JPS6035552B2 - 多段ポンプ水車の運転方法 - Google Patents
多段ポンプ水車の運転方法Info
- Publication number
- JPS6035552B2 JPS6035552B2 JP54139519A JP13951979A JPS6035552B2 JP S6035552 B2 JPS6035552 B2 JP S6035552B2 JP 54139519 A JP54139519 A JP 54139519A JP 13951979 A JP13951979 A JP 13951979A JP S6035552 B2 JPS6035552 B2 JP S6035552B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- runner
- pressure stage
- movable guide
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は多段ポンプ水車の運転方法に係り、特に各段に
可動ガイドベーンを備えた多段ポンプ水車のポンプ起動
および調相運転時に各段のランナ室内の圧縮空気の排気
を円滑に行えるようにした多段ポンプ水車の排気方法に
関する。
可動ガイドベーンを備えた多段ポンプ水車のポンプ起動
および調相運転時に各段のランナ室内の圧縮空気の排気
を円滑に行えるようにした多段ポンプ水車の排気方法に
関する。
近時においては高落差地点に揚水発電所を建設する傾向
があり、多段ポンプ水車に対する需要度が高まっている
。
があり、多段ポンプ水車に対する需要度が高まっている
。
とりわけ、段数がもっとも少なく各段部のランナの外周
に可動ガイドべ−ンおよびその操作機構を備えることが
構造上比較的容易とされている単速度可逆式２段ポンプ
水車の運転方法の確立が要請されている。しかして、各
段部のランナの外周に可動ガイドべ−ンを備えた多段ポ
ンプ水車を使ってポンプ起動および謙相運転をするとき
、各段の可動ガイドベーンを全閉したのちにランナ室内
に圧縮空気を吹込み、各段のランナ室の水面をランナの
下方へ押し下げて空転トルクの低減を図っている。
に可動ガイドべ−ンおよびその操作機構を備えることが
構造上比較的容易とされている単速度可逆式２段ポンプ
水車の運転方法の確立が要請されている。しかして、各
段部のランナの外周に可動ガイドべ−ンを備えた多段ポ
ンプ水車を使ってポンプ起動および謙相運転をするとき
、各段の可動ガイドベーンを全閉したのちにランナ室内
に圧縮空気を吹込み、各段のランナ室の水面をランナの
下方へ押し下げて空転トルクの低減を図っている。
そして、ポンプ運転に移行するときに、排気管を通しラ
ンナ室内の圧縮空気を排出し、吸出し管からの水をラン
ナ室内に充水し、ポンプの締切圧力が確立された時点で
可動ガイドベーンを開いて揚水を開始している。ところ
が、この際に全段の可動ガイドベーンを全閉状態にした
まま排気を行なった場合には、各段のランナ室がガイド
ベーンによって仕切られ独立したランナ室となっている
ため、各段のガイドベーンの内側はランナ室の充水に伴
い締切運転状態に達する。
ンナ室内の圧縮空気を排出し、吸出し管からの水をラン
ナ室内に充水し、ポンプの締切圧力が確立された時点で
可動ガイドベーンを開いて揚水を開始している。ところ
が、この際に全段の可動ガイドベーンを全閉状態にした
まま排気を行なった場合には、各段のランナ室がガイド
ベーンによって仕切られ独立したランナ室となっている
ため、各段のガイドベーンの内側はランナ室の充水に伴
い締切運転状態に達する。
そのため鉄管水圧が作用する最高圧段部のガイドベーン
以外のガイドべ−ンの内側には大きな締切圧力が作用す
るのに対し、ガイドベーンの外側にはほぼ無圧力に近い
吸出し管圧力が作用してガイドベーンの内外の圧力差が
大きくなり、ガイドベーン自身の強度が問題となること
はもちろんのこと、ガイドベーン軸の軸受部に生ずる面
圧が高くなり、その結果、ガイドベーンを開閉するため
のサーボモー夕の容量が大きくなって不経済となった。
また、最高圧段部以外のガイドベーンを排気の途中で開
いた場合には、各段のランナがその充水度に応じて相当
