Laufkraftwerk Schönau

Das Ennskraftwerk Schönau gehört zu jenen fünf Staustufen, die an Stelle des Großprojektes "Kastenreith" realisiert wurden. Von diesen befinden sich die Kraftwerke "Altenmarkt", "Krippau" und "Landl" im Gebiet der Steiermark, die Stufen "Kleinreifling" und "Kleinkastenreith", die schließlich in "Schönau" und "Weyer" umbenannt wurden, liegen in Oberösterreich. Die Kraftwerke Schönau und Weyer wurden entsprechend der flussabwärts gelegenen, bereits voll ausgebauten und im Schwellbetrieb geführten Ennskraftwerke konzipiert.

Mit Bescheid des Bundesministeriums für Land- und Forstwirtschaft wurde das Kraftwerksprojekt Schönau am 17. Dezember 1966 zum bevorzugten Wasserbau erklärt und erhielt am 17. Oktober 1967 auch die wasserrechtliche Bewilligung. Da die Bahnlinie St. Valentin-Selzthal vom Kraftwerksbau betroffen war, mussten umfangreiche Verhandlungen mit den Österreichischen Bundesbahnen geführt werden. Das Bundesministerium für Verkehr erteilte in Bescheiden vom 4. März und 15. April 1971 die eisenbahnrechtliche Bewilligung für die Arbeiten. Die Planung des Kraftwerks stammt von der Maschinenfabrik Andritz AG. 

Die Vorarbeiten zum Kraftwerksbau begannen im November 1967, und am 10. Dezember 1968 fiel im Aufsichtsrat der Ennskraftwerke AG der Baubeschluss. Um Flutungen der Baugruben durch Hochwässer zu vermeiden, entschloss man sich, zuerst die beiden linksufrigen Wehrfelder in einer Baugrube zu errichten und erst nach Fertigstellung der zwei Wehrfelder die zweite Baugrube mit dem Krafthaus und dem dritten Wehrfeld in Angriff zu nehmen. Baugrube I wurde am 12. November 1969 leergepumpt und am 29. August 1970 waren die beiden Wehrfelder soweit fertig gestellt, dass die Baugrube I geflutet werden konnte.

Die Umstellung auf die zweite, rechtsufrige Baugrube gestaltete sich jedoch durch die hohe Wasserführung der Enns schwierig, außerdem ergaben Pumpversuche in der Baugrube im Oktober 1970 einen starken Wasserzudrang vom Untergrund. Diese Probleme führten zu einer fünfmonatigen Verzögerung der Betonierarbeiten. Am 25. April 1971 konnte man schließlich mit dem Betonieren der ersten Fundamentblöcke am Krafthausblock beginnen. Die Montage der Fertigteil-Dachbinder für das Krafthaus erfolgte im Dezember 1971, die Eindeckung fand im Frühjahr 1972 statt. Einsparungen konnten auch durch die Wiederverwendung von Maschinenzeichnungen und Schalungsplänen des Kraftwerks Garsten-St. Ulrich erzielt werden.

Die Montage der Maschinensätze wurde ab 7. Jänner 1972 vorgenommen und am 6. März 1972 fuhr man das Laufrad von Maschine I ein. Die Flutung der Baugrube II fand am 13. Mai 1972 im Unterwasser, am 6. Juli im Oberwasser statt, sodass am 3. September der Vollstau vorgenommen werden konnte. Der erste Maschinensatz wurde am 31. August 1972 in Betrieb genommen, die zweite Maschine folgte am 2. November 1972. Nach der Kraftwerksübernahme am 15. Dezember 1972 fanden bis zum April 1973 die Baustellenräumung und Rekultivierungsarbeiten statt.

An der Baustelle waren bis zu 162 Personen beschäftigt. Zur Herstellung der Unterwasser-Eintiefung waren zum Großteil schon vor der Stauerrichtung des Kraftwerks Weyer Flussbaggerungen auf einer Länge von rund 900 m vorgenommen worden. Den Rest des Aushubs nahm man nach der Fertigstellung des Kraftwerks Schönau vor, wobei der Stau Weyer um einen Meter gesenkt werden musste. Täglich wurde eine drei- bis vierstündige Drosselung des Durchflusses in Schönau vorgenommen, sodass innerhalb von zwei Wochen die Flusssohle auf einer Strecke von rund 300 m um etwa zwei Meter eingetieft werden konnte. Für den Bau des Kraftwerks Schönau musste die am linken Ufer verlaufende Eisenbahnlinie Kleinreifling - Selzthal über eine Länge von 1,4 km gehoben werden. Im Jahr 1983 führte man eine weitere Eintiefung des Unterwassers durch. Hierbei wurden 110.000 m³ Flussschotter gebaggert und 4.000 m³ Steinwurf verlegt.

