JP3917292B2

JP3917292B2 - Operation method of hydraulic machine

Info

Publication number: JP3917292B2
Application number: JP12621098A
Authority: JP
Inventors: 川敏史黒; 水光一郎清; 藤晋作佐
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-05-08
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2018-05-08
Also published as: JPH11324888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水車、ポンプ水車などの水力機械の運転方法に係り、特に調相運転時等に空転運転を行うようにした水力機械の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水車またはポンプ水車等の水力機械においては、調相運転を行う場合、まず入口弁及びガイドベーンを全閉状態にして、ランナ室に圧縮空気を送入し、ランナ周辺の水を排除してランナを空気中で回転させることが行われる。
【０００３】
ところで、このような場合、ケーシング内の水は、容積等の関係から排除しないので、可動ガイドベーンとその対向静止部とのギャップからランナ室内への漏水、主軸封水部への給水、及びランナ冷却水等の水が、ランナの回転運動によりランナ外周とガイドベーンとの間に溜水となって溜り、ランナと同一方向に回転する。そして、この時の溜水に作用するランナからの攪拌エネルギが殆どこれらの漏水の温度上昇に費やされる。
【０００４】
したがって、この温度上昇によって空転しているランナが熱膨張して、ランナ外周やシール部分の微少ギャップ部分でランナが固定部分に接触する恐れがある。
【０００５】
そこで、上述の如き事故を防止するために、ランナ室まわりの下カバーに排水孔を設けて漏水を排出させ、ランナとガイドベーンとの間に溜まる水を減少させるようにすることが行われている。
【０００６】
図１０は、上記空転運転を行う水車またはポンプ水車の概略構成を示す図であって、主軸１の下端にランナ２が固着されており、そのランナ２がランナ室３内に配設されている。上記ランナ室３の外周にはケーシング４が配設され、そのケーシング４とランナ室３との間には、ランナ２の外周に沿って多数のガイドベーン５が配列されている。
【０００７】
上記ランナ室３を形成する下カバー６には、ランナ室３と吸出し管７とを連通するガイドベーン漏水排水管８が設けられており、そのガイドベーン漏水排水管８には排水弁８ａが設けられている。また、ランナ室３の上カバー９には、開閉弁１０ａを有するランナ室排気管１０が設けられ、さらにケーシング４と吸出し管７との間は開閉弁１１ａを有するケーシング排水管１１によって接続されている。なお、図中符号１２，１３はシール給水管、１４は主軸封水部給水管である。
【０００８】
しかして、このような水力機械において、空転運転を行う場合は、入口弁（図示せず）を全閉した状態で、ガイドベーン５を全閉し、ランナ室３内に圧縮空気を送入してランナ室３内の水を排除し、水面Ｌを吸出し管７内の予め設定された水位まで押し下げる。
【０００９】
この時、シール給水管１２，１３からの冷却水、主軸封水部給水管１４からの給水が、ランナ２の回転により、ランナ２とガイドベーン５の間に溜まり、図１１に示すように、水カーテン１５が形成される。したがって、ランナ２の回転による攪拌作用によって上記水カーテン１５を形成する水の温度が上昇し、熱水となり、その熱によりランナ２が膨張し、微少ギャップに接触が生じかじり現象を起したり、また水カーテン１５の増大により攪拌損失が増え、空転に必要な電動機入力が増加して不経済な空転運転となる。
【００１０】
そこで、上記空転運転時には、図２に示すように、排水弁８ａ及び開閉弁１１ａが開かれ、ランナ２とガイドベーン５間に溜まる溜水を吸出し管に排水することが行われている。
【００１１】
この場合、ランナ２外周の溜水を円滑にケーシング４側に送水し、水カーテン１５の厚みを調整する必要があるが、一般に、ガイドベーン５の上下端面における隙間は水車起動時にガイドベーンを開口する前にガイドベーン部からの漏水でランナ２が回り出すことを避けるため小さく設定されており、従来このわずかな間隙を介してランナ外周の溜水がケーシング４側に送水されるだけであるため、ランナ外周部の水が十分に抜けきれず、ランナ外周部の温度上昇を招くことになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ランナの空転運転時には、基本的にランナ外周の水と巻上げられる空気をケーシング側から吸出し管に環流させるが、空転運転を停止する場合、または発電、揚水運転に移行する場合などの過渡的な状態ではケーシングに空気が残留することが考えられる。そして、この残留空気は、次の通常運転を行った場合に、上池或いは下池に流されて大気圧で膨張して、土木工作物を破壊することがある等の問題がある。しかしながら、従来水力機械を空転運転から運転状態を変更させる場合のケーシング残留空気対策を明確にした構造及び運転方法はみあたらなかった。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑み、水力機械を空転運転から停止、発電または揚水運転に移行する場合に確実にケーシングの残留空気を排出させることができる水力機械及び運転方法を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明は、ランナ室内の水を高圧空気で吸出し管内に押し下げ、ガイドベーンを小開制御してランナ外周に滞留する水をケーシングと吸出し管を接続するケーシング排水管を介して排水し、ランナを空転運転する水力機械の運転方法であって、
