Grootste turbinetafel ter wereld5201010themaGrootsteturbinetafelter wereldDynamische belastingen via veerpakketten op kolommen afgedragenGrootste turbinetafel ter wereld 52010 11De elektriciteitsproductie in Nederland wordt door een veel-voud aan centrales verzorgd. De basisproductie gebeurt opbasis van de goedkope brandstof kolen. Hier bovenop komt eendeel groene energieopwekking. De totale vraag naar elektrawordt met duurdere, snel reagerende gasgestookte centralesafgeregeld. Daarnaast wordt een deel van de energie ge?mpor-teerd vanuit het buitenland. Van de bestaande centrales inNederland en omringende landen zijn vele aan het einde vanhun economische levensduur.Dit alles was voldoende reden om een nieuwe kolencentrale opde Maasvlakte te ontwikkelen (fig. 2). Hierbij wordt gebruikge-maakt van de nieuwste technologie. De locatie is geschiktvanwege de aanwezige kolenoverslag voor diepzeeschepen, deaansluiting op het landelijk netwerk en voldoende koelwater.E.ON heeft op de Maasvlakte al een andere kolencentrale ingebruik, met twee lijnen. De projectnaam voor de derde lijn isMPP3 (Maasvlakte Power Plant 3) 1).Belastingen op de tafelEen belangrijk onderdeel van de centrale is de turbine in hetturbinegebouw. Dit gebouw is 36 m hoog. Op 16,5 m ligt dezogenoemde turbinetafel, die wordt ondersteund door 14kolommen. Deze is ervoor om de vijf turbinecomponentensamen met de generator star te ondersteunen (fig. 3). In hetturbinegebouw zijn verder overige installaties opgenomen zoalsde condensors, het ketelvoedingswatervat, de ketelvoedingswa-terpompen en veel leidingwerk. Het is gefundeerd op eenbodemplaat met een totaal volume van 27 000 m3.De turbinetafel met turbine is dynamisch berekend. De rote-rende delen (dynamische massa) mogen immers niet in reso-nantie komen met de statische massa van de onderdelenvermeerderd met de massa van de tafel. Doordat de turbineta-fel is opgelegd op veerpakketten wordt slechts een klein percen-Op de Maasvlakte Rotterdam realiseert energiebedrijf E.ON momenteel een nieuwe kolencentrale.Het hart van de centrale wordt gevormd door eenstelsel van vijf gekoppelde turbines. Deze turbinesgenereren dynamische belastingen. Om ze teondersteunen is een solide constructie nodig: deturbinetafel. Met afmetingen van 58 x 18 x 3,5 m isdeze ??n van de grootste ter wereld.ir. Marc van der VeldenE.ON Energie1) In Cement 2009/5 stond een artikel over de 170 m hoge schoorsteen van deze centrale.111 Het turbinegebouw met links hetketelstatief en de trappentorensGrootste turbinetafel ter wereld5201012themagedeelte van de turbinetafel ? via 2, 3, 4 of 5 standaard veerpak-ketten van elk 12 veren en verschillende veerconstanten.Totaal zijn 52 veerpakketten van ongeveer 680 kg per stuktoegepast.Extra moeilijkheidsgraad zijn de drie grote openingen in detafel (fig. 6). Door deze openingen van 7,3 x 9,2 m lopen deaansluitstukken van de drie lagedrukstappen naar de conden-sors, die op beganegrondniveau zijn ge?nstalleerd. De reste-rende wanden tussen deze openingen in de turbinetafel zijnslechts 1,2 m breed en 4 m hoog. Dit heeft een groot effect opde stijfheid van de 58 m lange tafel. De tafel is als een plaat metopeningen uitgerekend.Voorbereidingen voor de stortOmdat de turbinetafel met zijn bovenzijde op 16,5 m boven debegane grond ligt, de tafel zelf tot 4 m dik is en de bekistinggrotendeels op de -6 m keldervloer stond afgesteund, zijn tijde-lijke ondersteuningtorens gemaakt (foto 5). Deze constructiesvervormen (verkorten) door