JP2004360705A - Hydraulic machine - Google Patents

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Shigeki Itabashi
橋 茂 記 板
Masao Yamazaki
崎 正 雄 山
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Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a hydraulic machine which can be easily dissembled or assembled such as a hydraulic turbine, a pump or a pump hydraulic turbine or the like. <P>SOLUTION: An intermediate shaft 51, which has a scheduled length and is removable, is arranged at a main shaft 31 of the hydraulic turbine. Then a transfer path 53 heading for a hatch 52 for bringing into or taking out the hydraulic machine is opened at the circumferential surface of a barrel 37. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、水車、ポンプあるいはポンプ水車等の水力機械に係り、特に分解・組立が容易な水力機械に関する。   The present invention relates to a hydraulic machine such as a water turbine, a pump or a pump turbine, and more particularly to a hydraulic machine that can be easily disassembled and assembled.

一般に、水車やポンプ等の水力機械は、二床式構造の建屋やバレル式構造の建屋内に設置されている。図15は、バレル式構造の建屋内に設置された従来の水力機械を示すもので、この水力機械は、図示しない上池から導水する鉄管に接続されたケーシング1とケーシング1の内周に配置されたステイベーン2aおよびステイベーン2aを上下に挟み込んで流路を形成するリングからなるステイリング2を備えている。   2. Description of the Related Art Generally, hydraulic machines such as a water wheel and a pump are installed in a building having a two-floor structure or a building having a barrel structure. FIG. 15 shows a conventional hydraulic machine installed in a building having a barrel-type structure. This hydraulic machine is arranged on a casing 1 connected to an iron pipe for guiding water from an upper pond (not shown) and an inner periphery of the casing 1. And a stay ring 2 composed of a ring forming the flow path by sandwiching the stay vane 2a and the stay vane 2a vertically.

ステイリング2には、上側フランジ2bと下側フランジ2cとが設けられているとともに、上カバー3には上カバーフランジ部3aが設けられており、上カバー3は、この上カバーフランジ部3aを上側フランジ2bにボルト締結することによりステイリング2に取付られている。   The staying 2 is provided with an upper flange 2b and a lower flange 2c, and the upper cover 3 is provided with an upper cover flange 3a. The upper cover 3 is provided with the upper cover flange 3a. It is attached to the staying 2 by bolting to the upper flange 2b.

一方、下カバー4には下カバーフランジ部4aが設けられており、下カバー4は、この下カバーフランジ部4aを前記下側フランジ2cにボルト締結することによりステイリング2に取り付けられている。   On the other hand, the lower cover 4 is provided with a lower cover flange 4a, and the lower cover 4 is attached to the staying 2 by bolting the lower cover flange 4a to the lower flange 2c.

前記ステイベーン2aの内側であって前記上カバー3と下カバー4との間の流路には、ガイドベーン5が円形翼列状に配置されており、このガイドベーン5の上スピンドル5aは、上カバー3に設けた上部軸受6および中間軸受7によって回転自在に支持され、またガイドベーン5の下スピンドル5bは、下カバー4に設けた下部軸受8によって回転自在に支持されている。そして、このガイドベーン5で流量調整された水はランナ9に流れ、ランナ9から流れた水は、上部吸出し管10を通って吸出し管ライナから放水路に排出されるようになっている。   Guide vanes 5 are arranged in a circular cascade in the flow path between the upper cover 3 and the lower cover 4 inside the stay vane 2a, and the upper spindle 5a of the guide vane 5 The lower spindle 5b of the guide vane 5 is rotatably supported by a lower bearing 8 provided on the lower cover 4 by an upper bearing 6 and an intermediate bearing 7 provided on the cover 3. The water whose flow rate has been adjusted by the guide vanes 5 flows to the runner 9, and the water flowing from the runner 9 passes through the upper suction pipe 10 and is discharged from the suction pipe liner to the water discharge passage.

このランナ9は、水車主軸11の下端部に連結されており、ランナ9の回転トルクは、この水車主軸11を介し発電機に伝達されて発電されるようになっている。   The runner 9 is connected to the lower end of the water turbine main shaft 11, and the rotational torque of the runner 9 is transmitted to a generator via the water turbine main shaft 11 to generate power.

前記上カバー3には、ランナクラウン9a側の外周シールが形成されており、また上カバー3上には、ガイドベーンアーム12,ガイドベーンリング13およびガイドリング14がそれぞれ設置されている。   An outer peripheral seal on the side of the runner crown 9a is formed on the upper cover 3, and a guide vane arm 12, a guide vane ring 13, and a guide ring 14 are provided on the upper cover 3, respectively.