Schönau bildet die zehnte und oberste Stufe der Kraftwerkskette der Ennskraftwerke AG (EKW) von der steiermärkisch- oberösterreichischen Landesgrenze bis zur Mündung der Enns in die Donau und ist zugleich der jüngste Bau dieser Kette. 

Planung: Maschinenfabrik Andritz AG
Ausführung: Krafthaus, Wehr und Rückstauraum: ARGE Kraftwerk Schönau (G. Hinteregger & Söhne Bauges.m.b.H., Salzburg, Ferro-Betonitwerke A.G., Linz, Stern & Hafferl, Gmunden), Schlitzwand: INSOND Ges.m.b.H., Salzburg, Stahlbau: VÖEST

Das Kraftwerk Schönau ist zwischen den Kraftwerken Altenmarkt und Weyer etwa zehn Kilometer flussaufwärts der Einmündung des Gaflenzbachs in die Enns situiert. Die Erschließung erfolgt vom rechten Flussufer über die Eisenbundesstraße. Das senkrecht zur Flussachse liegende Buchtenkraftwerk besteht aus einem Krafthaus in der rechten und einer Wehranlage in der linken Flusshälfte. Die Freiluft-Schaltanlage befindet sich auf der Unterwasser-Plattform vor dem Krafthaus. Am rechten Ufer ist ein ehemaliges Betriebswohnhaus situiert, in dem sich heute Büros befinden.

Krafthaus
Das Krafthaus ist 54,5 m lang, 39,0 m breit und insgesamt 29,0 m hoch, wovon durchschnittlich 16 m über dem Spiegel des Unterwassers aufragen. Über dem zweigeteilten Turbinenauslauf erhebt sich die Unterwasserplattform, an deren abgeschrägter Mauer Turbinen-Notverschlusstafeln montiert sind. Die auf der Plattform situierten Transformatoren und die Freiluft-Schaltanlage dominieren die gesamte Ansicht des Krafthauses von der Unterwasser-Seite. Darüber erhebt sich der in Sichtbeton ausgeführte, quaderförmige Hochbau, dessen schlanke Stützen das Flachdach tragen.

Die Wände des am rechten Ufer gelegenen Montageplatzes besitzen großflächige Stahl-Glas-Konstruktionen mit integrierten Tor- und Fensteröffnungen, die Felder hinter der Freiluft-Schaltanlage wurden hingegen massiv mit Sichtbeton ausgefacht, dessen Oberfläche durch Schalungsfugen gegliedert ist. Eine Sichtbetonwand grenzt den Bereich der Schaltanlage und Transformatoren vom Ufer ab. Im Flachdach sind drei Montagedeckel integriert, die sich über den beiden Maschinensätzen und über dem am rechten Ufer anschließenden Montageplatz befinden. Die Erschließung der Maschinenhalle erfolgt über ein großflächig verglastes Einfahrtstor am rechten Ufer, das zum Montageplatz führt. Die fensterlose Halle wird von glatten Betonmauern begrenzt, die Bahn des Hallenkranes ruht oberwasserseitig auf einer Mauerbank, unterwasserseitig auf einer Konsole.

Sichtbar belassene Betonbinder, an denen zwei Bahnen mit Leuchtstoffröhren befestigt sind, tragen die Decke. Zwischen den beiden kreisförmigen, im Hallenboden eingelassenen Abdeckplatten der Generatorengehäuse ist die Reglergrube angeordnet. Die sich über die gesamte Länge des Maschinenhauses erstreckende, in Schrankbauweise hergestellte Schalttafel enthält neben den Bedienungstafeln auch die Gleichrichter, die Eigenbedarfs-Verteilung und die Verteiler für die Turbinenhilfsbetriebe sowie Staupegelregelung und die Fernwirkanlage. Der lang gestreckte Gang hinter der Schalttafelfront der Maschinenhalle dient als "Relaisraum" zur Unterbringung der Schränke und Gerüste für Generator- und Leitungsschutz, Hilfsspannungsverteilung, Kontaktvermehrung und Zählung. In den drei Untergeschoßen, die durch zwei an den Stirnseiten situierten Stiegenläufe erschlossen werden, befindet sich der Raum der Generatorkühlung mit einem Rollfilter und Räume mit weiteren technischen Hilfseinrichtungen. Neben dem Montageplatz wurden in der rechten Landeinbindung eine kleine Werkstatt und Diensträume angelegt.

Auf dem Oberwasserpodium befindet sich die Fahrbahn der Rechenreinigungsmaschine. Die Zufahrt zum Montageplatz, welcher seitlich der beiden Maschinen liegt, erfolgt über eine Spitzkehre, sämtliche schweren Maschinenteile können am Abstellplatz der linken Einbindung durch den Wehrkran entladen und über die Luke im Dach eingefahren werden.

