Ausgabe Jänner 2006 - Kopswerk II

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10 Januar 2006 Kopswerk II dabei Man hört und sieht nichts davon. Aber im Schloss geht’s turbulent zu Das Wasserschloss zwischen Druckstollen und Druckschacht ist ein wenig bekanntes, aber sehr wichtiges Anlagenteil in Kraftwerken. Beim Kopswerk II sind seine Ausmaße außergewöhnlich und ganz genau auf die Betriebsweise des leistungsstarken Pumpspeicherkraftwerkes ausgelegt. Durch seinen Standort unter Tage liegen die Chancen, einen Blick ins Innere zu werfen, ähnlich wie beim Buckingham Palace – nämlich bei null. Was geht da eigentlich vor? Versalstollen, Drossel 1, Blick in den Druckschacht Rifa Druckschacht Außertafamunt Drossel 1 Wasserschloss Untere Kammer Schutterstollen Drossel 3 Schönbrunn, Belvedère, Versailles und selbst die Wasserschlösser an der Loire öffnen ihre Tore dem Massentourismus. Nur dieses Wasserschloss beim Kopswerk II bleibt verschlossen wie eine Auster! Dabei könnte es mit seinen Ausmaßen durchaus mithalten. Die riesigen Kammern sind allerdings sehr nüchtern ausgestattet. Nicht Prunk und Pomp, sondern kalter Fels, Betonauskleidung und Stahlpanzerung empfangen mit Sicherheit keine Gäste. Trotzdem geht’s in diesem Schloss weit turbulenter zu als in den Adelspalästen. Warum herrscht da so viel Druck? Die Triebwasserführung des Kopswerkes II verbindet den Speicher Kops auf 1809 m Meereshöhe mit dem Krafthaus in Rifa auf 1000 m Meereshöhe. Daher müssen die Stollensysteme im höchst beanspruchten Teil vor den Turbinen einem statischen Wasserdruck von 810 m Stand halten. Beim Turbinenoder Pumpbetrieb fließen bis zu 80 m 3 Wasser pro Sekunde durch die Triebwasserführung. Bei Regelvorgängen z. B. beim Umschalten von Turbinenbetrieb in den Pumpbetrieb muss das Wasser im Stollen abrupt abgebremst und wieder in die Wasserschloss Steigschacht Wasserschloss Obere Kammer Drossel 2 Fensterstollen Tafamunt Schutterschacht Lüftungsschacht Gegenrichtung beschleunigt werden. Dadurch entstehen hohe dynamische Drücke, die zusätzlich zu den statischen Drücken auf die Triebwasserführung einwirken. Im Fachjargon heißt das: „In vollfließenden Rohrleitungen kommt es zu Druckstößen, wenn Absperr- und Regelorgane betätigt oder Pumpen ein- und ausgeschaltet werden. ...Der Druckstoß ist eine Folge derjenigen Kraft, welche die träge Flüssigkeitsmasse der Änderung ihres Bewegungszustandes entgegensetzt.“ Klar, das hält kein Druckstollen oder Druckschacht lange aus. – Da muss es also noch etwas anderes geben, das die Triebwasserführung also den Druckstollen und den Druckschacht vor unzulässig hohen Drücken schützt! – Gibt es auch, nämlich das Wasserschloss. 3 Maße Wasserschloss Untere Kammer: Länge gesamt 270 m, Innendurchmesser 7,00 m Steigschacht: Länge 192 m, Innendurchmesser 5,10 m, Längsneigung 49° Obere Kammer: Länge 240 m, Innendurchmesser 6,10 m Versalstollen II Kops
