Centrale hydroélectrique Tuilières

Allgemeines

NameCentrale hydroélectrique Tuilières
OrtssitzSaint-Capraise-de-Lalinde (Frankr)
Art des UnternehmensWasserkraftwerk
AnmerkungenErbauer: "Société d'Énergie Électrique du Sud-Ouest". Mit 31 m hohem Stausee an der Dordogne. Länge der Staumauer: 105 m, Wasserinhalt: 7,2 Mio cbm, Oberfläche: 75 ha, Länge des Sees: 8 km, installierte Leistung: 32 MW, Jahresproduktion: 148 GWh
Quellenangaben[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 245] http://fr.wikipedia.org/wiki/Barrage_de_Tuili%C3%A8res




Unternehmensgeschichte

Zeit Ereignis
1905 Baubeginn durch den Ingenieur Albert Claveille (*01.01.1865 +06.09.1921)
1908 Fertigstellung




Produkte

Produkt ab Bem. bis Bem. Kommentar
Elektrizität 1909 Inbetriebnahme      




Allgemeines

ZEITab 1908
THEMANatürliche Vorbedingungen
TEXTDie Dordogne ist ein Nebenfluß der Garonne. Sie entspringt südwestlich von Clermont-Ferrand auf der Hochebene der Auvergne am Fuße des 1886 m hohen Mont Dore, des höchsten Punktes des französischen Mittelgebirges. Nach Aufnahme verschiedener wasserreicher Nebenflüsse mündet der Strom nach einer Lauflänge von 477 km etwa 25 km unterhalb Bordeaux in die Gironde. Tuilières (Bahnstation: St. Capraise-Lalinde, 10 Minuten) ist ein kleiner Flecken,
149 km oberhalb der Mündung, 12 km oberhalb des durch seinen Cyrano auch in Deutschland bekannt gewordenen Städtchens Bergerac und 24 km unterhalb der Einmündung des letzten größeren Nebenflusses: der Vézère gelegen. Das Einzugsgebiet umfaßt hier, bei Tuiliéres 14537 km, die mittlere Regenhöhe ist rd. 800 mm und die Mittelwassermenge (8 jähriger Durchschnitt 1898 bis 1905, Angabe des Ackerbauministeriums) 181 cbm/s oder rd. 13 l/s*qkm, nach anderer Angabe (Glaveilles): 220 cbm/s = 15,2 l/s *qkm (Durchschnitt 1904 bis 1909). Diese Wassermenge verteilt sich aber, entsprechend der größtenteils undurchlässigen Natur des in den oberen Lagen hauptsächlich im Granit und Gneis liegenden Einzugsgebietes, sehr ungleichmäßig über den Jahreslauf. Im allgemeinen zeigen die beiden nach den verschiedenen Angaben aufgetragenen Stufenlinien der mittleren monatlichen Wassermengen den charakteristischen
Verlauf des Mittelgebirgsabflusses mit einer scharfen und langanhaltenden Trockenzeit im Spätsommer. Die Wasserführung sinkt hier regelmäßig bis auf 38 cbm/s, die allerkleinste Wassermenge soll sogar nur 30 cbm/s betragen. Umgekehrt gehen aber auch die Hochwasser sehr hoch hinauf, bis zu 4500 cbm/s, das ist etwa das 150fache des niedersten Niederwassers, während die jährlich wiederkehrenden Hochwasser etwa 1000 cbm/s zu bringen pflegen. Besonders wichtig und unangenehm ist dabei die Plötzlichkeit, mit der diese Hochwasser aus dem scharf durchfurchten und stark geneigten undurchlässigen oberen Einzugsgebiet anlaufen. Da zudem die Dordogne auf eine längere Strecke ober- und unterhalb von Tuili&re 10 bis 20 m tief eingeschnitten in einem verhältnismäßig eng geschlossenen Bett verlauft, so ist der Wechsel der Wasserstande ein ungewöhnlich großer und schroffer: das höchste Hochwasser erhebt sich rd« 16 m über das mittlere Niederwasser; und selbst bei einem fast jährlich wiederkehrenden Hochwasser (Höchststand 11,4 m über MNW), wie es während der Vorarbeiten zur Errichtung der Stauanlage bei Tuilières im Februar 1904 genau aufgenommen werden konnte, wurde die ungewöhnlich starke Schwellgeschwindigkeit von 2,65 m innerhalb 24 Stunden und von 88 cm in 3 Stunden beobachtet. Abgesehen von diesen recht schwierigen Hochwasserverhältnissen und von der wirtschaftlich nachteiligen, verhältnismäßigen Armut der Wasserführung, namentlich auch der sommerlichen Wasserklemme, bietet indes die Dordogne in technischer Beziehung dem Ausbau der Kraftnutzung viel weniger Schwierigkeiten als viele, längst in größerem Umfang ausgebaute Ströme und Flüsse, beispielsweise die Aare und der Rhein. Bei der schon sehr südlichen Lage kommt Eisbildung in nennenswertem Grade nicht vor, und auch die Geschiebeführung ist sehr schwach; nur die wilde Vézère bringt bei starken Hochfluten nennenswerte Massen von Geschiebe, die sich aber doch nicht mit denen, etwa der Aare, vergleichen lassen, da das Einzugsgebiet der Vézère im Urgestein und auf mäßigen Meereshöhen, dabei in südlicher Lage, also unter weit weniger der Verwitterung zuträglichen Verhältnissen sich befindet. Der Längenschnitt zeigt eine Reihe von stärkeren oder schwächeren Stromschnellen, von denen die bedeutendsten eben einige Kilometer oberhalb von Tuilières liegen, mit einem Gefälle von 5,7 m/km auf eine Länge von 570 m bzw. 2,1 m/km auf eine Länge von 1260 m; zwischen diesen Stromschnellen liegen tiefgründige Strecken, in denen der Floß still und ruhig mit äußerst schwachem Gefälle, wenige cm/km, dahinfließt. Dasselbe ist u.a. auf eine längere Strecke unterhalb Tuilières der Fall. Um die namentlich in früherer Zeit sehr rege Schiffahrt auf der unteren Dordogne auch über Tuilières hinaus mit Vorteil durchführen zu können, hat man schon
im Jahre 1844 einen etwa 10 km langen Seitenkanal (Canal de Lalinde) angelegt, der mit einer sechsstufigen Schleusentreppe von insgesamt 19,66 m Gefälle aus dem Fluß bei Tulières aufsteigt, um dann mit noch zwei weiteren Einzelstufen von je 2,26 m Gefälle das Oberwasser eines oberhalb der erwähnten stärksten Stromschnelle errichteten festen Wehres in der Dordogne zu erreichen. Die Schleusen dieses Schifffahrtsweges haben eine Nutzbreite von 6 m und eine Nutzlänge von 34 m, der Kanal selbst hat 10 m Sohlenbreite und 1,60 Fahrwassertiefe. Die Schiffahrt, die mit scharf gebauten, nur wenige 100 Tonnen haltenden Segelschiffen betrieben wird, scheint in neuerer Zeit stark an Bedeutung eingebüßt zu haben. Immerhin mußte sie bei der Anlage des im Jahre 1906 in Angriff genommenen Stauwerkes der neuen Wasserkraftzentrale berücksichtigt werden, und es war das Nächstliegende, die Ausnutzungsstrecke nach unterhalb nicht über die Abzweigung der erwähnten Schleusentreppe auszudehnen.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 245]


