Das Schiffshebewerk von der Krone des Drei-Schluchten-Damms aus gesehen.

Ein erhebendes projekt

Das neue Schiffshebewerk am Drei-Schluchten-Staudamm in China ist das weltweit größte und umfassendste seiner Art. SKF arbeitete an mehreren wichtigen Punkten des Projekts mit dem dafür verantwortlichen chinesischen Unternehmen Changjiang Institute of Survey, Planning, Design & Research zusammen.

Text Xu Xiao
Foto Getty Images

Schiffbaulösungen

Auf den ersten Blick wirkt das Schiffshebewerk am Drei-Schluchten-Staudamm eher wie ein Hochhauskomplex als eine technische Anlage.

Mit seiner maximalen Hubhöhe von 113 Metern kann es Schiffe mit einer Verdrängung von bis zu 3.000 Tonnen befördern. Der Trog und die dazugehörige Mechanik des Schiffshebewerks wiegen rund 15.500 Tonnen. Damit ist es das größte und komplexeste der Welt.

Die theoretische Forschung zu diesem Hebewerk, dem letzten Teil des Drei-Schluchten-Dammprojekts, begann in den 1950er Jahren. Der Entwurf stand 2007, und im September 2016 wurde der Probebetrieb aufgenommen.

„Das Hebewerk soll die Beförderung von Schiffen über den Drei-Schluchten-Staudamm im Jangtse-Fluss beschleunigen“, erklärt Yu Qingkui, der für die Anlage zuständige Projektleiter beim ­Changjiang Institute of Survey, Planning, Design & Research (CISPDR), das der Yangtze River Water Resources Commission angeschlossen ist. „Die Aufzugfahrt für ein 3.000-Tonnen-Schiff beträgt circa 50 Minuten“, sagt er. Mit einer fünfstufigen Schleusentreppe würde das Schiff für denselben Höhenunterschied 3,5 Stunden benötigen.

Das Drei-Schluchten-Schiffshebewerk hat eine maximale Hubhöhe von 113 m und kann Schiffe mit bis zu 3.000 t Verdrängung befördern.

Das Drei-Schluchten-Schiffshebewerk hat eine maximale Hubhöhe von 113 m und kann Schiffe mit bis zu 3.000 t Verdrängung befördern.

„Das Hebewerk muss zuverlässig funktionieren, damit die Sicherheit der Schiffe gewährleistet werden kann“, meint Yu. Das Heben einer so schweren Masse auf eine derartig große Höhe erfordert einen exakt dimensionierten Gewichtsausgleich. Das Schiffshebewerk am Drei-Schluchten-Staudamm arbeitet nach dem Gegengewichtsprinzip, um das Gewicht des Trogs sowie des Ritzel-Zahnstangen-Systems für die Auf- und Abwärtsbewegung des Trogs auszugleichen.

Ein voll beladener Trog entspricht einem Gewicht von 15.500 Tonnen. Dieses Gewicht wird durch ein Gegengewicht bestehend aus 16 gleichmäßig auf die Doppeltürme seitlich des Trogs verteilten Elementen austariert. Das Gegengewicht ist mit 256 Seilen über 128 Doppelseil­scheiben am Kopf der Türme mit dem Trog verbunden. Dadurch ist sichergestellt, dass Trog und Gegengewicht ungeachtet der Position des Trogs im Gleichgewicht bleiben. Über die gesamte Höhe der Türme sind zu beiden Seiten des Trogs vier Zahnstangen angebracht. Der Antrieb des Trogs erfolgt mittels vier Ritzeln, die in diese Zahnstangen eingreifen.

Jedes Ritzel wird von zwei Elektro­motoren angetrieben. Alle Antriebe sind über Gleichlaufwellen unter dem Trog miteinander verbunden.

Durch das Gegengewichtsprinzip tragen die Ritzel und Zahnstangen statt 15.500 Tonnen Gewicht nur etwa 400 Tonnen, was die Effizienz deutlich verbessert und den Energieaufwand reduziert.

