Der Einlaufbereich des 1902 erstmals in Betrieb genommenen EVN-Kleinwasserkraftwerks Ratzersdorf im Norden der niederösterreichischen Landeshauptstadt St. Pölten wurde im September 2022 komplett erneuert. Wegen anhaltender Komplikationen mit der ca. 50 Jahre alten vertikalen Rechenreinigungsmaschine hatten sich die Betreiber für eine umfassende Sanierung entschieden. Gefertigt wurde das komplette Stahlwasserbauequipment für das Traditionskraftwerk von der oberösterreichischen Jank GmbH. Der Kraftwerks­einlauf wurde von dem Innviertler Wasserkraftallrounder mit einem horizontalen Schutzrechen inklusive dazugehörigem Rechenreiniger ausgerüstet, der Geschwemmsel und grobes Treibgut zuverlässig in den Unterwasserbereich abführt. Dank exakter Vorplanung und der vorbildlichen Zusammenarbeit während der Umbauphase konnte das Projekt innerhalb von nur drei Wochen erfolgreich umgesetzt werden.

Die mittlerweile in 4. Generation geführte Jank GmbH aus Oberösterreich gilt in der Branche aus guten Gründen als zuverlässiger Partner. Das Portfolio der Inn­viertler deckt neben Turbinen für den Niederdruckbereich und Stahlwasserbau­equip­ment auch die komplette elektro- und regelungstechnische Ausstattung für Kleinwasserkraftanlagen ab. Ein zentraler Punkt der Unternehmens­philosophie besteht darin, neue Ent­­wicklungen zunächst bei den eigenen Anlagen ausgiebig zu testen, bevor diese Kunden angeboten werden. Eine wegweisende Innovation ist der Jank GmbH mit der Entwicklung der horizontalen Rechenreinigungsmaschine gelungen, deren Prototyp vor gut 40 Jahren beim Eigenkraftwerk Meinharting an der Mattig erstmals in der Praxis eingesetzt wurde. Nach einer mehrjährigen Testphase inklusive diverser Optimierungen ging die damals völlig neuartige Rechenreinigungsanlage ca. 1985 in den Regelbetrieb über.

Treibgutabfuhr leicht gemacht
Klaus Jank, Geschäftsführer der Jank GmbH, erläutert im Gespräch mit zek HYDRO, dass horizontale Rechenreiniger im Vergleich zu vertikalen Maschinen einen wesentlichen Vorteil bieten: „Teleskop-, Seilzug- oder Kettenrechenreiniger befördern das Schwemmgut vom Rechen nach oben in eine Spülrinne. Wenn größeres Treibgut wie Baumstämme angeschwemmt werden, kann dies bei vertikal arbeitenden Maschinen schnell zu Verklausungen führen, die in weiterer Folge mit einer Notabschaltung des Kraftwerks einhergehen können. Bei horizontalen Rechenreinigern hingegen bleibt das Treibgut nach der Entfernung vom Schutzrechen im Gewässer und wird meist über eine Spülklappe ins Unterwasser abgegeben. Die Wahrscheinlichkeit für Verstopfungen wird dadurch von Grund auf minimiert.“ Klaus Jank ergänzt, dass Behörden und naturschutzrechtliche Organisationen bei Genehmigungsverfahren horizontalen Schutzrechen üblicherweise auch in ökologischer Hinsicht positiv gegenüberstehen. „Seinen Durchbruch hat das System in erster Linie den ökologischen Aspekten zu verdanken. Horizontale Rechen weisen eine niedrigere Anströmgeschwindigkeit auf und können Organismen somit besser zu Fischabstiegssystemen leiten. Außerdem ist der Körperbau eines Fisches in der Regel höher als breiter, wodurch eine weitaus geringere Möglichkeit besteht, dass diese durch einen Horizontalrechen hindurch in den Triebwasserweg gelangen.“

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Individuelle technische Anpassungen
Seit der Inbetriebnahme der ersten horizontal arbeitenden Rechenreinigungsmaschine hat die Jank GmbH das System kontinuierlich weiter­entwickelt und optimiert. Als Antrieb kommen bei den meisten Anlagen elektrohydrau­lische Systeme zum Einsatz. Zusätzlich be­finden sich auch rein elektrische Antriebe im Portfolio für jene Standorte, bei denen die Schall­thematik eine größere Rolle spielt. Dabei werden die Elektromotoren mit Frequenz­um­richtern gekoppelt und somit deutlich leisere Betriebsgeräusche erzielt. Generell wer­­den die Antriebe der Maschinen äußerst war­tungsarm ausgeführt, was in weiterer Folge eine Zeitersparnis für die Betreiber mit sich bringt. Die Kammformen der Putzharken können an die individuellen Anforderungen angepasst werden, um das am Standort vorherrschende Treibgut zuverlässig vom Rechen zu entfernen. Auch bei den Profilen der Schutzrechen stehen mehrere Optionen zur Auswahl. Bei der Fertigung setzt Jank auf speziell gefräste Stabprofile, die im Vergleich zu marktüblichen Profilen eine wesentlich bessere Stabilität aufweisen. „Grundsätzlich zeichnen sich Schutzrechen und Rechenreinigungsmaschinen aus unserem Haus durch höchste Fertigungsgenauigkeit aus. Dies ist die Grundvoraussetzung, um eine Anlage für Jahrzehnte hinaus möglichst störungsfrei betreiben zu können. Darüber hinaus begleiten wir unsere Kunden schon im Projektvorfeld bei den Planungen, um die bauliche Infrastruktur bzw. die Anströmung des Rechens bis hin zur Abspülmöglichkeit reibungslos zu gestalten“, bekräftigt Klaus Jank.