het aanbrengen van wapening,instortdelen en het stortgewicht van het beton. Bij de veerpak-ketten tussen tafel en kolommen is rekening gehouden metdeze vervorming van ongeveer 13 mm.De veerpakketten zijn door openingen in de onderkist van deturbinetafel op de bovenzijde van de 14 kolommen geplaatst,waarna deze met shimplaten zijn uitgevuld tot 10 mm onder deonderzijde van de turbinetafel (= bovenkant onderkist). Doortage van de trilling, die ontstaat door de roterende massa, door-gegeven aan de onderconstructie. Hierdoor is die ondercon-structie gevrijwaard van dynamische lasten.De berekeningen aan de turbinetafel zijn uitgevoerd volgens destandaardprocedure voor civiele berekeningen voor MPP3. Zeworden eerst door een Duitse Pr?fingenieur, Zerna, volgensDIN gecontroleerd en goedgekeurd. Vervolgens worden zedoor IOB gecheckt en goedgekeurd volgens de NEN-normen,waarna de berekeningen bij Bouw- en Woningtoezicht wordeningediend en nogmaals gecheckt en goedgekeurd.Ontwerp van de tafelHet totaalgewicht van de turbines met toebehoren is 1650 ton.De generator met toebehoren weegt 760 ton. De afmetingenvan de turbinetafel zijn grofweg 58 x 18 x 3,5 m (l x b x h). Deturbinetafel is daarmee ??n van de grootste ter wereld. Terplaatse van de generator is de tafel 12 m breed. Ter plaatse vande opleggingen bij de veerpakketten en tussen de grote openin-gen is de hoogte 4 m.Het benodigd oppervlak aan bekisting voor de tafel was 3094 m2.Er is 285 ton wapeningstaal toegepast, naast 43 ton aan instort-delen voor de turbines en generator. De wapeningshoeveelheid isgemiddeld 128 kg/m3(foto 4). Overigens is dit nog bescheiden inverhouding tot enkele bodemplaten in het project.De turbinetafel rust zoals gezegd op 14 kolommen. Dezedragen hun belasting af ? afhankelijk van het bovengelegen2Grootste turbinetafel ter wereld 52010 13Soms gaat de wapening door de inbouwdelen heen, zodat devolgorde van aanbrengen nog belangrijker wordt. Alle kritischeinbouwdelen zijn v??r en n? het installeren van de wapeningen n? het storten ingemeten. Bij al deze metingen lagen deuitkomsten binnen de toleranties.De totale betoninhoud van de tafel bedraagt 2227 m3. Hetbeton is continu in twee dagen met drie stortploegen tegelijkgestort. Hierdoor is met een `nat-in-nat mengsel een monolieteconstructie gegarandeerd. Voor het storten zijn op maaiveldni-veau drie betonpompen opgesteld. Twee konden direct een deelvan de tafel bereiken. De derde bereikte het resterende deel vande turbinetafel met behulp van een verdeelstuk langs tweezijden. Er was ??n reservepomp aanwezig. Het beton werdvolledig door een dubbele vaste betonmortelcentrale op de siteverzorgd. Hierdoor zijn veel risico's uitgesloten gedurende dezetwee stortdagen evenals andere storten op site in het jaar daar-voor. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een afsluiting van de A15door een ongeluk of file.Het toegepaste betonmengsel had sterkteklasse C35/45 (mini-maal ge?ist C30/37) en is samengesteld met 350 kg CEMIIIb42,5 LH HS en 40 kg vliegas. Water-bindmiddelfactor was0,44, korrelverdeling 4-16 of 4-32 afhankelijk van de dichtheidvan de wapening in combinatie met de instortdelen. Als vertra-gingstijd voor het beton is 3 tot 6 uur aangehouden.Het storten is in lagen van 300 mm uitgevoerd, wat overeen-kwam met ongeveer 200 m3beton. De tafel is steeds compleethorizontaal uitgevuld. Per laag zijn een proefkubus en eenzetmaat genomen voor de kwaliteitscontrole. Aan het verdich-de werkelijke verkorting van 