また、前記ステイリング2の上部には、水車のピットを形成する下部ピットライナ15および上部ピットライナ16が設置されており、これら両ピットライナ15,16には、図16に示すように、コンクリートで固められた水車バレル17が設けられている。そして、この水車バレル17により、下部ピットライナ15に負荷される発電機静止部重量、回転部重量および運転時の水スラスト荷重等を十分支持できるようになっている。水車室19は、この水車バレル17の大きさと、水車室19に設置される補機類のメンテナンススペースを考慮して、その大きさが決定されるようになっている。   Further, a lower pit liner 15 and an upper pit liner 16 for forming pits of a water turbine are installed above the staying 2, and both pit liners 15, 16 are provided with concrete as shown in FIG. A water turbine barrel 17 is provided. The water turbine barrel 17 can sufficiently support the generator stationary part weight, rotating part weight, water thrust load during operation, and the like, which are loaded on the lower pit liner 15. The size of the water turbine room 19 is determined in consideration of the size of the water turbine barrel 17 and the maintenance space for the auxiliary equipment installed in the water turbine room 19.

以上の構成を有する水力機械において、特に大容量ポンプ水車の発電機において、発電機下部ベアリングブラケットには、スラスト軸受と下部ガイド軸受とが設けられているが、スラスト荷重が加わっても変形しないように剛性を高めるため、直径を極力小さくする必要がある。そして、発電機下部ベアリングブラケットの直径を小さくするためには、下部ベアリングブラケットが取付けられる上部ピットライナ16の内径を小さくしてなければならない。   In the hydraulic machine having the above configuration, particularly in a generator of a large capacity pump-turbine, the generator lower bearing bracket is provided with a thrust bearing and a lower guide bearing, but is not deformed even when a thrust load is applied. In order to increase rigidity, it is necessary to reduce the diameter as much as possible. In order to reduce the diameter of the generator lower bearing bracket, the inner diameter of the upper pit liner 16 to which the lower bearing bracket is attached must be reduced.

そこで従来は、水力機械の大型構造物でかつ保守のために分解を必要とする上カバー3を4分割構造とするとともに、上部ピットライナ16の内径を、これら各分割片を上方に吊上げることができる必要最小限の寸法に決めている。このため、上部ピットライナ16の内径は、下部ピットライナ15の内径よりも小径となっている。   Therefore, conventionally, the upper cover 3 which is a large-sized structure of the hydraulic machine and which needs to be disassembled for maintenance is divided into four parts, and the inner diameter of the upper pit liner 16 is raised by lifting each of these divided pieces upward. The minimum dimensions required are determined. For this reason, the inner diameter of the upper pit liner 16 is smaller than the inner diameter of the lower pit liner 15.

従来の上カバー3は前述のように4分割構造であるため、上カバー3の組立は、ガイドベーン5の上で各1/4片を複雑な手順を踏んで組合わせ、さらに合わせ目をボルトで締付けて一体の上カバー3とし、これをガイドベーン5の上スピンドル5aに装着しなければならない。   Since the conventional upper cover 3 has a four-part structure as described above, the upper cover 3 is assembled by assembling each quarter piece on the guide vane 5 according to a complicated procedure, and furthermore, joining the joints with bolts To form an integral upper cover 3, which must be mounted on the upper spindle 5 a of the guide vane 5.

ところで、上カバー3の組立は、重量物を上方からクレーンで狭い上部ピットライナ16を通して吊降ろし、ガイドベーン5上の高い位置でかつ狭いピット内で行なわなければならないため、熟練した技能者が数日をかけて慎重に作業を行なわなければならない。   By the way, since the upper cover 3 must be assembled by hanging a heavy object from above through a narrow upper pit liner 16 with a crane and at a high position on the guide vane 5 and in a narrow pit, a number of skilled technicians are required. You have to work carefully over time.

水力機械の現地組立では、静止部品のセンタリングを行なうために、まず上カバー3を仮組立してセンタリング作業を実施し、終了後上カバー3を分解して吊上げる、そしてその後、ランナ9と水車主軸11とを投入してから上カバー3を再度組立し、水力機械を現地に据付けるようにしている。   In the on-site assembly of the hydraulic machine, in order to center the stationary parts, first, the upper cover 3 is temporarily assembled and the centering work is performed, and after the completion, the upper cover 3 is disassembled and lifted. After the main shaft 11 is inserted, the upper cover 3 is reassembled, and the hydraulic machine is installed on site.

そのため、上カバー3の組立、分解、再組立と現地作業工程が約2週間程度必要となるが、近年現地据付工事においては、工程を短縮し早期電力供給量アップの要求される傾向のなかで、上カバー3の組立作業の短縮は大きな課題となっている。   For this reason, assembling, disassembling, reassembling, and on-site work processes of the upper cover 3 are required for about two weeks. In recent years, in the on-site installation work, there is a tendency that the process is shortened and the power supply amount is rapidly increased. The shortening of the assembling work of the upper cover 3 is a major problem.

また、製作する上においても、4分割にしたことにより製作日数が一体型に比較して1.5倍程度長くなるとともに、コストも割高となり、また構造強度面でも不利になる。   Also, in manufacturing, by dividing into four parts, the number of manufacturing days becomes about 1.5 times as long as that of the integrated type, the cost becomes high, and the structural strength is disadvantageous.

