JP2022001741A - フランシス水車の起動方法およびフランシス水車 - Google Patents
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Abstract
【課題】ランナの損傷を抑制する。【解決手段】実施の形態によるフランシス水車の起動方法は、ケーシングに水を導く入口管に設けられた入口弁と、入口弁をバイパスしてケーシングに水を導くバイパス管に設けられたバイパス弁と、ケーシング内に設けられたランナに導く水の流量を調整可能なガイドベーンと、を備えたフランシス水車の起動方法である。フランシス水車の起動方法は、入口弁が閉じるとともに、バイパス弁を開くバイパス弁開工程と、バイパス弁開工程の後、入口弁を開く入口弁開工程と、ランナの周囲を流れる旋回流れの流速が90m/secに到達する前にガイドベーンを最大開度の50%以上の開度で開き、ランナの回転数を上昇させる第1回転数上昇工程と、を備える。【選択図】図5
Description
本発明の実施の形態は、フランシス水車の起動方法およびフランシス水車に関する。
フランシス水車の水車運転時においては、上池からの水が入口管から入口弁を通ってケーシングに導かれる。ケーシングに流入した水は、ステーベーンおよびガイドベーンを通り、ガイドベーンによって流量が調整されて、ランナに導かれる。このランナへ流入する水によってランナが回転駆動され、ランナに主軸を介して連結された発電機が駆動され、発電が行われる。その後、水はランナから流出し、吸出し管を通って下池または放水路へ放出される。なお、入口弁の上流側と入口弁の下流側(ケーシング内)との間の圧力差を減少させて入口弁の開閉を容易にするために、入口弁をバイパスするバイパス管が設けられており、このバイパス管にバイパス弁が設けられている。
このようなフランシス水車は、通常、以下のようにして起動される。フランシス水車の停止時には、入口弁、バイパス弁およびガイドベーンはいずれも閉じられている。この状態で、まず、バイパス弁を開き、ケーシング内の圧力を入口弁の上流側の圧力と同程度にまで上昇させる。次に、入口弁を開き、ケーシング内に水を導入する。続いて、ガイドベーンを10%〜20%の範囲内の開度で開き、流入する水によりランナを回転駆動して、ランナの回転数を上昇させて定格回転数に到達させる。
しかしながら、フランシス水車の起動時において、ガイドベーンを上述した範囲内の開度で開いた場合、径方向においてガイドベーンとランナとの間に環状流路が形成され得る。この場合、ガイドベーンを通過した水がこの環状流路を流れ、ランナの周囲に旋回流れが生じ得る。この旋回流れがランナのランナ羽根に衝突することで、剥離流れが生じ得る。とりわけ、落差が大きいフランシス水車の場合、旋回流れがより高速となり、より強い剥離流れが生じ得る。この際、ランナ内部の圧力が低下し、飽和水蒸気圧以下となる場合がある。この場合、水が蒸発して水中に水蒸気泡が発生し、この水蒸気泡内の水蒸気が凝縮する瞬間に衝撃的な圧力上昇が発生し得る。これにより、衝撃荷重がランナに加わり、ランナを損傷させるおそれがある。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ランナの損傷を抑制することができるフランシス水車の起動方法およびフランシス水車を提供することを目的とする。
実施の形態によるフランシス水車の起動方法は、ケーシングに水を導く入口管に設けられた入口弁と、入口弁をバイパスしてケーシングに水を導くバイパス管に設けられたバイパス弁と、ケーシング内に設けられたランナに導く水の流量を調整可能なガイドベーンと、を備えたフランシス水車の起動方法である。フランシス水車の起動方法は、入口弁が閉じるとともに、バイパス弁を開くバイパス弁開工程と、バイパス弁開工程の後、入口弁を開く入口弁開工程と、ランナの周囲を流れる旋回流れの流速が90m/secに到達する前にガイドベーンを最大開度の50%以上の開度で開き、ランナの回転数を上昇させる第1回転数上昇工程と、を備える。
