Laufkraftwerk Gralla

Das VERBUND-Kraftwerk Gralla ist ein Laufkraftwerk an der Mur und in der Gemeinde Gralla in der Steiermark gelegen.

Technische Beschreibung 

Das Kraftwerk Gralla wurde von 1962 bis 1964 erbaut. Nach mehr als 40 Betriebsjahren wurden im Kraftwerk die Turbinen und Generatoren demontiert und modernisiert. Dadurch konnte der Wirkungsgrad der maschinellen Anlagen des Kraftwerks erhöht und die Stromerzeugung um etwa fünf Prozent gesteigert werden. Mit den modernisierten Turbinen und Generatoren kann das Murkraftwerk Gralla den jährlichen Strombedarf von etwa 21.000 Haushalten decken. Zwei vertikale Kaplan-Turbinen mit direkt gekoppelten Drehstrom-Synchrongeneratoren erzeugen eine durchschnittliche Jahresleistung von etwa 71 GWh. Das Kraftwerk Gralla ist außerdem mit einer Fischaufstiegshilfe ausgestattet.

Auf einen Blick:

Eigentümer: VERBUND Hydro Power GmbH
Betreiber: VERBUND Hydro Power GmbH
Inbetriebnahme: 1964/2012
Typ:  Laufkraftwerk
Region: Österreich, Steiermark
Gewässer: Mur
Leistung: 15,1 MW
Jahreserzeugung: 71.884 MWh
Turbinen: Kaplan (2)
Fischwanderhilfen:                      ja

Maschinenerneuerung nach mehr als 40 Betriebsjahren 

Ausgangslage

Elektrischer Verschleiß

  • Gealterter Zustand der Generator-Statorwicklungen (Isolierungen) und der Polspulen

Mechanischer Verschleiß

  • Laufradschaufeln aus Stahlguss, teilweise rostfrei gepanzert, Risse im Übergangsbereich von Teller zu Blatt
  • Laufradmäntel: Geringe Restwandstärke und rostunterwanderte Niroplattierung 

Kühlsystem

  • Durchgängigkeit der Kühlwasserrohre durch manganhaltige Ablagerungen eingeschränkt (erhöhter Pumpbedarf) 
  • Stark verschmutze Kühler und deshalb schlechter Wärmeübergang 

Projektziele

Durch die Großrevision und Neufertigung der elektromechanischen Komponenten der beiden Maschinensätze wurde der Wirkungsgrad der Anlage gesteigert und die Jahreserzeugung um rund 5 % erhöht. Die erneuerten Maschinen erhöhen die Einsatzzuverlässigkeit und reduzieren den Revisionsaufwand. Nicht zuletzt durch Installation eines wartungsarmen, geschlossenen Kühlsystems. 

Erneuerungsmaßnahmen (2009 – 2012)

  • Demontage der beiden Maschinensätze (rd. 88 to rotierende Masse)
  • Neufertigung der Turbinen-Laufradschaufeln mit optimierter Kontur (Verifizierung im Modellversuch)
  • Erneuerung der Turbinen-Laufradmäntel inkl. Anbindung an das Bauwerk
  • Neulieferung der Generatorstatoren und der Generatorkühler
  • Austausch der Polspulen und der Generatorlüfter
  • Erneuerung der Bremsanlage
  • Prüfung und Instandsetzung der weiterverwendeten Altteile
  • Kompletterneuerung des Korrosionsschutzes Installation eines geschlossenen Kühlsystems mit Rohrschlangenkühler in den Turbineneinläufen 
Maschinenerneuerung Kraftwerk Gralla
Maschinenerneuerung im Kraftwerk Gralla

Weitere Informationen

Architektur: Fritz Haas, Franz Heigl, Graz.
Planung: Steirische Wasserkraft- und Elektrizitäts-AG.
Ausführung: ARGE (Porr, Hinteregger)

Das Kraftwerk Gralla liegt an der unteren Mur im Nordwesten der Ortschaft Altgralla und etwa vier Fluss-Kilometer südlich des Kraftwerks Lebring. Die Zufahrt erfolgt vom rechten Flussufer über einen Zubringer von der Bundesstraße 67. Die Anlage besteht aus dem am rechten Murufer situierten Krafthaus mit angebautem Betriebsgebäude und aus einer senkrecht zum Flusslauf errichteten Wehranlage.