また、水車バレル17の外径寸法は、下部ピットライナ15の内径に対して発電機の静止部品の重量と回転部重量および水力機械の運転中に生じる水スラスト荷重の合計の荷重に耐えるコンクリートの必要厚みが加算された寸法となる。また、下部ピットライナ15の内径は、上カバー取付ボルトを締付ける工具の作業スペースを確保する必要から、その分が上カバー3の外径よりも大きくなる、したがって、水車バレルの外径寸法が大きくなり、水車室フロアの補機類のメンテナンススペースが充分取れなかったり、場合によってはフロアを大きくすることにもなり、建設費の増大にもつながる要因となる。   The outer diameter of the water turbine barrel 17 is made of concrete that withstands the total weight of the stationary part weight and the rotating part weight of the generator and the water thrust load generated during operation of the hydraulic machine with respect to the inner diameter of the lower pit liner 15. The dimension is the sum of the required thickness. In addition, the inner diameter of the lower pit liner 15 is larger than the outer diameter of the upper cover 3 because it is necessary to secure a working space for a tool for tightening the upper cover mounting bolt. Therefore, the outer diameter of the water turbine barrel is larger. Therefore, the maintenance space for the auxiliary equipment on the floor of the water turbine room cannot be sufficiently secured, and in some cases, the floor is enlarged, which leads to an increase in construction costs.

また、下部ピットライナ15の高さは、前述のように上カバー3の分解組立をカイドベーン5の上に仮置きして行なう必要から、ガイドベーン5の上に上カバー3の分割片がおける高さ方向のスペースが必要となり、そのスペースを確保する寸法が下部ピットライナ15の高さとなる。そして、発電機の据付位置は、下部ピットライナ15の高さが基準となって決まるので、発電機の高さを低くして建屋の高さを低くしたくても、上カバー3の組立方法が変わらない限り低くできず、建設工期およびコストの低減を図ることができない。   Also, the height of the lower pit liner 15 is set to a height at which the divided piece of the upper cover 3 is placed on the guide vane 5 because the disassembly and assembly of the upper cover 3 needs to be temporarily put on the guide vane 5 as described above. A space in the vertical direction is required, and the dimension for securing the space is the height of the lower pit liner 15. And since the installation position of the generator is determined based on the height of the lower pit liner 15, even if it is desired to lower the height of the generator to lower the height of the building, the assembling method of the upper cover 3 is not required. As long as it does not change, it cannot be reduced, and the construction period and cost cannot be reduced.

また、発電機の据付位置が高いので、水車主軸11や発電機軸の軸長が長くなって危険速度が低くなるため、軸径を太くしたりして剛性を高める必要がある。   In addition, since the installation position of the generator is high, the shaft lengths of the water turbine main shaft 11 and the generator shaft become longer and the dangerous speed becomes lower. Therefore, it is necessary to increase the shaft diameter to increase rigidity.

また、水力機械において、ランナ9およびガイドベーン5は、運転によってキャビテーションによる壊食や土砂摩耗により補修を必要とするが、補修のためランナ9またはガイドベーン5を搬出する場合、発電機を分解して上側に吊上げる必要がある。このため、発電機を分解し、かつ上カバー3の上に取付けられている部品一式も分解する必要があり、補修の工期を大幅に長くしている。特に最近では、水力機械の大容量化、小型化に共なって、キャビテーションや土砂摩耗により補修間隔が短くなり、稼動効率向上の点からも補修工期の短縮が要求されている。   Further, in the hydraulic machine, the runner 9 and the guide vane 5 need to be repaired due to erosion due to cavitation and earth and sand wear during operation. When the runner 9 or the guide vane 5 is carried out for repair, the generator is disassembled. Must be lifted upward. For this reason, it is necessary to disassemble the generator and also disassemble the set of parts mounted on the upper cover 3, which significantly increases the repair period. In particular, recently, with the increase in capacity and miniaturization of the hydraulic machine, cavitation and earth and sand wear have shortened the repair interval, and there is a demand for shortening the repair period from the viewpoint of improving operating efficiency.

本発明の目的は、発電機を分解、搬出することなく水力機械の部品を分解して搬出することができる水力機械を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a hydraulic machine that can disassemble and carry out parts of a hydraulic machine without disassembling and carrying out a generator.

