JPH102274A - Discharge ring for bulb turbine - Google Patents
Discharge ring for bulb turbineInfo
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- JPH102274A JPH102274A JP8156451A JP15645196A JPH102274A JP H102274 A JPH102274 A JP H102274A JP 8156451 A JP8156451 A JP 8156451A JP 15645196 A JP15645196 A JP 15645196A JP H102274 A JPH102274 A JP H102274A
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- discharge ring
- general structure
- stainless steel
- rolled steel
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、バルブ水車(円筒
水車)で、特に低落差向けの水車に有効なディスチャー
ジリングに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge ring effective for a valve turbine (cylindrical turbine), particularly a turbine for low head.
【0002】[0002]
【従来の技術】昨今では、大規模なダム設備を必要とし
ない低落差用の経済的な水力発電設備として、頭記した
バルブ水車発電機が普及しており、落差6〜25m程度
の地点に適用されている。このバルブ水車発電機は、横
軸型で水車入口か吸出管までを一直線上に配置し、発電
機を円筒形のケーシングに収容したものであり、その構
成概要を図3に示す。図において、1はプロペラ水車の
水車ランナ、1aはランナベーン、2は発電機3を内蔵
した円筒形のケーシング、4はステーベーン,5はガイ
ドベーン、6はディスチャージリングであり、該ディス
チャージリング6はランナベーン1aを包囲してランナ
1の通過流水路を形成するものであり、通常は組立,現
地での施工性を考慮して図3で示すように上下二分割構
造として作られている。なお、図3において、6aはデ
ィスチャージリング6の上半部,6bは下半部、6cは
両者の結合フランジ部である。2. Description of the Related Art In recent years, the valve-turbine generator described above has become widespread as an economical hydroelectric power plant for low heads that does not require large-scale dam facilities. Have been applied. This valve-turbine generator has a horizontal axis in which the inlet to the water turbine or the suction pipe is arranged in a straight line, and the generator is housed in a cylindrical casing. FIG. In the figure, 1 is a turbine runner of a propeller turbine, 1a is a runner vane, 2 is a cylindrical casing incorporating a generator 3, 4 is a stay vane, 5 is a guide vane, 6 is a discharge ring, and 6 is a runner vane. A flow channel for the runner 1 is formed so as to surround the runner 1a, and is usually formed as an upper and lower two-part structure as shown in FIG. 3 in consideration of assembling and on-site workability. In FIG. 3, 6a is the upper half of the discharge ring 6, 6b is the lower half, and 6c is the connecting flange of both.
【0003】一方、前記したバルブ水車では、ディスチ
ャージリングの内周面,特にランナベーンの出口側付近
にギャップキャビテーションが発生し易く、その傾向は
水車の大きさなどにも関係するが一般には落差が大であ
るほどキャビテーションの発生割合も高くなる。そこ
で、従来ではギャップキャビテーションによるディスチ
ャージリングの壊食を防ぐために、一般構造用圧延鋼材
で作られたディスチャージリングに対してキャビテーシ
ョンの発生し易い領域に耐食性に優れたステンレス鋼
(例えばSUS304)を肉盛り溶接するか、あるいは
ディスチャージリングの上半部,および下半部を、それ
ぞれ軸方向に沿い一般構造用圧延鋼材よりなる入口側の
胴部とステンレス鋼材よりなる出口側の胴部とに二分し
た上で分割胴部の相互間を溶接接合するなどして構成し
ている。On the other hand, in the valve turbine described above, gap cavitation is likely to occur on the inner peripheral surface of the discharge ring, particularly near the outlet side of the runner vane, and the tendency is related to the size of the turbine, but generally the head is large. The higher the ratio, the higher the rate of cavitation. Therefore, conventionally, in order to prevent erosion of the discharge ring due to gap cavitation, a stainless steel (for example, SUS304) having excellent corrosion resistance is overlaid in a region where cavitation is likely to occur in a discharge ring made of a rolled steel material for general structure. Welding or dividing the upper half and lower half of the discharge ring into two parts along the axial direction into a body on the inlet side made of rolled steel for general structure and a body on the outlet side made of stainless steel It is constructed by welding between the divided body parts.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前記のようにギャップ
キャビテーションによる壊食防止策として、二分割構造
のディスチャージリングに対してその上半部,下半部に
おけるキャビテーションの発生し易い周域にステンレス
鋼材を用いて溶接接合した従来構成のものでは、一般構
造用圧延鋼材に比べて高価なステンレス鋼材の使用量,
および溶接箇所の範囲が大となる。また、ディスチャー
ジリングは水車特性の面からも高い寸法精度が要求され
るのに対して、溶接作業には局部的な加熱を伴うことか