Krafthaus:
Das auf einer Fläche von 40,50/14,20 m errichtete Krafthaus ist insgesamt 30,00 m hoch, wovon 14,50 m oberhalb des Geländeniveaus sichtbar sind, und wird von einem flachen Satteldach bedeckt. Die Fassadengliederung der Längsseiten ist durch die Abstände der Stahlstützen bestimmt, die auch das tragende Skelett des Krafthauses bilden. An diesem Abstand orientiert sich die Größe der querrechteckigen Betonplatten, aus denen die Ausfachungen der Längswände bestehen. Durch die zarten Fugenstöße zwischen den Platten entsteht ein Fassadenraster, in das die Fenster- und Türöffnungen eingepasst sind. An der Unterwasser-Seite ist ein großflächiges, querrechteckiges Fensterfeld situiert. Das Feld setzt sich aus sechs Elementen zusammen, wobei ein Fensterelement die Höhe von vier Platten und die Breite einer Betonplatte besitzt. Jedes Fensterelement ist in sich weiter unterteilt. Ein seichter Vorsprung der Sockelzone erstreckt sich unterhalb des Fensters in der Art eines Sohlbankgesimses über die gesamte Fassadenlänge. Auch die Lage der Abfallrohre, die an jeder Längsseite zwei vertikale Kompositionslinien bilden, wurde mit Rücksicht auf die Fassadenteilungen gewählt. An der Oberwasser-Seite führen drei zweiflügelige Türen mit Oberlichten in die Maschinenhalle. Die Stirnseiten des Krafthauses bestehen aus glatten, hellgelb beschichteten Ortbetonflächen. Über der Einfahrt zur Maschinenhalle, die sich an der rechtsufrigen Stirnseite befindet und als Falttor mit Gehflügel ausgeführt ist, befindet sich das VERBUND-Logo.

Der Raum der etwa 40 m langen, 9 m breiten und 14 m hohen Maschinenhalle wird von schlanken Stahlstützen und -bindern bestimmt, zwischen denen die Ausfachungen aus Betonplatten sichtbar sind. Die beiden vertikal eingebauten Maschinensätze befinden sich hinter dem querrechteckigen Fensterfeld an der Unterwasser-Seite und ragen hoch in den Raum der Maschinenhalle auf. Der Leitstand ist zwischen den Maschinensätzen angeordnet, außerdem befinden sich dort die Windkessel. Über zwei Stiegenläufe, die jeweils an der Ummantelung eines Generators platziert sind, gelangt man auf eine Plattform, auf deren Ebene sich die Generatorenabdeckungen, sowie die Hydraulik und die Steuereinrichtungen für die Generatoren befinden. Unter der Plattform sind Nebenräume, wie etwa Batterieraum und Relaisraum, situiert. Der Halbportalkran ruht oberwasserseitig auf einer Bühne, unterwasserseitig auf einer Portalstütze.

Wehranlage:
Zwischen Krafthaus und Wehranlage befindet sich ein über dem Unterwasserspiegel durchschnittlich 12 m aufragender und 14,20 m langer Trennpfeiler. Die bis zum linken Flussufer führende Wehranlage besteht aus drei Feldern mit je 15 m lichter Weite und 8 m Verschlusshöhe. Das flache Dach der quaderförmigen Wehrpfeiler steigt in Richtung des Unterwassers leicht an.

Betriebsgebäude:
Das Betriebsgebäude schließt im rechten Winkel an das Krafthaus an und ist gegen die Oberwasser-Seite in einen künstlich aufgeschütteten Hang eingebaut. Die Außenflächen des zweigeschoßigen, flach bedeckten Gebäudes sind als glatte, beschichtete Ortbetonflächen mit einem bandförmigen Gesimse zwischen den beiden Geschoßen ausgebildet. Die Eingangstür ist an der zum Unterwasser orientierten Fassade angeordnet, daneben befindet sich ein quadratisches Fenster, das einen Büroraum belichtet. Im Erdgeschoß sind außerdem eine Werkstätte und ein Eigenbedarfs-Transformator situiert.