空転運転から停止操作或いは発電、揚水のような運転状態に移行する場合、ランナ室の排気によりランナ室の圧力が上昇して規定圧力になったことを条件に、ケーシング内を大気に連通する排気管に設けられた開閉弁を開制御し、その後所定時間経過後に上記開閉弁を閉制御することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の各参考例および一実施形態について説明する。なお、図中、図１０と同一部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００１６】
第１参考例
図１は、本発明における水力機械のランナ部の断面部分図であって、水車運転時にはケーシング４からガイドベーン５を経て作動水がランナ室３に流入し、ランナ２が回転駆動される。一方、空転運転時には図示しない入口弁及びガイドベーン５が閉鎖状態において、ランナ室３に高圧空気を導入し、ランナ室３内の水をその高圧空気によって吸出し管７内に押し下げ、ガイドベーン５を小開制御してランナ外周に滞留する水をケーシング４と吸出し管７を結ぶケーシング排水管１１を介して吸出し管７に排水し、ランナ２を空転運転する。
【００１７】
ところで、ケーシング４の頂部には、一端が大気中に開口するケーシング排気管１６が接続してあり、このケーシング排気管１６に開閉弁１６ａが設けられている。
【００１８】
しかして、上記水力機械に空転運転から停止指令が出た場合には、ガイドベーン５を全閉するとともにガイドベーン漏水排水管８の排水弁８ａおよびケーシング排水管１１のの開閉弁１１ａをそれぞれ全閉し、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａを開制御する。次に、停止指令が出てから所定時間Ｔ_１経過後にケーシング排気管１６の開閉弁１６ａを開制御し、その後所定時間Ｔ_２経過後に上記開閉弁１６ａを閉制御する。一方、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａはランナ室３が排気されて水で充満されると閉制御する。
【００１９】
上記所定時間Ｔ_１の設定は、一般にはランナ室排気管１０の開閉弁１０ａが全閉する時間を目安とすればよい。すなわち、空気は水とかなりまじりあっており、これが分離するまで或程度時間がかかるが上記Ｔ_１時間経過することで十分空気が分離する。また、ケーシング排気管１６の開閉弁１６ａの開時間Ｔ_２は水力機械の大きさとケーシング排気管１６の容量を考慮して決定すればよい。
【００２０】
このような制御を行うことによって、空転運転の停止操作後にケーシング４内に空気が分離残留している場合にも、この空気をケーシング４から完全に排気させることができ、次に運転した場合に残留空気が流されて土木工作物等に影響を与えることを回避することができる。
【００２１】
第２参考例
図３は水力機械を空転運転から発電運転に移行する場合の制御を模式的に示したものであって、ガイドベーン５を全閉するとともに、ガイドベーン漏水排水管８の排水弁８ａ及びケーシング排水管１１の開閉弁１１ａをそれぞれ全閉し、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａを開制御する。次に発電指令が出てから所定時間Ｔ_３経過後にケーシング排気管１６の開閉弁１６ａを開制御し、その後所定時間Ｔ_４経過後に上記開閉弁１６ａを閉制御する。そして、ランナ室３が排気されランナ室３の圧力が上昇し規定の圧力に達したところで、図示しない入口弁及びガイドベーンをそれぞれ開制御し、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａを閉制御する。この場合上記所定時間Ｔ_３，Ｔ_４については水力機械の大きさなどを考慮して決定すればよい。
【００２２】
また、空転運転から揚水運転に移行する場合も、図３と全く同様に各開閉弁等を制御すればよく、所定時間Ｔ_３、Ｔ_４は発電移行のときと変えてもよい。
【００２３】
ところで、図１においてはケーシング排気管１６を単独でケーシング４に接続したものを示したが、図４に示すように、ケーシング排気管１１の開閉弁１１ａとケーシング４との間でケーシング排気管１６を分岐させ、開閉弁１６ａを介して大気中に開口させることもできる。
【００２４】
しかして、この場合も図２或いは図３に示す運転方法を適用することができ、ケーシング４に直接接続する配管を減らすことができるため、ケーシング４の強度上信頼性の低下を防ぐことができる。
【００２５】
第３参考例
図５は本発明の他の参考例を示す図であり、空転運転から停止指令が出た場合、ガイドベーン５を全閉するとともにガイドベーン漏水排水管８の排水弁８ａを全閉し、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａを開制御する。ここで、ケーシング排水管１１の開閉弁１１ａは停止指令が出た時点から所定時間Ｔ_５だけ開口保持し、その後閉制御する。また、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａはランナ室３が水で充満されたことを検知して閉制御する。
【００２６】
上記所定時間Ｔ_５は水力機械の大きさなどにより決まるランナ室３の排気時間を参考にしてランナ室排気時間とほぼ同等に設定すればよい。
【００２７】
しかして、このような制御を行うことによって、空気混じりの水を吸出し管７に環流させることができるため、ケーシング４に残留する空気を大幅に減少させることが可能で、次に通常運転を行った場合の残留空気による悪影響を十分軽減させることができる。