らディスチャージリングに熱的な歪み,変形が生じ易
く、これを防ぐためにはディスチャージリングを大型構
造の治具(外枠)で保持しながらステンレス鋼の溶接作
業を進める必要があるほか、溶接箇所に切削加工を施し
て高い寸法精度に仕上げるなどの後処理を要するなど、
このことがディスチャージリングの製作コストを押し上
げる大きな要因となっている。As described above, as a measure for preventing erosion due to gap cavitation, a stainless steel material is provided on the upper and lower halves of a two-part discharge ring where cavitation is likely to occur. In the conventional configuration welded using, the amount of stainless steel, which is more expensive than rolled steel for general structural use,
And the range of the welding location becomes large. In addition, while the discharge ring requires high dimensional accuracy in terms of the characteristics of the turbine, the welding work involves local heating, so that the discharge ring is likely to be thermally distorted and deformed. In order to prevent this, it is necessary to carry out welding work on stainless steel while holding the discharge ring with a jig (outer frame) with a large structure, and post-processing such as cutting the welded part to achieve high dimensional accuracy Such,
This is a major factor that increases the production cost of the discharge ring.
【0005】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、特に低落差向け
のバルブ水車を対象に、低コストで、しかもギャップキ
ャビテーションに対して実用的な耐性を有するバルブ水
車のディスチャージリングを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to solve the above-mentioned problems. An object of the present invention is to provide a discharge ring of a valve turbine having resistance.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、ディスチャージリングの上半部に
ついては、ランナベーンの出口側付近と対向する周面部
のみをステンレス鋼材として、それ以外の周面部を一般
構造用圧延鋼材で構成するとともに、ディスチャージリ
ングの下半部は全周面を一般構造用圧延鋼材で構成する
ものとし、具体的にはディスチャージリングの上半部
を、流水方向に沿って一般構造用圧延鋼材からなる入口
側胴部,出口側胴部、および入口側胴部と出口側胴部の
間に挟まれたステンレス鋼材からなる中間胴部とに分割
し、かつ各分割胴部の継ぎ目相互間を溶接接合して構成
する。According to the present invention, in order to attain the above object, according to the present invention, the upper half of the discharge ring is made of stainless steel only at the peripheral surface facing the vicinity of the exit side of the runner vane. Shall be made of rolled steel for general structure, and the lower half of the discharge ring shall be made of rolled steel for general structure.Specifically, the upper half of the discharge ring shall be made Along the entrance body, an exit body made of rolled steel material for general structure, and an intermediate body made of stainless steel sandwiched between the entrance body and the exit body, and The joints of the split body are welded together.
【0007】すなわち、横軸型バルブ水車のディスチャ
ージリング内おける流水路断面での水圧分布について考
察すると、流水路の上部域と下部域との間には水車ラン
ナーの直径に相当する数mの水頭差があり、先記したギ
ャップキャビテーションは流水圧力の低い上部に発生し
易く、逆に圧力の流水圧力の高い下部ではキャビテーシ
ョンの発生割合も低い。ことことは、バルブ水車のモデ
ル試験,実機の長期運転後に行った検査などからも確認
されており、特に落差の小さな低落差向けバルブ水車で
は、二分割構造のディスチャージリングに対してギャッ
プキャビテーションの発生は上半部のみに集中し、下半
部には殆どギャップキャビテーションが発生しない。That is, considering the water pressure distribution in the cross section of the flow channel in the discharge ring of the horizontal shaft type valve turbine, a head of several meters corresponding to the diameter of the turbine runner is provided between the upper region and the lower region of the flow channel. There is a difference, and the above-mentioned gap cavitation is likely to occur in the upper part where the flowing water pressure is low, and conversely, the cavitation generation rate is low in the lower part where the flowing water pressure is high. This has been confirmed by model tests of valve turbines and inspections conducted after long-term operation of actual turbines. In particular, in valve turbines for low heads with small heads, gap cavitation is generated for the two-part discharge ring. Is concentrated only in the upper half, and gap cavitation hardly occurs in the lower half.