本発明は、ステイベーンを有するステイリングと、ステイリングの内周側に配設された上カバーおよび下カバーと、これら両カバー間の流路に配置されたガイドベーンと、ガイドベーンで流量調整された水との間でエネルギの授受を行なうランナと、ランナとともに回転する軸とを備え、建屋のバレル内に設置された水力機械において、前記軸に、所定長さを有して着脱可能な中間軸を設けるとともに、前記バレルの周面に、水力機械搬出入用のハッチに向かう搬送路を開口するようにしたことを特徴とする。そしてこれにより、発電機を分解、搬出することなく、水力機械の部品を分解して搬出することが可能となる。   The present invention relates to a stake having a stay vane, an upper cover and a lower cover disposed on the inner peripheral side of the stake, a guide vane disposed in a flow path between these two covers, and a flow rate adjusted by the guide vane. A hydraulic machine installed in a barrel of a building, comprising: a runner that transfers energy between the runner and water; and a shaft that rotates together with the runner. A shaft is provided, and a transport path leading to a hatch for carrying in / out the hydraulic machine is opened on the peripheral surface of the barrel. Thus, it is possible to disassemble and carry out the parts of the hydraulic machine without disassembling and carrying out the generator.

本発明はさらにハッチが入口弁搬出入用のハッチを兼ねるようにしたことを特徴とする。そしてこれにより水力機械専用のハッチを必要とせず、建屋のスペースを小さくすることが可能となる。   The present invention is further characterized in that the hatch also serves as a hatch for carrying in / out the inlet valve. This eliminates the need for a hatch dedicated to hydraulic machinery and makes it possible to reduce the space in the building.

本発明によれば、ランナとともに回転する水車主軸に、所定長さを有して着脱可能な中間軸を設けるとともに、バレルの周面に、水力機械搬出入用のハッチに向かう搬送路を開口するようにしているので、発電機を分解、搬送することなく、水力機械の部品を分解して搬出することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while providing the detachable intermediate shaft which has a predetermined length to the water turbine main shaft which rotates with a runner, opening the conveyance path to the hatch for hydraulic machine carrying in / out on the peripheral surface of a barrel. As a result, parts of the hydraulic machine can be disassembled and carried out without disassembling and transporting the generator.

本発明によればさらに、ハッチが入口弁搬出入用のハッチを兼ねるようにしているので、水力機械専用のハッチが不要となり、建屋のスペースを小さくすることができる。   According to the present invention, the hatch also serves as a hatch for carrying in / out the inlet valve, so that a hatch dedicated to the hydraulic machine is not required, and the space in the building can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1および図2は、本発明の第1の実施の形態に係る水力機械を示すもので、この水力機械は、バレル式の建屋内に設置されており、図示しない上池から導水する鉄管に接続されたうず巻状のケーシング21と、このケーシング21の内周に配置され、ステイベーン22aを上下に挟み込んで流路を形成するステイリング22とを備えている。そして、このステイリング22の内側には、上カバー23および下カバー24が上下に対向して配置され、これらはステイリング22にボルト締結により一体に連結されるようになっており、前記ステイベーン22aの内側であって両カバー23,24間の流路には、ガイドベーン25が配置されるようになっている。   FIG. 1 and FIG. 2 show a hydraulic machine according to a first embodiment of the present invention. This hydraulic machine is installed in a barrel-type building, and is connected to an iron pipe that guides water from an upper pond (not shown). The housing includes a spirally wound casing 21 connected thereto, and a staying 22 arranged on the inner periphery of the casing 21 to form a flow path by vertically sandwiching the stay vanes 22a. An upper cover 23 and a lower cover 24 are arranged inside the stay ring 22 so as to be vertically opposed to each other, and these are integrally connected to the stay ring 22 by bolts. A guide vane 25 is arranged inside the air passage and in the flow path between the two covers 23 and 24.

このガイドベーン25の上スピンドル25aは、図1および図2に示すように、前記ステイリング22に設けた上部軸受26および中間軸受27によって回転自在に支持されており、またガイドベーン25の下スピンドル25bは、下カバー24に設けた下部軸受28によって回転自在に支持されている。そしてこれによりガイドベーン25は、後述する上部吸出し管30および下カバー24を分解した後、下側から取外し、組立ができるようになり、上カバー23の分解、組立に影響しないようになっている。   The upper spindle 25a of the guide vane 25 is rotatably supported by an upper bearing 26 and an intermediate bearing 27 provided on the stay ring 22, as shown in FIGS. 25b is rotatably supported by a lower bearing 28 provided on the lower cover 24. Thus, the guide vane 25 can be detached from the lower side after disassembly of the upper suction pipe 30 and the lower cover 24, which will be described later, and can be assembled, so that it does not affect the disassembly and assembly of the upper cover 23. .

前記ガイドベーン25で流量調整された水は、図1および図2に示すように、ランナ29に流れるとともに、ランナ29から流れた水は、下カバー24の下に分解、組立可能に接続された上部吸出し管30を通り、さらに吸出し管ライナ18から放水路に排出されるようになっている。   The water whose flow rate has been adjusted by the guide vanes 25 flows to the runner 29 as shown in FIGS. 1 and 2, and the water flowing from the runner 29 is connected under the lower cover 24 so as to be disassembled and assembled. It passes through the upper suction pipe 30 and is further discharged from the suction pipe liner 18 to the water discharge passage.