ZEITab 1908
THEMAAllgemeine Anordnung
TEXTUnmittelbar oberhalb der Abzweigung der Schleusentreppen hat man den Fluß mit einem mächtigen Schützenwehr 12 m über MNW gestaut. An den rechten Landpfeiler des Wehrs lehnt sich die Turbinenanlage unmittelbar, in das Hochufer eingeschnitten, an. Diese Anordnung muß in der Tat als den gegebenen Verhältnissen am besten entsprechend anerkannt werden: ein Seitenkanal, für eine Wassermenge von 225 cbm/s, wie sie jetzt ausgenntzt wird, hätte, trotz des Vorhandenseins der beiden Stromschnellen von im ganzen 5,9 m Gefälle mindestens 10 bis 12 km Länge erhalten müssen, um annähernd dieselben Gefällsverbältnisse zu schaffen, wie sie jetzt vorliegen. Selbst ohne näheres Eingehen auf die örtlichen Verhältnisse läßt sich sagen, daß ein solcher Kanal, der zum Teil in den hochliegenden Kalkfelsen einzuschneiden gewesen wäre, durchschnittlich 600.000 M/km, im ganzen etwa 6 bis 7 Millionen Mark gekostet hätte, während das jetzt ausgeführte Stauwehr nur rd. 3,75 Millionen Mark gekostet hat. Der Vorteil der größeren Unveränderlichkeit des Gefälles in der Hochwasserzeit hätte diese bedeutende Mehrausgabe niemals rechtfertigen können. Die der jetzigen Ausführung zugrunde gelegte Stauhöhe von 12 m über MNW scheint dem nach Lage der Ortlichkeit, Höhe der Ufer usw. gegebenen, bzw. wirtschaftlich gerechtfertigten Maximum zu entsprechen. Es verdient hervorgehoben zu werden, daß man noch kurz vor Inangriffnahme der Arbeiten sich zu dieser bedeutenden Stauhöhe
von einer in einem älteren Vorprojekt vorgesehenen um etwa 3 m kleineren aufschwang.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 247]


