Forshuvudforsens kraftverk


Forshuvudforsen 1928
(Boken "Bilder från Sverige")

"Denna anläggning med sitt tilltalande yttre, erinrande om äldre tiders bruksarkitektur, tillhör de mest fulländade i landet."

Aseas Tidning nr 9, september 1929

Artikeln i sin helhet (om ASEAs generator) kommer snart att läggas ut.

I de s. k. Tunaforsarna i Dalälven ligger med relativt kort avstånd fyra kraftstationer som var och en på ett tidstypiskt sätt representerar olika steg i utvecklingen. Forshuvud utgör det första krafterket av de fyra, beläget uppströms från Kvarnsveden, som också förtjänar omnämnande:

Det ursprungliga kraftverket vid Kvarnsveden uppfördes 1897-1900 med 15, senare 16 dubbelturbiner och var då störst i landet. Det väckte stor uppmärksamhet av flera anledningar - bl a då man i dammen för första gången utfört omfattande arbeten i betong. Generatorerna var här för första gången i landet försedda med matarmaskiner på samma axel. Kraftverket kompletterades 1975 med en ny anläggning men det räckte inte och under 1990-talet revs den ursprungliga anläggningen och ersattes med en modern station. Den ursprungliga anläggningen hyste vid nedläggningen landets äldsta generator i drift (1899 års Oerlikon-generator). Men åter till Forshuvud:

Forshuvud byggdes 1917-1921 av Stora Kopparbergs Bergslags AB (Bergslaget), primärt för att förse Bergslagets järnverk vid Domnarfvet med kraft. Det var Sveriges första "storkraftverk" med vertikalaxlade aggregat. För säkerhets skull beställde man de tre turbinerna från olika tillverkare. Vattenkraftutbyggnad med massiva vertikalaxlade aggregat fortsatte i Vattenfalls regi i Lilla Edet 1926 och Hammarforsen 1928 (Hammarforsens Kraft) och är idag dominerande.

Arkitekt var Osvald Almqvist - en av Sveriges mest berömda kraftverksakitekter - som vid tiden (1916-1920) var föreståndare för Bergslagets arkitektkontor i Domnarvet. Almqvist ritade också en mängd andra byggnader för Bergslaget men Forshuvudforsen blev det största uppdraget.

Byggnaden är rationellt disponerad med en väl tilltagen port i den västra gaveln, vilken via ett avlastningsplan/serviceutrymme leder in till maskinhallen, som i öster avslutas av läktare i två plan. Där bakom vidtar ställverk varifrån linjerna utgick. Utledningarna kunde nås via en servicebalkong på ytterväggen.

Driften sköttes från en läktare med mäktig utsikt över den tunga maskinparken. Människa-maskin-interfacet är samlat i en gedigen instrumentpulpet från ASEA i marmor, i mitten försedd med en integrerad skrivpulpet (också i marmor) som medvetet lämnats fri från instrumentering. Rakt där under, nere på maskingolvet, återfinns fler marmortavlor från ASEA för lokalkraft (luckspel, travers, batterianläggning mm), med oskyddade momentknivbrytare och försedda med enkelt symbolschema, ovanligt för sin tid - kanske senare tillkommet. Golvutrymmet upptas förstås främst av de mäktiga generatorerna, flankerade av dito magnetiseringsomformare och turbinregulatorer.

Kraftverket är mycket välbevarat med ursprunglig utrustning rakt igenom. Även traversen är förvånansvärt oförändrad, med ursprungliga kontrollers och en instrumenttavla av marmor. Fenomenet bevarad marmortavla i traverskorg är en ovanlig om inte unik kombination idag. Till det kommer den tidsenligt spartanska hyttbelysningen med skomakarlampa.