【００２８】
第４参考例
図６は、水力機械を空転運転から発電運転に移行する場合の他の参考例を示す図であって、空転運転から発電運転への指令が出た場合、ガイドベーン５を全閉するとともにガイドベーン漏水排水管８の排水弁８ａを全閉し、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａを開制御する。一方、ケーシング排水管１１の開閉弁１１ａは発電運転移行指令が出た時点から所定時間Ｔ_５だけ開口保持し、その後閉制御する。そして、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａはランナ室３が排気され所定の圧力に達したことを検知して閉制御される。
【００２９】
上記所定時間Ｔ_５は水力機械の大きさなどにより決まるランナ室３の排気時間を参考にして入口弁及びガイドベーン５が開口するまでに閉制御するように設定すればよい。
【００３０】
しかして、空気混じりの水を吸出し管に効果的に環流させることができ、ケーシングに残留する空気を大幅に減少させることが可能であり、次に通常運転を行った場合の残留空気による土木工作物等への影響を十分軽減させることができる。
【００３１】
一方、空転運転から揚水運転に移行する場合も、図６と全く同様の制御を行えばよい。この場合、所定時間Ｔ_５は発電運転に移行する場合と異なる時間に設定すればよい。
【００３２】
第５参考例
また、このようにケーシング排水管１１の制御を行う場合、ケーシング４から吸出し管７への環流を促進させる構造として、図１に示すように、ケーシング４に加圧ポンプ１７を接続し、この加圧ポンプ１７によってケーシング４に給水するようにしてもよい。
【００３３】
図７及び図８は、このようにケーシング４に加圧水供給装置を設けた水力機械で空転運転から停止、或いは発電運転に移行する場合の各開閉弁等の制御を模式的に示したものである。この場合、基本的にはケーシングに加圧手段を持たないものと同じであるが、停止する場合は、図７に示すように、停止指令と同時にケーシング加圧給水弁１８を開制御して加圧ポンプ１７を作動させて、加圧水をケーシング４に供給し、所定時間Ｔ_５経過後に閉制御する。また、空転運転から発電運転に移行する場合にも、図８に示すように、移行指令後から所定時間Ｔ_５だけ加圧水供給装置を作動させる。
【００３４】
しかして、この場合もケーシング４から吸出し管７への環流が積極的に行われ、空気混じりの水が吸出し管に戻ると、空気はランナ室排気管１０により大気中に排出される。
【００３５】
本発明の一実施形態
図９は本発明の一実施形態を示す模式図であって、例えば空転運転から発電運転への指令が出た場合、ガイドベーン５を全閉するとともに、ガイドベーン漏水排水管８の排水弁８ａ、及びケーシング排水管１１の開閉弁１１ａをそれぞれ全閉し、ランナ室排気管１０の開閉弁１０ａを開制御する。しかして、ランナ室３からの排気によりランナ室３の水圧力が上昇するので、このランナ室３の水圧力が予め定めた規定圧力に達したところで、ケーシング排気管１６の開閉弁１６ａを開制御する。そしてその後所定時間Ｔ_６経過後に開閉弁１６ａを閉制御する。
【００３６】
この場合、所定時間Ｔ_６及び規定圧力は水力機械の大きさ、特性により選定すればよく、開閉弁１６ａはガイドベーン５が開口するまでに閉制御すればよい。
【００３７】
しかして、この場合ケーシングに残留する空気混じりの水がランナ室３の高い圧力を利用して大気に排出できるため効果的に空気の排出が可能となる。また、ケーシング部も高圧であるため開閉弁１６ａの開時間は短時間で済み、弁にかかる負担を軽減できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、水力機械を空転運転から他の運転状態に移行する場合、ケーシングに残留する空気を確実に排気することができ、この残留空気が流出して土木工作物等に影響を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水力機械のランナ部の断面部分図。
【図２】本発明における空転運転から停止に移行する時の運転方法の参考例を示す模式図。
【図３】本発明における空転運転から発電運転に移行する時の運転方法の参考例を示す模式図。
【図４】本発明の水力機械の他の参考例を示す図。
【図５】本発明における空転運転から停止に移行する時の運転方法の他の参考例を示す模式図。
【図６】本発明における空転運転から発電運転に移行する時の運転方法の他の参考例を示す模式図。
【図７】本発明における空転運転から停止に移行する時の運転方法のさらに他の参考例を示す模式図。
【図８】本発明における空転運転から発電運転に移行する時の運転方法のさらに他の参考例を示す模式図。
【図９】本発明における空転運転から発電運転に移行する時の運転方法の一実施形態を示す模式図。
【図１０】従来の水力機械のランナ部の断面部分図。
【図１１】空転運転中にランナ外周に溜まる水を模式的に示した図。
【符号の説明】
１主軸
２ランナ
３ランナ室
４ケーシング
５ガイドベーン
７吸出し管
８ガイドベーン漏水排水管
８ａ排水弁
１０ランナ室排気管
１０ａ開閉弁
１１ケーシング排水管
１１ａ開閉弁
１５水カーテン
１６ケーシング排気管
１６ａ開閉弁
１７加圧ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation method of a hydraulic machine such as a water turbine or a pump turbine, and more particularly to an operation method of a hydraulic machine that performs an idling operation during a phased operation or the like.