Das Obergeschoß, das durch ein quadratisches und ein querrechteckiges Fenster belichtet wird, beherbergt einen Sozialraum. An der Südseite des Gebäudes führt ein Stiegenaufgang zum erhöhten Niveau, auf dem ein Transformator und die Abspannung zur Freileitung nach Neudorf/Werndorf - Leibnitz angeordnet ist. Baupläne aus der Errichtungszeit zeigen für die Außenansicht der Wehrpfeiler und des Betriebsgebäudes die selben Betonplatten, wie sie für die Wände des Krafthauses zum Einsatz kamen. Der Ortbeton dieser Bauteile wurde jedoch sichtbar belassen.

Im Ober- und Unterwasserbereich befinden sich am rechten Ufer Dammbalkenlager. Im Oberwasserbereich ist außerdem eine Rechenreinigungsmaschine mit Dammbalkenkran angeordnet. Die Bühne des unterwasserseitigen Dammbalkenkrans führt bis zum Trennpfeiler und ruht auf Betonstützen.

Das Krafthaus und die Wehranlage wurden in Trockenbauweise in umspundeten Baugruben errichtet. Die Fundamente sitzen auf tragfähigen tertiären Schichten, die vorwiegend aus Tegel bestehen.

Krafthaus
Das Krafthaus besteht in seinem Unterbau aus massivem Stahlbeton, der Hochbau der Maschinenhalle aus einer Stahlskelettkonstruktion mit Ausfachungen aus Betonplatten an den Längsseiten und Ortbetonwänden an den Stirnseiten. Zwischen den Stahl-Deckenbindern sind vorgefertigte Betonplatten angeordnet, die Dachdeckung besteht aus Wellblech. Türen und Tore sind aus Stahlblech gefertigt, die Fenster besitzen Einfachverglasung in Stahlrahmen. Der Fußboden der Maschinenhalle besteht aus Stahlblechplatten und Fliesen. 


Wehr: 
Die Fundamente der Wehranlage wurden im Fels verankert. Das Material der bis zu 3 m tiefen Ausbaggerung der Fluss-Sohle im Unterwasser wurde zum Schütten der Dämme verwendet.

Betriebsgebäude:
Das Betriebsgebäude ist als massive Ortbetonkonstruktion mit Flachdach ausgeführt, die zum Teil in einem künstlich aufgeschütteten Hang liegt. Die Fenster bestehen aus Stahlrahmen mit Isolierverglasung, die Türen aus Stahlblech. Der Boden ist mit rötlichen Klinkerplatten belegt, die Werkstätte besitzt einen Bretterbelag.

Krafthaus:

Das Krafthaus ist mit zwei vertikal eingebauten Maschinensätzen ausgestattet, die sich aus je einer Kaplan-Turbine der Maschinenfabrik Andritz mit einer Nennleistung von 7.250 kW und einem Drehstrom-Synchrongenerator der Firma ELIN Union mit einer Nennleistung von 10.000 kVA zusammensetzen. Der Maschinen-Transformator wurde von der Wiener Starkstromwerke Ges. m. b. H. erzeugt und besitzt eine Nennleistung von 20.000 kVA. Der Laufkran von Andritz besitzt eine Tragkraft von 45 t und 10 t. In der Maschinenhalle befindet sich außerdem ein Notstromaggregat.


Wehr:

In den Wehrfeldern ermöglichen die Segmentverschlüsse mit Aufsatzklappen der Firma Waagner-Biró AG aus dem Jahr 1963 einerseits eine Abfuhr des größtmöglichen Hochwassers (Katastrophen-Hochwasser: 1.250 m³/s), andererseits eine Feinregulierung des Staues. Diese Art von Verschlüssen war zuvor bereits an der Enns erprobt worden. 


Die Reinigung des Rechens erfolgt mit Hilfe einer Rechenreinigungsanlage "F 105" der Firmen Fassi und Kogler, wobei das Treibgut in einen Wagen verladen wird, der auf Schienen zum linken Flussufer fährt und dort entleert wird. Das Kraftwerk wird zur Gänze automatisch betrieben. Der erzeugte Strom wird in die 110 kV-Leitung Neudorf/Werndorf - Leibnitz eingespeist.