Kraftwerk Unterspree der Hoch- und Untergrundbahnen

Allgemeines

NameKraftwerk Unterspree der Hoch- und Untergrundbahnen
OrtssitzBerlin
OrtsteilRuhleben
Art des UnternehmensBahnkraftwerk
AnmerkungenErsetzte ab 1912 das Kraftwerk Trebbiner Straße (s.d.), das in den 1920er Jahren zum Umformerwerk Gleisdreieck ausgebaut wurde.
Quellenangaben[Pavel: Entw. der Stromerzeugungsanlagen der Hoch- und Untergrundbahn (1927)]
HinweiseVergl.: http://www.u-bahn-archiv.de/dokumente/1927_pavel.html




Produkte

Produkt ab Bem. bis Bem. Kommentar
Bahnstrom 1911 Beginn     für die Hoch-und Untergrundbahn




Maschinelle Ausstattung

Zeit Objekt Anz. Betriebsteil Hersteller Kennwert Wert [...] Beschreibung Verwendung
ab 1911 Dampfkessel 7   unbekannt Heizfläche ges.   qm Wanderroste, automatische Beschickung, p= 15 at, t= 325 °C  
ab 1911 Dampfturbinen 3   unbekannt Leistung je   kW n= 1200 U/min. Gekuppelt mit je einem Drehstromgenerator 2650-2800 V, 40 Hz  
ab 1924 Dampfturbine 1   unbekannt Leistung   kW n= 2400 U/min. Gekuppelt mit einem Drehstromgenerator 10.000 V, 40 Hz  
ab 1925 Dampfturbinen 2   unbekannt Leistung   kW zweigehäusig, n= 2400 U/min. Gekuppelt mit einem Drehstromgenerator 10.000 V, 40 Hz  
noch 1924 Dampfturbinen 2   unbekannt Leistung je   kW n= 1200 U/min. Gekuppelt mit je einem Drehstromgenerator 2650-2800 V, 40 Hz  




Allgemeines

ZEIT1911-1927
THEMABeschreibung
TEXTGrößere Ansprüche an die Kraftversorgung waren mit der Verlängerung der Weststrecke bis zum Bahnhof Stadion und der Stadtstrecke bis zum Bahnhof Nordring zu erwarten, ferner durch den Bau der Strecke bis zum Bahnhof Uhlandstraße und der für den Anschluß der Wilmersdorfer Bahn bestimmten Abzweigung Wittenbergplatz - Nürnberger Platz. Diesen Ansprüchen konnte durch den weiteren Ausbau des Kraftwerks Trebbiner Straße der örtlichen Verhältnisse wegen nicht mehr genügt werden. Es wurde daher der Bau eines neuen Kraftwerks mit einer Erweiterungsmöglichkeit auf 50 000 bis 60 000 kW beschlossen. Dieses zweite Kraftwerk sollte nur hochgespannten Drehstrom erzeugen und das schon bestehende Umformerwerk Bismarckstraße und ein neu zu errichtendes Umformerwerk Senefelderplatz in der Schönhauser Allee speisen, gleichzeitig sollte es das Kraftwerk Trebbiner Straße durch Lieferung von Drehstrom unterstützen. Die im Kraftwerk Trebbiner Straße vorhandenen Motorgeneratoren konnten, wie oben erwähnt, zur Umformung des Drehstroms in Gleichstrom benutzt werden und nötigenfalls auch im umgekehrten Sinne Strom an das Kraftwerk Unterspree abgeben, so daß dadurch eine wechselseitige Unterstützung der Kraftwerke gegeben war. Mit dem Bau des neuen Kraftwerks wurde im Jahre 1909 begonnen. Der Bauplatz lag in der Gemarkung Ruhleben unweit des Spandauer Bocks an der Spree. Das Werk wurde im Jahre 1911 in Betrieb genommen. Die Lage des Kraftwerks an der Spree gestattet die Anfuhr der für das Kraftwerk erforderlichen Kohle auf dem Wasserwege und gewährleistet das notwendige Kühlwasser für die Turbinenkondensation. Für das Anlegen der Kohlenkähne wurde am Spreeufer ein Bollwerk errichtet. Die Lagerung der Kohle geschieht auf einem 70 x 150 m großen, zwischen Spree und Kraftwerk gelegenen Lagerplatz. Über diesem Platz ist eine 71 m breite, fahrbare Kohlenladebrücke erbaut, die mit einer selbsttätigen geeichten Wiegeeinrichtung versehen ist. Die Förderung der Kohle ist vom Kahn zum Lagerplatz und zu den Bunkertrichtern einer Kohlenbecheranlage möglich, mit Hilfe einer Elektrohängebahn auch vom Kohlenplatz zu den Bunkertrichtern der Becheranlage.

