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Neubau einer
Schiffsdampfmaschine für
DS MONTREUX
AUSGANGSLAGE
Als in den
sechziger und siebziger Jahren auch in der Schweiz viele Dampfschiffe
abgewrackt und durch rationellere, aber wenig attraktive Motorschiffe
ersetzt wurden, regte sich in der lokalen Bevölkerung zunehmender
Widerstand, der sich zu einer Volksbewegung für die Raddampfer steigerte.
Es gelang sogar eine Trendwende, denn die Zahl der betriebsfähigen
Raddampfer konnte in der Schweiz wieder gesteigert werden!
Die zunehmende
Nachfrage nach Dampffahrten einerseits und steigende Betriebs- und
Unterhaltskosten anderseits führen bei Unternehmen mit professionellem
Dampfbetrieb jedoch zu einem Dilemma. Die Schweizerische Lokomotiv-
und Maschinenfabrik Winterthur (SLM) fand anfangs der
neunziger Jahre einen Ausweg:
Moderne Dampftechnik
Die moderne
Dampftechnik ermöglicht dank zahlreicher Verbesserungen und Innovationen
die gleichen Betriebskosten wie bei Dieseltraktion, ermöglicht aber
zusätzliche Einnahmen dank höherer Attraktivität. Insgesamt resultiert
eine bessere Wirtschaftlichkeit. Nach dieser Idee wurden 1992 drei
Prototypen einer modern konzipierten Zahnraddampflokomotive in Betrieb
gesetzt. Ihnen folgten 1996 fünf Serie-Lokomotiven. Die neuen
Dampflokomotiven übernahmen wohl einen Teil der Fahrten der alten
Dampflokomotiven, ersetzen aber hauptsächlich Leistungen, die zuvor von
Dieselfahrzeugen erbracht wurden. Der technische und wirtschaftliche
Erfolg der modernen Dampflokomotiven war eine Voraussetzung dafür, dass
auch neue Schiffsdampfmaschinen in Betracht gezogen wurden.
Die Schifffahrt
auf dem in der Schweiz und in Frankreich liegenden Genfersee wird von der
schweizerischen Compagnie Générale de Navigation sur le Lac Léman
(CGN) betrieben. Die CGN hat zwischen 1933 und
1977 sechs Raddampfer auf diesel-elektrischen Antrieb umgebaut, um deren
Betrieb zu rationalisieren. Im Gegensatz zu den alten Dampfschiffen
brauchen Motorschiffe in der Regel keine permanente Überwachung des
Maschinenraums, was im Falle der CGN pro Schiff zwei Mann
Personal einsparte. Der Rationalisierung wurde aber das Herzstück der
Raddampfer, die von den Passagieren gut sichtbare, attraktive
Dampfmaschine geopfert. Leider wurden diese Prunkstücke des klassischen
Maschinenbaus nicht nur entfernt, sondern auch gleich verschrottet.
1996 waren von
den sechs diesel-elektrischen Radschiffen noch vier im Einsatz. Deren
Diesel- und Elektroaggregate haben das Ende der wirtschaftlichen
Lebensdauer erreicht und mussten kurz- bis mittelfristig ersetzt werden.
Natürlich wäre es naheliegend gewesen, einfach wieder einen neuen
diesel-elektrischen Antrieb einzubauen. Die zunehmende Konkurrenz im
Tourismus und der Trend zur Erlebnisgastronomie erforderten aber ein
innovativeres Konzept. Die Idee, eine fernbediente Dampfmaschine mit
automatischem Kessel zu kombinieren, würde Raddampfer ermöglichen, die nur
soviel Personal benötigen wie vergleichbare Motorschiffe.
Auf Basis
dieser Idee richtete die CGN eine Anfrage an die SLM, ob ein
Neubau von Schiffsdampfmaschinen möglich wäre und gab eine entsprechende
Studie in Auftrag.
RESULTATE
DER SLM - STUDIE
Es wurden drei
Konzepte untersucht:
-
Originalgetreuer Nachbau einer existierenden Maschine (Replica)
- Nachbau einer Maschine mit neuen Zylindern und besseren Dampfdaten
- Vollständige Neuauslegung und Neukonstruktion
Die
Nachbau-Lösungen wurden verworfen. Das Ziel von Betriebskosten, die mit
jenen von Motorschiffen vergleichbar sind, erfordert eine moderne
Dampfmaschine. Folgende Maschinentypen wurden näher geprüft:
-
2-Zylinder-Einfachexpansionsmaschine (Zwilling) mit Auspuffbetrieb
- 2-Zylinder-Verbundmaschine mit Abdampfkondensation
- 3-Zylinder-Gleichstrommaschine mit Abdampfkondensation
- 2-Zylinder-Verbundmaschine mit Zwischenüberhitzung,
Turborekompression, Abdampfturbine und Abdampfkondensation
Beginnend mit dem einfachsten Maschinentyp steigen Komplexität, Preis,
technisches Risiko und thermischer Wirkungsgrad in der angeführten
Reihenfolge. Die beste Laufruhe wird von der 3-Zylinder-Maschine
erwartet.