【0008】そこで、前記構成のようにディスチャージ
リングの下半部を一般構造用圧延鋼材で製作し、上半部
についてもギャップキャビテーションの発生領域に限定
して局部的にステンレス鋼材を用いることにより、実用
的に十分なキャビテーション耐性を確保しつつ、一方で
は高価なステンレス鋼材の使用量,および溶接箇所が従
来構成のものと比べて減少する。Therefore, as described above, the lower half of the discharge ring is made of a rolled steel material for general structure, and the upper half is also made of a stainless steel material locally limited to the gap cavitation generation region. While ensuring practically sufficient cavitation resistance, on the other hand, the amount of expensive stainless steel used and the number of welds are reduced as compared with those of the conventional configuration.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図1(a),
(b) に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図2,
図3に対応する同一部材には同じ符号が付してある。す
なわち、図1の実施例では、上下二分割構造になるディ
スチャージリング6の下半部6bは一般構造用圧延鋼材
で構成している。これに対して、ディスチャージリング
6の上半部6aは、流水方向に沿って入口側胴部6a-
1, 出口側胴部6a-2, およびランナベーン1aの出口
側付近に対向して前記胴部6a-1と6a-2に挟まれた中
間胴部6a-3との三部分に分割した上で、入口側胴部6
a-1, 出口側胴部6a-2を一般構造用圧延鋼材で作製
し、中間胴部6a-3をステンレス鋼材で作製し、かつ各
分割胴部の継ぎ目相互間を溶接接合して構成している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.
Explanation will be made based on (b). In the figures of the embodiment, FIG.
The same reference numerals are given to the same members corresponding to FIG. That is, in the embodiment of FIG. 1, the lower half 6b of the discharge ring 6 having the upper and lower two-part structure is made of a rolled steel material for general structure. On the other hand, the upper half 6a of the discharge ring 6 extends along the flowing water direction, and the inlet side body 6a-
1, after being divided into three parts, an outlet side trunk 6a-2 and an intermediate trunk 6a-3 sandwiched between the trunks 6a-1 and 6a-2 facing the exit side of the runner vane 1a. , Entrance side body 6
a-1, Outlet side body 6a-2 is made of rolled steel for general structure, intermediate body 6a-3 is made of stainless steel, and the joints of each divided body are welded and joined. ing.
【0010】[0010]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、上部二分割構造のディスチャージリングについて、
その下半部を一般構造用圧延鋼材で製作し、上半部につ
いてもギャップキャビテーションの発生領域に限定して
局部的にステンレス鋼材を用いた溶接構造とすることに
より、ランナベーンの出口側付近を取り囲んでディスチ
ャージリングの上半部,下半部にそれぞれステンレス鋼
材を使用した従来構造と比べて、実用的に十分なキャビ
テーション耐性を確保しつつ、高価なステンレス鋼材の
使用量,および溶接箇所も少なくて済み、かつ溶接箇所
の仕上げ加工などの工数を含めた製作コストを大幅に節
減することができる。As described above, according to the structure of the present invention, the upper two-part discharge ring has
The lower half is made of rolled steel for general structure, and the upper half is also limited to the area where gap cavitation occurs and has a locally welded structure using stainless steel to surround the vicinity of the runner vane exit side. Compared with the conventional structure that uses stainless steel for the upper half and lower half of the discharge ring respectively, practically enough cavitation resistance is ensured, and the amount of expensive stainless steel used and the number of welding points are reduced. It is possible to greatly reduce manufacturing costs including man-hours such as finishing work of a welded portion.