の錫程を出しているために、ガイドベーンを開けると同
時に高圧段側の残存空気が急激に圧縮され水と空気が漫
り合って排気渋滞を起したり、高圧段ランナが急速に充
水されることによって衝撃的な軸推力が発生するという
問題もあった。
以外のガイドべ−ンの内側には大きな締切圧力が作用す
るのに対し、ガイドベーンの外側にはほぼ無圧力に近い
吸出し管圧力が作用してガイドベーンの内外の圧力差が
大きくなり、ガイドベーン自身の強度が問題となること
はもちろんのこと、ガイドベーン軸の軸受部に生ずる面
圧が高くなり、その結果、ガイドベーンを開閉するため
のサーボモー夕の容量が大きくなって不経済となった。
また、最高圧段部以外のガイドベーンを排気の途中で開
いた場合には、各段のランナがその充水度に応じて相当
の錫程を出しているために、ガイドベーンを開けると同
時に高圧段側の残存空気が急激に圧縮され水と空気が漫
り合って排気渋滞を起したり、高圧段ランナが急速に充
水されることによって衝撃的な軸推力が発生するという
問題もあった。
そこで、本発明の目的は、上記従釆技術が有する問題点
を解消し、ポンプ起動および調相運転の際に各段のラン
ナ室内の圧縮空気の排気を円滑に行えるようにした、各
段に可動ガイドベーンを備えた多段ポンプ水車の運転方
法を提供することにある。
を解消し、ポンプ起動および調相運転の際に各段のラン
ナ室内の圧縮空気の排気を円滑に行えるようにした、各
段に可動ガイドベーンを備えた多段ポンプ水車の運転方
法を提供することにある。
しかして、本発明によれば、上記目的は、最高圧段から
最低圧段にいたるまでを一連の返り遍路で連結され、弁
開度が独立的に調整できる可動ガイドベーンを各段に備
えた多段ポンプ水車の運転方法であって；ポンプ起動お
よび謙相運転時に各段の可動ガイドべ−ンを全閉したの
ち、各段のランプ室に圧縮空気を供給してランナ室内の
水をランナの下方に押し下げてランナを空転させ、系統
に同期並列したところで各段のランナ室について排気を
開始し、これとほ）、同時に最高圧段以外の段の可動ガ
イドべ−ンを無負荷開度近傍の関度だけ開いて運転を続
行し、最高圧段のランナ室内のポンプ締切圧が確立した
ところで最高圧段の可動ガイドベーンを開いてポンプ運
転に移行することによって達成される。
最低圧段にいたるまでを一連の返り遍路で連結され、弁
開度が独立的に調整できる可動ガイドベーンを各段に備
えた多段ポンプ水車の運転方法であって；ポンプ起動お
よび謙相運転時に各段の可動ガイドべ−ンを全閉したの
ち、各段のランプ室に圧縮空気を供給してランナ室内の
水をランナの下方に押し下げてランナを空転させ、系統
に同期並列したところで各段のランナ室について排気を
開始し、これとほ）、同時に最高圧段以外の段の可動ガ
イドべ−ンを無負荷開度近傍の関度だけ開いて運転を続
行し、最高圧段のランナ室内のポンプ締切圧が確立した
ところで最高圧段の可動ガイドベーンを開いてポンプ運
転に移行することによって達成される。
しかして本発明によれば、各段のランナ室の排気を開始
すると同時に最高圧段以外の各段の可動ガイドベーンを
無負荷開度近傍の開度だけ開くようにしたから、ガイド
ベーンに作用する内外の圧力がほぼ等しい状態となり圧
力差が小さくなる。
すると同時に最高圧段以外の各段の可動ガイドベーンを
無負荷開度近傍の開度だけ開くようにしたから、ガイド
ベーンに作用する内外の圧力がほぼ等しい状態となり圧
力差が小さくなる。
また、ガイドべ−ンを小開したために、急激な残存空気
の圧縮による空気と水との混合現象が起らず排気渋滞を
防止して最後まで完全に排気することができる。以下本
発明による多段ポンプ水車の運転方法の実施例を図面を
参照して説明する。
の圧縮による空気と水との混合現象が起らず排気渋滞を
防止して最後まで完全に排気することができる。以下本
発明による多段ポンプ水車の運転方法の実施例を図面を
参照して説明する。
本発明の理解を容易にするために、第１図は多４段ポン
プ水車の一例としてフランシス形の２段ポンプ水車を示
しており、単一の水車主軸１の鞄上には、高圧段ランナ
２と低圧段ランナ３とが軸方向の距離をおいて固着され
ている。