ZEITab 1908
THEMAStauwehr
TEXTDie ungünstigen Verhältnisse der Wasserstandsbewegung machten in Verbindung mit der großen vorgesehenen Stauhöhe die Konstruktion des Stauwerkes hier zu einer besonders heiklen Aufgabe: nach der Höhenlage der Ufer konnte bei den gewaltigen abzuführenden Hochwassermengen nur ein vollkommen bewegliches Wehr in Frage kommen, von diesem mußte aber
bei der großen auf alle Fälle dem Wasserdruck auszusetzenden Staufläche und der Spärlichkeit der sommerlichen Abflußmengen eine möglichst vollkommene Wasserdichtigkeit verlangt werden. Als beiden Aufgaben unter den vorgeschriebenen Größenverhältnissen am besten entsprechend wählte man die aus großen Einzelschützen bestehende Stauwand zwischen schmalen Mauerpfeilern. Die Wehrachse ist senkrecht zur Flußrichtung gelegt; der Flußschlauch, der nicht besonders erweitert wurde, durch schlank gehaltene. 3 m breite Zwischenpfeiler in acht Öffnungen eingeteilt. Die ersten sieben Öffnungen von links haben je 10 m, die äußerste rechts am Turbinenhaus 7 m Lichtweite, während am linken Wehrende noch ein 7 m breiter Fischpaß in Form einer Beckentreppe angelegt ist. (Die etwas überreichlichen Abmessungen dieses letzteren Bauwerks, das dem Aufstieg der Lachse hauptsächlich zu dienen bestimmt ist, waren von der Regierung vorgeschrieben.) Das ganze Bauwerk konnte auf den hochliegenden festen Kalkfelsen, der hier die Flußsohle bildet, mit verhältnismäßig geringen Schwierigkeiten (hinter einer Anzahl von eisernen Fangedämmen) abgestellt werden. Lediglich das zu spät, d.h. erst nach Erstellung einiger Pfeiler, entdeckte Vorhandensein zweier zum Teil über 10 m tiefer und mit kompaktem Lehm ausgefüllter Aushöhlungen in der Flußsohle unterhalb des sechsten
Pfeilers vom rechten Ufer aus bereitete Schwierigkeiten: man hat sich damit beholfen, daß man das eine der beiden Löcher, soweit es in den Grundrißbereich des Pfeilers einschnitt, mit einer 2 m starken Eisenbetonplatte (mit doppelten Einlagen je von 400 mm hohen Eisenträgern) überdeckte, während man im übrigen sich darauf beschränken konnte, über die an sich tragfähige Lehmausfüllung eine 1 m starke Mauerwerksschale zum Schutz gegen Ausschwemmung aufzubringen. Die Wehrschwelle ist durchweg in gleicher Höhe, annähernd entsprechend derjenigen der mittleren Flußsohle, eben durchgeführt. Ihre Abmessungen sind bei den im allgemeinen günstigen Gründungsverhältnissen sehr klein geblieben. Zum Schutz gegen die'Angriffe des erfahrungsgemäß unter den halb gelüfteten Schützen mit großer Gewalt ausströmenden Wassers hat man auf die Betonoberfläche der Sohlenplatte einen Bohlenbelag aus Tannenholz in 8 m Breite durch Vermittelung von hölzernen Querschwellen und eisernen einbetonierten Sätteln aufgebracht. Die Pfeiler sind aus Beton hinter Blendmauerwerk aus Hausteinen ausgeführt und haben die bedeutende Höhe von 31,3 m bei nur 3,0 m Stärke. An der Oberwasserseite sind zur Unterstützung des Windenstegs Säulen aus Eisenbeton vorgesetzt, die mit
ihrer eigens gewählten, tief blaugrauen Färbung einen gut wirkenden Gegensatz zu dem hellen Gelb der Kalkstein
Moellons abgeben. In einer Höhe von 18 m über der Schwelle Bind zwei Laufstege auB Eisenbeton (zugleich Versteifung der schlanken Pfeiler) eingebaut; die Pfeilerköpfe tragen den eisernen Windensteg mit den elektrischen Winden für die Schützenaufzüge. Der rechte Uferpfeiler hat einen trapezförmigen Grundriß und vermittelt durch Treppen vom Maschinenhause her den Zugang zu dem oberen Bedienungssteg und hinunter auf die Wehrschwelle. Auf der Seite des Oberwassers sind in den Pfeilern Führungsnischen für die Schützentafeln ausgespart; außerdem sind vor die oberwasserseitigen Pfeilerköpfe noch eiserne Führungsschienen vorgelegt, die bestimmt sind, die für etwaige Ausbessetungsarbeiten vorrätig gehaltenen und mit einer besonderen elektrischen Hängebahn einzufahrenden eisernen Dammbalken aufzunehmen. Die Einrichtung dieser Hängebahn verdient als ein hervorragend wirksames Mittel der Betriebssioherheit und -vereinfachung hervorgehoben werden. Die eisernen Schützenverschlüsse, deren Oberkante auf Stauziel gelegt ist, haben, da der Stau 12 m beträgt und die Wehrscbwelle 1 m unter das MNW gelegt ist, die bedeutende Hohe von 13 m erhalten; ihre Stützweite beträgt für die 10 m weiten Hauptöffnungen 10,5 m. An den Seiten sind sie durch Hängestab ("System Stooey") an der Sohle durch Aufsitzen auf einer in die Schwelle eingelassenen gehobelten Gußeisenplatte abgedichtet. Abgestützt gegen den Pfeiler sind sie (ebenfalls nach System Stoney) durch frei in einer Schere hängende Walzen, aufgezogen werden sie durah elektrisch betriebene Kettenwinden. Diese sind, zu je zweien für jede Schütze, auf dem über den Pfeilerköpfen verlegten eisernen Dienststeg aufgestellt. Dem bedeutenden Gewicht einer jeden dieser gewaltigen Schützen entsprechend (zur Zeit der Inbetriebnahme des Werkes die größten der Welt, namentlich der Höhe nach, jede Schütze = rd. 100 t) ist die Last in jeder Öffnung auf im ganzen acht Ketten verteilt. Die Motoren sind so berechnet, daß sie imstande sind, der Schütze eine minutliche Steigegeschwindigkeit von 10 cm zu erteilen, so daß auch gegenüber den oben geschilderten gefährlichen Hochwasserverhältnissen noch überaus reichliche Sicherheit vorhanden ist.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 248]


ZEITab 1908
THEMATriebwerkanlage
TEXTWas die Anlage bei Tuilières besonders scharf von denen in Beznau und Rheinfelden unterscheidet, ist die unmittelbare Verbindung zwischen Turbinenanlage und Stauwehr. Die Gründe, die zu dieser Anordnung geführt haben, die sie hier besonders wirtschaftlich machten und die in neuerer Zeit (beispielsweise am Oberrhein bei Augst-Wyhlen,
Laufenburg, Eglisau u.a.) diese Anordnung in den Vordergrund gerückt haben, sind bereits oben in dem kurzen Vergleich mit einem Umleitungskanal hervorgehoben. Das Turbinenhaus ist im stumpfen Winkel, den Landflügel nach oben verschwenkt, an das Wehr angelehnt. Ob es nicht besser gewesen wäre, es in gerader Verlängerung der Wehrachse anzulegen, wodurch am Aushub des sehr tief eingeschnittenen und mit hohen, kostspieligen Stützmauern eingefaßten Unterkanals bedeutend gespart worden wäre, mag hier dahingestellt bleiben. Man hat vielleicht die Anordnung deshalb gewählt, um dem unmittelbar vor dem Turbinenhaus durchgelegten Feinrechen noch eine gewisse Spülwirkung von der zu diesem Zwecke eigens mit nur 7 m Lichtweite angelegten Wehröffnung her zu sichern. Es darf aber bei der großen Länge dieses Rechens mit gutem Grund bezweifelt werden, ob diese Absicht zu erreichen und damit die an sich wenig vorteilhafte in die Höhe verschwenkte Grundrißanordnung zu rechtfertigen war. Es darf auch im Zusammenhang damit die Frage aufgeworfen werden, ob es nicht zweckmäßiger gewesen wäre, auf die Verwendung verschieden weiter Wehrschützen, die aus naheliegenden Gründen in der Regel die Lieferungen verteuern, zu verzichten. Um das Unterwasser der Turbinenanlage noch mehr, als es die verschwenkte Grundrißanordnung ohnedies schon tut, gegen den ungünstigen Einfluß des bei Hochwasser sich unterhalb des Wehres bildenden Wasserschwalles zu sichern, hat man vom zweiten Wehrpfeiler rechts noch eine 50 m lange in der unteren Hälfte stark gegen die Flußmitte zu gekrümmte Führungsmauer angelegt. So richtig an sich der Gedanke eines derartigen Schutzes gegen Rückstau ist, so hat sich doch, wie es
wohl vorauszusehen gewesen wäre, die hier gewählte Ausführungsform als unbrauchbar gezeigt; denn der Fluß, dem durch die übertrieben gekrümmte Grundrißform dieser Mauer eine überaus schroffe Einzwängung und Ablenkung zugemutet wurde, hat sich gegen diese Vergewaltigung natürlicherweise gewehrt und bereits im Hochwasser 1909/1910, das ist nach Ablauf des ersten Betriebsjahres, das Hindernis mitgenommen. Zum Schutz vor den groben Schwemmseln hat man vor die ganze Anlage einen weit nach oben ausgezogenen Grobrechen über erhöhter Schwelle angelegt. Derselbe ist 115 m lang, besteht aus Feldern von 5,8 m Höhe und 0,74 m Breite, die ihrerseits aus Flacheisen mit 8 cm lichtem Abstand bestehen. Die Rechenfläche hat einen Anzug von 1/10 und lehnt sich gegen eiserne Böcke, die unter sich durch 5 Stangenreihen versteift sind. So gut an und für sich die in die Flußrichtung verlegte Grundrißanordnung des Vorrechens mit Bezug auf Spülwirkung und Gewinnung einer ausreichenden Einlauffläche ist, so kann doch behauptet werden, daß es vorteilhafter gewesen wäre, gleich den Feinrechen in die Uferflucht vorzulegen und ihn am Turbinenhaus ganz einzusparen, dies um so mehr, als bei Tuilières die Eisgefahr ja nicht in Betracht kommt. In der zurückliegenden Ufermauer der Oberwasserbucht zwischen den beiden Rechen ist ein Überlauf angeordnet, der imstande ist, eine Wassermenge von 23 cbm/s mit einer Strahlstärke von rd. 20 cm abzuführen, was nahezu dem Wasserverbrauch
einer ganzen Turbine bei voller Beaufschlagung entspricht. Dieser Überlauf besteht aus 4 rechteckigen Offnungen, die von acht an Böcken aufgehängten Schützen von je 1,0 m Höhe und 5 m Breite nach Belieben verschlossen werden können. Von hier gelangt das überschüssige Wasser in einen Ablaafkanal von zuerst rechteckigem, hernach kreisrundem Querschnitt (Eisenbeton) mit 2 % Gefälle und durch diesen unter dem Krafthaus hindurch in den Unterkanal. Dieser Überfall hat die Aufgabe, das bei voller Wasserführung ohne ihn erforderliche standige Regulieren der Wehrschützenstellung einzuschränken, das bei großen, ohne Überfall angelegten Niederdruckanlagen, wie beispielsweise Beznau a. d. Aare, als eine sehr lästige Beigabe empfunden wird.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 250]