Januar 2006 Das Wasserschloss Tafamunt Das Wasserschloss ist eine Art Schwallkammer bzw. ein Ausgleichsgefäß. Es teilt die Triebwasserführung in zwei Abschnitte: nämlich in den Druckstollen zwischen Kopssee und Wasserschloss und in den Druckschacht zwischen Wasserschloss und Krafthaus. Es besteht aus einer unteren Kammer (mit zwei Verbindungen zum Druckstollen), einem schrägen Steigschacht sowie einer oberen Kammer und dem Belüftungsschacht. Die untere Kammer liegt direkt über dem Druckstollen am Übergang vom Druckstollen in den Druckschacht und die obere Kammer 150 m höher und damit über dem Stauziel des Speichers Kops. Beide Kammern werden durch einen 200 m langen schrägen Steigschacht verbunden. Zur Be- und Entlüftung des Wasserschlosses ist noch ein Lüftungsschacht mit der oberen Kammer verbunden. Die Aufgabe des Wasserschlosses „Erste und wichtigste Aufgabe eines Wasserschlosses ist die Verminderung des Druckstoßes bzw. das Freihalten ganzer Stollenstrecken von Druckstößen“, sagt die Fachliteratur. Am Beispiel des Druckstollens Versal II bedeutet dies: Bei einem Stollenquerschnitt von rd. 18 m 2 wiegt das Wasser 18 t pro Laufmeter Stollen. Bei einer Stollenlänge von 5,5 km hat das fließende Wasser ein Gewicht von rd. 100.000 t. Dies entspräche einem Güterzug von rd. 50 km Länge, der sich im Turbinenbetrieb mit 16 km/h in Richtung Krafthaus bewegt. Beim Umstellen von Turbinenbetrieb auf Pumpbetrieb wird dieser Güterzug innerhalb von 20 sec gestoppt und in weiteren 20 sec wieder in die Gegenrichtung beschleunigt. Die Wirkungsweise des Wasserschlosses ist ähnlich wie ein Bremsberg. Der 50 km lange „Güterzug“ wird abgebremst, indem er wie bei Zugangsstollen Tafamunt, Querschlag zum Lüftungsschacht Kopswerk II dabei einem Bremsberg nach oben in die Wasserschlosskammern ausweichen kann, bis er steht und anschließend wieder in Gegenrichtung beschleunigt, also der „Güterzug“ den Bremsberg wieder hinunter fährt. Beim Wasserschloss fließt das im Druckstollen fließende Wasser in die obere Wasserschlosskammer und wird anschließend wieder in den Druckstollen abgegeben. Drei weitere „Bremsen“ im Wasserschloss Um nun bei wiederholten Regelvorgängen das Spiel zwischen Wasseranheben in die obere Kammer und Abgeben an die Triebwasserführung nicht unbegrenzt aufschaukeln zu lassen (Vergleich Badewanne: hin und her geschobenes Wasser schwappt über), wird diese Schwingung mittels so genannter Drosseln gedämpft. Zugangsstollen Tafamunt, Querschlag zum Lüftungsschacht, Schuttern des Ausbruchmaterials Zwischen dem Druckstollen und der unteren Kammer sind zwei enge zylinderförmige Verbindungen, sowie am Übergang von der unteren Kammer zum Steigschacht eine trichterförmige Verbindung – so genannte Drosseln – angeordnet. Diese bremsen den Wasserfluss und dämpfen so die Schwingungen des Wassers beim Anfahren oder Abstellen der Maschinensätze ab. Damit wird das Überlaufen des Wasserschlosses sicher vermieden. Die Auskleidung der Wasserschlosskammern und des Steigschachtes erfolgt zum Teil mit Beton und zum Teil mit einer Stahlpanzerung und hängt von den Gebirgsverhältnissen, dem Bergwasserdruck- und den Innendrücken ab. Wasserschloss, obere Kammer: Schachtkopf Bereich Lüftungs- und Schutterschacht Wasserschloss, untere Kammer, Drossel 3, Pilotstollen Steigschacht: Alimakvortrieb 11 Und weshalb der Name WasserSCHLOSS? Den erhielten die Bauwerke wohl deshalb, weil im letzten und vorletzten Jahrhundert die eher kleinen, oberirdischen Wasserhäuser ihr nüchternes Innenleben hinter der Architektur von Schlösschen verbargen. ... Was natürlich schrecklich neugierig macht.
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