前記ランナ29は、図1および図2に示すように、水車主軸31の下端部に連結されており、ランナ29の回転トルクは、この水車主軸31を介し発電機に伝達されて発電がなされるようになっている。そしてこのランナ29のランナクラウン29aの外周部は、前記ステイリング22の内周部に対向しており、このステイリング22の内周部によりランナクラウン29a側の外周シールが形成されている。このランナ29は、下カバー24を分解することにより下側にも、また上カバー23を分解することにより上側にも、分解組立が可能な構造となっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the runner 29 is connected to the lower end of a water turbine main shaft 31. Rotational torque of the runner 29 is transmitted to a generator via the water turbine main shaft 31 to generate power. It has become. The outer peripheral portion of the runner crown 29a of the runner 29 faces the inner peripheral portion of the stay ring 22, and the inner peripheral portion of the stay ring 22 forms an outer peripheral seal on the runner crown 29a side. The runner 29 can be disassembled and assembled on the lower side by disassembling the lower cover 24 and on the upper side by disassembling the upper cover 23.

前記上カバー23は、図1に示すように、ランナ背圧室を形成する底板23aと、ガイドリング34および軸受台38を支える上側リング23bと、前記底板23aと上側リング23bとを連結するテーパ筒状の側板23cとから一体構造品として構成されており、その取付ボルトのピッチサークルは、ガイドベーン25のピッチサークルよりも内側に設定されている。そしてこれにより、後述する下部ピットライナ35の内径を、ガイドベーンアーム32の近傍まで小さくできるようになっている。   As shown in FIG. 1, the upper cover 23 includes a bottom plate 23a forming a runner back pressure chamber, an upper ring 23b supporting a guide ring 34 and a bearing base 38, and a taper connecting the bottom plate 23a and the upper ring 23b. It is configured as an integral structure from the cylindrical side plate 23c, and the pitch circle of the mounting bolts is set inside the pitch circle of the guide vane 25. Thus, the inner diameter of the lower pit liner 35 described below can be reduced to the vicinity of the guide vane arm 32.

前記ガイドベーンアーム32は、図1に示すように、ステイリング22上端の上部軸受26上に取付けられており、このガイドベーンアーム32は、ガイドベーンリング23を介してガイドリング34に連結されている。   As shown in FIG. 1, the guide vane arm 32 is mounted on an upper bearing 26 at the upper end of the stay ring 22. The guide vane arm 32 is connected to a guide ring 34 via the guide vane ring 23. I have.

前記ステイリング22の上部には、水車のピットを形成する下部ピットライナ35および上部ピットライナ36が設置されており、これら両ピットライナ35,36の外周側には、コンクリートで固められた水車バレル37が設けられている。そして、この水車バレル37により、下部ピットライナ35に負荷される発電機静止部重量、回転部重量および運転時の水スラスト荷重等を充分支持できるようになっている。   A lower pit liner 35 and an upper pit liner 36 which form a pit of the turbine are installed above the stelling 22, and the outer periphery of both pit liners 35, 36 is provided with a concrete-hardened water turbine barrel. 37 are provided. The water turbine barrel 37 can sufficiently support the generator stationary part weight, rotating part weight, water thrust load during operation, etc., which are loaded on the lower pit liner 35.

次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.

ランナ29のキャビテーションによる壊食や土砂による摩耗等を修理する場合には、図3に示すように、まず上部吸出し管30を分解するととも、下カバー24を分解し、これらをドラフト監査路を通して外部に搬出する。   When repairing erosion due to cavitation of the runner 29 or wear due to earth and sand, as shown in FIG. 3, the upper suction pipe 30 is first disassembled, the lower cover 24 is disassembled, and these are passed through the draft inspection passage to the outside. To be carried out.

次いで、吸出し管ライナ18上にランナ点検架台39を設置し、その後、カップリングボルトを外してランナ29を水車軸31から取外し、このランナ29をランナ点検架台39上に吊降ろす。ランナ29は、この状態で修理が行なわれる。   Next, a runner inspection stand 39 is set on the suction pipe liner 18, and then the coupling bolt is removed to remove the runner 29 from the water axle 31, and the runner 29 is hung on the runner inspection stand 39. The runner 29 is repaired in this state.

図4(a)、(b)は従来構造の分割型の上カバー3を用いた水力機械と、本発明の一体型の上カバー23を用いた水力機械との高さ方向の寸法を比較したものである。   4 (a) and 4 (b) compare the height dimension of the hydraulic machine using the split type upper cover 3 of the conventional structure and the hydraulic machine using the integrated upper cover 23 of the present invention. Things.