ZEITab 1908
THEMATurbinenanlage und Krafthaus
TEXTDie Einlaufschützen vor den Turbinenkammern haben das beträchtliche Ausmaß von 6,7 auf 4,6 m, sie decken also einen
Querschnitt von rd. 31 qm und erleiden ganz bedeutende Belastungen. Mit diesen großen Schützenabmessungen ist erreicht, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Wassers bei 10 m Nutzgefälle, wo eine Turbine 26 cbm/s schluckt, nicht über 1 m ansteigt. Die Tafeln laufen auf am Schützrahmen feststehenden Rollen und sind durch ein biegsames Kupferband von 3 mm Stärke gedichtet, das am Schütz befestigt ist und gegen die Seitenteile der festen Rollbahn angepreßt wird. Die Schützen werden mittelst Öldruckpressen von 25 atm Betriebsdruck gehoben und können in gehobenem Zustand abgefangen werden, um eine dauernde Anspannung der Öldruckzylinder zu vermeiden.
Das Krafthaus enthält außer den 9 Wasserturbinen in einer landzeitigen Verlängerung der Maschinenhalle noch die 2 als Aushilfe stehenden Dampfturbinen. Außerdem sind Räume für die Schaltanlage und die üblichen Büro-, Zeichen- und Werkstatträume vorhanden. Der eigentliche Turbinenbau ist 67,5 m lang, 12 m breit und in neun Kammern von je 7,50 m Abstand geteilt. Der Bau wurde zum größten Teil in Kalkbeton ausgeführt. Die Turbinen bieten in mancher Beziehung sehr Interessantes. Der Konstrukteur hat senkrechte Zwillings-Francisturbinen gewählt, die bei den gegebenen Gefällsverhältnissen noch gut in reichlicher Höhe über dem Unterwasser aufgestellt werden konnten, so daß die sonst für mehrfache Turbinen nur mit der waagerechten Wellenanordnung erzielbare gute Zugänglichkeit ohne Abspenung des Unterwassers auch hier erreicht ist. Diese Zugänglichkeit ist noch gesteigert durch die einfache und geräumige
Einbauweise. Der Längsschnitt des Turbinenbaues mit seinem hohen Betonsaugrohr hat durch diese Anordnung eine eigenartige Form erhalten, die den Vorteil der waagerechten Turbinenbauart: geringe Gründungstiefe, zum Teil neben dem der senkrechten: geringe Grundfläche sich angeeignet hat. Trotzdem darf es bezweifelt werden, ob nicht doch
durch Verwendung von Waagerechtturbinen ein wirtschaftlich und technisch besseres Ergebnis zu erzielen gewesen wäre. Solche sind z. B. bei den neuen Kraftwerken am Oberrhein unter ähnlichen Gefällsverhältnissen wie bei Tuilières für Einheitsleistungen bis zu 5000 PS, auch nur in vierrädriger Anordnung, verwendet worden. Was man dabei in Tuilières hätte an Kammerlänge zugeben müssen, hätte man zweifellos überreichlich in der Gesamtlänge des Turbinenhauses gespart, auch die Maschinenanlage an sich hätte sich verbilligt. Nur hätte man vielleicht im Hinblick auf die starken Schwankungen der Wasserführung sich etwas engere Grenzen in der Festsetzung der Einheitsleistung gefallen lassen müssen. Die Turbinen sind alle neun gleich, für eine Normalleistung von 2000 PS bei 8,0 m Nutzgefälle, 25 cbm/s Wasserverbrauch und 107 Umdrehungen in der Minute berechnet. Das Laufrad hat 2 m äußeren Durchmesser. Die Leitschaufeln sind zweiteilig ausgeführt, der innere bewegliche Teil rollt an der Flanke des äußeren feststehenden
ab (System Bell). Die Turbinenwelle von 300 mm Durchmesser besteht aus Stahl uud trägt gleichzeitig den Läufer der Betriebsmaschine. Das gesamte Gewicht der beweglichen Teile wird durch den mit Drucköl geschmierten Oberwasserzapfen auf besonderem Armkreuz unterhalb des Stromerzeugers aufgenommen. Mit den oben gegebenen Leistungszahlen charakterisiert sich das verwendete Laufrad als ein verhältnismäßig viel Wasser schluckender Schnelläufer (Q-R = 4.4; E-R = 44,3; n-R = 38, n-s = 252, alles für ein Laufrad). Beide Laufräder einer jeden Turbine sind gleich, und alle neun Turbinen sind mit demselben Laufradtyp ausgerüstet. Dadurch unterscheidet, sich die Anlage wesentlich von der, bemerkenswerterweise von derselben Konstruktionsfirma (Bell in Kriens), in Beznau durchgeführten Anordnung, wo zur Erhöhung der Geaamtarbeitsausbeute zwei verschiedene Turbinentypen verwendet worden sind. Nach Mitteilung der ausführenden Firma ist die Frage auch hier gründlich geprüft werden. Es hat sich dabei aber herausgestellt, daß hier unter den gegenüber Beznau gänzlich veränderten Abflußverhältnissen und bei der Geringfügigkeit der Niederwassermengen an sich ein Vorteil durch die Verwendung einiger besonderer "Niederwasserturbinen" nicht zu erzielen gewesen wäre. Vielmehr wäre bei der ursprünglich vorgesehenen Aufstellung von nur sechs Einheiten und unter Annahme voller Ausnutzung (beta = 100 %) bei Verwendung von sechs Niederwasserturbinen ein Arbeitsverlust von 1600 PSJr gegenüber einem Betrieb mit sechs Hochwasserturbinen zu erwarten gewesen.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 251]


