Das Pumpspeicherkraftwerk Herdecke - Funktion und Aufgaben

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1 Das Pumpspeicherkraftwerk Herdecke - Funktion und Aufgaben RWE Power AG Steuerung und Betrieb Wasserkraft Betrieb Herdecke Leiter Produktion Andreas Schulz RWE Power SEITE 1

2 RWE Wasserkraftwerke Zwei Betriebe mit: 290 MW in 45 Laufwasserkraftwerken 153 MW in einem Pumpspeicherkraftwerk PSW Beteiligung an: 1118 MW, SEO Vianden (43%): 870 MW, Schluchsee (50 %) Vianden Schluchsee RWE Power SEITE 2

3 Laufwasserkraftwerk Beispiel KW Hengstey Absolutes Grundlastgeschäft! Meint: Jeden Tropfen Flusswasser zu Strom machen! RWE Power SEITE 3

4 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Anzahl Maschinen 1 Design Francis Installierte Leistung 153 MW el Produktion 170 GWh p. a. Pumpstrombezug 220 GWh p. a. Spannungsebenen 10/220kV Verfügbarkeit ~98 % Wirkungsgrad ~78 % Fallhöhen (min/max.) 145,5m/165,2m Oberbeckeninhalt 1,5 (m 3 x 10 6 ) Dauer Erzeugung Startzeit Tu Drehzahl Gewicht 4 h (Volllast) ca. 60 s 250 1/min 600 t Inbetriebnahme 1989 RWE Power Anteil 100 % Absolutes Spitzenlastgeschäft! Meint: Jederzeit für jede Betriebsart verfügbar zu sein! RWE Power SEITE 4

5 Hiostorie PSW Herdecke (Koepchenwerk) 28. Januar 1930 Inbetriebnahme Koepchenwerk 12. Dezember 1980 Pumpschaden Maschine 1 8. August 1989 Inbetriebnahme Maschine 5 RWE Power SEITE 5

6 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Längsschnitt der neuen Anlage Druckstollen Innendurchmesser 4,75 Meter Länge 396 Meter Wandstärke Millimeter Max. Innendruck 280 Meter Wassersäule Bauzeit ; 8. August 1989 Inbetriebnahme Fallhöhe 145,5 bis 165,5 Meter Reversible Pumpturbine mit vertikaler Welle Durchfluss im Pumpbetrieb 101,7 m³/s Durchfluss im Turbinenbetrieb 110 m³/s Drehzahl 250 Umdrehungen/Minute RWE Power SEITE 6

7 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Einlaufturm im Speicherbecken Einlaufturm Durchmesser Einlauftrichter 64m 12 Einlauföffnungen Höhe 39 m Sicherheitsverschlussorgan: Zylinderschütz Zylinderschütz im Einlaufturm Durchmesser 5,5 Meter Gewicht 48 Tonnen Schließzeit 60 Sekunden RWE Power SEITE 7

8 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Druckstollen Innendurchmesser 4,75 Meter Länge 396 Meter Wandstärke Millimeter Maximaler Innendruck 280 Meter Wassersäule RWE Power SEITE 8

9 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Kugelschieber Hersteller Sulzer-Escher Wyss Maximaler Durchmesser 5,47 Meter Innendurchmesser 3,3 Meter Antrieb 2 Ölservomotoren Schließzeit 30 Sekunden Öffnungszeit 20 Sekunden Wasserstrom maximal 200 m³/sekunde Gewicht 185 Tonnen RWE Power SEITE 9

10 Spirale Eintrittdurchmesser: 3,3 Meter Konstruktionsdruck: 28,35 bar Gewicht: 184 Tonnen Höhenlage 31,6 m unter dem niedrigsten Unterwasser RWE Power SEITE 10