図4(a)に示す従来の水力機械は、ガイドベーン5の上で上カバー3を組立てる必要があるため、作業スペース40が必要となり、この作業スペース40を考慮して下部ピットライナ15の高さが決定される。また、これに発電機下部ブラケットの基礎に必要なコンクリートの厚み分が加算されて、下部ブラケット据付面41が決定される。そして、この下部ブラケット据付面41から発電機フロア底面42が決定される。   In the conventional hydraulic machine shown in FIG. 4A, since the upper cover 3 needs to be assembled on the guide vanes 5, a work space 40 is required. In consideration of the work space 40, the height of the lower pit liner 15 is increased. Is determined. Further, the thickness of the concrete required for the foundation of the generator lower bracket is added to this, and the lower bracket installation surface 41 is determined. Then, the generator floor bottom surface 42 is determined from the lower bracket installation surface 41.

これに対して、図4(b)に示す本発明の水力機械は、上カバー23を小型、一体構造として、そのまま上部ピットライナ36を通して吊上げられるようにしているので、ガイドベーン25上に組立スペースが必要なく、下部ピットライナ35の高さを低くすることができる。その結果、発電機の下部ブラケット据付面41および発電機フロア底面42も低くでき、水力発電所の連設コストを低く抑えることができる。   On the other hand, in the hydraulic machine of the present invention shown in FIG. 4B, the upper cover 23 has a small size and an integral structure, and can be lifted through the upper pit liner 36 as it is. Therefore, the height of the lower pit liner 35 can be reduced. As a result, the lower bracket mounting surface 41 and the generator floor bottom surface 42 of the generator can also be lowered, and the cost of connecting the hydroelectric power plant can be reduced.

しかして、ステイリング22にガイドベーン25の上スピンドル25a用の上部軸受26および中間軸受27を設けるようにしているので、下カバー24および上部吸出し管30を分解することにより、ガイドベーン25を下側に取出して修理することができる。またランナ29も、下側に取出してドラフト監査路内で修理できるので、これらの修理の際に発電機を分解する必要がない。   Since the upper bearing 26 and the intermediate bearing 27 for the upper spindle 25a of the guide vane 25 are provided on the staying 22, the lower cover 24 and the upper suction pipe 30 are disassembled to lower the guide vane 25. Can be taken out and repaired. In addition, since the runner 29 can also be taken out below and repaired in the draft inspection path, there is no need to disassemble the generator during these repairs.

また、上カバー23は、その取付ボルトのピッチサークルがガイドベーン25のピッチサークルより内側にあるので、上カバー23を小型にして、一体構造でもそのまま上部ピットライナ36を通して吊上げることができる。このため、現地据付工程を大幅に短縮できるとともに、製造メーカーでの製作期間も短縮できる。また、上カバー23の外径を小さくしたことにより、上カバー23の下部にかかる水圧がランナ外周シールの内側となり、圧力を低下させることができるとともに、上カバー23の水圧による撓み量を減少させることができる。   Further, since the pitch circle of the mounting bolts of the upper cover 23 is located inside the pitch circle of the guide vane 25, the upper cover 23 can be made small and can be lifted through the upper pit liner 36 as it is even in an integrated structure. For this reason, the on-site installation process can be significantly shortened, and the manufacturing period at the manufacturer can also be shortened. Further, since the outer diameter of the upper cover 23 is reduced, the water pressure applied to the lower portion of the upper cover 23 becomes inside the runner outer peripheral seal, so that the pressure can be reduced and the amount of bending of the upper cover 23 due to the water pressure is reduced. be able to.

なお、上カバー23の小型化により、ステイリング22の内径も小さくなって水圧力を多く受けることになるが、ステイリング22は外周側がコンクリートに埋設されて強固に固定されているので、水圧による変形は、実用上ほとんど問題にならない。   It should be noted that the downsizing of the upper cover 23 reduces the inner diameter of the staking ring 22 and receives a large amount of water pressure. However, since the staking ring 22 is buried in concrete on the outer periphery and is firmly fixed, the Deformation poses almost no problem in practice.

図5および図6は、本発明の第2の実施の形態を示すもので、図15に示す従来構造の水力機械の水車軸11に、中間軸51を着脱可能に設けるとともに、下部ピットライナ15の周面に、水力機械搬入用のハッチ52に向かう搬送路53を開口し、発電機54を分解することなく、水力機械の分解部品を搬出入できるようにしたものである。   5 and 6 show a second embodiment of the present invention. An intermediate shaft 51 is detachably provided on a water wheel shaft 11 of a conventional hydraulic machine shown in FIG. 15, and a lower pit liner 15 is provided. A transport path 53 is opened in the peripheral surface of the hydraulic machine toward the hatch 52 for carrying in the hydraulic machine, so that disassembled parts of the hydraulic machine can be carried in and out without disassembling the generator 54.