ZEITab 1908
THEMAElektrischer Teil
TEXTDie Drehstrommaschinen leisten (bei cos phi = 0,8) 1750 kW mit 5500 Volt und 50 Perioden; ihr Wirkungsgrad beträgt bei Vollbelastung 94 %. bei halber Belastung 91 %. Die Erregung erfolgt durch 4 Umformer, bestehend aus je einem Elektromotor von 220 PS, der mit einem Gleichstromerzeuger von 150 kW gekuppelt ist. Zur Bedienung dieser Erreger wird der Maschinenstrom von 5600 Volt durch drei Einphasen-Spannungswandler von je 225 kW auf 220 Volt herabgesetzt. Zur Unterstützung und Ablösung dieser Erreger ist in der Dampfzentrale eine Hilfsdampfmasohine von 75 PS und 390 Umdrehungen aufgestellt, die mit einem Gleichstromerzeuger von 50 kW und 125 Volt gekuppelt ist.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 254]


ZEITab 1908
THEMADampfaushilfsanlage
TEXTWie schon ein vorläufiger Blick auf den Leistungsplan lehrt, nimmt die Aushilfskraft im Betriebsplan des Werkes einen ungewöhnlich breiten Raum ein; dieser Gesichtspunkt mußte natürlich dazu anregen, der Durchbildung dieses wichtigen Gliedes eine ganz besondere Sorgfalt zu widmen. Wie in Beznau, ist auch hier die Ergänzung als Dampfanlage vorgesehen worden; nur wurde dem durch die besonderen Betriebsverhältnisse der Aushilfsanlage gegebenen Gesichtspunkt der raschen Inbetriebsetzung, der möglichsten Ausschaltung menschlicher Hilfsarbeit, und der Überlastungsfähigkeit hier noch in erhöhtem Maße Rechnung getragen; daraus erklärt sich die grundsätzliche Verschiedenheit dieser Anlage gegenüber Beznau: die reichere, mehr auf Dauerbetrieb hinweisende Ausstattung. Es wurde bereits erwähnt, daß die Dampfturbinen im selben Raum wie die Stromerzeuger der Wasserturbinen aufgestellt sind. Es sind dies vorerst zwei Turbinen nach System Curtis von je 3000 kW Leistung, zum Unterschied, beispielsweise von Beznau, stehender Bauart (wegen der Platzersparnis) geliefert von der (amerikanischen) "General-Electric Comp." Später soll noch eine Hilfsgruppe derselben Art hinzutreten. Die beiden Maschinen können auf die Dauer von 1 1/2 Stunden um 60 %, überlastet werden und leisten dann zusammen 9000 kW. Bei 760 Umdrehungen in der Minute liefern sie Drehstrom von 6600 Volt und 60 Perioden. In dem außergewöhnlichen Falle, daß die Steigerung der Drehzahl 10 % überschreitet, wird der Dampf automatisch abgestellt. Der Achsdruok der Läufer wird in ähnlicher Weise wie bei den Wasserturbinen durch Preßöl aufgenommen. Der Dampfverbrauch der Turbinen betrug bei der Abnahmeprüfung: bei Vollbelastung 7,0 kg, bei halber Belastung 7,1 kg für die erzeugte kWh. Der Dampf wird in 16 Wasserrohrkesseln, System Büttner, mit einer Spannung von 13 atm erzeugt. Die Kessel stehen in zwei Reihen zu je 8 in einem besonderen
Gebäude, das im rechten Winkel an das Maschinenhaus der Dampfzentrale anstößt. Die Heizfläche jedes Kessels beträgt 260 qm, die Rostfläche 6,70 qm. Der an jedem Kessel angebrachte Überhitzer hat 86 qm Nutzfläche. Das Speisewasser wird durch zwei Greensche Economiser auf 85° C vorgewärmt. Jeder Kessel liefert stündlich 3800 bis 4700 kg Dampf von 300 °C, der mit einer Spannung von 12 atm in die Dampfturbinen gelangt. Zwei Ventilatoren von je 32 PS und 475 Umdrehungen sorgen im Bedarfsfall für eine erhöhte Luftzufuhr zu den Kesseln und ermöglichen dadurch die bereits erwähnte Überlastung der Dampfturbinen. Die Oberflächenkondensatoren der Dampfturbinen stehen in einem nach oben
offenen Halbkeller unter Maschinenflur. Für jede Maschine sind 1000 qm Kühlfläche vorhanden und je eine Pumpe für feuchte Luft und eine doppelte Zentrifugalpumpe von 2200 cbm Leistung mit 185 Touren, die von je einem Drehstrommotor von 40 PS und 220 Volt angetrieben werden. Diese letztere Pumpe entnimmt das Kondensationswasser mittelst Eisenbetonröhren aus Behältern, die mit dem Oberwasser zwischen den beiden Rechen in Verbindung stehen und in die Uferfelsen eingegraben sind. Da bei stark abgesenktem Oberwasserspiegel das Ansaugen durch diese Pumpe versagen könnte, so ist, unterhalb des Krafthauses in der Ufermauer eingebaut, eine besondere Pumpstation errichtet worden, wo das Kondensationswasser aus dem Unterwasser entnommen werden kann. Die hier aufgestellten beiden gekuppelten Kreiselpumpen von 280 PS Gesamtleistung werden durch einen Drehstrommotor von 5600 Volt und 750 minutlichen Umdrehungen angetrieben und leisten bis 4400 cbm in der Stunde. Für die Abführung der Rauchgase sorgen zwei mächtige, gemauerte Schornsteine von 60 m Höhe und 3 m oberer Lichtweite. Die Zufuhr des Brennmaterials zu den Kesseln wird durch eine umfangreiche Bekohlungsanlage in sehr geschickter und wirtschaftlicher Weise bewerkstelligt. Eine endlose Becherkette, die unter dem Kesselhausboden und an der Decke desselben der Länge nach durchläuft, erhält die Kohlen aus den Eisenbahnwagen, die auf einem Anschlußgleis der benachbarten Station St. Capraise angefahren werden, durch ein Schüttelwerk zugeführt und lagert sie entweder in dem 850 t fassenden Silo auf Vorrat ab, oder schüttet sie unmittelbar in die Eisenbetonzellen oberhalb der einzelnen Kesselpaare. Die stündliche Leistungsfähigkeit der Schüttelrinne und des Becherwerks beträgt 30 t; sie bietet die Möglichkeit, in 2 1/2 Stunden den täglichen Bedarf zu fördern. Aus den Behältern im Kesselhaus können je zwei einander gegenüber liegende Kessel mittels eines V-förmig nach unten gegabelten Fallrohres, aus Eisenblech und von quadratischem Querschnitt, mit Kohle beschickt werden. Eine weitere Aufgabe des Becherwerkes ist die Entfernung der Asche und Schlacken, die durch Abfallschächte unmittelbar auf die Becher gebracht und von diesen in einen besonderen Behälter befördert werden, von wo sie dann wieder auf dem Bahnwege entfernt werden. Sämtliche Fördereinrichtungen werden elektrisch angetrieben, und zwar: die Schüttelrinne durch 4 PS-Motoren und die Becherkette durch einen 15 PS-Motor. Durch diese Einrichtung der Beschickungsanlage ist es möglich geworden, das Bedienungspersonal aufs äußerste zu vermindern, was in Anbetracht der längeren Unterbrechungen des Betriebes in Zeiten guter Wasserführung der Dordogne eine wichtige wirtschaftliche Notwendigkeit ist.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 254]