また、実施の形態によるフランシス水車は、ケーシングと、ケーシングに水を導く入口管と、入口管に設けられた入口弁と、入口弁をバイパスしてケーシングに水を導くバイパス管と、バイパス管に設けられたバイパス弁と、ケーシング内に設けられたランナと、ランナに導く水の流量を調整可能なガイドベーンと、制御装置と、を備える。制御装置は、入口弁が閉じるとともに、バイパス弁を開くバイパス弁開工程と、バイパス弁開工程の後、入口弁を開く入口弁開工程と、ランナの周囲を流れる旋回流れの流速が90m/secに到達する前にガイドベーンを最大開度の50%以上の開度で開き、ランナの回転数を上昇させる第1回転数上昇工程と、を行うように、入口弁、バイパス弁およびガイドベーンを制御する。
本発明によれば、ランナの損傷を抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態によるフランシス水車の起動方法およびフランシス水車について説明する。
まず、図1および図2を用いて、本実施の形態によるフランシス水車について説明する。なお、以下では、水車運転時の水の流れに従って説明する。
図1および図2に示すように、フランシス水車1は、入口系統2と、ケーシング3と、複数のステーベーン4と、複数のガイドベーン5と、ランナ6と、を備えている。
入口系統2は、不図示の上池からの水をケーシング3に導くように構成されている。入口系統2は、入口管21と、入口管21に設けられた入口弁22と、入口弁22をバイパスするバイパス管23と、バイパス管23に設けられたバイパス弁24と、を有している。
入口管21は、不図示の上池から延びる水圧鉄管とケーシング3とに接続されており、不図示の上池からの水が流れて、当該水をケーシング3に導くことができるように構成されている。
入口弁22は、入口管21に設けられており、開閉することによって、入口管21における水の流れを許可または遮断することができるように構成されている。フランシス水車1の停止時には、入口弁22は閉じられている。一方、フランシス水車1の運転時には、入口弁22は開かれている。入口弁22の開閉は、後述する制御装置Cにより制御されてもよい。
バイパス管23は、入口管21のうち入口弁22の上流側の部分と入口弁22の下流側の部分とに接続されており、入口弁22をバイパスして水をケーシング3に導くことができるように構成されている。
バイパス弁24は、バイパス管23に設けられており、開閉することによって、バイパス管23における水の流れを許可または遮断することができるように構成されている。フランシス水車1の停止時には、バイパス弁24は閉じられている。一方、フランシス水車1の運転時には、バイパス弁24は開かれている。バイパス弁24の開閉は、後述する制御装置Cにより制御されてもよい。
ケーシング3は、渦巻き状に形成されており、入口系統2からの水が流入して、当該水が内部を流れるように構成されている。ケーシング3の内部には、複数のステーベーン4と、複数のガイドベーン5と、ランナ6とが設けられている。
ステーベーン4は、ケーシング3よりも内側に設けられている。ステーベーン4は、ケーシング3に流入した水をガイドベーン5およびランナ6に導くように構成されている。図2に示すように、ステーベーン4は、周方向に所定の間隔をあけて配置されている。ステーベーン4の間には、水が流れる流路が形成されている。
ガイドベーン5は、ステーベーン4よりも内側に設けられている。ガイドベーン5は、流入した水をランナ6に導くように構成されている。図2に示すように、ガイドベーン5は、周方向に所定の間隔をあけて配置されている。ガイドベーン5の間には、水が流れる流路が形成されている。各ガイドベーン5は回動可能に構成されており、各ガイドベーン5が回動して開度Gを変えることにより、ランナ6に導く水の流量を調整可能になっている。ガイドベーン5の開度Gは、後述する制御装置Cにより制御されてもよい。