すなわち、水車軸11の上端部には、図6に示すように所定長さの中間軸51が着脱可能に設けられており、また、下部ピットライナ15の周面には、水力機械搬出入用のハッチ52に向かう搬送路53が開口している。また、下部ピットライナ15内及び搬送路53内には、図7ないし図12に示すように、搬出入用レール55が埋設されており、水力機械の分解部品は、この搬出入用レール55上を走行する台車56や吊上げ装置57を用いて取扱われるようになっている。そしてこれにより、発電機54を分解することなく、水力機械の分解部品を搬出入できるようになっている。なお、図6において、符号58はハッチカバーである。   That is, as shown in FIG. 6, an intermediate shaft 51 having a predetermined length is detachably provided at the upper end of the water wheel shaft 11, and the peripheral surface of the lower pit liner 15 has The transport path 53 toward the hatch 52 is open. As shown in FIGS. 7 to 12, a loading / unloading rail 55 is buried in the lower pit liner 15 and the transport path 53, and disassembled parts of the hydraulic machine are mounted on the loading / unloading rail 55. Is handled by using a carriage 56 or a lifting device 57 that travels on the vehicle. Thereby, the disassembled parts of the hydraulic machine can be carried in and out without disassembling the generator 54. In FIG. 6, reference numeral 58 denotes a hatch cover.

次に、本実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the present embodiment will be described.

水力機械の分解、組立に際しては、まず図7および図8に示すように、まず発電機54は分解することなく、中間軸51を分解し、分解した中間軸51を台車56を用いて搬出する。   When disassembling and assembling the hydraulic machine, first, as shown in FIGS. 7 and 8, the generator 54 is first disassembled without disassembly, and the disassembled intermediate shaft 51 is carried out using the bogie 56. .

次いで、ガイドベーンアーム12、ガイドベーンリンク13およびガイドリング14を分解し、その後図9に示すように、吊上げ装置57を用いて上カバー3を一体として吊上げ、台車56上に搭載する。そして、台車56を用いて上カバー3を搬出する。図10はこの状態を示している。   Next, the guide vane arm 12, the guide vane link 13 and the guide ring 14 are disassembled, and thereafter, the upper cover 3 is integrally lifted using the lifting device 57 and mounted on the carriage 56 as shown in FIG. Then, the upper cover 3 is carried out using the carriage 56. FIG. 10 shows this state.

次いで、図11に示すように、水車軸11とランナ9とを分離し、水車軸11をまず搬出し、その後図12に示すようにランナ9を搬出する。これにより分解状態となる。   Next, as shown in FIG. 11, the water wheel axle 11 and the runner 9 are separated, the water wheel axle 11 is first carried out, and then the runner 9 is carried out as shown in FIG. This results in a disassembled state.

なお、以上は分解時の手順であるが、組立時の際には分解時と逆の手順となる。   The above is the procedure for disassembly, but the procedure for disassembly is the reverse of that for disassembly.

しかして、中間軸51が搬送路53を設けることにより、発電機54を分解することなく、水力機械により分解部品を搬出入することができる。このため、バレル式の建屋強度を確保しつつ二床式の建屋と同様の短い工期で分解、組立作業を行なうことができる。特に、発電機のオーバーホールは十年に一回程度であるのに対して、水力機械のオーバーホールは約三年に一回行なう必要があるので、発電機54の分解を要しない水力機械の分解部品の搬出入は実用上大きな効果がある。また、二床式の建屋構造では、バレル式の建屋構造に比較して建屋強度が劣るため、立軸ポンプ水車にはほとんど採用されていないので、この点からも大きな意義がある。   Thus, by disposing the intermediate shaft 51 with the transport path 53, the disassembled parts can be carried in and out by the hydraulic machine without disassembling the generator 54. For this reason, disassembly and assembling work can be performed in the same short construction period as a two-floor building, while securing the strength of the barrel-type building. In particular, the overhaul of the generator is about once every ten years, whereas the overhaul of the hydraulic machine needs to be performed about every three years. Loading and unloading has a great effect in practice. In addition, the two-floor type building structure is inferior in strength to the barrel type building structure, and is hardly used for the vertical pump-turbine.

図13および図14は、本発明の第3の実施の形態を示すもので、前記第2の実施の形態におけるハッチ52および搬送路53に代え、ハッチ62および搬送路63を用いるようにしたものである。   FIGS. 13 and 14 show a third embodiment of the present invention, in which a hatch 62 and a transport path 63 are used instead of the hatch 52 and the transport path 53 in the second embodiment. It is.

すなわち、下部ピットライナ15の周面には、図13および図14に示すように、入口弁60を搬出入するためのハッチ62に向かう搬送路63が開口しており、水力機械の分解部品は、前記搬送路63を介してハッチ62まで搬送され、このハッチ62を介して搬出入されるようになっている。なお、図14において、符号68はハッチカバーである。   That is, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, a transport path 63 toward the hatch 62 for carrying in / out the inlet valve 60 is opened on the peripheral surface of the lower pit liner 15, and the disassembled parts of the hydraulic machine are Are transported to the hatch 62 via the transport path 63, and are carried in / out via the hatch 62. In FIG. 14, reference numeral 68 denotes a hatch cover.

しかして、入口弁60を搬出入するためのハッチ62を用いるようにしているので、建屋のスペースを小さくすることができる。   Since the hatch 62 for carrying in / out the inlet valve 60 is used, the space of the building can be reduced.