ZEITab 1908
THEMAKraftübertragung
TEXTDie elektrischen Einrichtungen der Zentrale Tuilières und ihres Kraftübertragungsnetzes sollen hier etwas näher geschildert werden, weil sie ein typisches Beispiel des neuesten Standes auf diesem, stets in rascher Entwicklung begriffenen Gebiete sind. Zugleich wird diese Beschreibung einen anschaulichen Begriff von dem Umfang und der wirtschaftlichen Bedeutung der Fernübertragungsanlagen für ein so großes Werk geben. Die Schalttafel ist im Mittelstück der Dampfturbinen- und der Wasserturbinenhalle an der Längsseite in einem kleinen Anbau angeordnet. Dort befinden sich auch die Sammelschienenringe für die Maschinenspannung von 5500 Volt mit den Unterbrechern und die verschiedenen Abzweigungen zu den Hilfsmaschinen. (Die Spannung wird im Gegensatz zu wenig älteren Anlagen hier selbsttätig reguliert.) Die Anlagen für die Spannungswandlung und den Oberspannungsschutz sind hier von der Maschinenhalle vollständig getrennt und in einem besonderen zweistöckigen Gebäude untergebracht. Durch einen unterirdischen Gang wird der Maschinenstrom in Kabeln zu den Spannungswandlern geleitet, die mit den Hochspannungssammelschienen im unteren Stockwerk untergebracht sind. Die 15 im wassergekühlten Ölbad stehenden Spannungswandler von je 1200 kW Leistung sind in Gruppen zu je dreien zusammengeetellt (Dreieckschaltung für den
Primärstrom und Sternschaltung für den Sekundäretrom). Sie erhöhen die Spannung auf 50000 Volt. Für eine im Übertragungsnetz nebenher verwendete "Mittelspannung" von 13.500 Volt sind 6 ähnlich gebaute Apparate von je 600 kW vorgesehen. Alle Spannungswandler stehen einzeln (wegen Brandgefahr) in gemauerten Zellen, die durch Wellblechtore verschlossen sind. Ein Dienstgleis erleichtert die Auswechslung. Im oberen Stockwerk sind die großen Ölausschalter für die Hoch- und Mittelspannung aufgestellt, die eine gefahrlose Unterbrechnng der hochgespannten Ströme ermöglichen, und die sowohl selbsttätig (bei Kurzschluß oder Überlastung) wie willkürlich, durch Fernsteuerung von der Maschinenschalttafel aus in Betrieb gesetzt werden können. Außerdem sind dort Blitzschutzvorrichtnngen vor den einzelnen Abgängen der Fernleitungen aufgestellt. Diese, für die modernen Kraftübertragungen charakteristischen Schutzvorrichtungen beruhen bei aller verschiedenartiger Ausbildung im einzelnen durchweg auf dem Grundsatz: die ausgehenden Fernleitungen nach rückwärts außer mit den Spannungswandlern und Maschinen auch noch unmittelbar mit der Erde zu verbinden, aber derart, daß nennenswerte Strommengen durch diese Verbindung im normalen Betriebe nicht verloren gehen. Dagegen sollen die hochgespannten und außergewöhnlich schnell oszillierenden Entladungsströme aus Blitzschlägen oder statischen Überspannungen leichter den Weg zur Erde, als den zu den Spannungswandlern bzw. Maschinen finden. Zu diesem Zweck sieht man z.B. in die ausgehende Fernleitung Drosselspulen eingeschaltet, die dem normalen Maschinenstrom von 40 bis 60 Perioden in der Sekunde keinen nennenswerten Widerstand bieten, während sie für die mit mehreren tausend Perioden in der Sekunde oszillierenden Überspannungsausgleichströme ein unüberwindliches Hindernis bilden. Außerhalb dieser Spulen ist dann von der ausgehenden Fernleitung die Erdleitung abgezweigt und in diese eine Funkenstrecke eingeschaltet deren Zwischenräume für die gewöhnliche Maschinenspannung noch unüberspringbar sind, während die viel höher gespannten atmosphärischen Entladungen sie zu durchlaufen vermögen. Als weiterer Schutz gegen das Eindringen der gefährlichen Entladungen in die Spannungswandler ist noch eine zweite leitende Verbindung nach der Erde durch Wasserstrahlerder geschaffen. Hier ist zwischen die durchgehende Leitung und die Erde ein standig fließender dünner Wasserstrahl eingeschaltet, durch den vom Betriebsstrom nur ein unbedeutender Bruchteil (wenige Tausendstel) dauernd verloren geht, der aber dafür einen vorzüglichen Abieiter für die bei ausgedehnten Fernleitungen ständig stattfindenden Ausgleichsentladungen bildet. Die hohen Übertragungsspannungen, mit denen die großen neuzeitlichen Zentralen (wie Tuilières) arbeiten, verlangen reichliche Abstände zwischen den einzelnen, blank geführten Leitungen und große Abmessungen für die Drosselspulen, Ölschalter usw. Daher ist der Raumbedarf in den Hochspannungsschalthäusern außerordentlich groß, und entsprechend sind
auch die Anlagekosten hoch.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 257]