ランナ6は、ガイドベーン5よりも内側に設けられている。ランナ6は、ケーシング3に対して回転軸線Xを中心に回転可能に構成され、ガイドベーン5から流入する水によって回転駆動される。ランナ6は、主軸7に連結されたクラウン8と、クラウン8の外周側に設けられたバンド9と、クラウン8とバンド9との間に設けられた複数のランナ羽根10と、を有している。図2に示すように、ランナ羽根10は、周方向に所定の間隔をあけて配置されている。各ランナ羽根10は、クラウン8とバンド9とにそれぞれ接合されている。ランナ羽根10の間には、水が流れる流路(翼間流路)が形成されている。各流路をガイドベーン5からの水が流れ、各ランナ羽根10が当該水から圧力を受けてランナ6が回転駆動される。これにより、ランナ6に流入する水のエネルギーが回転エネルギーへと変換される。
ランナ6には、主軸7を介して発電機11が連結されている。発電機11は、水車運転時には、ランナ6の回転エネルギーが伝達されて発電を行うように構成されている。
ランナ6の下流側には、吸出し管12が設けられている。吸出し管12は、不図示の下池または放水路に連結されており、ランナ6を回転駆動させた水が、圧力を回復して、下池または放水路に放出されるようになっている。
なお、発電機11は、電動機としての機能をも有し、電力が供給されることによりランナ6を回転駆動するように構成されていてもよい。この場合、吸出し管12を介して下池の水を吸い上げて上池に放出させることができ、フランシス水車1を、ポンプ水車としてポンプ運転(揚水運転)することが可能になる。この際、ガイドベーン5の開度Gは、ポンプ揚程に応じて適切な揚水量になるように変えられる。
また、本実施の形態によるフランシス水車1は、制御装置Cを備えている。
制御装置Cは、上述した入口弁22、バイパス弁24およびガイドベーン5を制御可能に構成されている。制御装置Cは、フランシス水車1の起動時に、後述するバイパス弁開工程と、後述する入口弁開工程と、後述する第1回転数上昇工程と、後述する第2回転数上昇工程と、を行うように、入口弁22、バイパス弁24およびガイドベーン5を制御する。より具体的には、制御装置Cは、まず、バイパス弁開工程において、バイパス弁24を開くように、バイパス弁24を制御する。次に、制御装置Cは、入口弁開工程において、入口弁22を開くように、入口弁22を制御する。続いて、制御装置Cは、第1回転数上昇工程において、後述する旋回流れ31の流速が90m/secに到達する前にガイドベーン5を最大開度G0の50%以上の開度G1で開き、ランナ6の回転数Nを上昇させるように、ガイドベーン5を制御する。その後、制御装置Cは、第2回転数上昇工程において、ガイドベーン5を最大開度G0の50%未満の開度G2で開いて、ランナ6の回転数Nを更に上昇させて定格回転数N0に到達させるように、ガイドベーン5を制御する。
次に、図3〜図7を用いて、本実施の形態によるフランシス水車の起動方法について説明する。
本実施の形態によるフランシス水車1の起動方法は、バイパス弁24を開くバイパス弁開工程と、入口弁22を開く入口弁開工程と、ランナ6の回転数Nを上昇させる第1回転数上昇工程と、ランナ6の回転数Nを更に上昇させてランナ6の回転数Nを定格回転数N0に到達させる第2回転数上昇工程と、を備えている。図3に示すように、フランシス水車1の停止時には、入口弁22、バイパス弁24およびガイドベーン5は閉じられている。
この状態で、まず、バイパス弁開工程が行われる。このバイパス弁開工程においては、入口弁22およびガイドベーン5が閉じた状態で、バイパス弁24が開かれる。これにより、上池からの水が入口管21からバイパス管23に流れ、バイパス弁24を通って、ケーシング3内に導かれる。このため、ケーシング3内の水の圧力が上昇し、入口弁の上流側とケーシング内との間の圧力差が減少する。