Das Kesselhaus wurde für den Einbau von 10 Kesseln mit 4 Gruppen-Ekonomisern vorgesehen, von denen zunächst 7 Kessel mit etwa 3200 qm und 3 Gruppen-Ekonomiser von etwa 2000 qm Heizfläche aufgestellt wurden. Sämtliche Kessel sind mit Wanderrosten versehen und für automatische Beschickung eingerichtet; sie arbeiten mit einem Betriebsdruck von 15 at und mit überhitztem Dampf von 325° C. Die Kesselkohlentrichter werden aus Bunkern beschickt, die über dem Mittelgang zwischen den beiden Kesselreihen eingebaut sind. Die jedem Kesselkohlentrichter zugeführte Kohle wird über eine halbautomatische Wage geleitet, die eine genaue Kontrolle der den einzelnen Kesseln zugeführten Kohlenmenge gestattet. Für die Beschickung der Bunker sorgt die im Dachgeschoß befindliche Becheranlage, die mit dem oben angeführten Bunkertrichter in Verbindung steht. Die Kessel werden durch drei mit Dampfturbinen gekuppelte Schleuderpumpen gespeist.

Der im Kesselhaus erzeugte Dampf wird den im Maschinenhaus aufgestellten drei Turboaggregaten durch eine Ringleitung zugeführt. Jedes dieser Aggregate besteht aus einer Dampfturbine, die mit einem Drehstromgenerator von 4000 kW Leistung, 2650-2800 V Spannung, 40 Perioden und 1200 Umdrehungen in der Minute unmittelbar gekuppelt ist. Die von den Generatoren erzeugte Maschinenspannung von 2650 V wird durch wassergekühlte Oeltransformatoren auf 10000 V umgespannt. Zur Erregung der Generatoren dienen fliegend angebaute Erregermaschinen für 200 V Gleichstrom. Die Reinigung der von den Generatoren angesaugten Luft wird durch drei Tuchlüfter vorgenommen. Jede Turbine ist mit einer besonderen Oberflächenkondensationsanlage ausgerüstet, in welcher der Abdampf der Turbinen niedergeschlagen wird. Das für die Kondensatoren benötigte Kühlwasser wird der Spree entnommen und durch einen besonders für diesen Zweck angelegten Kanal, der oberhalb des Kraftwerks von der Spree abzweigt, den elektrisch angetriebenen Schleuderpumpen der Kondensationsanlagen zugeführt. Die Pumpen drücken das Kühlwasser durch die Kondensatoren einem Abflußkanal zu, der unterhalb des Kraftwerkgrundstückes in die Spree mündet.
Unmittelbar mit den Kühlwasserpumpen gekuppelt sind die für die Erzeugung des Vakuums dienenden Schieberluftpumpen mit einer stündlichen Ansaugleistung von je 2000 cbm. Das Kondensat wird durch elektrisch angetriebene Schleuderpumpen den im Maschinenhaus aufgestellten Kondensatsammelbehältern zugeführt, von wo es den oben erwähnten Speisepumpen zuläuft.
Für die Hausbeleuchtung und den Hilfsstrombedarf der Schaltanlage wurde eine Akkumulatorenbatterie aufgestellt. Die Versorgung des Eigenbedarfs von 220 V Gleichstrom und die Ladung der Batterie geschieht durch zwei 100-kW-Motorgeneratoren, welche im Maschinenhaus untergebracht sind. Diese Motorgeneratoren gestatten auch mit Hilfe der Batterie und unter Zwischenschaltung eines Transformators auf der Drehstromseite, bei Stillstand der Hauptmaschine, die Inbetriebsetzung der oben geschilderten Kondensationsanlage.
Der durch Turboaggregate erzeugte und durch Transformatoren auf 10.000 V umgespannte Drehstrom wird einem besonderen Schalthaus zugeführt, und zwar über entsprechende Ölschalter einem doppelten Sammelschienensystem, dessen einzelne Phasen zur Erhöhung der Betriebssicherheit jede für sich in eine Zelle verlegt wurden. Für die Beaobachtung und Bedienung der Anlagen ist im Obergeschoß des Schalthauses eine Warte errichtet, von der aus die ganze Maschinenhalle übersehen werden kann (Abb. 14). In dieser Warte befinden sich zwei Schaltpulte, das eine für die Schaltung der Generatoren, das andere