Wehr
Die drei Wehröffnungen besitzen eine lichte Weite von je 12 m und eine Verschlusshöhe von 13,30 m. Die Flusspfeiler sind 4 m breit und 39 m lang. Im Unterwasser schließen die Pfeilerfüße stumpf ab, die Pfeiler selbst sind steil abgeschrägt. In ihrem oberen Teil befinden sich die Räume mit den Antrieben der Wehrverschlüsse.

Kraftwerksbrücke
Die Kraftwerksbrücke führt über das Flachdach des Krafthauses und über die Wehranlage.

Der Baugrund unter dem Krafthaus Schönau besteht aus einem stark vom Wasser durchströmte Sandfeld, das beiderseits von Dolomitfelswänden, im Unterwasser durch einen Bergsturz, im Oberwasser durch eine schottrige Talauffüllung eingefasst wird. Die an der linken Seite des Krafthauses anschließenden Wehrfelder konnten daher auf Fels gegründet werden.

Das Kraftwerk wurde in zwei Baugruben errichtet. In der Baugrube I wurden die beiden linken Wehrfelder und in der Baugrube II das rechte Wehrfeld und das Krafthaus hergestellt. Während in der Baugrube I, die im alten Flussbett situiert war, gearbeitet wurde, leitete man die Enns an der Stelle der späteren Krafthaus-Baugrube durch, und nach Rückleitung der Enns und Abfluss durch die zwei fertig gestellten Wehrfelder konnte in der Baugrube II gearbeitet werden. Um den Abfluss der Enns neben der Baugrube I zu ermöglichen, wurde im Bereich der Baugrube II ein Gerinne ausgebaggert.

Der Wasserzudrang vom Untergrund der Baugrube II konnte mittels Spiegelsenkung durch Filterbrunnen gemildert werden. Anschließend wurde in der von Spundwänden gesicherten Baugrube auf dem nassen Sand ein 0,5 bis 1,3 m dicker Unterbeton eingebaut, auf dem eine 2 bis 2,5 m dicke Stahlbetonplatte unter Einbindung der inneren Spundwand als Sohle für die Saugschläuche aufgelagert wurde. Die Wehranlage einschließlich Trennpfeiler wurde zur Gänze auf Fels gesetzt, welcher etwa 8 m unter der Flusssohle ansteht, das Krafthaus gänzlich auf der Talfüllung fundiert, wobei eine Trennungsfuge zwischen beiden Bauwerkskörpern geschaffen wurde. Das Vorhandensein einer Tiefenrinne im Felsrelief und die Fundierung des Krafthauses auf den Kiesen und Sanden der Talfüllung zwangen zur Ausführung einer Dichtschlusswand. 

Krafthaus
Der aus Stahlbeton errichtete Bau des Krafthauses besitzt eine Flachdach-Konstruktion. Ein Problem der Flachbauweise bildete die Isolierung des Daches in Verbindung mit der am Dach führenden Kranbahn des Hauptkranes. Beim Krafthaus von Schönau wurden bewusst unter Inkaufnahme einer etwas größeren Spannweite für den Hauptkran die beiden Kranbahnen von der eigentlichen Halle abgesetzt, um diese für die Baufortführung wichtigen Bauelemente frühzeitig fertig stellen zu können und so den Hauptkran früher als bisher üblich über den ganzen Krafthausbereich einsatzfähig zu haben.

Mit dieser Konzeption wurde die Ausführung einer Dachhaut in Standardbauweise ermöglicht und es konnten außerdem die neun Dachbindern und sechs Wechselbinder der Krafthaus-Decke als Fertigteile mit dem Wehrkran montiert werden. Der Transport der bis zu 18 t schweren Deckenbinder erfolgte mit der Bahn. Der Holzunterbau für das Kaltdach ist mit Blech eingedeckt. Die Metalltüren sind zum Teil mit Glasfeldern ausgestattet, die Fenster besitzen Metallrahmen und grün getöntes Profilglas. Als Bodenbeläge kamen in der Maschinenhalle Fliesen und Profilstahlplatten zum Einsatz, in den Nebenräumen Betonestrich, Linoleum und Fliesen. Für die Außenluft-Kühlung der Generatoren wurden Filtermatten an der Wandoberfläche angebracht.

Wehr
Das Fundament des Wehrrückens wurde durch einen Dichtungsschleier gesichert und mit Magerbeton ausgefüllt. Wehrsohle und Pfeiler sind in Stahlbeton ausgeführt.