【図1】本発明の実施例によるディスチャージリングの
構成図であり、(a) は一部断面側視図、(b) は(a) の矢
視A−A断面図FIG. 1 is a configuration diagram of a discharge ring according to an embodiment of the present invention, where (a) is a partial cross-sectional side view, and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a).
【図2】本発明の実施対象となるバルブ水車発電機全体
の構成概要図FIG. 2 is a schematic diagram of the entire configuration of a valve turbine generator to which the present invention is applied.
【図3】図2におけるディスチャージリングの一部断面
側視図FIG. 3 is a partial sectional side view of the discharge ring in FIG. 2;
1 水車ランナ 1a ランナベーン 6 ディスチャージリング 6a 上半部 6a-1 入口側胴部(一般構造用圧延鋼材) 6a-2 出口側胴部(一般構造用圧延鋼材) 6a-3 中間胴部(ステンレス鋼材) 6b 下半部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine runner 1a Runner vane 6 Discharge ring 6a Upper half 6a-1 Inlet trunk (rolled steel for general structure) 6a-2 Outlet trunk (rolled steel for general structure) 6a-3 Intermediate trunk (stainless steel) 6b Lower half
Claims (2)
低落差向けバルブ水車のディスチャージリングであり、
該ディスチャージリングが上下二分割構造からなるもの
において、ディスチャージリングの上半部については、
ランナベーンの出口側付近と対向する周面部のみをステ
ンレス鋼材として、それ以外の周面部を一般構造用圧延
鋼材で構成するとともに、ディスチャージリングの下半
部は全周面を一般構造用圧延鋼材で構成したことを特徴
とするバルブ水車のディスチャージリング。1. A discharge ring for a low-drop valve turbine surrounding a runner vane and defining a flowing water channel,
In the case where the discharge ring has a two-part structure, the upper half of the discharge ring is
Only the peripheral surface facing the exit side of the runner vane is made of stainless steel, the other peripheral surface is made of rolled steel for general structure, and the lower half of the discharge ring is made of rolled steel for general structure. A discharge ring for a valve turbine.
いて、ディスチャージリングの上半部を、流水方向に沿
って一般構造用圧延鋼材からなる入口側胴部,出口側胴
部、および入口側胴部と出口側胴部の間に挟まれたステ
ンレス鋼材からなる中間胴部とに分割し、かつ各分割胴
部の継ぎ目相互間を溶接接合して構成したことを特徴と
するバルブ水車のディスチャージリング。2. The discharge ring according to claim 1, wherein an upper half of the discharge ring is formed along a flowing water direction with an inlet-side body, an outlet-side body, and an inlet-side body made of rolled steel material for general structure. A discharge ring for a valve turbine characterized by being divided into an intermediate body made of stainless steel sandwiched between outlet-side bodies, and formed by welding and joining seams between the divided bodies.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8156451A JPH102274A (en) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Discharge ring for bulb turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8156451A JPH102274A (en) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Discharge ring for bulb turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH102274A true JPH102274A (en) | 1998-01-06 |
Family
ID=15628042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8156451A Pending JPH102274A (en) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Discharge ring for bulb turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH102274A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6675096B2 (en) | 2001-04-20 | 2004-01-06 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle controlling apparatus and method |
CN105057855A (en) * | 2015-08-31 | 2015-11-18 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Erecting welding technological method for single-upper-ring type large segmented stand ring with sole plates |
JP2020193577A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 株式会社東芝 | Kaplan turbine, assembly method of the same, and disassembly method of the same |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP8156451A patent/JPH102274A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6675096B2 (en) | 2001-04-20 | 2004-01-06 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Vehicle controlling apparatus and method |
CN105057855A (en) * | 2015-08-31 | 2015-11-18 | 哈尔滨电机厂有限责任公司 | Erecting welding technological method for single-upper-ring type large segmented stand ring with sole plates |
JP2020193577A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-03 | 株式会社東芝 | Kaplan turbine, assembly method of the same, and disassembly method of the same |
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