschine mit Greifer dient zum Herausheben größerer Stücke an Schwemmgut. Für die Reinigung des Feinrechens der Restwassermaschine ist auf dem Oberwasserpodium vor dem linken Landpfeiler eine kleine stationäre Rechenreinigungsmaschine mit Seilwindwerk und elektrischem Stellantrieb von J. M. Voith in St. Pölten installiert.