ZEITab 1908
THEMAFernleitungsnetz
TEXTAus dem Hochspannungshaus sind drei Hauptlinien herausgeführt, von denen zwei sofort unterhalb des Wehres die Dordogne überkreuzen, um auf verschiedenen Wegen nach Bordeaux zu gelangen, während die dritte Linie nördlich in der Richtung nach Angouleme zieht. Diese Linie entsendet bei Neuvic einen Zweig nach Périgueux und ebendahin zieht noch eine vierte Linie untergeordneter Bedeutung unmittelbar von der Zentrale aus. Das Versorgungsgebiet des Werkes ist, wie mcui sieht, ein sehr ausgedehntes; es sind in der Hauptsache große gewerbe- und handelsreiche Städte, die mit beträchtlichen Fernleitungslängen von der Zentrale aus zu erreichen sind. Folgendes sind die Hauptlinienlängen:
Tuilières - Bordeaux nördliche Linie: 96 km
Tuilières - Bordeaux südliche Linie: 114 km
Tuilières - Angoulème: 99 km
Zweiglinie Neuvic ? Périgueux: 21 km
Nebenlinie Tuilières - Périgueux: 40 km
zusammen: 370 km
Immerhin wird auoh ein beträchtlicher Teil der Kraft unterwegs nach zahlreichen kleinen Unterstationen abgegeben zur Versorgung einzelner gewerblicher Anlagen und von 96 Gemeinden und ungefähr zusammen 120.000 Köpfen. Der Versorgung dieser Unterstationen dienen weitere 290 km von Hochspannungslinien mittlerer Spannung. Man hat sich nämlich, wie vielfach anderwärts, auch hier veranlaßt gesehen, zwischen die durch die großen Übertragungsentfernungen nach den Hauptverbrauohszentren gebotene bedeutende Spannung von 50.000 Volt und die Spannung der einzelnen Verbrauchsnetze, 500 bzw. l20 Volt, noch eine "Mittelspannung" von hier: 13.500 Volt einzuschieben. Dieser Anordnung liegt der Gedanke zugrunde, die großen Hauptlinien möglichst wirtschaftlich, d.h. möglichst billig und mit möglichst gutem Wirkungsgrad anzulegen: dieses Verfahren ist aber nur lohnend bei Linien mit wenigen Abzweigungen, weil die Einrichtung der Spannungswandel- und Blitz- bzw. Überspannungschutzstationen bei so bedeutenden Spannungen sehr teuer und nur für große Energiemengen wirtschaftlich erträglich bleibt. Um daher von den wenigen Hanptstationen des Oberspannungsnetzes aus nicht gleich mit der Niederspannung in die immerhin noch recht ausgedehnten einzelnen Verbrauchsgebiete hinausgehen zu müssen, schaltet man ein Hochspannungsnetz mittlerer Spannung ein, dessen Kupferaufwand bei den immerhin schon verkleinerten Übertragungsentfernungen in zulässigen Grenzen bleibt, während die einzelnen Unterstationen, Blitzschutzhäuser usw. sich erheblich billiger herstellen lassen. In dem Netz von Tuilières hat man nun die Anordnung so getroffen, daß die Masten einer jeden der drei Hauptfernleitungen außer den je drei für 50.000 Volt Spannung bestimmten Drähten noch eine dreidrähtige Leitung für die Mittelspannung von 13.600 Volt tragen, die nicht nur von Tuilières aus, sondern auch noch von den Zwischen- und Endstationen der 50.000-Volt-Linien nach rückwärts oder vorwärts gespeist werden kann. Dadurch ist im Verein mit der Führung einer doppelten Oberspannungslinie nach Bordeaux und derjenigen einer Mittelspannungsnebenlinie nach Périgueux die bei einem so großen Netz unbedingt erforderliche Betriebssicherheit gegenüber Linienstörungen aller Art nach Möglichkeit gewährleistet; die einzige vorerst nur einfach ausgebaute Linie ist die von Neuvic nach Angoulème.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 260