[0002]
[Prior art]
In general, in a hydraulic machine such as a water turbine or a pump turbine, when performing phased operation, the inlet valve and guide vane are first fully closed, compressed air is fed into the runner chamber, and water around the runner is removed. The runner is rotated in the air.
[0003]
By the way, in such a case, the water in the casing is not excluded from the relationship of the volume, etc., so that water leaks into the runner chamber from the gap between the movable guide vane and the opposite stationary part, water supply to the main shaft sealing part, and runner water such as cooling water, to rotate as accumulated water between La runner periphery and the guide vanes by the rotation movement of the runner reservoir, the runner in the same direction. And the agitation energy from the runner acting on the accumulated water at this time is almost spent on the temperature rise of these leaks.
[0004]
Therefore, the runner that is idling due to this temperature rise may thermally expand, and the runner may come into contact with the fixed portion at the outer periphery of the runner or at the minute gap portion of the seal portion.
[0005]
Therefore, in order to prevent such an accident as described above, a drain hole is provided in the lower cover around the runner chamber to discharge the water leakage and reduce the water accumulated between the runner and the guide vane. Yes.
[0006]
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a water wheel or a pump water wheel that performs the idling operation. A runner 2 is fixed to the lower end of the main shaft 1, and the runner 2 is disposed in the runner chamber 3. . A casing 4 is disposed on the outer periphery of the runner chamber 3, and a large number of guide vanes 5 are arranged along the outer periphery of the runner 2 between the casing 4 and the runner chamber 3.
[0007]
The lower cover 6 forming the runner chamber 3 is provided with a guide vane water leakage drain pipe 8 that communicates the runner chamber 3 with the suction pipe 7, and the guide vane water leak drain pipe 8 is provided with a drain valve 8a. It has been. A runner chamber exhaust pipe 10 having an open / close valve 10a is provided on the upper cover 9 of the runner chamber 3, and the casing 4 and the suction pipe 7 are connected by a casing drain pipe 11 having an open / close valve 11a. Yes. In the figure, reference numerals 12 and 13 are seal water supply pipes, and 14 is a main shaft seal water supply pipe.
