Mit allen Wassern gewaschen

Modernisierung des Pumpspeicherkraftwerks in Finnentrop-Rönkhausen

Kunde:

Mark-E

Zeitraum:

2018 - 2019

Ein Leuchtturmprojekt für Uniper Anlagenservice

Mehrere Spezialistenteams aus Landshut und Gelsenkirchen machten das Pumpspeicherkraftwerk (PSW) der Mark-E in Finnentrop-Rönkhausen fit für die nächsten 25 Jahre. Die Federführung oblag den UAS Wasserkraftexperten aus Landshut. Zusätzlich zur Revision von Generatoren und Elektrotechnik übernahm UAS auch die Koordination der gesamten Modernisierung.

„Für uns als Auftraggeber war dieser Komplettservice der Uniper Anlagenservice, der gleich mehrere Abteilungen umfasste, ein sehr großer Vorteil“
Stefan Grüger
Mark-E, Projektleiter
Erfolgreich gezogen: Für die Revision wird der gut 150 Tonnen schwere Rotor mit einem Kran vom fest installierten Stator getrennt
Erfolgreich gezogen: Für die Revision wird der gut 150 Tonnen schwere Rotor mit einem Kran vom fest installierten Stator getrennt

Komplette Projekt-Story

Ein eindrucksvolles Bild: zwei große, leere Becken im malerischen Glingetal. Allein das obere misst 14 Fußballfelder (circa 100.000 Quadratmeter). Gut 300 Meter liegt es höher als das untere Becken, für das der kleine Glingebach vor 50 Jahren gestaut wurde. Dazwischen befindet sich das schmale, unterirdische Krafthaus mit zwei vertikal aufgehängten Generatoren plus Turbinen. Gemeinsam bilden sie das Pumpspeicherkraftwerk (PSW) Finnentrop-Rönkhausen der „PSW Rönkhausen GmbH & Co. KG“. In Nordrhein-Westfalen gibt es zwei PSW, deutschlandweit über 30. Betreiber in Rönkhausen ist der Hagener Energieversorger Mark-E. Der hatte das Wasser im März 2018 abgelassen: für die große Revision der Maschinen und die Erweiterung der Speicherkapazität des PSW von 690 auf 735 Megawattstunden. 25 Millionen Euro investierte das Unternehmen.

Koordination des gesamten Projekts

Daraus ergab sich für Uniper Anlagenservice ein Großauftrag. Den Hut hatten die erfahrenen Wasserkraftspezialisten der Niederlassung Süd auf: Mark-E beauftragte die UAS Hydroexperten aus Landshut mit der Revision der 70-Megawatt- Generatoren, der elektrischen Hauptkomponenten und der Ausrichtung der Wellenstränge. Bei den Unteraufträgen setzten die Landshuter vor allem auf Expertise aus dem eigenen Haus. „In Summe waren wir mit zehn Spezialistenteams der Uniper Anlagenservice aus Gelsenkirchen und Landshut im Einsatz, unterstützt durch Kollegen von Uniper Technologies“, berichtet UAS-Projektleiter Stefan Bartz. Sein Kollege Alexander Rieb koordinierte die Teams als Bauleiter vor Ort: „Die Zusammenarbeit hat wunderbar funktioniert.“ Zusätzlich beschäftigte Mark-E noch weitere 20 Firmen auf der Baustelle in Rönkhausen. Die Turbinenanlagen etwa überholte ein großer Turbinenhersteller, weitere Firmen sanierten die Bauwerke und Becken. Das erforderte ein versiertes Projektmanagement. Ein erfahrener UAS-Projektleiter, Ulrich Waßmann aus Landshut, übernahm für Mark-E die Terminkoordination des gesamten Modernisierungsprojektes.

Gewaltige Dimensionen

Bei aller Routine und Erfahrung: Generatoren eines Pumpspeicherkraftwerkes zu demontieren, zu überholen und zu remontieren, birgt immer besondere Herausforderungen. Denn die Generatoren des PSWs sind größer und deutlich schwerer als etwa die in Flusskraftwerken, die die Landshuter häufiger betreuen. Der Rotor besitzt einen Durchmesser von sechs Metern und wiegt an die 150 Tonnen. Selbst die Pole am Rotor bringen noch etliche Tonnen auf die Waage.