プ水車の一例としてフランシス形の２段ポンプ水車を示
しており、単一の水車主軸１の鞄上には、高圧段ランナ
２と低圧段ランナ３とが軸方向の距離をおいて固着され
ている。
上記高圧段ランナ２は上カバー４および下カバー５で包
囲される一方、低圧段ランナ３は上カバー６およ下カバ
ー７で包囲され、高圧段ランナ室８および低圧段ランナ
室９を構成している。上記高圧段ランナ室夕 ８と低圧
段ランナ室９とは返り通路１０で連絡されている。また
、高圧段ランナ室８の外側にはうず巻ケーシング１１が
配置され、そのうず室１２と上記高圧段ランナ室８とは
蓮通され、うず室の入口は入０口弁を介して水圧鉄管に
接続されている。
囲される一方、低圧段ランナ３は上カバー６およ下カバ
ー７で包囲され、高圧段ランナ室８および低圧段ランナ
室９を構成している。上記高圧段ランナ室夕 ８と低圧
段ランナ室９とは返り通路１０で連絡されている。また
、高圧段ランナ室８の外側にはうず巻ケーシング１１が
配置され、そのうず室１２と上記高圧段ランナ室８とは
蓮通され、うず室の入口は入０口弁を介して水圧鉄管に
接続されている。
さらにまた、高圧段ランナ２の外側には、水口開度を変
えられる可動ガイドべ−ン１３が設けられる一方、低圧
段ランナ３の外側にも水口開度を変えられる可動ガイド
ベーン１４が設けられてし、夕る。これらの可動ガイド
ベーン１３，１４は、それぞれ独立したガイドべ−ン操
作機構によって水口開度を別個独立に開閉制御できるよ
うになっている。上記低圧段ランナ室９には、ヱルボ形
の吸出し０管１５が接続されており、この吸出し管１５
の上側部および返り通路１０の途中には破線で示した給
気管１６の支管１６Ａ，１６Ｂが接続されており、これ
らの支管の管路上には給気弁１７Ａ，１７Ｂが組込まれ
ている。
えられる可動ガイドべ−ン１３が設けられる一方、低圧
段ランナ３の外側にも水口開度を変えられる可動ガイド
ベーン１４が設けられてし、夕る。これらの可動ガイド
ベーン１３，１４は、それぞれ独立したガイドべ−ン操
作機構によって水口開度を別個独立に開閉制御できるよ
うになっている。上記低圧段ランナ室９には、ヱルボ形
の吸出し０管１５が接続されており、この吸出し管１５
の上側部および返り通路１０の途中には破線で示した給
気管１６の支管１６Ａ，１６Ｂが接続されており、これ
らの支管の管路上には給気弁１７Ａ，１７Ｂが組込まれ
ている。
一方、上言己高圧段ランナ室８の上カバ−４には排気管
１８Ａが接続され、一方低圧段ランナ室９の上カバー６
には排気管１８Ｂが接続され、それぞれ管路上には排気
弁１９Ａ，１９Ｂが組込まれている。
１８Ａが接続され、一方低圧段ランナ室９の上カバー６
には排気管１８Ｂが接続され、それぞれ管路上には排気
弁１９Ａ，１９Ｂが組込まれている。
排気管１８Ａ，１８Ｂは途中で合流して排気管１８とな
り大気に運通している。なお、第１図において符号２０
は、返り通路１０の水を吸出し管１５へ直接に導く排水
管を示しており、この管路上には排水弁２１が設けられ
ているが、この排水弁２１は通常閉じられている。上記
のように構成された２段ポンプ水車を水車運転させる場
合、水圧鉄管からの圧力水はうず巻ケーシング１１のう
ず室１２の流入し、この水流は高圧段部の可動ガイドベ
ーン１３、高圧段ランナ２を通過し、返り通路１０を経
て低圧段部の可動ガイドベーン１４、低圧段ランナ３を
流通し吸出し管１５内へ流れる。
り大気に運通している。なお、第１図において符号２０
は、返り通路１０の水を吸出し管１５へ直接に導く排水
管を示しており、この管路上には排水弁２１が設けられ
ているが、この排水弁２１は通常閉じられている。上記
のように構成された２段ポンプ水車を水車運転させる場
合、水圧鉄管からの圧力水はうず巻ケーシング１１のう
ず室１２の流入し、この水流は高圧段部の可動ガイドベ
ーン１３、高圧段ランナ２を通過し、返り通路１０を経
て低圧段部の可動ガイドベーン１４、低圧段ランナ３を
流通し吸出し管１５内へ流れる。
一方、水車と同じ回転速度で反対の方向にランナを回転
するポンプ運転時には、低圧段ランナ３によって揚水さ
れた水流は前記した水車運転時の場合と逆の順路を経て
吸出し管１５から水圧鉄管へと流通していく。