Kraftverket finns dokumenterat i Lasse Brunnström & Bengt Spade: Elektriska Vattenkraftverk (1995, Riksantikvarieämbetet) och Lasse Brunnström: Estetik och Ingenjörskonst (2001, Riksantikvarieämbetet) som beskriver kraftverket som följer:

En sluten och monumental byggnad med falutypisk roströksbrun spritputs, med det tunga och mäktiga anslaget från kopparhanteringens gamla hyttbyggnader och magasin, helt i samklang med de tre jättelika vertikala maskinaggregaten. Tung, sluten, kassaskåpssolid ruvar byggnaden över hemligheterna i sitt inre (dåtidens spjutspetsteknologi). De stora enhjuliga, högvarviga turbinerna hade den för tiden oerhörda slukförmågan 70 m3/s.

Almqvists strävan var att ge byggnaden en samlad verkan "som kontrast mot dammbyggnaden med dess kraftigt uppdelade struktur". [Osvald Almqvist: Forshuvudforsens kraftverk, Byggmästaren, Stockholm]


Information från Fortum:

Allmänt

Kraftverksdammen anlades i nedre änden av ett fem vadratkilometer stort lugnvatten som sträcker sig till Djurforsen i Västerdalälven och Nedre Grådaforsen i Övsterdalälven. Utbyggnaden gjorde det möjligt att genom vecko- och dygnsreglering skapa en jämn och högvärdig produktion i alla Tunakraftverken.

För att möjliggöra utbyggnaden krävdes att strand- och vattenrätter förvärvades från jordägare i närliggande byar t ex Övermora. Den första vattenrätten förvärvades redan 1860 och några decennier senare ägde Bergslaget större delen av forsens vattenrätter. Alla bybor var dock inte intresserade av att sälja. Den sista rätten förvärvades först 1919.

Redan före sekelskiftet planerades en utbyggnad av forsen trots att bolaget inte ägde alla vattenrätter. 1899 lämnades till häradsrätten en ansökan att få överbygga kungsådra och uppföra en vinkelbyggd damm liknande Kvarnsvedens. En kunglig resolution 1904 medgav rätt att bygga över kungsådra på villkor att flottningens rätt och fiskets intressen tryggades. Året därpå gav häradsrätten sitt tillstånd, men de av uppdämningen berörda markägarna överklagade hos Svea Hovrätt. 1912 föll en ny dom, vilken åter överklagades. Först 1916 fastställdes tillståndet att utföra dammbygget av Kungl. Maj:t.

Under de drygt 15 år som förflutit hade vattenbyggnadstekniken gjort mycket stora framsteg. Det ursprungliga förslaget med vinkelbyggd damm var föråldrat. Ett nytt förslag utarbetades 1913 och lämnades till häradsrätten för godkännande. De grunda träluckornas tid var förbi, tekniska landvinningar gjorde att dammen kunde göras 100 m kortare och avbördningen kunde koncentreras till få men djupa dammöppningar med avstängningsluckor av stål. Beslutet överklagades men fastställdes av Svea Hovrätt året därpå.

Kraftverksbyggnaden ritades av arkitekten Osvald Almqvist, då anställd av Bergslaget, och dammen av vattenbyggnadsbyrån i Stockholm. 1917 ignångsattes arbetet med Bergslagets första kraftverk av modern typ. Det skedde till en början på entreprenad av Skånska Cementgjuteriet men kristider och strejker för högre lön försenade arbetet och Bergslaget beslöt att driva arbetet i egen regi. Ett stickspår från Bomsarvets järnvägsstation och provisoriska kraftledningar hade dragits innan dammen började byggas.

Den 17 maj 1921 kunde dämningen tas i bruk och i december skedde den första kraftleveransen från den första av de tre planerade aggregaten. Turbin nummer två installerades 1922 och den tredje togs i bruk 1929. De två äldre turbinerna var av francistyp medan den tredje var en propellerturbin.

Forshuvud var den första anläggningen där man tillämpade systemet med vertikala turbiner i större skala i vårt land. Detta var möjligt sedan man löst problemet med lagerkonstruktionen. När Forshuvud planerades hade vertikala turbiner prövats med framgång i Amerika och Schweiz. De ansågs ha ett mer lättskött maskineri och bättre verkningsgrad. Parallellt arbetades det med ett förslag med de beprövade horisontella turbinerna.