[0008]
In such a hydraulic machine, when performing idling operation, with the inlet valve (not shown) fully closed, the guide vane 5 is fully closed, and compressed air is fed into the runner chamber 3. Then, the water in the runner chamber 3 is removed, and the water surface L is pushed down to a preset water level in the suction pipe 7.
[0009]
At this time, the cooling water from the seal water supply pipes 12 and 13 and the water supply from the main shaft seal water supply pipe 14 accumulate between the runner 2 and the guide vane 5 due to the rotation of the runner 2, and as shown in FIG. A water curtain 15 is formed. Therefore, the temperature of the water forming the water curtain 15 rises due to the stirring action caused by the rotation of the runner 2 to become hot water, and the runner 2 expands due to the heat, causing a slight gap to cause a galling phenomenon, Moreover, the loss of stirring increases due to the increase in the water curtain 15, and the motor input required for idling increases, resulting in an uneconomic idling operation.
[0010]
Therefore, during the idling operation, as shown in FIG. 2, the drain valve 8a and the on-off valve 11a are opened, and the water accumulated between the runner 2 and the guide vane 5 is drained to the suction pipe.
[0011]
In this case, it is necessary to smoothly feed the accumulated water on the outer periphery of the runner 2 to the casing 4 side and adjust the thickness of the water curtain 15, but generally the gaps at the upper and lower end surfaces of the guide vane 5 open the guide vane when the water turbine is started. In order to prevent the runner 2 from turning around due to water leakage from the guide vane, the water stored on the outer periphery of the runner is only fed to the casing 4 through this slight gap. The water in the outer periphery of the runner cannot be sufficiently drained, leading to an increase in the temperature of the outer periphery of the runner.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, at the time of the idling operation of the runner, the water around the runner and the air that is wound up are basically circulated from the casing side to the suction pipe, but when the idling operation is stopped or when shifting to the power generation and pumping operation, etc. In a transient state, air may remain in the casing. Then, when the next normal operation is performed, the residual air is caused to flow into the upper pond or the lower pond and expand at atmospheric pressure, thereby destroying the civil engineering workpiece. However, there has been no structure and operation method that clearly clarifies measures against the residual air in the casing when the hydraulic machine is changed from the idling operation to the operation state.
[0013]
In view of these points, the present invention has an object to obtain a hydraulic machine and an operation method capable of reliably discharging residual air in a casing when the hydraulic machine is stopped from idling operation and shifted to power generation or pumping operation. To do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention that solves the above-mentioned problems pushes down the water in the runner chamber into the suction pipe with high-pressure air, controls the small opening of the guide vane, and moves the water remaining on the outer periphery of the runner through the casing drain pipe connecting the casing and the suction pipe. Draining and running the runner idle,
When shifting from idle operation to operation such as stop operation or power generation or pumping, the exhaust in the casing communicates with the atmosphere on the condition that the runner chamber pressure rises to the specified pressure due to exhaust from the runner chamber The on-off valve provided in the pipe is controlled to open , and then the on-off valve is controlled to close after a predetermined time has elapsed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, each reference example and one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the figure, the same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0016]
First Reference Example FIG. 1 is a partial sectional view of a runner portion of a hydraulic machine according to the present invention. During operation of a water turbine, working water flows from a casing 4 through a guide vane 5 into a runner chamber 3, and the runner 2 is rotationally driven. Is done. On the other hand, during idling operation, high pressure air is introduced into the runner chamber 3 while the inlet valve (not shown) and the guide vane 5 are closed, and the water in the runner chamber 3 is pushed down into the suction pipe 7 by the high pressure air. The water staying on the outer periphery of the runner under small opening control is drained to the suction pipe 7 through the casing drain pipe 11 connecting the casing 4 and the suction pipe 7, and the runner 2 is idling.
[0017]
Incidentally, a casing exhaust pipe 16 having one end opened to the atmosphere is connected to the top of the casing 4, and an opening / closing valve 16 a is provided in the casing exhaust pipe 16.
[0018]
Thus, when a stop command is issued from the idling operation to the hydraulic machine, the guide vane 5 is fully closed and the drain valve 8a of the guide vane leakage water drain pipe 8 and the on-off valve 11a of the casing drain pipe 11 are all closed. The open / close valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is controlled to be closed. Next, a predetermined time T ₁ after the stop command is issued After the elapse of time, the on-off valve 16a of the casing exhaust pipe 16 is controlled to open, and then the predetermined time T ₂ After the elapse of time, the on-off valve 16a is closed. On the other hand, the open / close valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is closed when the runner chamber 3 is exhausted and filled with water.