11 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Technische Daten und Laufrad Hersteller Pumpturbine Voith Material Laufrad Chrom-Nickel-Stahl-Guss Nennleistung 153 Megawatt Nenndrehzahl 250 Umdrehungen/Minute 7 Laufschaufeln (Laufradhöhe 0,82 m) Max. Laufraddurchmesser 4,60 Meter Höhe 31,6 Meter unter dem niedrigsten Unterwasser Max. Volumenstrom Turbinenbetrieb 110 m3/s Pumpbetrieb 102 m3/s RWE Power SEITE 11

12 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Einbau von Stator und Generatorläufer Hersteller Motorgenerator (Synchronmaschine) BBC und Siemens Nennscheinleistung 190 MVA Nennfrequenz 50 Hertz Nennspannung Volt Nennstrom Ampere Max. Außendurchmesser 8,50 Meter Nenndrehzahl 250 Umdrehungen/Minute Anzahl Polpaare 12 Stück Gewicht Läufer 300 Tonnen RWE Power SEITE 12

13 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Pumpturbinensatz Maschine 5 (M5) Stator 1 reversible Pumpturbine mit vertikaler Welle Nennleistung 153 Megawatt Rotor Nenndrehzahl 250 Umdrehungen/Minute Nennfallhöhe 159,58 Meter 7 Laufschaufeln Max. Laufraddurchmesser 4,60 Meter 20 Leitschaufeln Höhe 31,6 Meter unter dem niedrigsten Unterwasser Gewicht 600 Tonnen Zwischenwelle Spurlager Turbinenwelle Leitschaufel Laufrad Spiralgehäuse Saugschlauch RWE Power SEITE 13

14 150 s 150 s 170 s 110 s 70 s (56 s) 50 s 150 s 160 s mit Turbine 150 s mit AUR 20 s 30 s PSW: Die Sprinter im Kraftwerkspark Beispiel: PSW Herdecke Turbinenbetrieb 60 s 60 s Phasenschieber T-Drehrichtung Standby Stillstand 170 s 190 s Pumpbetrieb 60 s Phasenschieber P-Drehrichtung Die Zeitangaben sind Richtwerte, da diese durch temporäre Laufzeitänderungen und Synchronisierzeiten beeinflusst sind. RWE Power SEITE 14

15 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Produkte und Aufgaben Netzdienstleistungen: Sekundenreserve Minutenreserve Spannungshaltung Dauerreserve Netzwiederaufbau Stromveredelung Überwachung und Steuerung aller rechtsrheinischer RWE Laufwasserkraftwerke Wasserführung Ruhr insbesondere Hengstey-, Harkort-, Baldeney- und Kettwiger See RWE Power SEITE 15

16 Pumpspeicherkraftwerk Herdecke Jahreseinsatzdaten Betriebsstunden : 3812 h/a davon Tu: 37%; Pu: 44%; Ph: 19% Bereitschaft : 4772 h/a ca. 170 GWh/a; 135 Gvarh/a 1925 Starts /a 4653 Betriebsübergänge Zeitverfügbarkeit : 98% Das Kraftwerk muss jederzeit in jeder Betriebsart eingesetzt werden können. Zu welchem Zeitpunkt in welcher Betriebsart ist unbekannt RWE Power SEITE 16

17 P [MW]; E [MWh] Ein Tag im Februar 11 Starts (PU: 4, TU: 7) 16,02 Stunden in Betrieb (PU: 5,36 h, TU: 10,66 h) Mit 1652 MWh Rekordumwälzung 1,42 x Oberbeckeninhalt Koepchenwerk umgewälzt (PU: 01. Febr. 829 MWh, 2010TU: 823 MWh) :00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 üblich Spb üblich Spb RWE Power SEITE 17

18 Viertelfinale Deutschland-Argentinien am Leistungssprung von 1300 MW in der Halbzeitpause TLK Speicher Gas Bezüge Steinkohle Kernenergie Braunkohle Laufwasser RWE Power SEITE 18

19 Viertelfinale Deutschland-Argentinien am Spielbeginn Halbzeitpause Verlängerung 11m Schießen Spielende RWE Power SEITE 19

20 VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT! RWE Power SEITE 20