本発明の第一の実施の形態による水力機械の要部を示す縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a main part of a hydraulic machine according to a first embodiment of the present invention. 図1と同様の主要部を示す縦断面図。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part similar to FIG. 1. ランナの修理時の状態を示す図2相当図。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2 showing a state at the time of repair of the runner. (a)は分割構造の上カバーを用いた、従来の水力機械の構成図、(b)は一体構造の上カバーを用いた本発明の水力機械の構成図。(A) is a configuration diagram of a conventional hydraulic machine using a divided upper cover, and (b) is a configuration diagram of a hydraulic machine of the present invention using an integrated upper cover. 本発明の第2の実施の形態を示す水力機械の平面図。The top view of the hydraulic machine which shows the 2nd Embodiment of this invention. 図5のVI−VI線断面図。VI-VI sectional drawing of FIG. 図6の水力機械の分解方法において、分解前の状態を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory view showing a state before disassembly in the disassembly method of the hydraulic machine in FIG. 6. 図7の状態から中間軸を取外した状態を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing a state where the intermediate shaft is removed from the state of FIG. 7. 図8の状態から上カバーを吊上げた状態を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory view showing a state where the upper cover is lifted from the state of FIG. 8. 図9の状態から上カバーを搬出した状態を示す説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state in which the upper cover has been carried out from the state of FIG. 9. 図10の状態から水車軸を取外した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which removed the water wheel axle from the state of FIG. 図11の状態からランナを取外した状態を示す説明図。FIG. 12 is an explanatory view showing a state in which the runner is removed from the state in FIG. 11. 本発明の第3の実施の形態の態様を示す第5相当図。FIG. 15 is a fifth equivalent diagram showing an aspect of the third embodiment of the present invention. 図13のXIV −XIV 線断面図。FIG. 14 is a sectional view taken along line XIV-XIV in FIG. 13. 従来の水力機械の要部を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part of the conventional hydraulic machine. 同水力機械の平面図。The top view of the hydraulic machine.

符号の説明Explanation of reference numerals

2,22 ステイリング
2a,22a ステイベーン
3,23 上カバー
4,24 下カバー
5,25 ガイドベーン
5a,25a 上スピンドル
5b,25b 下スピンドル
6,26 上部軸受
7,27 中間軸受
8,28 下部軸受
9,29 ランナ
9a,29a ランナクラウン
10,30 上部吸出し管
11,31 水車主軸
12,32 ガイドベーンアーム
13,33 ガイドベーンリング
14,34 ガイドリング
15,35 下部ピットライナ
16,36 上部ピットライナ
17,37 水車バレル
18 吸出し管ライナ
23a 底板
23b 上側リング
23c 側板
38 軸受台
51 中間軸
52,62 ハッチ
53,63 搬送路
54 発電機
60 入口弁
2,22 Staying 2a, 22a Stay vane 3,23 Upper cover 4,24 Lower cover 5,25 Guide vane 5a, 25a Upper spindle 5b, 25b Lower spindle 6,26 Upper bearing 7,27 Intermediate bearing 8,28 Lower bearing 9 , 29 runner 9a, 29a runner crown 10, 30 upper suction pipe 11, 31 water turbine main shaft 12, 32 guide vane arm 13, 33 guide vane ring 14, 34 guide ring 15, 35 lower pit liner 16, 36 upper pit liner 17, 37 Water turbine barrel 18 Suction pipe liner 23a Bottom plate 23b Upper ring 23c Side plate 38 Bearing stand 51 Intermediate shafts 52, 62 Hatch 53, 63 Transport path 54 Generator 60 Inlet valve

Claims (2)

上カバーおよび下カバーと、これら両カバー間の流路に配置されたガイドベーンと、ガイドベーンで流量調整された水との間でエネルギの授受を行なうランナと、ランナとともに回転する水車主軸とを備え、建屋のバレル内に設置された水力機械において、前記水車主軸に、所定長さを有して着脱可能な中間軸を設けるとともに、前記バレルの周面に、水力機械搬出入用のハッチに向かう搬送路を開口したことを特徴とする水力機械。   An upper cover and a lower cover, a guide vane disposed in a flow path between the two covers, a runner that transfers energy between water whose flow rate is adjusted by the guide vane, and a water turbine main shaft that rotates with the runner. In the hydraulic machine installed in the barrel of the building, the turbine main shaft is provided with a detachable intermediate shaft having a predetermined length, and on the peripheral surface of the barrel, a hatch for carrying in / out the hydraulic machine is provided. A hydraulic machine characterized by having an open transport path. ハッチは、入口弁搬出入用のハッチを兼ねていることを特徴とする請求項2記載の水力機械。   The hydraulic machine according to claim 2, wherein the hatch also serves as a hatch for carrying in / out the inlet valve.
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DE102012018066A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Voith Patent Gmbh water turbine

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