バイパス弁開工程の後に、入口弁開工程が行われる。この入口弁開工程においては、バイパス弁24が開き、かつガイドベーン5が閉じた状態で、入口弁22が開かれる。これにより、上池から多くの水が入口弁22を通ってケーシング3内に導かれる。
入口弁開工程の後に、第1回転数上昇工程が行われる。この第1回転数上昇工程においては、入口弁22およびバイパス弁24が開いた状態で、図4に示すように、ガイドベーン5を最大開度G0(機械的最大開度)の50%以上の開度G1(起動開度G1)で開き、ランナ6の回転数Nを上昇させる。ガイドベーン5は、後述する旋回流れ31の流速が90m/secに到達する前に、起動開度G1で開かれる。第1回転数上昇工程は、ガイドベーン5の開度Gを起動開度G1まで上昇させる開度上昇工程と、ガイドベーン5の開度Gを起動開度G1で維持する起動開度維持工程と、を含んでいる。
図5には、ガイドベーン5の開度Gおよびランナ6の回転数Nを示す時間線図の一例が示されている。図5の(a)のグラフにおいては、横軸は時刻Tを示し、縦軸はガイドベーン5の開度Gを示している。図5の(b)のグラフにおいては、横軸は時刻Tを示し、縦軸はランナ6の回転数Nを示している。
第1回転数上昇工程においては、まず、図5に示すように、時刻T1から時刻T2までの間に開度上昇工程が行われる。この工程においては、ガイドベーン5を開くように回動させて、ガイドベーン5の開度Gを0%(閉じた状態)から起動開度G1にまで上昇させる。これにより、ケーシング3内に流入した水が、ガイドベーン5の間の各流路を流れて、ランナ6に流入し始める。ここで、この時刻T2においては、後述する旋回流れ31の流速は90m/secに到達していない。
次に、図5に示すように、時刻T2から時刻T3までの間に起動開度維持工程が行われる。この工程においては、ガイドベーン5の開度Gを起動開度G1で維持する。この間、ケーシング3内に流入した水は、ガイドベーン5の間の各流路を流れて、ランナ6に流入し続ける。ランナ6に流入した水は、ランナ羽根10の間の各流路を流れる。この流路を流れる水からランナ羽根10が圧力を受けて、ランナ6が回転駆動され、ランナ6の回転数Nが上昇する。これにより、図5に示すように、ランナ6の回転数Nを、時刻T3で所定の目標回転数N1まで上昇させることができる。ここで、目標回転数N1は、ランナ6の定格回転数N0(到達目標回転数)よりも小さく、例えばランナ6の定格回転数N0の20%以上95%以下であってもよい。
一般に、フランシス水車1の起動時には、ガイドベーン5は、最大開度G0の50%未満、例えば10%以上20%以下の起動開度で開かれる。この場合、図6に示すように、径方向においてガイドベーン5とランナ6との間に環状流路30が形成され得る。これにより、ガイドベーン5の間の各流路を流れた水が、この環状流路30を流れ、ランナ6の周囲に旋回流れ31が生じ得る。この旋回流れ31がランナ羽根10に衝突することで、剥離流れ32が生じ得る。とりわけ、旋回流れ31の流速が90m/sec以上である場合に、強い剥離流れ32が生じ易い。この際、ランナ6の内部の圧力が低下し、飽和水蒸気圧以下となる場合がある。この場合、水が蒸発して水中に水蒸気泡が発生し、この水蒸気泡内の水蒸気が凝縮する瞬間に衝撃的な圧力上昇が発生し得る。これにより、衝撃荷重がランナ6に加わり、ランナ6を損傷させるおそれがある。
これに対して本実施の形態では、フランシス水車1の起動時には、旋回流れ31の流速が90m/secに到達する前に、ガイドベーン5が最大開度G0の50%以上の起動開度G1で開かれる。このことにより、図7に示すように、回動したガイドベーン5により径方向におけるガイドベーン5とランナ6との間の間隔を小さくすることができ、環状流路30の幅を狭めることができる。すなわち、旋回流れ31の流速が90m/secに到達する前に、ガイドベーン5により環状流路30を塞ぐことができる。このため、ガイドベーン5の間の各流路を流れた水が、環状流路30を流れることが抑制され、図7の太矢印に示すように、ランナ羽根10の間の各流路をスムースに流れることができる。これにより、旋回流れ31の発達が抑制され、剥離流れ32の発生が抑制される。この結果、剥離流れ32に伴う衝撃荷重がランナ6に加わることが抑制され、ランナ6の損傷が抑制される。