für die Schaltung der Speisekabel. Auf zwei Schalttafeln sind die Nebenapparate der Generatoren, registrierende Leistungsanzeiger, Schnellregler, Nebenschlußregeler, Schalt- und Meßgeräte für die Nebenverbrauchstransformatoren und sonstige Schalt- und Meßgeräte untergebracht. Im Jahre 1924 wurde einer der drei Turbosätze ausgewechselt und unter Beibehaltung des Fundaments und der gesamten Kondensationsanlage ein neuer 4250 kW starker Turbosatz für 2400 Umdrehungen/min aufgestellt, dessen Generator unmittelbar für 10000 V gewickelt ist. Für den Austausch waren nur wirtschaftliche Gründe maßgebend. Die neue Turbine hat infolge der Erhöhung der Tourenzahl auf 2400 und dadurch, daß der Generator unmittelbar für 10000 V gewickelt wurde, gegenüber älteren Turbinen einen um 15 % geringeren Dampfverbrauch. Von dem Kraftwerk in diesem Ausbaustadium - 12250 kW installierte Leistung - wurden die Umformerwerke Bismarckstraße und Senefelderplatz, die Werkstatt Grunewald und die beiden Motorgeneratoren im Kraftwerk Trebbiner Straße versorgt.
Der mit dem fortschreitenden Ausbau der Nordsüdbahn wachsende Uebergangsverkehr zur Stadtstrecke, der mit jedem Jahr steigende eigene Verkehr und die Inbetriebnahme der sogenannten Verstärkungslinie Gleisdreieck - Kurfürstenstraße - Nollendorfplatz - Wittenbergplatz bedingen eine weitere Vergrößerung der Stromerzeugungsanlage. Vor allem hatten die vom Kraftwerk Trebbiner Straße gespeisten Strecken erhöhten Kraftbedarf. Eine Erweiterung dieses Kraftwerks war indessen nicht angängig, zudem waren die vorhandenen Anlagen abgenutzt und veraltet; sie arbeiteten daher unwirtschaftlich und erforderten dauernd hohe Unterhaltungskosten. Man entschloß sich deshalb, das alte Kraftwerk Trebbiner Straße aufzugeben und als Ersatz am Bahnhof Gleisdreieck ein modernes Umformerwerk zu errichten. Dieses Umformerwerk sollte dann vom Kraftwerk Unterspree, nach dessen Erweiterung, mit Strom versorgt werden.
Die Abkehr von der unmittelbaren Gleichstromerzeugung und der Uebergang zur Erzeugung von Drehstrom im Kraftwerk und dessen Umformung in Gleichstrom in besonderen Umformerwerken ergab sich aus den nachstehenden Gründen:
Die Verwendung hochgespannten Drehstroms, der mit geringen Leitungsverlusten auf größere Entfernungen übertragen werden kann, gestattet die Zusammenfassung der Stromerzeugung in einem Werk mit größeren, wirtschaftlicher arbeitenden Maschineneinheiten, die sich bezüglich der Reserve besser ausnützen lassen. Auch gestattet der Benutzung von Drehstromgeneratoren statt Gleichstromgeneratoren die Verwendung schnellaufender Turbinen mit geringerem Dampfverbrauch. Vor der Erweiterung des Kraftwerkes angestellte Untersuchungen hatten ergeben, daß es mit Hochdruckdampf am wirtschaftlichsten arbeiten würde. Die Erfahrungen, die damals im Hochdruckbetrieb sowohl bezüglich der Turbinen und Kessel als auch über die günstigste Höhe des Dampfdruckes vorlagen, führten, zumal die Erweiterung der Kesselanlage noch nicht nötig war, zu dem Entschluß, vorerst bei dem bisherigen Dampfdruck zu bleiben, jedoch sämtliche wärmewirtschaftlichen Einrichtungen bereits für den Uebergang auf Hochdruckdampf vorzusehen. Sobald eine Erweiterung der Dampfkesselanlage erforderlich würde, sollte zum Hochdruckbetrieb übergegangen und eine entsprechende Hochdruckvorschaltturbine, gegebenenfalls als Ersatz einer alten Turbine, aufgestellt werden. Vorerst wurde daher die Maschinenanlage um zwei weitere Turbogeneratoren von je 10000 kW und n=2400/min. vergrößert, deren Generatoren für 10000 V gewickelt sind. Das Kraftwerk wurde so auf 32250 kW installierte Leistung gebracht.