Kraften överfördes utan mellantransformatorer vid generatorspänningen 10 kV genom fyra parallella linjer till fördelningsstationen i Domnarvet.

Dammen

Den 100 m långa dammen har förlagts till ett av älvens smalaste partier. Konstruktionen skiljer sig från tidigare dammar i Tunaforsen. Konstruktionen byggde på de senaste rönen och utfördes i armerad betong. Utskovsöppningarna gjordes få men djupa. Vattenframsläppet regleras med sköldvalsar av järn tillverkade vid Domnarvets Järnverk enligt en tysk konstruktion. Genom dämningen bildades ett stort regleringsmagasin ovanför kraftverket.

Betongdammen är granitklädd. Ytor som kommer i kontakt med strömmande vatten har klätts med slät sten, övriga ytor med råkopp. Stenen kommer dels från ett brott nära kraftverket och dels från Mockfjärd. Sköldvalsarna kan regleras i sina rörliga kuggbanor i dammpelarna. Höjningar respektive sänkningar sker med hjälp av spel placerade på de två bockarna. Ursprungligen var det tänkt att bockarnas bärande konstruktion skulle kläs in men den utfördes frilagd i armerad betong. Däröver byggdes en huv som täcker själva spelet. Huven har locklistpanelad fasad och pyramidtak med svart falsad plåt. De är ritade av Björn Hedvall efter Almqvists anvisningar, då de färdigställdes först efter att Almqvist rest till Amerika 1921. I delar av dammen finns inspektionsgångar och varmluftstrumma. Dammpelarna tjänade även som bropelare för landsvägen som drogs ovanpå dammen.

Kraftverket

Kraftverksbyggnadens utformning fick betydelse för industriarkitekturens utveckling då det anses vara första gången under 1900-talet som en industribyggnad på allvar ställdes i centrum för arkitekturintresset i Sverige. Byggnaden består av en maskinsal och en ställverksdel närmast dammen. Den är uppförd i betong och tegel med takstolar i stålkonstruktion.

Exteriör

Betonggrunden har synliga märken av formbrädorna. Fasadens ytskikt utgörs av gråbeige spritputs. Den fyra våningar höga byggnadens fönster är koncentrerade till de två övre våningarna där de markerats med vita släta omfattningar. Långsidornas fönster är i det närmaste kvadratiska medan kortsidan mot dammen har långsmala fönsteröppningar. Fönsterrutorna är småspröjsade, fönsterbågarna ljusbruna. Längs översta våningens gavel löper en balkong vilken underlättar reparationsarbeten av utgående linjer.

Det avvalmade sadeltaket är klätt med enkupigt tegel. Den stora grå träporten på västgaveln är gjord av profilerade bräder i rombiskt mönster. Porten är upphängd i skenor på insidan. I porten sitter en relief av skulptören Hulterström som berättar att Stora Kopparbergs Bergslags Aktiebolag uppförde kraftverket 1917 - 1921. Ställverkets underrede utformades som en tunnel med en portalliknande mynning nedströms. Den rymde timmerränna, isutspolningsränna, fiskränna mm.

Vattnet förs igenom kraftverket via inloppskanal genom spiralkammare, själva turbinen och sugrör till avloppskanalen. Inloppskanalen skyddas av grindar för att förhindra sjunktimmer, is och fisk att komma in i turbinerna.

Texten fortsätter senare...

Mer historik: Bergslagets kraftutvinning vid Tunaforsarna

I bakgrunden syns Forshuvudforsens nya kraftverk, taget i drift 1990.