Empfohlen
wurden Zwillings-Auspuffmaschinen für die "Montreux", die "Vevey" und die
"Italie" und eine Drillings-Auspuffmaschine für die "Helvétie".
Die
Schlussfolgerung lautete: Der Bau neuer Dampfmaschinen ist möglich. Diese
können so konstruiert werden, dass kein technisch begründeter
Personalmehrbedarf im Vergleich zu einem Motorschiff entsteht.
PFLICHTENHEFT
Am 19. Dezember 1997 bestellte die CGN die erste Dampfanlage
für das bisher diesel-elektrisch betriebene Radschiff "Montreux". Diese
umfasst gemäss Pflichtenheft:
-
Dampfkessel für 24h BOsB (Betrieb ohne ständige Beobachtung), komplett mit
Ölfeuerung und Speisewasseraufbereitung
- Hauptdampfleitung mit Regulator
- Dampfmaschine inkl. Maschinenrahmen, einbaufertig mit
Anschlussflanschen beidseitig der Kurbelwelle zum Anbau an die Flansche
der Schaufelradwellen
- Fernbedienung der Dampfmaschine von den drei Steuerständen der
Brücke
- Not-Handbedienung der Dampfmaschine im Maschinenraum
Aus Kosten- und
Termingründen sollen alle Antriebsanlagen einheitlich sein, soweit dies
technisch möglich ist. Den Empfehlungen der Studie folgend hat sich die
CGN für folgende Lösung entschieden:
-
2-Zylinder-Einfachexpansionsmaschine (Zwilling) mit Auspuffbetrieb für
die "Montreux", die "Vevey" und die "Italie" mit einer Leistung von 650
kW bei 51 U/min.
- 3-Zylinder-Einfachexpansionsmaschine (Drilling) mit Auspuffbetrieb
für die "Helvétie" mit einer Leistung von rund 1000 kW bei 51 U/min. Mit
einer Kapazität von 1400 Personen ist die "Helvétie" deutlich grösser als
die "Montreux", die "Vevey" und die "Italie", deren Tragkraft zwischen 750
und 900 Personen liegt.
TECHNISCHES KONZEPT
Während Diesel-
und Elektromotoren in grossen Stückzahlen hergestellt werden, ist dies bei
Dampfmaschinen vorerst nicht mehr der Fall. Dieser Nachteil kann durch ein
geeignetes technisches Konzept teilweise gemildert werden. Um den
Konstruktions- und Berechnungsaufwand niedrig zu halten, sollen die
Maschinen möglichst einheitlich sein. Dies ist auch für die
Ersatzteilhaltung und den Unterhalt sinnvoll. Es wurde deshalb eine
modulare Bauweise gewählt.
Konstruktions- und Bauprinzip
-
Einheitlicher, geschweisster Dampfzylinder mit eingesetzten Laufbüchsen
- Obenliegender Schieberkasten
- Innere Steuerung mit Kolbenschieber
- Äussere Steuerung nach Joy
- Kreuzkopf, Lineal und Schubstange nach Bauart Sulzer
in Analogie zu den anderen Genfersee – Raddampfern.
- Maschinenrahmen in geschweisster Ausführung.
- Klassische, geschmiedete Kurbelwelle
- Kurbelwellenlager, Schubstangenlager und Kreuzkopflager sind als
Gleitlager auszuführen.
- Alle Steuerungslager sind mit fettgeschmierten Rollenlagern
auszuführen.
- Kessel, Zylinder und Dampfleitungen sind extrem gut zu isolieren
- Die Schmierung der Zylinder und aller Lager muss mechanisch bzw.
ohne Notwendigkeit von Kontrollen während der Fahrt erfolgen (Ausnahme:
Schubstangenlager, die aus optischen Gründen klassische Tropföler
erhalten).
- Auf schöne Formgestaltung und sauberen Finish sind besonders Wert
zu legen.
Fernbedienung
Die
Fernbedienung der Dampfmaschine ermöglicht in Kombination mit dem
automatischen Betrieb der Kesselanlage den gleichen Personalbedarf wie auf
Motorschiffen. Folgende Funktionen werden von den Steuerständen aus
bedient:
- Regler
- Steuerung
- Zylinder-Entwässerungsventile
Die
Fernbedienung erfolgt hydraulisch mittels zweier Handhebel, je für den
Regler und die Steuerung (vorwärts, rückwärts, Füllung). Aus Gründen der
Redundanz und der Optik ist eine mechanische Notsteuerung im Maschinenraum
installiert. Dies erlaubt auch die traditionelle Bedienung der
Dampfmaschine, denn gemäss Konzept ist immer ein Maschinist an Bord,
jedoch mit einer anderen Primärfunktion.
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