[0019]
The predetermined time T ₁ In general, the time of setting may be determined based on the time during which the on-off valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is fully closed. That is, air is quite mixed with water, and it takes some time until it separates, but the above T ₁ The air is sufficiently separated over time. The opening time T ₂ of the on-off valve 16a of the casing exhaust pipe 16 is also shown. May be determined in consideration of the size of the hydraulic machine and the capacity of the casing exhaust pipe 16.
[0020]
By performing such control, even when air remains in the casing 4 after the idling operation is stopped, the air can be completely exhausted from the casing 4, and the next operation is performed. It is possible to avoid the residual air from flowing and affecting the civil engineering work.
[0021]
Second Reference Example FIG. 3 schematically shows the control when the hydraulic machine is shifted from the idling operation to the power generation operation. The guide vane 5 is fully closed and the drain valve of the guide vane leakage water drain pipe 8 is used. 8a and the on-off valve 11a of the casing drain pipe 11 are fully closed , and the on-off valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is controlled to open. Next, a predetermined time T ₃ after the power generation command is issued After the elapse of time, the on-off valve 16a of the casing exhaust pipe 16 is controlled to open, and then the predetermined time T ₄ After the elapse of time, the on-off valve 16a is closed. When the runner chamber 3 is evacuated and the pressure in the runner chamber 3 rises and reaches a predetermined pressure, an inlet valve and a guide vane (not shown) are controlled to open, and the open / close valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is closed. . In this case, the predetermined time T ₃ , T ₄ Is determined in consideration of the size of the hydraulic machine.
[0022]
Also, when moving to the pumping operation from the idle operation, it may be controlled just as the valves or the like and FIG. 3, the predetermined time T ₃ , T ₄ May be changed from the time of power generation transfer.
[0023]
1 shows the casing exhaust pipe 16 connected to the casing 4 alone. However, as shown in FIG. 4, the casing exhaust pipe 16 is provided between the on-off valve 11a of the casing exhaust pipe 11 and the casing 4. And can be opened to the atmosphere via the on-off valve 16a.
[0024]
In this case as well, the operation method shown in FIG. 2 or FIG. 3 can be applied, and the number of pipes directly connected to the casing 4 can be reduced. .
[0025]
Third Reference Example FIG. 5 is a view showing another reference example of the present invention. When a stop command is issued from the idling operation, the guide vane 5 is fully closed and the drain valve 8a of the guide vane leakage drain pipe 8 is fully closed. The open / close valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is controlled to be closed. Here, the on-off valve 11a of the casing drain pipe 11 has a predetermined time T ₅ from the time when the stop command is issued. Only the opening is held and then closed. Further, the open / close valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 detects that the runner chamber 3 is filled with water and controls the closing.
[0026]
The predetermined time T ₅ May be set substantially equal to the runner chamber exhaust time with reference to the exhaust time of the runner chamber 3 determined by the size of the hydraulic machine.
[0027]
Thus, by performing such control, water mixed with air can be circulated to the suction pipe 7, so that the air remaining in the casing 4 can be greatly reduced, and then normal operation is performed. In this case, it is possible to sufficiently reduce the adverse effects caused by residual air.
[0028]
Fourth Reference Example FIG. 6 is a diagram showing another reference example when the hydraulic machine is shifted from the idling operation to the power generation operation. When a command from the idling operation to the power generation operation is issued, all the guide vanes 5 are moved. The drain valve 8a of the guide vane leakage water drain pipe 8 is fully closed and the open / close valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is controlled to open. On the other hand, the on-off valve 11a of the casing drain pipe 11 is set to a predetermined time T ₅ from the time when the power generation operation shift command is issued. Only the opening is held and then closed. The on-off valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is closed and detected when the runner chamber 3 is exhausted and reaches a predetermined pressure.
[0029]
The predetermined time T ₅ May be set so that the inlet valve and the guide vane 5 are closed by referring to the exhaust time of the runner chamber 3 determined by the size of the hydraulic machine.
[0030]
Therefore, it is possible to effectively circulate water mixed with air to the suction pipe, and it is possible to greatly reduce the air remaining in the casing. Next, civil engineering work with residual air in the case of normal operation The influence on things etc. can be reduced sufficiently.