するポンプ運転時には、低圧段ランナ３によって揚水さ
れた水流は前記した水車運転時の場合と逆の順路を経て
吸出し管１５から水圧鉄管へと流通していく。
次に上述した２段ポンプ水車に本発明を適用して揚水ポ
ンプ起動する運転方法を第２図乃至第４図を参照して説
明する。
ンプ起動する運転方法を第２図乃至第４図を参照して説
明する。
先ず、高圧段の可動ガイドベーン１３および低圧段の可
動ガイドベーン１４を全閉したのち給気弁１７Ａおよび
１７８を開いて返り通路１０および吸出し管１５の上部
に圧縮空気を吹き込む。
動ガイドベーン１４を全閉したのち給気弁１７Ａおよび
１７８を開いて返り通路１０および吸出し管１５の上部
に圧縮空気を吹き込む。
すると、返り通路１０内の水は排水管２０を通して吸出
し管１５の下方へ押し下げられ、第２図に示した押し下
げ水面位に達したところで給気弁１７Ａ，１７Ｂを閉じ
る。その後ランナ２，３をポンプ方向へ空転起動してラ
ンナ２，３が系統と同期並列した時点で排気弁１９Ａお
よび１９Ｂを開き、それと同時に低圧段の可動ガイドベ
ーン１４のみを無負荷開度近くまで開き、高圧段の可動
ガイドベーン１３は閉じたま）にしておく。すると、第
３図に示したように返り通路１０内の水は可動ガイドベ
ーン１４の水口より低圧段ラソナ室９内に流入するが、
回転している低圧段ランナ３の遠心力の作用により流水
は外周に張りつき、ランナ３の充水程度に応じた錫程に
よりランナ３の外周の流路を充水し、この錫程に見合っ
た流路内のある点で水面はバランスする。排気がさらに
進行し、低圧段ランナ３内の充水度合が増加すると前記
水面は楊程の増加に見合う分だけ徐々に上昇して排気を
円滑に行なう。そして、排気がさらに進行すると、第４
図に示されるように、低圧段ランナ室９内の水は加圧さ
れて返り通路１０内を高庄段ランナ室８に向って圧送さ
れ、高圧段ランナ室８内を充水する。その後、ランナ室
８内が完全に充水されてポンプ締切圧が確立し、その値
がうず室１２内の水の圧力よりも高くなったところで高
圧段可動ガイドベーン１３を開いて揚水運転に入る。以
上のように運転する本発明によれば、ランナが同期並列
した直後に各段のランナ室内の圧縮空気を排気し、その
際に最高圧段の可動ガイドベーンを閉じたま）維持する
一方、最高圧段以外の可動ガイドべ−ンを無負荷開度近
傍の開度だけ開くようにして運転したから、最高圧段部
以外の可動ガイドベーンの内外に作用する圧力差を小さ
くすることができ、ガイドベーン軸に作用する押圧力を
小さくして小さな操作力で円滑を操作をすることができ
、サーボモータの容量も小さく抑えることができる。
し管１５の下方へ押し下げられ、第２図に示した押し下
げ水面位に達したところで給気弁１７Ａ，１７Ｂを閉じ
る。その後ランナ２，３をポンプ方向へ空転起動してラ
ンナ２，３が系統と同期並列した時点で排気弁１９Ａお
よび１９Ｂを開き、それと同時に低圧段の可動ガイドベ
ーン１４のみを無負荷開度近くまで開き、高圧段の可動
ガイドベーン１３は閉じたま）にしておく。すると、第
３図に示したように返り通路１０内の水は可動ガイドベ
ーン１４の水口より低圧段ラソナ室９内に流入するが、
回転している低圧段ランナ３の遠心力の作用により流水
は外周に張りつき、ランナ３の充水程度に応じた錫程に
よりランナ３の外周の流路を充水し、この錫程に見合っ
た流路内のある点で水面はバランスする。排気がさらに
進行し、低圧段ランナ３内の充水度合が増加すると前記
水面は楊程の増加に見合う分だけ徐々に上昇して排気を
円滑に行なう。そして、排気がさらに進行すると、第４
図に示されるように、低圧段ランナ室９内の水は加圧さ
れて返り通路１０内を高庄段ランナ室８に向って圧送さ
れ、高圧段ランナ室８内を充水する。その後、ランナ室
８内が完全に充水されてポンプ締切圧が確立し、その値
がうず室１２内の水の圧力よりも高くなったところで高
圧段可動ガイドベーン１３を開いて揚水運転に入る。以
上のように運転する本発明によれば、ランナが同期並列
した直後に各段のランナ室内の圧縮空気を排気し、その
際に最高圧段の可動ガイドベーンを閉じたま）維持する
一方、最高圧段以外の可動ガイドべ−ンを無負荷開度近
傍の開度だけ開くようにして運転したから、最高圧段部