第1回転数上昇工程の後に、第2回転数上昇工程が行われる。この第2回転数上昇工程においては、ガイドベーン5を最大開度G0の50%未満の開度G2(無負荷開度G2)で開いて、ランナ6の回転数Nを更に上昇させて定格回転数N0に到達させる。第2回転数上昇工程は、ガイドベーン5の開度Gを無負荷開度G2にまで下降させる開度下降工程と、ガイドベーン5の開度Gを無負荷開度G2で維持する無負荷開度維持工程と、を含んでいる。
第2回転数上昇工程においては、まず、図5に示すように、時刻T3から時刻T4までの間に開度下降工程が行われる。この工程においては、ガイドベーン5を閉じるように回動させて、ガイドベーン5の開度Gを起動開度G1から無負荷開度G2にまで下降させる。
次に、図5に示すように、時刻T4から時刻T5までの間に無負荷開度維持工程が行われる。この工程においては、ガイドベーン5の開度Gを無負荷開度G2で維持する。この間、ランナ6に流入する水によってランナ6が回転駆動され、ランナ6の回転数Nが更に上昇する。これにより、図5に示すように、ランナ6の回転数Nを、時刻T5で定格回転数N0に到達させることができる。
ここで、無負荷開度G2は、上述したように、最大開度G0の50%未満の開度であるが、より具体的には、最大開度G0の5%以上15%以下の開度であってもよい。
なお、上述したバイパス弁開工程、入口弁開工程、第1回転数上昇工程および第2回転数上昇工程において、入口弁22の開閉、バイパス弁24の開閉およびガイドベーン5の開度Gの調整は、制御装置Cにより行われてもよい。しかしながら、制御装置Cによらず、作業員により手動で操作されてもよい。
このようにして、ランナ6の回転数Nが定格回転数N0に到達し、本実施の形態によるフランシス水車1が起動される。その後、フランシス水車1は通常運転(負荷運転)が行われ、ランナ6の回転エネルギーが発電機11に伝達されて、発電機11による発電が行われる。
このように本実施の形態によれば、フランシス水車1の起動時の第1回転数上昇工程において、旋回流れ31の流速が90m/secに到達する前に、ガイドベーン5が最大開度G0の50%以上の開度G1で開かれる。このことにより、旋回流れの流速が90m/secに到達する前に、回動したガイドベーン5により環状流路30を塞ぐことができる。これにより、ガイドベーン5の間の各流路を流れた水が、環状流路30を流れることを抑制することができ、旋回流れ31の発達を抑制することができる。このため、剥離流れ32の発生を抑制することができる。この結果、剥離流れ32に伴う衝撃荷重がランナ6に加わることを抑制することができ、ランナの損傷を抑制することができる。また、ガイドベーン5を最大開度G0の50%以上の開度G1で開くことにより、ランナ6に流入する水の流量を増大させることができる。このため、ランナ6の回転数Nを速やかに上昇させることができ、フランシス水車1の起動時間を短縮することができる。
(第1変形例)
上述した実施の形態において、第1回転数上昇工程が、入口弁開工程の後に行われる例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、第1回転数上昇工程は、バイパス弁開工程の前に行われてもよい。すなわち、上述した実施の形態によるフランシス水車1の起動方法において、バイパス弁開工程、入口弁開工程、第1回転数上昇工程、第2回転数上昇工程がこの順に行われていたが、第1回転数上昇工程、バイパス弁開工程、入口弁開工程、第2回転数上昇工程の順に行われてもよい。