Ungewöhnlich waren diese Dimensionen auch für das Gelsenkirchener Generatorenteam, das mit den elektrischen und mechanischen Messungen betraut war. Die Messexperten aus dem Ruhrgebiet revidieren sonst eher schmale Generatoren an Dampfturbinen. „Beide Generatoren waren in einem guten Zustand“, erklärt Helmut Schlüter vom Gelsenkirchener Team. So ergaben die gemessenen Isolationswiderstandswerte an den Wicklungen von Stator und Rotor keine Befunde. Auch nach der Vergleichsmessung der jeweils zwölf Pole an den Rotoren mussten die Landshuter, für Montage und Instandhaltung zu- ständig, nur einen einzigen überarbeiten. Gutachter der Uniper Technologies werteten die Messergebnisse aus.

Viele lockere Keile

Wegen der gewaltigen Kräfte, die in einem Pumpspeicherkraftwerk wirken, lassen die Betreiber auch immer die Verkeilung der beiden Generatorenständer überprüfen. Schlüter: „Die Nutenverschlusskeile der Statoren stehen hochkant und rutschen schon mal nach unten weg.“ Sitzen sie dann nicht mehr fest, könne sich daraus schnell ein Großschaden am Generator entwickeln. Mit einem kleinen Messroboter klopfte UAS die jeweils 144 Nutenverschlusskeile an jedem Stator ab. Das Ergebnis: An einem der Generatoren mussten die Landshuter einen Großteil der Keile erneuern, beim zweiten nur wenige.

Besseres Ergebnis als erwartet

Von entscheidender Bedeutung für die letztlich hervorragenden Ergebnisse der Gesamtrevision war die optimale Ausrichtung der beiden Wellenstränge – auch ein Verdienst der Produktgruppe Schwingungen aus Gelsenkirchen, geleitet von Dr. Matthias Humer. Nach dem Wiedereinbau der revidierten Generatoren und Turbinen, die mit Verbindungsstücken und Kuppelungen jeweils auf einer Welle montiert sind, liefen die Maschinensätze noch sehr unruhig. Zu groß waren die Schwingungen, die das Humer-Team nach einer ersten Ausrichtung gemessen hatte – die Lösung: nachwuchten. Nach Vorgabe der Schwingungsexperten positionierten die Landshuter daher Gewichte an jedem Generator. Weil die großen und schweren Generatoren eines PSWs langsamer drehen (500 Umdrehungen pro Minute) als etwa die in Gaskraftwerken (bis zu 3.000 Umdrehungen pro Minute), benötigt man hier größere Gewichte (je acht Kilogramm) als in Gaskraftwerken (im 100-Gramm-Bereich). Doch selbst mehrfaches Nachwuchten reichte nicht. Erst nachdem UAS auch das Lagerspiel verkleinerte, bewegten sich die Wellenstränge sehr viel ruhiger. „Beide Maschinen erreichen nach der Revision bessere Betriebswerte, als wir erwartet haben“, bemerkt Stefan Grüger, der Projektleiter von Mark-E, zufrieden. Beide Maschinen bringen nun wieder ihre volle Leistung. Vor der Sanierung galt das nur für einen der beiden Maschinensätze.

Gebündelter Großauftrag

Parallel zu den Revisionsarbeiten an Generatoren und Turbinen nahm UAS die elektrischen Hauptkomponenten in Angriff: Die Elektrotechnik-Spezialisten aus Gelsenkirchen warteten neun Transformatoren, Schaltanlagen inklusive Leistungsschalter, Schutzrelais, Gleichrichter und Batterien sowie Generatorableitungen. Sie prüften und reinigten einzelne Bauteile, tauschten sie aus und bauten sie wieder ein. Für jeden Teilbereich war ein anderes E-Technik-Team zuständig. Die Herausforderung hier: Eine der drei Stromschienen war immer unter Spannung, da zum Abpumpen des Regenwassers aus den Becken sowie für die diversen Wartungsarbeiten permanent Energie benötigt wurde. So konnten die E-Techniker nur an den Komponenten arbeiten, die gerade abgeschaltet waren.

„Für uns als Auftraggeber war dieser Komplettservice der Uniper Anlagenservice, der gleich mehrere Abteilungen umfasste, ein sehr großer Vorteil“, resümiert Stefan Grüger von Mark-E.
„Und vor Ort hatten wir einen Ansprechpartner, der die Teilgewerke koordiniert hat.“ Im Frühjahr dieses  Jahres konnte der Energieversorger sein Pumpspeicherkraftwerk erfolgreich wieder in Betrieb nehmen – und er hat bei UAS bereits die Revision weiterer Kraftwerke angefragt.

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