13 mm zijn de instortplaten 3 mmhet verse betonmengsel ingedrukt, zoals was voorzien. Hier-door dragen de veerpakketten altijd volledig gelijkmatig deonderzijde van de tafel. Nadat de turbines met de generator ende benodigde leidingen zijn ge?nstalleerd, wordt de begrenzingvan elk veerpakket gelost, zodat ze volledig vrij kunnenfunctioneren.Na het plaatsen van de onderkist zijn alle volgende onderdelenvanaf de 16,5 m vloer aangebracht. De onderwapening gingdus eerst een verdieping lager. Bij het werken aan de bovenwa-pening moesten maatregelen worden genomen tegen risico3,5 m omlaag te vallen.Veel inbouwdelen van de turbines zijn gesteld v??rdat met hetaanbrengen van de onderwapening kon worden begonnen.ProductieprocesElektriciteit in een kolencentrale wordt opgewekt met de warmtedie vrijkomt bij het verbranden van kolen. De kolen worden totpoeder fijngemalen en daarna met verbrandingslucht ingeblazenin een ketel. Hier wekt het verbrandingsproces stoom op van285 bar en ongeveer 600 ?C. Deze stoom wordt vanaf de ketel(boiler) geleid naar een stelsel van gekoppelde turbines diebestaan uit ??n hogedrukstap, ??n middendrukstap en drie lage-drukstappen. De vijf gekoppelde turbines drijven ??n generatoraan en zijn alle gekoppeld door ??n as. Dit zwaar roterendegedeelte staat in haar geheel op de turbinetafel.De generator levert 25 kV stroom die met grote transformatorenwordt omgezet en als 400 kV aan het landelijk netwerk vanTennet wordt geleverd. Hier vindt de stroom haar weg via trans-formatoren in de onderstations tot aan de gebruikers.2 Impressie van MPP3, de derde E.ON-centrale op de maasvlakte3 De turbines rusten via een turbinetafel op 14 kolommen4 In de turbinetafel zit gemiddeld ongeveer 123 kg/m3wapening34Grootste turbinetafel ter wereld5201014thematen vanaf de bovenzijde is veel aandacht besteed. Het stortenvan het beton is met buizen gebeurd om de storthoogte tereduceren als maatregel tegen ontmenging.Na het storten is de bovenzijde met isoleerdekens afgedekt.Deze dekens en de bekisting zijn pas verwijderd nadat detoegepaste rijpheidscomputers een kleiner verschil in tempera-tuur dan 20 ?C tussen het midden en de zij- of bovenkantaangaven. Door een zo gunstig mogelijke ontkistingsvolgordewerden de meest kritische delen zo lang mogelijk ge?soleerd,terwijl toch verder kon worden ontkist.Na het ontkisten is er geen scheurvorming of grindnestvor-ming waargenomen. Na 28 dagen en ruim boven de vereistekubusdruksterkte is begonnen met het demonteren van deondersteuningsconstructie. Deze is grotendeels door de drieopeningen van de tafel uitgehesen. Bij de eerste stap is viahydraulische cilinders in de ondersteuningsconstructie deturbinetafel een paar millimeter opgelicht, waarna de mechani-sche begrenzing van de hydraulische cilinders kon wordengelost. Vervolgens kon men in kleine stappen de onderkistlangzaam laten zakken totdat de eerste onderdelen daarvan vrijkwamen en konden worden verwijderd. Alle voorbereidingenen uitvoeringszaken evenals de nabewerking zijn voorspoedigverlopen, zodat de projectdata voor installeren van de conden-sors en turbinedelen ruim zijn gehaald. 5 Om de turbinetafel tijdelijkte ondersteunen zijnondersteuningsconstruc-ties gemaakt6 Turbinetafel met grotesparingen werkt als plaatmet openingen5 projectgegeVensopdrachtgever E.ONaannemer civiel Combinatie EMBM bestaande uit TBI Mobilis, Z?blin en Dywidagontwerp en levering turbines Alstomtoets ontwerp aan Nederlandse voorschriften IOBbekistingsleverancier NOE6