上述した実施の形態において、第1回転数上昇工程が、入口弁開工程の後に行われる例を示した。しかしながら、このことに限定されることはなく、第1回転数上昇工程は、バイパス弁開工程の前に行われてもよい。すなわち、上述した実施の形態によるフランシス水車1の起動方法において、バイパス弁開工程、入口弁開工程、第1回転数上昇工程、第2回転数上昇工程がこの順に行われていたが、第1回転数上昇工程、バイパス弁開工程、入口弁開工程、第2回転数上昇工程の順に行われてもよい。
この場合、第1回転数上昇工程において、入口弁22およびバイパス弁24が閉じた状態で、ガイドベーン5が最大開度G0の50%以上の起動開度G1で開かれる。これにより、フランシス水車1の停止時にケーシング3の内部に貯留されていた水が、ランナ6に導かれ、当該水からランナ羽根10が圧力を受けて、ランナ6が回転駆動される。このため、ランナ6の回転数Nが上昇する。
次に、バイパス弁開工程において、入口弁22が閉じ、かつガイドベーン5が開いた状態で、バイパス弁24が開かれる。これにより、上池からの水が入口管21からバイパス管23に流れ、バイパス弁24を通って、ケーシング3内に導かれる。このため、ケーシング3内の水の圧力が上昇し、入口弁の上流側とケーシング内との間の圧力差が減少する。
続いて、入口弁開工程において、ガイドベーン5およびバイパス弁24が開いた状態で、入口弁22が開かれる。これにより、上池から多くの水が入口弁22を通ってケーシング3内に導かれる。ケーシング3内に流入した水は、ガイドベーン5の間の各流路を流れて、ランナ6に導かれ、当該水からランナ羽根10が圧力を受けて、ランナ6が回転駆動される。これにより、ランナ6の回転数Nが更に上昇する。
そして、第2回転数上昇工程において、ガイドベーン5を最大開度G0の50%未満の無負荷開度G2で開いて、ランナ6の回転数Nを更に上昇させて定格回転数N0に到達させる。
このように第1回転数上昇工程がバイパス弁開工程の前に行われる場合であっても、第1回転数上昇工程において、旋回流れの流速が90m/secに到達する前にガイドベーン5を最大開度G0の50%以上の開度G1で開くことにより、旋回流れ31の発達を抑制することができる。これにより、剥離流れ32の発生を抑制することができる。この結果、剥離流れ32に伴う衝撃荷重がランナ6に加わることを抑制することができ、ランナの損傷を抑制することができる。
(第2変形例)
また、上述した実施の形態において、第1回転数上昇工程は、バイパス弁開工程と入口弁開工程との間に行われてもよい。すなわち、上述した実施の形態によるフランシス水車1の起動方法において、バイパス弁開工程、第1回転数上昇工程、入口弁開工程、第2回転数上昇工程の順に行われてもよい。
また、上述した実施の形態において、第1回転数上昇工程は、バイパス弁開工程と入口弁開工程との間に行われてもよい。すなわち、上述した実施の形態によるフランシス水車1の起動方法において、バイパス弁開工程、第1回転数上昇工程、入口弁開工程、第2回転数上昇工程の順に行われてもよい。
この場合、バイパス弁開工程において、入口弁22およびガイドベーン5が閉じた状態で、バイパス弁24が開かれる。これにより、上池からの水が入口管21からバイパス管23に流れ、バイパス弁24を通って、ケーシング3内に導かれる。このため、ケーシング3内の水の圧力が上昇し、入口弁の上流側とケーシング内との間の圧力差が減少する。
次に、第1回転数上昇工程において、入口弁22が閉じ、かつバイパス弁24が開いた状態で、ガイドベーン5が最大開度G0の50%以上の起動開度G1で開かれる。これにより、フランシス水車1の停止時にケーシング3の内部に貯留されていた水が、ランナ6に導かれ、当該水からランナ羽根10が圧力を受けて、ランナ6が回転駆動される。このため、ランナ6の回転数Nが上昇する。