ZEITab 1908
THEMAKonstruktive Ausgestaltung des Fernleitungsnetzes
TEXTGroße Sorgfalt ist auf die Einzeldurchbildung der verschiedenen Anlagen im Hinblick auf größtmögliche Betriebssicherheit bei gleichzeitiger Wahrung möglichster Wirtschaftlichkeit gelegt. Die Oberspannungshauptfernleitungen sind auf 12,5 m hohen eisernen Gittermasten verlegt, die in 90 m Abstand, in Betonsockeln, versetzt sind; die Mittelspannungszweigleitungen sind nur auf Holzmasten angeordnet. Hinter den
Abzweigungen dieser Nebenleitungen von der durchgehenden Haupt-Mittelspannungsleitung sind auf eisernen Masten Handausschalter und selbsttätige Unterbrecher eingebaut, die es verhindern, daß ein in einem Nebennetz entstandener Kurzschluß auf die durchgehende Hauptleitung einwirken und etwa weitergreifende Betriebsstörungen verursachen kann. Die Hauptspannungswandelstationen: Cenon? Bordeaux , Angoulème und Périgueux sind in der gleichen reichlichen und vollkommenen Weise ausgeführt wie diejenige von Tuilières, enthalten also eine Reihe von einphasigen Ölspannungswandlern (Cenon: vorläufig 9, später 12, Angoulème und Périgueux je 3) von je 1000 kW, in denen die Spannung des ankommenden Stroms, je nach der Entfernung von der Zentrale 48- bis 45.000 Volt, auf die Mittelspannung von 13.500 Volt herabgesetzt wird. Sodann enthalten diese Stationen Sammelschienen zu 50.000 und solche für 13.500 Volt, die mit Unterbrechern und Anschlüssen so ausgestattet sind, daß sie die mannigfaltigste Verbindung zwischen den einzelnen zu- und abgehenden Linien und zwischen den einzelnen Spannungswandlern herzustellen gestatten; ferner selbsttätige Ölausschalter in den ankommenden 50.000-Volt-Leitungen und in den abgehenden 13.500-Volt-Leitungen nebst besonderen Einrichtungen zum Schutz gegen Blitzschlag und Überspannungen. Außer diesen Spannungswandlerstationen sind noch an verschiedenen Stellen, z.B. an der Abzweigung in Neuvic, ferner bei Bertric - Burée, Ste. Foy la Grande, St. Pey d'Armans, Camiran und Le Sauvetat, Schalthäuser angelegt, die eine Abtrennung einzelner Strecken gestatten, um Störungen auszuschalten unter Ausnutzung der oben erwähnten Möglichkeit der Speisung auf dem zweiten Wege. Diese Schalthäuser sind in sehr einfacher und sparsamer, aber doch äußerst haltbarer Weise als reine Eisenbetonbauten angelegt. In ganz ähnlicher Weise sind auch die zahlreichen kleineren Unterstationen des Mittelspannungsnetzes ausgeführt. Bei den drei erwähnten Hauptspannungswandlerstationen und den Streckenschalthäusern ist jeweils eine Wärterwohnung errichtet. - Das Fernleitungsnetz von Tuilières darf als ein hervorragendes Beispiel einer den neuesten Anforderungen an Betriebssicherheit und Gleichmäßigkeit der Stromlieferung genügenden Kraftübertragung angesprochen werden. Nur insofern ließe sich vielleicht eine Verbesserung des ursprünglichen Ausbaues denken, als es wohl aus Gründen sowohl der Betriebssicherheit wie der möglichsten Verbesserang des Wirkungsgrades vorteilhafter gewesen wäre, bei einem derartig scharf um einzelne Hauptmittelpunkte verdichteten Verbrauchsgebiet die Wärmekraftaushilfe nicht in der Wasserkraftzentrale, sondern eben verteilt in diesen Verbrauchsmittelpunkten anzulegen: wenn dadurch auch etwas höhere Ausgaben an Löhnen und höhere Anlagekosten bedingt worden wären, so hätten doch die angedeuteten Vorteile, namentlich auch derjenige der Ersparnis von 5 bis 10 % erzeugten Aushilfskraft, die jetzt in den langen Fernleitungen verloren geht, und ganz besonders derjenige der Betriebssicherheit diese Lösung wohl nahe legen können. (Tatsächlich soll man auch, nach einer allerdings unkontrollierbaren mündlichen Mitteilung, schon durch die Erfahrung des ersten Betriebsjahres, das trotz der doppelten Leitungsausführung mannigfache Gewitterstörungen brachte, dazu veranlaßt worden sein, nachträglich noch solche verteilte Aushilfswerke anzulegen.)
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 261


ZEITab 1908
THEMAAbsatzgebiet
TEXTDie Wasserkraftanlage bei Tuilières ist von einer Aktiengesellschaft, der Société d'Énergie Électrique du Sud-Ouest, geschaffen, die es sich zum Ziel gesetzt hat, den Südwesten von Frankreich, in erster Linie eben das Gebiet um
Bordeaux, Angoulème, Périgueux mit seinen Städten und seiner wohlhabenden Landbevölkerung mit elektrischer Kraft zu versorgen, deren es bisher nahezu vollkommen entbehrte. Die Absatzbedingungen für eine auch sehr bedeutende Kraftmenge durften in diesem Gebiet ohne Sorge als gegeben betrachtet werden. Bei der Ausschau nach einer geeigneten Wasserkraft dürfte man ursprünglich vielleicht an die Gebirgswasserkräfte der Pyrenäen gedacht haben, zumal in den Südpyrenäen gegen die Mittelmeerküste hin bereits zahlreiche ausgebaute Wasserkräfte als Vorbild und Anreiz genommen werden konnten. Wenn man trotzdem sich dann zum Ausbau der Niederdruckstufe an dem großen Mittelgebirgsfluß der Dordogne entschied, so war dieser Entschluß dadurch gerechtfertigt, daß die Übertragungsentfernung von einer Pyrenäenkraft her mindestens doppelt so groß als die Entfernung Tuilières - Bordeaux anzunehmen gewesen wäre, und ferner dadurch, daß die Abflüsse der Pyrenäen lange nicht so wasserreich wie etwa diejenigen der Alpen, keinen so wesentlich günstigeren Ausbau erlaubt hätten als die an sich ja sehr günstige Dordognestrecke oberhalb von Tuilières.
QUELLE[Ludin: Wasserkräfte I (1913) 262