Es wurden zweigehäusige, mit gefrästen Leitschaufeln versehene Turbinen mit folgenden Dampfverbrauch gewählt:
1/1 3/4 1/2 1/4 Last
4,8 4,7 4,85 5,1 kg/kWh
Es ist über einen weiten Belastungsbereich ein gleichmäßiger und geringer Dampfverbrauch erreicht worden.
Der Abdampf der Turbinen wird in Oberflächenkondensatoren niedergeschlagen. Zur Entfernung der im Abdampf enthaltenen Luft dienen Dampfstrahlluftpumpen. Das Kondensat der Turbinenkondensation wird für die Kühlung der Generatoren in Ringluftkühlern herangezogen, die außerdem im Sommer zur Hälfte mit Frischwasser beschickt werden. Die vom Generator an die Kühlluft abgegebene Wärme kommt auf diese Weise der Vorwärmung des Kesselspeisewassers im Winter vollständig und im Sommer zur Hälfe zugute.
Zur Beschickung der Turbinenkondesatoren sind Kühlwasserpumpen aufgestellt, die wahlweise durch einen asynchronen Drehstrommotor oder eine Dampfturbine mit zwischengeschaltetem Übersetzungsgetriebe angetrieben werden (Abb.15). Die Leistung von Turbine und Asynchronmotor ist zu je 180 kW bemessen. Die Drehzahl der Turbine beträgt 6000 U/min, die des Motors und der Kühlwasserpumpe 800 U/min. Durch Zwischenschaltung ausrückbarer Kupplungen zwischen Turbine und Motor einerseits und Motor und Pumpe anderseits kann die Pumpe sowohl vom Motor als auch von der Turbine unter Mitlauf des Motors angetrieben werden, ebenso kann auch die Turbine den Motor allein betreiben. Diese Anordnung ist deshalb gewählt worden, um unter Erregung des asynchronen Drehstrommotors mit Gleichstrom von der Rotorseite her diesen als Generator benutzen zu können, wie es in den nächtlichen Betriebspausen zur Deckung des von den Umformerwerken benötigten geringen Kraftbedarfs vorkommt. Der durch die neuen Turbinen erhöhte Kühlwasserbedarf bedingt den Bau eines neuen Zuflußkanals, der an seinem Anfang, um die Verschmutzung der Kondensatoren nach Möglichkeit herabzusetzen, ein entsprechendes Einlaufbauwerk mit modernen Reinigungsvorrichtungen erhalten hat, an das auch der bereits bestehende Kanal mit angeschlossen wurde. Das der Spree entnommene Wasser durchfließt einen Grobrechen, fließt dann durch zwei einzeln absperrbare parallele Absetzbecken zu zwei Feinschlitzrechen, die mit selbsttätiger, umlaufender Abstreifvorrichtung versehen sind. Hinter diesen Feinschlitzrechen gelangt das Wasser in zwei umlaufende Siebbecherwerke und tritt dann in die Zulaufkanäle ein. In den Siebbecherwerken sollen alle Verunreinigungen des Wassers, die größer als 0,5 mm sind, aus dem Wasser ausgeschieden werden. Die wärmetechnischen Einrichtungen, die bei Erweiterug des Werks neu ausgestaltet werden mußten, waren so auszuführen, daß sie bei dem für später vorgesehenen Betriebe mit Hochdruckdampf (35 at) ihre volle Wirksamkeit entfalten konnten.
Bei den vorliegenden Belastungsverhältnissen, die besonders in den Stunden von 7 bis 9 und 16 bis 20 Uhr starke Berge zeigen, zwischen denen entsprechende Täler liegen, erschienen Einrichtungen nötig, die eine gleichmäßigere Kesselleistung ermöglichen. Es wurden zu diesem Zwecke zwei Warmwasserspeicher mit je 125 cbm Inhalt aufgestellt, die in Wechselwirkung mit den entsprechend großen Kondensatbehältern arbeiten. In Zeiten der Belastungstäler wird durch Anzapfdampf der Turbinen das Kondensat vorgewärmt und in den Warmwasserspeichern gespeichert und so die Kesselbelastung entsprechend erhöht, während umgekehrt bei den Belastungsbergen die Anzapfung der Turbinen aussetzt und die Kessel aus den Warmwasserspeichern gespeist werden. Der Anzapfdampf dient außerdem zur Erzeugung des zusätzlichen