続いて、入口弁開工程において、バイパス弁24およびガイドベーン5が開いた状態で、入口弁22が開かれる。これにより、上池から多くの水が入口弁22を通ってケーシング3内に導かれる。ケーシング3内に流入した水は、ガイドベーン5の間の各流路を流れて、ランナ6に導かれ、当該水からランナ羽根10が圧力を受けて、ランナ6が回転駆動される。これにより、ランナ6の回転数Nが更に上昇する。
そして、第2回転数上昇工程において、ガイドベーン5を最大開度G0の50%未満の無負荷開度G2で開いて、ランナ6の回転数Nを更に上昇させて定格回転数N0に到達させる。
このように第1回転数上昇工程がバイパス弁開工程と入口弁開工程との間に行われる場合であっても、第1回転数上昇工程において、旋回流れの流速が90m/secに到達する前にガイドベーン5を最大開度G0の50%以上の開度G1で開くことにより、旋回流れ31の発達を抑制することができる。これにより、剥離流れ32の発生を抑制することができる。この結果、剥離流れ32に伴う衝撃荷重がランナ6に加わることを抑制することができ、ランナの損傷を抑制することができる。
以上述べた実施の形態によれば、ランナの損傷を抑制することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
なお、上述した実施の形態では、フランシス水車がポンプ運転を行うことができるポンプ水車である例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、フランシス水車は、ポンプ運転を行わないように構成されていてもよい。
1:フランシス水車、3:ケーシング、5:ガイドベーン、6:ランナ、21:入口管、22:入口弁、23:バイパス管、24:バイパス弁、C:制御装置、G:開度、G0:最大開度、G1:起動開度、G2:無負荷開度、N:回転数、N0:定格回転数
Claims (5)
- ケーシングに水を導く入口管に設けられた入口弁と、前記入口弁をバイパスして前記ケーシングに水を導くバイパス管に設けられたバイパス弁と、前記ケーシング内に設けられたランナに導く水の流量を調整可能なガイドベーンと、を備えたフランシス水車の起動方法であって、
前記入口弁が閉じるとともに、前記バイパス弁を開くバイパス弁開工程と、
前記バイパス弁開工程の後、前記入口弁を開く入口弁開工程と、
前記ランナの周囲を流れる旋回流れの流速が90m/secに到達する前に前記ガイドベーンを最大開度の50%以上の開度で開き、前記ランナの回転数を上昇させる第1回転数上昇工程と、を備える、フランシス水車の起動方法。 - 前記第1回転数上昇工程は、前記入口弁開工程の後に行われる、請求項1に記載のフランシス水車の起動方法。
- 前記第1回転数上昇工程は、前記バイパス弁開工程の前に行われる、請求項1に記載のフランシス水車の起動方法。
- 前記第1回転数上昇工程は、前記バイパス弁開工程と前記入口弁開工程との間に行われる、請求項1に記載のフランシス水車の起動方法。
- ケーシングと、
前記ケーシングに水を導く入口管と、
前記入口管に設けられた入口弁と、
前記入口弁をバイパスして前記ケーシングに水を導くバイパス管と、
前記バイパス管に設けられたバイパス弁と、
前記ケーシング内に設けられたランナと、
前記ランナに導く水の流量を調整可能なガイドベーンと、
制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記入口弁が閉じるとともに、前記バイパス弁を開くバイパス弁開工程と、
前記バイパス弁開工程の後、前記入口弁を開く入口弁開工程と、
前記ランナの周囲を流れる旋回流れの流速が90m/secに到達する前に前記ガイドベーンを最大開度の50%以上の開度で開き、前記ランナの回転数を上昇させる第1回転数上昇工程と、を行うように、前記入口弁、前記バイパス弁および前記ガイドベーンを制御する、フランシス水車。
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