Byggherre: Stora Kopparbergs Bergslags AB (Bergslaget)
Projektör, bygg & maskin: VBB (Vattenbyggnadsbyrån, Stockholm)
Projektör, el: BECO och egen regi
Byggnadsentreprenör: Skånska Cementgjuteriet 1917-1918, därefter egen regi
Byggnad: Underbyggnad av betong, överbyggnad av tegel, valmade tak täckta med lertegel
Generatortillverkare: G1, G2: AEG, G3: ASEA
Generatortyp: 3-fas synkrona, kapslade. G3 matarförsedd, G1-G2 med separata hjälpaggregat.
Turbintillverkare: G1: NOHAB, G2: Verkstaden, G3: Finshyttan
Turbintyp: G1, G2: Francis, G3: Lawaczeck
Effekt: 22000 kVA
Årsproduktion: 160 GWh
Vattendrag: Dalälven
Fallhöjd: 10,7 m
Drivvattenföring: 220 m3/s
Ägare: Fortum

Belysning: Ett ovanligt exempel på arkitektritad industribelysning, mycket väl bevarad. Längs väggarna sitter unika oktagonala armaturer, troligen av svetsade plåtsektioner, vitmålade. Armaturerna ritades specifikt för kraftverket - ritningar finns bevarade.

Takbelysning och pendlar med X-Ray silverglasreflektor, "skyltfönsterreflektor"; enstaka reservskärmar finns. I ställverksdelen och vinden finns några fot- och hänglamphållare kvar. I tamburen takplafonder med matterad och klar kupa. Senare har tillkommit tidig lysrörsbelysning med glasskärm och gavlar i gulmetall (troligen 1940-tal).

Som undantag från praxis att installera tidens standardarmaturer, förekom att man lät specialrita belysningsarmaturer för en maskinhall. Andra exempel är Porjus och Bergsbron-Havet i Norrköping. När redan standardarmaturernas kombinationsmöjligheter och de olika lösningar man valt i olika industrier ger en så stor variation att det håller för åratals studier, blir fall som Forshuvud än mer anmärkningsvärda. Man upphör aldrig imponeras över omsorgen om detaljer!

(Det mesta som kan sägas om väggarmaturernas material blir utifrån gissningar kring bildstudier. En tidigare troligen felaktig slutsats var att de tillverkats av någon konstharts och getts en silverbeläggning som med tiden flagat av eller sublimerat (kvicksilver?)).

Ur en gammal publikation:
Den utnyttjade fallhöjden är här 10,3 m med en turbininstallation för max. 210 m3/sek.

I kraftverket äro installerade:

  • 2 st. vertikala Francis-turbiner för 83 v/min med en max. vattenförbrukning av 65 resp. 70 m3/sek. motsvarande en generatoreffekt på 4,900 resp. 5,500 kW. Varje turbin är direkt kopplad till en generator på 6,500 kVA, 50 per.

  • 1 st. vertikal propellerturbin för 94 v/min. den är utförd för max. 80 m3/sek. Därvid avgiver den direkt kopplade generatorn 7,100 kW. denna är dimensionerad för 9,000 kVA, 50 per.

De båda förstnämnda aggregaten hava separata motordrivna magnetiseringsmaskiner. På den sistnämnda däremot är magnetiseringsmaskinen direkt påbyggd.

Kraftverkets totala effekt är, som av ovanstående framgår, 17,500 kW. Till skillnad från vad förhållandet är vid Bullerforsen, äro generatorerna här anslutna till de utgående linjerna utan mellantransformatorer. Kraften överföres vid generatorspänning, 10 kV, genom fyra parallella linjer till fördelningsstationen i Domnarvet, varifrån den distribueras vidare.

Dammen är byggd av granitklädd, armerad betong. Den har en max. höjd av 15 m och en total längd av 100 m. Vattnet avbördas genom fyra utskovsöppningar, var och en med 17 m bredd, försedda med avstängningsluckor av valstyp, tillverkade vid Domnarfvets Jernverk. Trösklarnas djup är här resp. 3,5 m, 6,0 m, 6,0 m, 8,6 m och 8,6 m under högsta vattenytan.

Timret flottas genom en timmerränna av trä. Vid högvatten sker flottningen emellertid genom en eller ett par av utskovsöppningarna.

I och med Forshuvud-anläggningens färdigställande bildades i älven ett regleringsmagasin med en längd av 35 km, varigenom lugnvatten erhållits ända upp till Grådafallen i Österdalälven och Djurforsen i Västerdalälven. På så sätt har erhållits ett magasin med 4,5 milj. m3 innehåll.