以外の可動ガイドベーンの内外に作用する圧力差を小さ
くすることができ、ガイドベーン軸に作用する押圧力を
小さくして小さな操作力で円滑を操作をすることができ
、サーボモータの容量も小さく抑えることができる。
また、最高圧段以外の可動ガイドベーンを所定の関度だ
け開いて運転するので高圧段側の残存空気の圧縮に伴っ
て生ずる排気渋滞を防止して円滑なポンプ起動運転を実
現できる。
け開いて運転するので高圧段側の残存空気の圧縮に伴っ
て生ずる排気渋滞を防止して円滑なポンプ起動運転を実
現できる。
第１図は本発明を適用するフランシス形の２段ポンプ水
車の構造を示した略示縦断面図、第２図乃至第４図は本
発明による排気の過程を示した２段ポンプ水車の略示縦
断面図である。 ２・・・・・・高圧段ランナ、３・・・・・・低圧段ラ
ンナ、８・・・・・・高圧段ランナ室、９・・・・・・
低圧段ランナ室、１０・・・…返り通路、１３，１４…
・・・可動ガイドベーン、１５・・・・・・吸出し管、
１６・・・・・・給気管、１７・・・・・・給気弁、１
８・・・・・・排気管。 菱ー図 第２図 髪３図 髪４図
車の構造を示した略示縦断面図、第２図乃至第４図は本
発明による排気の過程を示した２段ポンプ水車の略示縦
断面図である。 ２・・・・・・高圧段ランナ、３・・・・・・低圧段ラ
ンナ、８・・・・・・高圧段ランナ室、９・・・・・・
低圧段ランナ室、１０・・・…返り通路、１３，１４…
・・・可動ガイドベーン、１５・・・・・・吸出し管、
１６・・・・・・給気管、１７・・・・・・給気弁、１
８・・・・・・排気管。 菱ー図 第２図 髪３図 髪４図
Claims (1)
- １ 最高圧段から最低圧段にいたるまでを一連の返り通
路で連結され、弁開度が独立的に調整できる可動ガイド
ベーンを各段に備えた多段ポンプ水車の運転方法であつ
て；ポンプ起動あるいは調相運転時に各段の可動ガイド
ベーンを全開したのち、各段のランナ室に圧縮空気を供
給してランナ室内の水をランナの下方に押し下げてラン
ナを空転させ、系統に同期並列たところで各段のランナ
室について排気を開始し、これとほぼ同時に最高圧段以
外の段の可動ガイドベーンを無負荷開度近傍の開度だけ
開いて運転を続行し、最高圧段のランナ室内のポンプ締
切圧が確立したところで最高圧段の可動ガイドベーンを
開いてポンプ運転に移行するようにしたことを特徴とす
る多段ポンプ水車の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54139519A JPS6035552B2 (ja) | 1979-10-29 | 1979-10-29 | 多段ポンプ水車の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54139519A JPS6035552B2 (ja) | 1979-10-29 | 1979-10-29 | 多段ポンプ水車の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5664162A JPS5664162A (en) | 1981-06-01 |
| JPS6035552B2 true JPS6035552B2 (ja) | 1985-08-15 |
Family
ID=15247175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54139519A Expired JPS6035552B2 (ja) | 1979-10-29 | 1979-10-29 | 多段ポンプ水車の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035552B2 (ja) |
-
1979
- 1979-10-29 JP JP54139519A patent/JPS6035552B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5664162A (en) | 1981-06-01 |
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