Einlauf komplett erneuert
Eines der jüngsten Jank-Projekte im Bereich der horizontalen Rechenreinigungstechnik wurde beim Kraftwerk Ratzersdorf im Norden der niederösterreichischen Landeshauptstadt­ St. Pölten umgesetzt. Das 1902 fertig­gestell­te Kleinwasserkraftwerk am rechten Werks­­kanal des Gewässers Traisen wird von der evn naturkraft Erzeugungsgesellschaft m.b.H.­,­ einer Tochtergesellschaft der EVN AG­, betrieben und schafft bei einer Ausbauwassermenge von 5 m³/s ca. 325 kW Engpassleistung. „Die Anlage produziert seit über 120 Jahren Strom und wurde seit ihrer Erstinbetriebnahme mehrfach saniert bzw. umgebaut. Vor gut 15 Jahren wurde die Francis-Turbine, die ihr technisches Lebensende erreicht hatte, durch eine einzelne Tauch-Turbi­ne mit direkt gekoppeltem Generator, die im Betrieb komplett überströmt ist, ersetzt. Auch die Elektro- und Leittechnik wurde damals umfassend modernisiert. Im Vorjahr war es an der Zeit, den Stahlwasserbau beim Kraft­werkseinlauf zu erneuern“, sagt EVN-Projektleiter Hartwig Wolf. Vor dem Umbau war der Einlauf mit einem Streichwehr sowie einem vertikalen Rechen und einer Stangenrechenreinigungsmaschine mit elektrisch angetriebenen Zahnrädern ausgestattet. Die Maschine arbeitete zwar automatisiert, war aufgrund ihres Alters von rund 50 Jahren allerdings in einem altersentsprechenden schlechten Zustand. Speziell während der Herbstzeit bei erhöhtem Laubaufkommen im Kanal verursachte der Rechenreiniger häufig Störungen und beeinträchtigte damit den Kraft­werksbetrieb. Den Zuschlag zur Erneuerung des kompletten Stahlwasserbau­equip­ments konnte sich die Jank GmbH sichern, die bereits in den 1980er-Jahren ihr erstes einer Vielzahl von Projekten für die EVN umgesetzt hat.

Enger Zeitrahmen
Die wesentliche Herausforderung des Projekts lag laut Hartwig Wolf in dem begrenzten Zeitkorsett, das für die Erneuerung zur Verfügung stand: „Da am Werkskanal keine Mög­lichkeit besteht, das Wasser umzuleiten, konnte die Baumaßnahme nur während der Bach­abkehr realisiert werden. Während der Bachabkehr, die in der Regel alle zwei Jahre statt­findet, wird der Kanal komplett entleert, um Reinigungs- und Instandhaltungsarbeiten durchzuführen.“ Im Vorjahr fand die Bach­­abkehr ausnahmsweise in einem drei­wöch­igen anstelle eines einwöchigen Zeitraums statt, da das Altmannsdorfer Wehr am Beginn des Werkskanals von der Wasserwerksgenossenschaft ebenfalls erneuert wurde. Für die Modernisierung dieser Wehranlage sorgte ebenfalls die Jank GmbH, die darüber hinaus während der Bachabkehr noch zwei weitere Projekte am Werkskanal bei privat betriebenen Kraftwerken durchführte. „Der Lieferumfang für das Kraftwerk Rat­zers­dorf bestand neben dem horizontalen Rechen mit ca. 9 m Breite und 1,6 m Höhe aus dem elektrohydraulisch angetriebenen Rechen­­­reiniger, einer Klappen-Grund­schütz­kom­­bination, dem Einlaufschütz und den da­zugehörigen Hydraulikaggregaten“, so Klaus­ Jank.

Vorbildliche Kooperation
Um das Projekt rechtzeitig fertigstellen zu können, wurde ein exakt getakteter Zeitplan erstellt. Unmittelbar nach der Entleerung des Kanals wurde ein Schutzdamm errichtet, um den Baubereich vor Regen bzw. unerwarteten Einleitungen zu schützen. Danach folgten die Abbrucharbeiten im Ober- und Unterwasserbereich der Anlage und im Anschluss die ersten Betonierarbeiten. Der Einbau der neuen Stahlwasserbauteile orientierte sich an den jeweiligen Baufortschritten. „Dank der ausführlichen Vorplanungen, der guten Zusammenarbeit der beteiligten Unternehmen und Glück mit dem Wetter konnte das Projekt im gesetzten Zeitrahmen umgesetzt werden. Zwei Tage vor der Befüllung des Kanals wurde die neue Rechenreinigungsmaschine im Trockenen getestet. Die Erfahrungen mit dem neuen System seit der Wiederinbetriebnahme sind äußerst positiv, die Rechenreinigung funktioniert auch bei erhöhtem Treibgutaufkommen tadellos“, sagt Hartwig Wolf. Klaus Jank zieht ebenfalls ein positives Fazit über den Projektverlauf: „Die Kooperation mit der Baufirma und der EVN ging vorbildlich über die Bühne. Trotz des Zeitdrucks war es ein angenehmes Zusammenarbeiten, das letztendlich zu einem erfolgreichen Projektabschluss geführt hat.“