[0031]
On the other hand, when shifting from the idling operation to the pumping operation, the same control as in FIG. 6 may be performed. In this case, the predetermined time T ₅ May be set at a time different from the time of shifting to power generation operation.
[0032]
Fifth Reference Example Also, when the casing drain pipe 11 is controlled as described above, a pressure pump 17 is connected to the casing 4 as shown in FIG. 1 as a structure for promoting the circulation from the casing 4 to the suction pipe 7. However, water may be supplied to the casing 4 by the pressurizing pump 17.
[0033]
7 and 8 schematically show the control of each on-off valve and the like when the hydraulic machine having the pressurized water supply device provided in the casing 4 is stopped from the idling operation or shifted to the power generation operation. . In this case, the casing is basically the same as the casing having no pressurizing means. However, when stopping, as shown in FIG. The pressure pump 17 is operated to supply pressurized water to the casing 4 and for a predetermined time T _5. Close control after elapse. Also, when moving to the power generating operation from idle operation, as shown in FIG. 8, a predetermined time after the transition command T ₅ Only activate the pressurized water supply device.
[0034]
In this case, however, the recirculation from the casing 4 to the suction pipe 7 is positively performed, and when water mixed with air returns to the suction pipe, the air is discharged into the atmosphere by the runner chamber exhaust pipe 10.
[0035]
An embodiment Figure 9 of the present invention is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention, for example, if the command to the power generating operation from idle operation has left, the guide vanes 5 with fully closed, the guide vane leakage drainage The drain valve 8a of the pipe 8 and the open / close valve 11a of the casing drain pipe 11 are fully closed, and the open / close valve 10a of the runner chamber exhaust pipe 10 is controlled to open. Accordingly, the water pressure in the runner chamber 3 rises due to the exhaust from the runner chamber 3, so that when the water pressure in the runner chamber 3 reaches a predetermined specified pressure, the on-off valve 16a of the casing exhaust pipe 16 is controlled to open. To do. After that, a predetermined time T ₆ After the elapse, the on-off valve 16a is closed.
[0036]
In this case, the predetermined time T ₆ The specified pressure may be selected according to the size and characteristics of the hydraulic machine, and the on-off valve 16a may be closed and controlled before the guide vane 5 is opened.
[0037]
Thus, in this case, the air-mixed water remaining in the casing can be discharged to the atmosphere using the high pressure of the runner chamber 3, so that the air can be effectively discharged. Further, since the casing portion is also at a high pressure, the opening time of the on-off valve 16a is short, and the burden on the valve can be reduced.
[0038]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, when the hydraulic machine is shifted from the idling operation to another operation state, the air remaining in the casing can be surely exhausted, and this residual air flows out and the civil engineering workpiece Etc. can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view of a runner portion of a hydraulic machine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a reference example of an operation method when shifting from idling to stop in the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a reference example of an operation method when shifting from idling operation to power generation operation in the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing another reference example of the hydraulic machine according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing another reference example of an operation method when shifting from idling to stop in the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing another reference example of the operation method when shifting from the idling operation to the power generation operation in the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing still another reference example of the operation method when shifting from idling to stop in the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing still another reference example of the operation method when shifting from the idling operation to the power generation operation in the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing an embodiment of an operation method when shifting from idling operation to power generation operation in the present invention.
FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a runner portion of a conventional hydraulic machine.
FIG. 11 is a diagram schematically showing water accumulated on the outer periphery of the runner during idling operation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main shaft 2 Runner 3 Runner chamber 4 Casing 5 Guide vane 7 Suction pipe 8 Guide vane water leakage drain pipe 8a Drain valve 10 Runner chamber exhaust pipe 10a On-off valve 11 Casing drain pipe 11a On-off valve 15 Water curtain 16 Casing exhaust pipe 16a On-off valve 17 Pressure pump

Claims

Water that pushes down the water in the runner chamber into the suction pipe with high-pressure air, controls the small opening of the guide vanes, drains the water staying around the runner through the casing drain pipe connecting the casing and the suction pipe, and runs the runner idling A method of operating the machine,
When shifting from idle operation to operation such as stop operation or power generation or pumping, the exhaust in the casing communicates with the atmosphere on the condition that the runner chamber pressure rises to the specified pressure due to exhaust from the runner chamber An operation method of a hydraulic machine, wherein an opening / closing valve provided in a pipe is controlled to be opened , and then the opening / closing valve is closed after a predetermined time has elapsed.