Kraftwerksbrücke
Die Kranbahnen der Kraftwerksbrücke wurden aus Stahlbeton hergestellt und samt Unterlagsblech in die oberste Betonschicht einbetoniert. Isolierungsmaßnahmen waren daher nicht erforderlich.

Die Eisenbundesstraße am rechten Ufer wurde im Zuge der Bauarbeiten höher gelegt, verbreitert und asphaltiert. Die Bahntrasse am linken Ufer hob man auf eine Länge von 1,34 km um bis zu 1,4 m an.

Turbinen und Generatoren
Das Kraftwerk ist mit zwei gleich großen, vertikal eingebauten Maschinensätzen ausgestattet. Die fünfflügeligen, von der Maschinenfabrik Andritz AG in Graz und von Escher Wyss in Zürich gefertigten Kaplan-Turbinen mit einem Durchmesser von 4,6 m besitzen eine Ausbauleistung von 14.400 kW und einen Ausbaudurchfluss von 140 m³/sec. Die beiden 16,5 MVA-Drehstrom-Synchrongeneratoren wurden in Schirmbauweise von ELIN in Weiz hergestellt und weisen eine Nennspannung von 6,3 kV auf.

Im Gegensatz zu fast allen anderen Generatoren an der Enns wurde von der Kühlung mit Wasser abgegangen und eine Kühlung mit Luft gewählt. Die Kühlluft wird unterhalb des Unterwasserpodiums angesaugt und über einen Rollfilter mit automatischer Steuerung dem Generator zugeführt. Ausschlaggebend für den Wechsel des Kühlsystems waren die negativen Erfahrungen, die man im Kraftwerk Weyer mit der Wasserkühlung gemacht hatte. Das Kraftwerk Schönau wird vollautomatisch betrieben und vom Kraftwerk Großraming aus ferngesteuert.

Transformatoren
Die den beiden Generatoren zugeordneten Haupttransformatoren des Kraftwerks wurden von ELIN geliefert. Sie besitzen eine Nennleistung von 16,5 MVA und spannen den Strom von 6,3 kV auf 116 kV hoch.

Eigenbedarfsversorgung
Der Eigenbedarf kann durch jeden Generator über einen 400 kVA-Transformator gedeckt werden. Um jedoch eine vom Kraftwerksbetrieb unabhängige Eigenbedarfsversorgung zu ermöglichen, verfügt das Werk über einen weiteren 400 kVA-Transformator, über den die Energie aus dem 25 kV-Landesnetz bezogen werden kann.

Wehranlage
In jedem Wehrfeld ist ein Segmentschütz mit aufgesetzter Klappe der Firma VOEST eingebaut. Der ölhydraulische Antrieb eines Wehrfeldes besteht für das Segment aus zwei Hubzylindern, für die Klappe aus einem Plunger. Pro Wehröffnung sind fünf Wehrdammbalken als Notverschlüsse vorgesehen.

Hubwerke
Der Wehrkran der Firma Simmering-Graz-Pauker AG mit 85 t Tragkraft hat eine Stützweite von 16,4 m mit zwei Doppellasthaken für je 42,5 t, die bei einer Geschwindigkeit von 0,65 m/min bewegt werden können. Bei Lasten bis zu 30 t kann mit einer Geschwindigkeit von 2 m/min gefahren werden. Der Kran ist als Portalkran mit ober- und unterwasserseitigen Kragarmen ausgerüstet und bestreicht nicht nur den eigentlichen Maschinenbereich, sondern auch die Wehranlage, die Einlaufrechen, die Turbinennotverschlüsse, die Saugrohrverschlüsse und die Freiluft-Schaltanlage. Der Kran im Maschinenhaus mit 10 t Tragkraft wurde von Künz geliefert. Er hat eine Stützweite von 12,5 m und eine Hubgeschwindigkeit von ca. 5,6 m/min (Feinhub 0,7 m/min) und wird vom Maschinenhausflur aus ferngesteuert.

Rechenreinigungsanlage
Die beiden Turbinenlaufrechen mit 17,6 m bzw. 15,9 m Breite werden von einer fahrbaren, auf dem Oberwasser-Podium angeordneten Rechenreinigungsmaschine der Firma J. M. Voith AG, St. Pölten bestrichen. Diese ist in Portalbauweise ausgeführt, hat eine Spurweite von 4,5 m und eine Putzbreite von 2,5 m. Für die Erfassung des auf der Wasseroberfläche schwimmenden Treibzeuges dient ein um die horizontale Achse schwenkbarer Schlepprechen, der wehrseitig an der Rechenreinigungsmaschine angeordnet ist. Um das Treibzeug gegebenenfalls auch bis in das rechte Wehrfeld abschieben zu können, ist das Oberwasser-Podium dort als vorkragende Platte ausgebildet.