Obwohl der Trog durch ein Gegengewicht austariert wird, bedarf es eines Sicherungssystems, da schon ein kleineres Missgeschick katastrophale Auswirkungen haben könnte. Auf Anraten von Experten wählte CISPDR einen Mechanismus bestehend aus einer Mutter­backensäule mit Drehriegel. Wenn auf den Trog asymmetrische Kräfte einwirken, stoppen die Antriebseinheiten ihren Betrieb, und der Trog wird über die Mutterbacke auf jeder Höhe sicher gehalten. Auf diese Weise lassen sich bei einer Havarie schwer­wiegende Folgen verhindern.

Die Doppelseilscheiben des Gegengewichtssystems sind mit SKF Explorer Pendelrollenlagern ausgestattet.

Die Doppelseilscheiben des Gegengewichtssystems sind mit SKF Explorer Pendelrollenlagern ausgestattet.

SKF Explorer

SKF hat Pendelrollenlager vom Typ Explorer für das Gegengewichts­system des Schiffshebewerks am Drei-Schluchten-Staudamm bereitgestellt. Die optimierte Innenkonstruktion und verbesserte Oberflächenbeschaffenheit reduzieren Lagerreibung und Wärmeentwicklung wirksam, verringern den Verschleiß und senken den Geräuschpegel. Zudem werden alle Präzisionsanforderungen der Anlage erfüllt.

Darüber hinaus liefert SKF zur Verlängerung der Wartungsintervalle ein für hohe Lasten ausgelegtes Schmierfett mit hervorragender Wasserbeständigkeit, eine Eigenschaft, die auf SKF Explorer Lager abgestimmt ist.

Außerdem bietet SKF Dichtungslösungen für Lagergehäuse und andere betriebswichtige Komponenten des Schiffshebewerks am Drei-Schluchten-Staudamm.

SKF Explorer ist ein eingetragenes Markenzeichen der SKF Gruppe.

Nach gründlichen Überlegungen entschied sich CISPDR für die Pendelrollen- und Axiallager von SKF zum Einbau in das Gegengewichts-, Antriebs- und Sicherungssystem des Schiffshebewerks.Für die Hydraulikzylinder des Trogs sowie für den Seilverriegelungsmechanismus werden SKF Gleitlager verwendet, die für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Anlage sorgen.

SKF stellte Hydraulikmuttern und -pumpen sowie diverse Ein- und Ausbauwerkzeuge bereit, die zu einer effizienteren Wartung des Hebewerks beitragen.

CISPDR leitete bereits in einem frühen Stadium des Hebewerkprojekts eine enge technische Zusammenarbeit und einen intensiven Austausch mit SKF ein. Das Unternehmen schätzt die hohe Qualität von SKF Produkten und Dienstleistungen. Laut Freddy Pan, Leiter der Wasserkraftsparte bei SKF, ist China Three Gorges Corp. ein Schlüsselkunde. SKF stellt schon seit 2012 technische Beratungs- sowie Serviceleistungen vor Ort für den Betrieb und die Instandhaltung der Schleusen des Drei-Schluchten-Staudamms bereit.

SKF ist äußerst verlässlich und liefert immer rechtzeitig.
Yu Qingkui, Projektleiter des Schiffshebewerks am Drei-Schluchten-Staudamm

Die Zusammenarbeit begann als Folge ausgezeichneter Produktleistung, wie Yu sagt: „Wir sind mit den Produkten von SKF sehr zufrieden. SKF ist äußerst verlässlich und liefert immer rechtzeitig.“

Für SKF beschränkt sich die Partnerschaft mit dem Kunden inzwischen nicht mehr nur auf die Lieferung von Lagern für das Schiffshebewerk am Drei-Schluchten-Staudamm. Inzwischen umfasst sie auch eine Dichtungslösung für Lager­gehäuse und andere kritische Komponenten der Anlage. Nach der offiziellen Inbetriebnahme des Hebewerks wollen die Partner zudem im Ersatzteil-Geschäft kooperieren.

„Wir sind stolz darauf, in das weltberühmte Drei-Schluchten-Dammprojekt involviert zu sein“, betont Pan. „Wir haben an der Lösung vieler Probleme im Zusammenhang mit dem Schiffshebewerk mitgewirkt und das Unmögliche möglich gemacht. Die Kooperation hat einen industriellen Maßstab gesetzt. Sie ist für das Projekt und für uns ein Gewinn.“

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