Kesselspeisewassers in einer Verdampferanlage, der eine chemische Wasseraufbereitung vorgeschaltet ist. Bei dieser Wasseraufbereitung wird ebenfalls Turbinenanzapfdampf benutzt. Die Wärme des in der Verdampferanlage und in der Wasseraufbereitung benutzen Anzapfdampfes wird dem Kesselspeisewasser wieder vollständig zugeführt, abgesehen von der Wärme, die durch das ablaufende Schlamm- und Laugenwasser verloren geht, und zwar in der Weise, daß das Turbinenkondensat durch einen Brüdenkondensator gedrückt wird und so den in dem Verdampfer erzeugten Brüdendampf niederschlägt. Nach dem Austritt des Wassers aus dem Brüdenkondensator fließt es durch mit Anzapfdampf beheizte Oberflächenvorwärmer zu den Warmwasserspeichern.
Die Regelung der Anlage geschieht im wesentlichen selbsttätig durch entsprechende Regelorgane, nur das richtige Maß der Ladung und der Entladung der Warmwasserspeicher wird durch einen "Wärmemann" überwacht. Für die Überwachung der gesamten wärmewirtschaftlichen Einrichtungen ist eine besondere Wärmezentrale errichtet worden, in der Apparate eingebaut sind für unmittelbares Anzeigen, für Registrieren und für Anzeigen durch Abtasten des Ekonomiserzuges, des Kesselzuges, des Gehaltes der Kesselgase an CO2 und CO+H2, der Rauchgastemperaturen an den Kesseln und Ekonomisern, der Dampfleistung der Kessel, des Kesseldampfdrucks, der Dampftemperatur, der Temperaturen des Kesselspeisewassers, des Wasserstandes in den Speichern und Kondensatbehältern und der elektrischen Belastung der Zentrale. Fernsteuer- und Fernmeldeanlage ermöglichen es dem Wärmemann, mit Hilfe der Veränderung des Kesselzuges auf eine einwandfreie Betriebsführung einzuwirken.
Mit Hilfe der neuen Turbinen und der eben geschilderten wärmewirtschaftlichen Maßnahmen konnte bisher eine Kohleersparnis von 12 %, auf die abgegebenen kWh bezogen, erreicht werden, doch ist nach endgültiger Inbetriebnahme aller Anlagen ein noch höherer Prozentsatz zu erwarten.
Um die Bekohlung der Kesselbunker auf eine durchaus sichere Grundlage zu stellen, wurde außerdem eine zweite Conveyeranlage aufgestellt. Wie oben bereits erwähnt, wurde für die Erweiterung der Hochspannungsschaltanlage ein neues Schalthaus errichtet. Im Obergeschoß befindet sich ein doppeltes Sammelschienensystem, im Untergeschoß der Oelschalterraum. Jeder Ölschalter ist in einer besonderen, fest verschließbaren Zelle, die durch einen Kanal mit der Außenluft in Verbindung steht, untergebracht.
Die Sammelschienen der neuen und alten Anlage sind durch Trennschalter und Ölschalter miteinander gekuppelt. Durch diese Anordnung und entsprechende Verteilung der abgehenden Speisekabel ist Vorsorge getroffen, daß bei Ausfall eines der beiden Schalthäuser die Umformerwerke noch mit Strom beliefert werden können. Eine schematische Darstellung der Schaltanlage zeigt die am Schlusse angeheftete Beilage. Ferner sind beste Sicherheitseinrichtungen, wie Generatorenschutz, Polygon- und Achterschutz für die Kabel usw. vorgesehen.
Der bisher beabsichtigte großzügige Ausbau der Stromerzeugungsanlagen, der die Aufstellung von Hochdruckkesseln mit Kohlenstaubfeuerung, Lufterhitzung und den Einbau von Hochdruckvorschaltturbinen vorsieht, wird wohl nicht zur Ausführung kommen, weil wegen der engen Beziehungen zwischen Stadt und Hochbahngesellschaft die Stromversorgung für die kommenden nördlichen und östlichen Erweiterungslinien des Schnellbahnnetzes wahrscheinlich von der Berliner Städtische Elektrizitätswerke A. G. übernommen werden dürfte.
QUELLE[Pavel: Entwicklung der Stromerzeugungsanlagen der Hoch- und Untergrundbahn in Berlin (1927)]